JPH06186598A - 光交換機 - Google Patents
光交換機Info
- Publication number
- JPH06186598A JPH06186598A JP17001193A JP17001193A JPH06186598A JP H06186598 A JPH06186598 A JP H06186598A JP 17001193 A JP17001193 A JP 17001193A JP 17001193 A JP17001193 A JP 17001193A JP H06186598 A JPH06186598 A JP H06186598A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- waveguide
- optical switch
- semiconductor
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、半導体光スイッチアレイを
利用した光変換機を提供することにある。 【構成】 片渡り交差型若しくは両渡り交差型光スイッ
チの渡り部分であるバイパス光導波路に光増幅部を有す
る半導体光スイッチ（３１１〜３４４）を複数組み合わ
せた半導体スイッチアレイと、上記各光増幅部の端子間
電圧の変化をモニタし上記半導体光スイッチに入射され
る光信号内のヘッダー部を読み取り接続すベき出射端を
識別し、この識別信号により上記半導体光スイッチをＯ
Ｎ状態又はＯＦＦ状態とする手段とからなる。 【効果】 小型かつ高機能の光交換機を得ることができ
る。
利用した光変換機を提供することにある。 【構成】 片渡り交差型若しくは両渡り交差型光スイッ
チの渡り部分であるバイパス光導波路に光増幅部を有す
る半導体光スイッチ（３１１〜３４４）を複数組み合わ
せた半導体スイッチアレイと、上記各光増幅部の端子間
電圧の変化をモニタし上記半導体光スイッチに入射され
る光信号内のヘッダー部を読み取り接続すベき出射端を
識別し、この識別信号により上記半導体光スイッチをＯ
Ｎ状態又はＯＦＦ状態とする手段とからなる。 【効果】 小型かつ高機能の光交換機を得ることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光交換機に係り、特に
半導体光スイッチアレイを利用した光交換機に関する。
半導体光スイッチアレイを利用した光交換機に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者等は半導体光スイッチとして、
素子長が短く、半導体基板上への大規模な集積を可能と
する半導体導波路型光スイッチ、渡り交差型構造光スイ
ッチ若しくは光交換機に用いられる集積された半導体導
波路型光スイッチの構造についていくつかの提案をして
きている。それらは、例えば、アイトリプルイー ジャ
ーナル オン セレクティッド エリアズ イン コミ
ュニケーションズ、第ジェイ エスエイシー ６巻、第
１２６２頁から第１２６６頁、１９８８年（IEEEJourna
l on Selected Areasin Communications, J-SAC-6, pp.
1262-1266, 1988）において論じた。
素子長が短く、半導体基板上への大規模な集積を可能と
する半導体導波路型光スイッチ、渡り交差型構造光スイ
ッチ若しくは光交換機に用いられる集積された半導体導
波路型光スイッチの構造についていくつかの提案をして
きている。それらは、例えば、アイトリプルイー ジャ
ーナル オン セレクティッド エリアズ イン コミ
ュニケーションズ、第ジェイ エスエイシー ６巻、第
１２６２頁から第１２６６頁、１９８８年（IEEEJourna
l on Selected Areasin Communications, J-SAC-6, pp.
1262-1266, 1988）において論じた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、極めて小型な光スイッチアレイを実現することがで
きるが、分岐部での散乱、光スイッチ特性不良による損
失増加や漏話量の増加、更に導波路固有の導波損失な
ど、種々の伝播損失があるという問題がある。このため
一層の光スイッチの大規模、高密度集積化をしようとし
た場合、これらの伝播損失を無視することができないと
いう技術的な課題がある。
ば、極めて小型な光スイッチアレイを実現することがで
きるが、分岐部での散乱、光スイッチ特性不良による損
失増加や漏話量の増加、更に導波路固有の導波損失な
ど、種々の伝播損失があるという問題がある。このため
一層の光スイッチの大規模、高密度集積化をしようとし
た場合、これらの伝播損失を無視することができないと
いう技術的な課題がある。
【０００４】本発明者らは、上記従来の技術での損失及
び漏話量増加の要因に関し種々の実験検討を行ったとこ
ろ、従来例にない新しい機能をもつ光スイッチが実現で
きる知見を得た。
び漏話量増加の要因に関し種々の実験検討を行ったとこ
ろ、従来例にない新しい機能をもつ光スイッチが実現で
きる知見を得た。
【０００５】本発明はこの知見に基づいてなされたもの
であり、その目的は、上記従来技術の有する課題を解決
し、新規な機能を有する半導体光スイッチアレイを用い
た光交換機を提供することにある。
であり、その目的は、上記従来技術の有する課題を解決
し、新規な機能を有する半導体光スイッチアレイを用い
た光交換機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一局面によれ
ば、光波を導くための第１の導波路と、上記光波を導く
ための第２の導波路と、上記第１の導波路と上記第２の
導波路との間に配設されて上記第１の導波路を伝幡する
上記光波の伝播方向を変化させるための伝播方向変換手
段と、上記第１の導波路と上記第２の導波路とを連結し
上記光波を上記第１の導波路から上記第２の導波路へ導
くための第３の導波路と、この第３の導波路上に設けら
れこの第３の導波路を伝播する上記光波を増幅するため
の光波増幅手段とを有する半導体光スイッチが提供され
る。第３の導波路上に光波増幅手段を設けることによ
り、不要な雑音成分を増幅することなく光波を増幅し
て、低損失のスイッチを実現する。上記光波増幅手段と
しては、半導体レーザの構造を用いることができる。半
導体レーザは光学的に活性な領域を有し、この領域に注
入されるキャリア・エネルギーの加減に応じて光放出状
態（いわゆるレーザ状態）、光増幅状態、及び光吸収状
態とに分類でき、本発明はこれらの各状態のうち光増幅
状態若しくは光吸収状態とを積極的に利用するものであ
る。このような半導体レーザの構造を上記第３の導波路
と光学的に結合させる。また、本発明の好ましい形態は
このような光波増幅手段と、電極からの注入キャリアに
より誘起される半導体媒質の屈折率変化を利用した上記
伝播方向変換手段とを組合せて半導化光スイッチを実現
することである。本発明の限定された一局面によれば、
上記光波増幅手段の動作時期と上記伝播方向変換手段の
動作時期とを同期させた半導体光スイッチが提供され
る。
ば、光波を導くための第１の導波路と、上記光波を導く
ための第２の導波路と、上記第１の導波路と上記第２の
導波路との間に配設されて上記第１の導波路を伝幡する
上記光波の伝播方向を変化させるための伝播方向変換手
段と、上記第１の導波路と上記第２の導波路とを連結し
上記光波を上記第１の導波路から上記第２の導波路へ導
くための第３の導波路と、この第３の導波路上に設けら
れこの第３の導波路を伝播する上記光波を増幅するため
の光波増幅手段とを有する半導体光スイッチが提供され
る。第３の導波路上に光波増幅手段を設けることによ
り、不要な雑音成分を増幅することなく光波を増幅し
て、低損失のスイッチを実現する。上記光波増幅手段と
しては、半導体レーザの構造を用いることができる。半
導体レーザは光学的に活性な領域を有し、この領域に注
入されるキャリア・エネルギーの加減に応じて光放出状
態（いわゆるレーザ状態）、光増幅状態、及び光吸収状
態とに分類でき、本発明はこれらの各状態のうち光増幅
状態若しくは光吸収状態とを積極的に利用するものであ
る。このような半導体レーザの構造を上記第３の導波路
と光学的に結合させる。また、本発明の好ましい形態は
このような光波増幅手段と、電極からの注入キャリアに
より誘起される半導体媒質の屈折率変化を利用した上記
伝播方向変換手段とを組合せて半導化光スイッチを実現
することである。本発明の限定された一局面によれば、
上記光波増幅手段の動作時期と上記伝播方向変換手段の
動作時期とを同期させた半導体光スイッチが提供され
る。
【０００７】この同期は例えば、前記光波増幅手段と上
記伝幡方向変換手段を動作させるための電極を共通電極
とすることにより得てもよい。
記伝幡方向変換手段を動作させるための電極を共通電極
とすることにより得てもよい。
【０００８】本発明の他の限定された一局面によれば、
前記半導体光スイッチが前記第１の導波路を伝播する光
波を導くための前記第２の導波路とは異なる第４の導波
路を有する半導体光スイッチが提供される。このような
半導体光スイッチは、前記伝播方向変換手段により、前
記伝播方向変換手段に外部より与えられる信号に応じ
て、第１の導波路を伝播してきた光波を前記第２若しく
は第４の導波路へ振り分ける。
前記半導体光スイッチが前記第１の導波路を伝播する光
波を導くための前記第２の導波路とは異なる第４の導波
路を有する半導体光スイッチが提供される。このような
半導体光スイッチは、前記伝播方向変換手段により、前
記伝播方向変換手段に外部より与えられる信号に応じ
て、第１の導波路を伝播してきた光波を前記第２若しく
は第４の導波路へ振り分ける。
【０００９】本発明の他の限定された一局面によれば、
前記半導体光スイッチが前記第１の導波路を伝播する第
１の光波以外の第２の光波を導くための第５の導波路を
有する半導体光スイッチが提供される。これにより、前
記第２の導波路は前記伝播方向変換手段により、前記伝
播方向変換手段に外部より与えられる信号に応じて上記
第１の光波若しくは上記第２の光波を伝播する。上記第
５の導波路はこの第５の導波路を伝播する前記第２の光
波が前記第３の導波路を伝播しないように前記伝播方向
変換手段に結合（光学的に結合）される。前記第２の導
波路は、外部から前記伝播方向変換手段に与えられる信
号に応じて、前記第１の光波若しくは前記第２の光波を
伝播する。
前記半導体光スイッチが前記第１の導波路を伝播する第
１の光波以外の第２の光波を導くための第５の導波路を
有する半導体光スイッチが提供される。これにより、前
記第２の導波路は前記伝播方向変換手段により、前記伝
播方向変換手段に外部より与えられる信号に応じて上記
第１の光波若しくは上記第２の光波を伝播する。上記第
５の導波路はこの第５の導波路を伝播する前記第２の光
波が前記第３の導波路を伝播しないように前記伝播方向
変換手段に結合（光学的に結合）される。前記第２の導
波路は、外部から前記伝播方向変換手段に与えられる信
号に応じて、前記第１の光波若しくは前記第２の光波を
伝播する。
【００１０】本発明の更に限定された他の一局面によれ
ば、前記光波増幅手段がモニター機能を有する半導体光
スイッチが提供される。このような半導体光スイッチに
より、光波が前記第１の光波であるか前記第２の光波で
あるかを識別することが可能となる。モニター機能を有
するものとしては例えば前述した半導体レーザ構造等の
光波増幅手段を用いることができる。半導体光スイッチ
の前記光波増幅手段には前記光波識別のための識別手段
が接続される。
ば、前記光波増幅手段がモニター機能を有する半導体光
スイッチが提供される。このような半導体光スイッチに
より、光波が前記第１の光波であるか前記第２の光波で
あるかを識別することが可能となる。モニター機能を有
するものとしては例えば前述した半導体レーザ構造等の
光波増幅手段を用いることができる。半導体光スイッチ
の前記光波増幅手段には前記光波識別のための識別手段
が接続される。
【００１１】本発明の他の一局面によれば、前記光波増
幅手段がゲート機能を有する半導体光スイッチが提供さ
れる。このような半導体光スイッチは、前記第１の光波
を前記第２の導波路へ導く必要が無い場合に、前記第１
の光波を前記光波増幅手段で吸収する。
幅手段がゲート機能を有する半導体光スイッチが提供さ
れる。このような半導体光スイッチは、前記第１の光波
を前記第２の導波路へ導く必要が無い場合に、前記第１
の光波を前記光波増幅手段で吸収する。
【００１２】本発明の更に他の一局面によれば、複数の
入力導波路と複数の出力導波路と、上記入力導波路と上
記出力導波路との交差部に配設された複数のスイッチ機
能部と、これらスイッチ機能部に設けられた複数の光波
増幅手段とを有する半導体光スイッチが提供される。こ
のような半導体光スイッチはそのスイッチ機能部に光波
増幅機能が存在するため、各スイッチ機能部において特
定の光波のみを増幅する。
入力導波路と複数の出力導波路と、上記入力導波路と上
記出力導波路との交差部に配設された複数のスイッチ機
能部と、これらスイッチ機能部に設けられた複数の光波
増幅手段とを有する半導体光スイッチが提供される。こ
のような半導体光スイッチはそのスイッチ機能部に光波
増幅機能が存在するため、各スイッチ機能部において特
定の光波のみを増幅する。
【００１３】本発明の限定された一局面によれば、前記
スイッチ機能部は前記複数の入力導波路のうち特定の入
力導波路を伝播してきた光波のみが伝播するバイパス導
波路を有し、前記光波増幅手段はこのバイパス導波路に
設けられている半導体光スイッチが提供される。
スイッチ機能部は前記複数の入力導波路のうち特定の入
力導波路を伝播してきた光波のみが伝播するバイパス導
波路を有し、前記光波増幅手段はこのバイパス導波路に
設けられている半導体光スイッチが提供される。
【００１４】本発明の更に他の一局面によれば、複数の
入力光波を受けてそれらの入力光波のうち選択された特
定の入力光波のみを増幅し、特定の出力光波とする半導
体光スイッチが提供される。このような半導体光スイッ
チによれば、前記特定の出力光波は前記特定の入力光波
以外の入力光波であって増幅されたものを実質上含まな
い。
入力光波を受けてそれらの入力光波のうち選択された特
定の入力光波のみを増幅し、特定の出力光波とする半導
体光スイッチが提供される。このような半導体光スイッ
チによれば、前記特定の出力光波は前記特定の入力光波
以外の入力光波であって増幅されたものを実質上含まな
い。
【００１５】本発明の更に他の一局面によれば、片渡り
交差型若しくは両渡り交差型光スイッチの渡り部分であ
るバイパス光導波路に光増幅手段を設けた半導体光スイ
ッチが提供される。
交差型若しくは両渡り交差型光スイッチの渡り部分であ
るバイパス光導波路に光増幅手段を設けた半導体光スイ
ッチが提供される。
【００１６】本発明の限定された一局面によれば、前記
半導体光スイッチが複数組み合わされた半導体光スイッ
チアレイが提供される。また複数の本発明に係る半導体
光スイッチを並列に若しくは多段に組合せることによ
り、低損失、低漏話特性を装置全体で向上した半導体光
スイッチアレイを用いた光交換機が実現できる。
半導体光スイッチが複数組み合わされた半導体光スイッ
チアレイが提供される。また複数の本発明に係る半導体
光スイッチを並列に若しくは多段に組合せることによ
り、低損失、低漏話特性を装置全体で向上した半導体光
スイッチアレイを用いた光交換機が実現できる。
【００１７】
【作用】従来、光スイッチ等の光波変調手段を介して導
波された光は、その変調の後、例えば出力端にて光増幅
されている。光波変調手段での伝播損失はこの光増幅に
より補償されるが、同時に光波変調手段において漏話等
により混入した不要な光波成分も光増幅され、結果とし
て出力光波の雑音成分は減少しない。これを解決するに
は必要な光波のみを光増幅する必要が有るが、これを光
波変調手段に到達する前段階で行なうと今度はこの必要
な光波の漏話が大きくなり、半導体光スイッチの出力マ
ージンが低下することに変わりはない。
波された光は、その変調の後、例えば出力端にて光増幅
されている。光波変調手段での伝播損失はこの光増幅に
より補償されるが、同時に光波変調手段において漏話等
により混入した不要な光波成分も光増幅され、結果とし
て出力光波の雑音成分は減少しない。これを解決するに
は必要な光波のみを光増幅する必要が有るが、これを光
波変調手段に到達する前段階で行なうと今度はこの必要
な光波の漏話が大きくなり、半導体光スイッチの出力マ
ージンが低下することに変わりはない。
【００１８】従って、この光増幅機能をスイッチ機能部
に持たせることにより上述した問題は全て解決される。
即ち、スイッチ機能部は特定の光波を選択する（別の言
葉で言えば伝播方向を変換する）部分を有しており、光
波がこの部分を通過した後に光増幅することにより上記
必要な光波のみの増幅が可能となる。但し、スイッチ機
能部を通過した後（具体的には出力導波路）において光
増幅すると、結果は前述した出力端における増幅と同じ
であり、無意味である。なお、ここでスイッチ機能部と
は、入力導波路と出力導波路との間に配設された部分で
あって、光を偏向するための機能を具備する領域を言
う。
に持たせることにより上述した問題は全て解決される。
即ち、スイッチ機能部は特定の光波を選択する（別の言
葉で言えば伝播方向を変換する）部分を有しており、光
波がこの部分を通過した後に光増幅することにより上記
必要な光波のみの増幅が可能となる。但し、スイッチ機
能部を通過した後（具体的には出力導波路）において光
増幅すると、結果は前述した出力端における増幅と同じ
であり、無意味である。なお、ここでスイッチ機能部と
は、入力導波路と出力導波路との間に配設された部分で
あって、光を偏向するための機能を具備する領域を言
う。
【００１９】また元来、半導体レーザ等の光増幅領域は
励起が行われていない事には、光吸収部として機能し、
励起が充分な状態では入力光信号を増幅する。本発明で
言う第３の導波路、若しくは片渡り交差型若しくは両渡
り交差型光スイッチの渡り部分であるバイパス光導波路
は交換する光信号のみが通過するという従来の光スイッ
チには存在しない機能を持っており、このバイパス光導
波路に光増幅機能をもたせれば、光スイッチがＯＦＦ状
態（光信号はバイパス光導波路を通らない状態）では光
吸収部として機能させ、光スイッチがＯＮ状態（光信号
がバイパス光導波路を通る状態）では光増幅部として機
能させることができる。この結果漏話量が格段に減少さ
れ、増幅部の増幅度に応じて損失が低減あるいは光信号
が増幅される。さらにこの光増幅部は光スイッチ内部に
存在するため大規模に集積された際個別に増幅度が調整
可能なので光スイッチアレイの特性を均一にすることも
可能となる。また、光増幅部での吸収された光を電気的
信号に変換し読み取ることも可能であるので光増幅部を
光信号モニタとして使用することができる。従って、光
交換機などの光処理装置へ応用した際、通話先の識別や
通話終了の判断等が可能となる。本発明をキャリア注入
型光スイッチ方式と同時に用いれば、注入キャリアをス
イッチング機能及び増幅機能の両方に使用できるので小
型で高機能な光スイッチが容易に実現できることにな
る。従って、小型で、漏話特性、低損失特性に優れた光
交換機用光スイッチアレイを用いた光交換機が実現でき
る。
励起が行われていない事には、光吸収部として機能し、
励起が充分な状態では入力光信号を増幅する。本発明で
言う第３の導波路、若しくは片渡り交差型若しくは両渡
り交差型光スイッチの渡り部分であるバイパス光導波路
は交換する光信号のみが通過するという従来の光スイッ
チには存在しない機能を持っており、このバイパス光導
波路に光増幅機能をもたせれば、光スイッチがＯＦＦ状
態（光信号はバイパス光導波路を通らない状態）では光
吸収部として機能させ、光スイッチがＯＮ状態（光信号
がバイパス光導波路を通る状態）では光増幅部として機
能させることができる。この結果漏話量が格段に減少さ
れ、増幅部の増幅度に応じて損失が低減あるいは光信号
が増幅される。さらにこの光増幅部は光スイッチ内部に
存在するため大規模に集積された際個別に増幅度が調整
可能なので光スイッチアレイの特性を均一にすることも
可能となる。また、光増幅部での吸収された光を電気的
信号に変換し読み取ることも可能であるので光増幅部を
光信号モニタとして使用することができる。従って、光
交換機などの光処理装置へ応用した際、通話先の識別や
通話終了の判断等が可能となる。本発明をキャリア注入
型光スイッチ方式と同時に用いれば、注入キャリアをス
イッチング機能及び増幅機能の両方に使用できるので小
型で高機能な光スイッチが容易に実現できることにな
る。従って、小型で、漏話特性、低損失特性に優れた光
交換機用光スイッチアレイを用いた光交換機が実現でき
る。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００２１】実施例では、第２図（ａ）及び（ｂ）に示
した各々片渡り及び両渡り交差型構造の内、片渡り交差
型構造をもちいた場合について詳述する。両渡り交差型
構造を用いても本発明の効果は同様である。
した各々片渡り及び両渡り交差型構造の内、片渡り交差
型構造をもちいた場合について詳述する。両渡り交差型
構造を用いても本発明の効果は同様である。
【００２２】（実施例１）本実施例では、第１図に示し
たように片渡り交差型構造のバイパス光導波路１に光増
幅部２を設けた。本実施例ではＩｎＰ基板３上に、ＬＰ
Ｅ法を用い、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層４（吸収端波長λ
ｇ＝１．１５μｍ）、ＩｎＰ障壁層５、ＩｎＧａＡｓＰ
光増幅層６（吸収端波長λｇ＝１．３０μｍ）、ＩｎＰ
クラッド層７、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８を多層成長
した後、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８を取り除き、バイ
パス光導波路部以外の部分のＩｎＰクラッド層７、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光増幅層６（吸収端波長λｇ＝１．３０μ
ｍ）を選択エッチング法を用いて除去した。次に、全体
にＩｎＰクラッド層７、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８を
再成長した。この後、通常のリソグラフィ技術とエッチ
ング技術により第３図（ａ）及び（ｂ）に示した形状の
光導波路を光増幅部以外９及び光増幅部１に形成した。
形成した光導波路の幅は５μｍであり、Ｘ字型の導波路
交差角は１４°Ｙ字型の光導波路分岐角は７°である。
形成した光スイッチには通常の電極形成技術を用いて、
光スイッチ動作のためのキャリア注入領域１０及び各領
域へのキャリア注入のための電極を形成した。作製した
光スイッチの動作を第４図及び第５図を用いて説明す
る。特性評価において、光入射端１１に波長１．３μｍ
の半導体レーザ光を入射した。第４図の構成では、光ス
イッチ部と光増幅部の電極を接続し、両方のキャリア注
入部を同時に駆動した。このとき約２００ｍＡの注入電
流で出射端１２は出射端１３にほぼ完全に切り換わり、
挿入損失及び漏話量は各々３ｄＢ、−３０ｄＢであっ
た。この値は光増幅部を設けなかった素子に比べて各々
５ｄＢ、１０ｄＢの改善であった。次に、第５図の構
成、即ち、光スイッチ部と光増幅部の電極を別々に用
い、双方のキャリア注入部を別個に駆動した。光スイッ
チ部へ約１２０ｍＡ、光増幅部へ約２００ｍＡの注入電
流を流したとき出射端１２は出射端１３にほぼ完全に切
り換わり、挿入損失及び漏話量は各々−２ｄＢ、−３０
ｄＢであった。すなわち、２ｄＢの利得を得ることがで
きた。この結果、本発明による損失の低減又は無くする
基本機能及び漏話量を低減するの基本機能が確認でき
た。
たように片渡り交差型構造のバイパス光導波路１に光増
幅部２を設けた。本実施例ではＩｎＰ基板３上に、ＬＰ
Ｅ法を用い、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層４（吸収端波長λ
ｇ＝１．１５μｍ）、ＩｎＰ障壁層５、ＩｎＧａＡｓＰ
光増幅層６（吸収端波長λｇ＝１．３０μｍ）、ＩｎＰ
クラッド層７、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８を多層成長
した後、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８を取り除き、バイ
パス光導波路部以外の部分のＩｎＰクラッド層７、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光増幅層６（吸収端波長λｇ＝１．３０μ
ｍ）を選択エッチング法を用いて除去した。次に、全体
にＩｎＰクラッド層７、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８を
再成長した。この後、通常のリソグラフィ技術とエッチ
ング技術により第３図（ａ）及び（ｂ）に示した形状の
光導波路を光増幅部以外９及び光増幅部１に形成した。
形成した光導波路の幅は５μｍであり、Ｘ字型の導波路
交差角は１４°Ｙ字型の光導波路分岐角は７°である。
形成した光スイッチには通常の電極形成技術を用いて、
光スイッチ動作のためのキャリア注入領域１０及び各領
域へのキャリア注入のための電極を形成した。作製した
光スイッチの動作を第４図及び第５図を用いて説明す
る。特性評価において、光入射端１１に波長１．３μｍ
の半導体レーザ光を入射した。第４図の構成では、光ス
イッチ部と光増幅部の電極を接続し、両方のキャリア注
入部を同時に駆動した。このとき約２００ｍＡの注入電
流で出射端１２は出射端１３にほぼ完全に切り換わり、
挿入損失及び漏話量は各々３ｄＢ、−３０ｄＢであっ
た。この値は光増幅部を設けなかった素子に比べて各々
５ｄＢ、１０ｄＢの改善であった。次に、第５図の構
成、即ち、光スイッチ部と光増幅部の電極を別々に用
い、双方のキャリア注入部を別個に駆動した。光スイッ
チ部へ約１２０ｍＡ、光増幅部へ約２００ｍＡの注入電
流を流したとき出射端１２は出射端１３にほぼ完全に切
り換わり、挿入損失及び漏話量は各々−２ｄＢ、−３０
ｄＢであった。すなわち、２ｄＢの利得を得ることがで
きた。この結果、本発明による損失の低減又は無くする
基本機能及び漏話量を低減するの基本機能が確認でき
た。
【００２３】本実施例では光導波路の構造に第３図に示
したリッジ型を用いたが通常の光導波路の構造である装
荷型、ＢＨ型、ＣＳＰ型等の屈折率導波型光導波路構造
だけでなく、利得導波型光導波路構造を用いても同様の
効果が得られることは言うまでもない。又、半導体材料
としてＩｎＧａＡｓＰ系を用いているが、他の半導体材
料系たとえばＧａＡｌＡｓ系、ＩｎＧａＡｌＡｓ系等の
III−Ｖ族系やII−VI族系を用いても同様の効果が得ら
れる。
したリッジ型を用いたが通常の光導波路の構造である装
荷型、ＢＨ型、ＣＳＰ型等の屈折率導波型光導波路構造
だけでなく、利得導波型光導波路構造を用いても同様の
効果が得られることは言うまでもない。又、半導体材料
としてＩｎＧａＡｓＰ系を用いているが、他の半導体材
料系たとえばＧａＡｌＡｓ系、ＩｎＧａＡｌＡｓ系等の
III−Ｖ族系やII−VI族系を用いても同様の効果が得ら
れる。
【００２４】（実施例２）本実施例では実施例１の半導
体光スイッチ第６図の形状に１６個集積し、４入力４出
力を持つ完全格子型４×４光スイッチアレイを作成し
た。本発明の片渡り交差型及び両渡り交差型光スイッチ
の渡り部分であるバイパス光導波路は交換する光信号の
みが通過するという従来の光スイッチには存在しない機
能を持っているため、従来例にない、光交換機能を実現
できる。従来例の構成、即ち光スイッチアレイの入・出
射端に光増幅器を配置するといった第７図に示した構成
では、入射端２１１，２１２，２１３，２１４から入射
した光信号は光スイッチアレイのどの格子点にあるスイ
ッチ単位がＯＮ状態になるかによって出射端２３１，２
３２，２３３，２３４のどこの出射端に出力されるかが
異なり、各結線状態により光導波路の経路、長さ等が異
なるため入射端あるいは出射端に配置した光増幅器２
１，２２，２３，２４を一定の条件下で動作させたので
は損失の結線状態によるバラツキを調整することができ
ない。（たとえば出射端２３１への光出力はスイッチ単
位４１１，４２１，４３１，４４１がＯＮ状態になれば
各々入射端２１１，２１２，２１３，２１４からの光信
号である。各経路で光導波路の長さ、状態が異なるため
当然経路ごとの損失値も異なる。）それに対し、本発明
の半導体光スイッチで構成した第６図の光スイッチアレ
イは各格子点に配置されたスイッチ単位に個別の光増幅
機能があるため、結線状態による光導波路の経路、長さ
等が異なるための損失バラツキを調整することができる
（どの格子点にあるスイッチ単位がＯＮ状態になるかに
よって入射端と出射端の経路は一意的に決まるので、そ
の経路の損失値に応じて各格子点での増幅度を一義的に
決めてやればよい。）本実施例ではこの機能を確認する
ため、第６図の構成で入射端１１１から入力した光信号
が出射端１３１，１３２，１３３，１３４に同じ光強度
で出力するように４つのスイッチ単位３１１，３１２，
３１３，３１４の光増幅度を個別に調整し挿入損失が５
ｄＢとなるようにした。必要な電流値は各々２００，２
２０，２３０，２６０ｍＡであった。同様に入射端１１
２，１１３，１１４から入力した光信号が各出射端１３
１，１３２，１３３，１３４に同じ光強度で挿入損失が
５ｄＢとなるように出力するよう、残りの１２個のスイ
ッチ単位３２１，３２２，３２３，３２４，３３１，３
３２，３３３，３３４，３４１，３４２，３４３，３４
４の光増幅度を個別に調整した。この結果、どの入射端
から入力した光信号もどの出射端へも同じ光強度で出力
するという本発明の新しい機能が確認できた。
体光スイッチ第６図の形状に１６個集積し、４入力４出
力を持つ完全格子型４×４光スイッチアレイを作成し
た。本発明の片渡り交差型及び両渡り交差型光スイッチ
の渡り部分であるバイパス光導波路は交換する光信号の
みが通過するという従来の光スイッチには存在しない機
能を持っているため、従来例にない、光交換機能を実現
できる。従来例の構成、即ち光スイッチアレイの入・出
射端に光増幅器を配置するといった第７図に示した構成
では、入射端２１１，２１２，２１３，２１４から入射
した光信号は光スイッチアレイのどの格子点にあるスイ
ッチ単位がＯＮ状態になるかによって出射端２３１，２
３２，２３３，２３４のどこの出射端に出力されるかが
異なり、各結線状態により光導波路の経路、長さ等が異
なるため入射端あるいは出射端に配置した光増幅器２
１，２２，２３，２４を一定の条件下で動作させたので
は損失の結線状態によるバラツキを調整することができ
ない。（たとえば出射端２３１への光出力はスイッチ単
位４１１，４２１，４３１，４４１がＯＮ状態になれば
各々入射端２１１，２１２，２１３，２１４からの光信
号である。各経路で光導波路の長さ、状態が異なるため
当然経路ごとの損失値も異なる。）それに対し、本発明
の半導体光スイッチで構成した第６図の光スイッチアレ
イは各格子点に配置されたスイッチ単位に個別の光増幅
機能があるため、結線状態による光導波路の経路、長さ
等が異なるための損失バラツキを調整することができる
（どの格子点にあるスイッチ単位がＯＮ状態になるかに
よって入射端と出射端の経路は一意的に決まるので、そ
の経路の損失値に応じて各格子点での増幅度を一義的に
決めてやればよい。）本実施例ではこの機能を確認する
ため、第６図の構成で入射端１１１から入力した光信号
が出射端１３１，１３２，１３３，１３４に同じ光強度
で出力するように４つのスイッチ単位３１１，３１２，
３１３，３１４の光増幅度を個別に調整し挿入損失が５
ｄＢとなるようにした。必要な電流値は各々２００，２
２０，２３０，２６０ｍＡであった。同様に入射端１１
２，１１３，１１４から入力した光信号が各出射端１３
１，１３２，１３３，１３４に同じ光強度で挿入損失が
５ｄＢとなるように出力するよう、残りの１２個のスイ
ッチ単位３２１，３２２，３２３，３２４，３３１，３
３２，３３３，３３４，３４１，３４２，３４３，３４
４の光増幅度を個別に調整した。この結果、どの入射端
から入力した光信号もどの出射端へも同じ光強度で出力
するという本発明の新しい機能が確認できた。
【００２５】（実施例３）本実施例では、本発明の光信
号モニタ機能を利用して光交換機を実現した。構成は第
６図と同様のものを用いた。入射端１１１から入力した
光信号をスイッチ単位３１１，３１２，３１３，３１４
の光増幅部の端子間電圧の変化でモニタし、光信号内の
ヘッダ−部を読み取り接続すべき出射端を識別した。こ
の識別された信号に応じて、該当する出射端１３２へ出
射するように該当するスイッチ単位３１２をＯＮ状態と
した。更に、この状態でスイッチ単位３１２の光増幅部
の端子間電圧の変化で信号の内容をモニタし、通話が終
了した時点を識別し、スイッチ単位３１２をＯＦＦ状態
とし、出射端１３２への接続を断絶した。この結果、本
発明の光信号モニタ機能が確認でき、高度な機能を持つ
光交換機が実現できることが確認できた。
号モニタ機能を利用して光交換機を実現した。構成は第
６図と同様のものを用いた。入射端１１１から入力した
光信号をスイッチ単位３１１，３１２，３１３，３１４
の光増幅部の端子間電圧の変化でモニタし、光信号内の
ヘッダ−部を読み取り接続すべき出射端を識別した。こ
の識別された信号に応じて、該当する出射端１３２へ出
射するように該当するスイッチ単位３１２をＯＮ状態と
した。更に、この状態でスイッチ単位３１２の光増幅部
の端子間電圧の変化で信号の内容をモニタし、通話が終
了した時点を識別し、スイッチ単位３１２をＯＦＦ状態
とし、出射端１３２への接続を断絶した。この結果、本
発明の光信号モニタ機能が確認でき、高度な機能を持つ
光交換機が実現できることが確認できた。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、小型で、漏話特性、低
損失特性に優れ新しい機能を持った光交換機用光スイッ
チレアイが提供できるので、新たな光情報処理及び伝送
システムにおける高機能な光交換機の構築を可能とす
る。
損失特性に優れ新しい機能を持った光交換機用光スイッ
チレアイが提供できるので、新たな光情報処理及び伝送
システムにおける高機能な光交換機の構築を可能とす
る。
【図１】本発明の動作を説明するための概念図。
【図２】本発明に使用した片渡り交差型及び両渡り交差
型光スイッチの構造を説明するための模式図。
型光スイッチの構造を説明するための模式図。
【図３】本発明に使用した光増幅部以外及び光増幅部の
リッジ型光導波路の断面構造図。
リッジ型光導波路の断面構造図。
【図４】本発明の使用形態を示した模式図。
【図５】本発明の使用形態を示した模式図。
【図６】実施例で用いた本発明の半導体光スイッチで構
成した４×４光スイッチアレイの模式図。
成した４×４光スイッチアレイの模式図。
【図７】実施例で本発明との比較のため用いた従来例で
の４×４光スイッチアレイに光増幅器を配置した構造の
模式図。
の４×４光スイッチアレイに光増幅器を配置した構造の
模式図。
１…バイパス光導波路、２…光増幅部、３…ＩｎＰ基
板、４…ＩｎＧａＡｓＰ光導波層、５…ＩｎＰ障壁層、
６…ＩｎＧａＡｓＰ光増幅層、７…ＩｎＰクラッド層、
８…ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、９…光導波路、１０…
キャリア注入領域。
板、４…ＩｎＧａＡｓＰ光導波層、５…ＩｎＰ障壁層、
６…ＩｎＧａＡｓＰ光増幅層、７…ＩｎＰクラッド層、
８…ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、９…光導波路、１０…
キャリア注入領域。
Claims (1)
- 【請求項１】片渡り交差型若しくは両渡り交差型光スイ
ッチの渡り部分であるバイパス光導波路に光増幅部を有
する半導体光スイッチを複数組み合わせた半導体スイッ
チアレイと、上記各光増幅部の端子間電圧の変化をモニ
タし上記半導体光スイッチに入射される光信号内のヘッ
ダー部を読み取り接続すべき出射端を識別する手段と、
上記識別手段からの信号により上記半導体光スイッチを
ＯＮ状態又はＯＦＦ状態とする手段とからなる光交換
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17001193A JPH06186598A (ja) | 1993-06-01 | 1993-07-09 | 光交換機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17001193A JPH06186598A (ja) | 1993-06-01 | 1993-07-09 | 光交換機 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1017604A Division JP2656598B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 半導体光スイッチ及び半導体光スイッチアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06186598A true JPH06186598A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=15896940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17001193A Pending JPH06186598A (ja) | 1993-06-01 | 1993-07-09 | 光交換機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06186598A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581643A (en) * | 1994-12-08 | 1996-12-03 | Northern Telecom Limited | Optical waveguide cross-point switch |
| US6563997B1 (en) | 2000-11-28 | 2003-05-13 | Lighteross, Inc. | Formation of a surface on an optical component |
| US6596185B2 (en) | 2000-11-28 | 2003-07-22 | Lightcross, Inc. | Formation of optical components on a substrate |
| US6614965B2 (en) | 2001-05-11 | 2003-09-02 | Lightcross, Inc. | Efficient coupling of optical fiber to optical component |
| US6614951B2 (en) | 2001-08-06 | 2003-09-02 | Lightcross, Inc. | Optical component having a flat top output |
| US6674929B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-01-06 | Lightcross, Inc. | Tunable optical filter |
| US6714704B2 (en) | 2001-11-29 | 2004-03-30 | Lightcross, Inc. | Optical component having selected bandwidth |
| US6792180B1 (en) | 2001-03-20 | 2004-09-14 | Kotura, Inc. | Optical component having flat top output |
| US6810168B1 (en) | 2002-05-30 | 2004-10-26 | Kotura, Inc. | Tunable add/drop node |
| US6853797B2 (en) | 2001-11-05 | 2005-02-08 | Kotura, Inc. | Compact optical equalizer |
| US6853773B2 (en) | 2001-04-30 | 2005-02-08 | Kotusa, Inc. | Tunable filter |
| US6885795B1 (en) | 2002-05-31 | 2005-04-26 | Kotusa, Inc. | Waveguide tap monitor |
| US7107212B2 (en) | 1996-11-07 | 2006-09-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Bitstream data reduction coding by applying prediction |
| US7113704B1 (en) | 2000-11-28 | 2006-09-26 | Kotura, Inc. | Tunable add/drop node for optical network |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60175036A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光マトリックス・スイッチ |
| JPS6218524A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光マトリクススイツチ |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP17001193A patent/JPH06186598A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60175036A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光マトリックス・スイッチ |
| JPS6218524A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光マトリクススイツチ |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581643A (en) * | 1994-12-08 | 1996-12-03 | Northern Telecom Limited | Optical waveguide cross-point switch |
| US7107212B2 (en) | 1996-11-07 | 2006-09-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Bitstream data reduction coding by applying prediction |
| US6563997B1 (en) | 2000-11-28 | 2003-05-13 | Lighteross, Inc. | Formation of a surface on an optical component |
| US6596185B2 (en) | 2000-11-28 | 2003-07-22 | Lightcross, Inc. | Formation of optical components on a substrate |
| US7113704B1 (en) | 2000-11-28 | 2006-09-26 | Kotura, Inc. | Tunable add/drop node for optical network |
| US6792180B1 (en) | 2001-03-20 | 2004-09-14 | Kotura, Inc. | Optical component having flat top output |
| US6853773B2 (en) | 2001-04-30 | 2005-02-08 | Kotusa, Inc. | Tunable filter |
| US6614965B2 (en) | 2001-05-11 | 2003-09-02 | Lightcross, Inc. | Efficient coupling of optical fiber to optical component |
| US6674929B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-01-06 | Lightcross, Inc. | Tunable optical filter |
| US6614951B2 (en) | 2001-08-06 | 2003-09-02 | Lightcross, Inc. | Optical component having a flat top output |
| US6853797B2 (en) | 2001-11-05 | 2005-02-08 | Kotura, Inc. | Compact optical equalizer |
| US6714704B2 (en) | 2001-11-29 | 2004-03-30 | Lightcross, Inc. | Optical component having selected bandwidth |
| US6810168B1 (en) | 2002-05-30 | 2004-10-26 | Kotura, Inc. | Tunable add/drop node |
| US6885795B1 (en) | 2002-05-31 | 2005-04-26 | Kotusa, Inc. | Waveguide tap monitor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2656598B2 (ja) | 半導体光スイッチ及び半導体光スイッチアレイ | |
| US5255332A (en) | NxN Optical crossbar switch matrix | |
| JPH06186598A (ja) | 光交換機 | |
| US5109444A (en) | Integrated type optical node and optical information system using the same | |
| JP4436451B2 (ja) | 光信号増幅３端子装置 | |
| US5222163A (en) | Integrated type optical node and optical information system using the same | |
| US7911686B2 (en) | Optical module and optical communication system | |
| US7064891B2 (en) | Optical wavelength converter with a semiconductor optical amplifier | |
| US5394491A (en) | Semiconductor optical switch and array of the same | |
| JPS59135441A (ja) | 光導波路スイツチ | |
| US5247592A (en) | Semiconductor optical device and array of the same | |
| EP1314333B1 (en) | Integrated optical router and wavelength convertor matrix | |
| CA2267018C (en) | Optical wavelength converter with active waveguide | |
| JPH0887038A (ja) | 光制御型半導体光スイッチ | |
| US6956985B2 (en) | Semiconductor-based optical switch architecture | |
| US6498885B1 (en) | Semiconductor nonlinear waveguide and optical switch | |
| JP2806426B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP2630052B2 (ja) | マトリクス光スイッチ | |
| JP3147386B2 (ja) | 偏光無依存型半導体光スイッチ | |
| JP2901321B2 (ja) | 光デマルチプレクサ | |
| JP2850955B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP2971419B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP3104831B2 (ja) | 集積型光デバイス及びそれを用いた光通信ネットワーク | |
| JP2677222B2 (ja) | 光スイッチ | |
| De Merlier et al. | A novel 2R regenerator based on an asymmetric Mach-Zehnder interferometer incorporating an MMI-SOA |