JPH065350B2 - Total reflection type optical switch - Google Patents
Total reflection type optical switchInfo
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- JPH065350B2 JPH065350B2 JP15613886A JP15613886A JPH065350B2 JP H065350 B2 JPH065350 B2 JP H065350B2 JP 15613886 A JP15613886 A JP 15613886A JP 15613886 A JP15613886 A JP 15613886A JP H065350 B2 JPH065350 B2 JP H065350B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光導波路中を伝搬する光の進行方向を電気的
に制御する全反射型光スイッチに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a total reflection type optical switch that electrically controls the traveling direction of light propagating in an optical waveguide.
従来、この種の光スイッチとして、交差型の導波路に電
極を設け、交差部の中心線に沿って導波光の光路を遮ぎ
るように、屈折率の低い領域を電気的に生じさせ、導波
光を全反射させることにより、光路を変えるものがあ
り、この型の光スイッチは構造が簡単で、非常に小型に
できるという特徴がある。Conventionally, as an optical switch of this type, an electrode is provided in a crossed waveguide, and a region with a low refractive index is electrically generated and guided so as to block the optical path of the guided light along the center line of the crossing. Some types change the optical path by totally reflecting the wave light, and this type of optical switch is characterized by its simple structure and extremely small size.
第4図はこの型の光スイッチの構成を示す構成図であ
る。FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of this type of optical switch.
基板1上に2本の直線導波路1a−▲▼と1b−▲
▼とが交差点3で交差するように形成され、交差部
2にその長手方向に沿って電極4が設けられている。Two linear waveguides 1a- ▲ ▼ and 1b- ▲ are formed on the substrate 1.
And ▼ are formed so as to intersect at an intersection 3, and an electrode 4 is provided at the intersection 2 along the longitudinal direction thereof.
この型の光スイッチでは、電圧を印加しないときは、1
aまたは1bに入力された光が▲▼または▲▼
から出力されるクロス状態が得られるように導波路1a
−▲▼と1b−▲▼のなす交差角φが設定され
ている。In this type of optical switch, when no voltage is applied, 1
The light input to a or 1b is ▲ ▼ or ▲ ▼
1a so that the cross state output from
An intersection angle φ formed by- ▲ ▼ and 1b- ▲ ▼ is set.
電極4に電圧を印加したときは、交差部2の一部の屈折
率を下げて光を全反射させることによって、1aまたは
1bから入力された光を▲▼または▲▼へ出力
させるバー(Bar)状態が得られるようになっている。When a voltage is applied to the electrode 4, the refractive index of a part of the intersection 2 is lowered to totally reflect the light, thereby outputting the light input from 1a or 1b to ▲ ▼ or ▲ ▼. ) The state can be obtained.
しかし、クロス状態において、良いクロストークを得る
ことが困難であり、良好なクロストークを得るために交
差角φ8゜程度以上とすることが必要である。However, it is difficult to obtain good crosstalk in the crossed state, and it is necessary to set the crossing angle φ to 8 ° or more in order to obtain good crosstalk.
しかし、交差角φを大きくすると、屈折率を低くする交
差部2への入射角度が大きくなるために、動作電圧が高
くなるという欠点があった。However, when the crossing angle φ is increased, there is a drawback that the operating voltage is increased because the angle of incidence on the crossing portion 2 which lowers the refractive index is increased.
したがって、前記構成の光スイッチでは、クロス状態に
おけるクロストークを低減することが困難であった。Therefore, it is difficult for the optical switch having the above configuration to reduce crosstalk in the cross state.
これを解決する手段として、交差部の屈折率を高くした
2Δn型構造があるが、この構造では、交差角が小さいと
きは、モードの干渉効果が大きくなり、充分にスイッチ
ング機能を発揮しないという問題点があった。As a means to solve this, the refractive index at the intersection was increased.
Although there is a 2Δn type structure, this structure has a problem that when the crossing angle is small, the mode interference effect becomes large and the switching function is not sufficiently exhibited.
そこで、この発明は前記問題点に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、クロス状態におけるクロ
ストークの低減を図った導波型光スイッチを提供するこ
とにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a waveguide type optical switch that reduces crosstalk in a cross state.
前記目的に沿うこの発明の構成は全反射型光スイッチに
おいて、2本の導波路が互いに異なる屈折率を有し、交
差部の屈折率が屈折率の高い導波路と同一もしくはそれ
以上の値としたことを要旨とする。In the total reflection type optical switch according to the present invention, the two waveguides have different refractive indexes from each other, and the refractive index at the intersection is equal to or higher than that of the high refractive index waveguide. What is done is summarized.
前記構成の全反射型光スイッチにおいて、導波路に導波
光を入射させると、交差部以外では2本の導波路間の結
合を低減させることができる。In the total reflection type optical switch having the above structure, when guided light is made incident on the waveguide, coupling between the two waveguides can be reduced except at the intersection.
また、交差部では、導波路が閉込め構造を有し、しか
も、小さい屈折率をもった導波路においては、導波光が
屈曲する。At the intersection, the waveguide has a confining structure, and the guided light is bent in the waveguide having a small refractive index.
したがって、クロス状態でのクロストークを減少させる
ことができる。Therefore, crosstalk in the cross state can be reduced.
これにより、従来の問題点を除去することができる。As a result, the conventional problems can be eliminated.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図はこの発明の第1実施例に係る光スイッチの要部
を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of an optical switch according to a first embodiment of the present invention.
第1図において、1は基板であり、この基板1上に屈折
率の高い導波路14と低い導波路15が交差点3で交差
するように形成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate, on which a waveguide 14 having a high refractive index and a waveguide 15 having a low refractive index are formed so as to intersect each other at an intersection 3.
交差点3を中心とする交差部2において、導波路14は
閉じ込め構造を有し、導波路15は何んら閉じ込め構造
を有しない。At the intersection 2 centered on the intersection 3, the waveguide 14 has a confinement structure, and the waveguide 15 has no confinement structure.
前記基板1の交差部側に図示省略の電極が交差部2の長
手方向に沿って設けられている。Electrodes (not shown) are provided on the crossing side of the substrate 1 along the longitudinal direction of the crossing 2.
なお、1a,1bは入力ポート、▲▼,▲▼は
出力ポートである。Note that 1a and 1b are input ports, and ▲ ▼ and ▲ ▼ are output ports.
次に、前記構成の光スイッチの動作を第2図を併用して
説明する。Next, the operation of the optical switch having the above configuration will be described with reference to FIG.
第2図は光スイッチの動作を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operation of the optical switch.
第2図(a)に示すように、導波光16が入力ポート1b
へ入力されたとき、導波光16は導波路14と15間の
結合によって導波路15を進む光17aを生じるが、一
般の方向性結合器と同様に導波路14と15の屈折率差
が大きいので、光17aはほとんど生じない。As shown in FIG. 2 (a), the guided light 16 is reflected by the input port 1b.
When input to the waveguide 14, the guided light 16 produces light 17a that travels in the waveguide 15 due to the coupling between the waveguides 14 and 15, but the refractive index difference between the waveguides 14 and 15 is large as in a general directional coupler. Therefore, the light 17a is hardly generated.
交差部2においては、導波光16が閉じ込め構造である
ので、光16はほとんど回折することなく進む。At the crossing portion 2, the guided light 16 has a confining structure, so the light 16 travels with almost no diffraction.
出力側においても、導波路14と15間の結合がある
が、導波路14と15間の屈折率差が大きいので、入力
側と同様、光▲▼はほとんど生じない。On the output side as well, there is coupling between the waveguides 14 and 15, but since the difference in the refractive index between the waveguides 14 and 15 is large, almost no light (3) is generated as with the input side.
第2図(b)に示すように、導波光17が入力ポート1a
に入力されたとき、導波光17は導波路14と15の間
の結合によって導波路14を進む光16bを生じるが、
一般の方向性結合器と同様に導波路14と15の屈折率
が大きいので、光16bはほとんど生じない。As shown in FIG. 2 (b), the guided light 17 is reflected by the input port 1a.
Is input to the waveguide 17, the guided light 17 produces light 16b that travels in the waveguide 14 due to the coupling between the waveguides 14 and 15,
Since the waveguides 14 and 15 have a large refractive index as in a general directional coupler, almost no light 16b is generated.
交差部2においては、光18が示すように、導波路14
から離れる方向へ光が曲げられるため、回折があったと
しても、導波路14へ光18が洩込む率は低下する。At the intersection 2, as shown by the light 18, the waveguide 14
Since the light is bent in the direction away from, even if there is diffraction, the rate of light 18 leaking into the waveguide 14 decreases.
出力側においても、導波路14と15間の結合がある
が、導波路14と15の屈折率差が大きいので、入力側
と同様光▲▼はほとんど生じない。On the output side as well, there is coupling between the waveguides 14 and 15, but since the difference in the refractive index between the waveguides 14 and 15 is large, almost no light {circle around (2)} is generated as in the input side.
第3図はこの発明の第2実施例を示す。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
この第2実施例は第1実施例とほぼ同様であるが、交差
部2において、導波路14および導波路15がともに閉
じ込め構造となるように導波路14,15を延長し、こ
の交差部2で重なる領域において、交差部2の屈折率を
導波路14よりも大きい値に設定したものである。This second embodiment is almost the same as the first embodiment, but at the intersection 2, the waveguides 14 and 15 are extended so that both the waveguide 14 and the waveguide 15 have a confinement structure. The refractive index of the crossing portion 2 is set to a value larger than that of the waveguide 14 in the overlapping region.
この第2実施例の動作については、第1実施例とほぼ同
様であるが、導波路15を伝播する光の回折が低減し、
クロストークがいっそう減少する。The operation of the second embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the diffraction of the light propagating through the waveguide 15 is reduced,
Crosstalk is further reduced.
表1はクロストークの従来例と第2実施例の比較を示す
実験データである。 Table 1 is experimental data showing a comparison between the conventional example and the second example of crosstalk.
BPM解析法によりシミュレーションを行なった。その
結果、表1に示すように、クロストークは従来例では7
〜11dBであったのに対し、この第2実施例では9〜14dB
となり、2〜3dB改善された。Simulation was performed by the BPM analysis method. As a result, as shown in Table 1, the crosstalk is 7 in the conventional example.
While it was ~ 11 dB, in this second embodiment it was 9-14 dB.
Was improved by 2-3 dB.
なお、前記BPM解析法に用いた数値は以下のとおりで
ある。The numerical values used in the BPM analysis method are as follows.
基板の屈折率2.14,光波長1.3μm,導波路幅8μm,
交差角φ=4.6゜,導波路の屈折率2.14+5×10-3〜2.14+7
×10-3。Substrate refractive index 2.14, light wavelength 1.3μm, waveguide width 8μm,
Crossing angle φ = 4.6 °, refractive index of waveguide 2.14 + 5 × 10 -3 to 2.14 + 7
× 10 -3 .
〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、全
反射型光スイッチにおいて、2本の導波路が互いに異な
る屈折率を有し、交差部の屈折率が屈折率の高い導波路
と同一もしくはそれ以上の値とした構成としたので、交
差部以外では2本の導波路間の結合を低減させることが
でき、交差部においても、導波路が閉じ込め構造を有
し、しかも、小さい屈折率をもった導波路においては、
導波光が屈曲する。[Effect of the Invention] As is clear from the above description, according to the present invention, in the total reflection type optical switch, the two waveguides have different refractive indexes from each other, and the refractive index at the crossing portion is the refractive index. Since the configuration is the same as or higher than that of the high waveguide, the coupling between the two waveguides can be reduced except at the intersection, and the waveguide also has a confinement structure at the intersection. Moreover, in a waveguide with a small refractive index,
The guided light bends.
したがって、クロストークを低減させることができる効
果が得られる。Therefore, an effect of reducing crosstalk can be obtained.
第1図はこの発明の第1実施例に係る全反射型光スイッ
チを示す構成図、第2図は同光スイッチの動作を示す説
明図、第3図は第2実施例に係る光スイッチを示す構成
図、第4図は従来の光スイッチを示す構成図である。 1…基板、2…交差部、4…電極、14…導波路、15
…導波路、φ…交差角FIG. 1 is a block diagram showing a total reflection type optical switch according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of the optical switch, and FIG. 3 is an optical switch according to the second embodiment. FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional optical switch. 1 ... Substrate, 2 ... Intersection, 4 ... Electrode, 14 ... Waveguide, 15
… Waveguide, φ… Crossing angle
Claims (1)
路素子の導波路の交差部に外部的制御信号により屈折率
が低下し全反射可能な部分を形成した全反射型光スイッ
チにおいて、 前記2本の導波路は互いに異なる屈折率を有し、前記交
差部の屈折率は屈折率の高い導波路と同一もしくはそれ
以上の値としたことを特徴とする全反射型光スイッチ。1. A total reflection type optical switch in which a portion capable of total reflection with a refractive index lowered by an external control signal is formed at an intersection of waveguides of an optical circuit element which intersects at least two waveguides. The total reflection type optical switch, wherein the two waveguides have different refractive indexes, and the refractive index of the intersection is equal to or higher than that of the waveguide having a high refractive index.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15613886A JPH065350B2 (en) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | Total reflection type optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15613886A JPH065350B2 (en) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | Total reflection type optical switch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6313024A JPS6313024A (en) | 1988-01-20 |
JPH065350B2 true JPH065350B2 (en) | 1994-01-19 |
Family
ID=15621158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15613886A Expired - Lifetime JPH065350B2 (en) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | Total reflection type optical switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH065350B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6470125B1 (en) | 1999-02-19 | 2002-10-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical device, driving method of optical device and manufacture of optical device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5200349B2 (en) * | 2006-08-31 | 2013-06-05 | ソニー株式会社 | Projection device and image display device |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP15613886A patent/JPH065350B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6470125B1 (en) | 1999-02-19 | 2002-10-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical device, driving method of optical device and manufacture of optical device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS6313024A (en) | 1988-01-20 |
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Legal Events
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