JPH07191294A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH07191294A JPH07191294A JP5333258A JP33325893A JPH07191294A JP H07191294 A JPH07191294 A JP H07191294A JP 5333258 A JP5333258 A JP 5333258A JP 33325893 A JP33325893 A JP 33325893A JP H07191294 A JPH07191294 A JP H07191294A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造時および製造後の熱処理によってスイッ
チング機能が劣化することなく、光スイッチング部分の
長さが短くて済み、光スイッチングに不良が発生した場
合に、光スイッチング部分のみの交換が可能な光スイッ
チを提供する。 【構成】 光導波路を受動的伝送路として用い、同一光
学軸上にある光導波路間に間隙を形成し、この間隙内に
液晶セルを挿入し、この液晶セルを前記光導波路の光軸
上に位置させ、クラッド層ならびにコア層に光導波路材
料の組合せとして、基板面に平行な偏波面をもつ光（Ｔ
Ｅ波光）のみを導波させる構成とした。さらに、好まし
くは、液晶セルの両面もしくは両側に、一個ないし複数
のレンズを挿入する。
チング機能が劣化することなく、光スイッチング部分の
長さが短くて済み、光スイッチングに不良が発生した場
合に、光スイッチング部分のみの交換が可能な光スイッ
チを提供する。 【構成】 光導波路を受動的伝送路として用い、同一光
学軸上にある光導波路間に間隙を形成し、この間隙内に
液晶セルを挿入し、この液晶セルを前記光導波路の光軸
上に位置させ、クラッド層ならびにコア層に光導波路材
料の組合せとして、基板面に平行な偏波面をもつ光（Ｔ
Ｅ波光）のみを導波させる構成とした。さらに、好まし
くは、液晶セルの両面もしくは両側に、一個ないし複数
のレンズを挿入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信装置などに用い
られる光スイッチに関するものである。
られる光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】集積回路基板において、その電気配線に
は、高密度な布設に限界がある。その限界を越えてモジ
ュールの高密度化を促進するために、ＩＣチップ間の信
号接続について電気配線の一部あるいは全てを光配線に
置き換えた、電気接続回路と光接続回路を合わせ持つ電
気光混載マルチチップモジュール（ＯＥ−ＭＣＭ）が研
究開発されている。光導波路を用いたＯＥ−ＭＣＭの光
配線においては、ＩＣチップ、発光素子、受光素子等の
モジュール基板へのはんだ実装に伴う熱処理（例えば一
般的なＳｎＰｂあるいはＡｕＳｎ共相はんだでは、２５
０〜３００℃）があるために、耐熱性のある光導波路材
料が使われている。その代表例として、ポリイミド化合
物を光導波路材料に用いた場合について説明する。
は、高密度な布設に限界がある。その限界を越えてモジ
ュールの高密度化を促進するために、ＩＣチップ間の信
号接続について電気配線の一部あるいは全てを光配線に
置き換えた、電気接続回路と光接続回路を合わせ持つ電
気光混載マルチチップモジュール（ＯＥ−ＭＣＭ）が研
究開発されている。光導波路を用いたＯＥ−ＭＣＭの光
配線においては、ＩＣチップ、発光素子、受光素子等の
モジュール基板へのはんだ実装に伴う熱処理（例えば一
般的なＳｎＰｂあるいはＡｕＳｎ共相はんだでは、２５
０〜３００℃）があるために、耐熱性のある光導波路材
料が使われている。その代表例として、ポリイミド化合
物を光導波路材料に用いた場合について説明する。
【０００３】前記モジュールの光接続回路において、ポ
リイミド光導波路は、主に受動的光伝送路として利用さ
れているが、ＯＥ−ＭＣＭの高性能化には、光接続回路
へ光スイッチを付与することが不可欠である。
リイミド光導波路は、主に受動的光伝送路として利用さ
れているが、ＯＥ−ＭＣＭの高性能化には、光接続回路
へ光スイッチを付与することが不可欠である。
【０００４】従来のポリイミド光導波路における光スイ
ッチとしては、Ｙ分岐型光スイッチがある。この光スイ
ッチの斜視図を図１３に示すとともに、図１３のａ−
ａ′線における断面図を図１４に示す。この光スイッチ
は、薄膜電極８が蒸着されている基板６上に、下部クラ
ッド５、有機色素を含む層４、上部クラッド層３が積層
され、光導波路のＹ分岐した２本のアームの上方に、薄
膜電極９，１０が蒸着された構造となっている。有機色
素を含む層４は、ポリイミド材料に色素をドープしたも
のである。この層４内に形成されているチャネル光導波
路のコア７は、紫外光によるフォトブリーチングにより
形成されており、その入射側光導波路１は、Ｙ分岐１１
から前記２本のアームとなり、再びＹ分岐１２で一つと
なり、出射側光導波路２となっている。
ッチとしては、Ｙ分岐型光スイッチがある。この光スイ
ッチの斜視図を図１３に示すとともに、図１３のａ−
ａ′線における断面図を図１４に示す。この光スイッチ
は、薄膜電極８が蒸着されている基板６上に、下部クラ
ッド５、有機色素を含む層４、上部クラッド層３が積層
され、光導波路のＹ分岐した２本のアームの上方に、薄
膜電極９，１０が蒸着された構造となっている。有機色
素を含む層４は、ポリイミド材料に色素をドープしたも
のである。この層４内に形成されているチャネル光導波
路のコア７は、紫外光によるフォトブリーチングにより
形成されており、その入射側光導波路１は、Ｙ分岐１１
から前記２本のアームとなり、再びＹ分岐１２で一つと
なり、出射側光導波路２となっている。
【０００５】この光スイッチの特徴は、２次の光非線形
性を示す有機色素をドープしたコア材料のポリイミド
に、成膜後に電界配向処理を施すことによって、電気光
学効果を誘起させている点にある。図１３に示した電極
９，１０の下部にあるコア層７には、有機色素の電界配
向処理が施されており、電気光学効果を示す。したがっ
て、電極９あるいは／および１０に電圧を印加すること
により、電極９あるいは／および下部のコア層７の屈折
率を変化させることができる。図１３に示した入射側光
導波路１を伝搬する光波は、Ｙ分岐１１において、等し
い光パワーで分波する。分波した光波はＹ分岐１２にお
いて再び合波する。電極９および電極１０に電圧が印加
されていない場合には、２つの光波はＹ分岐１２におい
て同位相で合波するので、出射側光導波路２に光が伝搬
する。これに対し、電極９あるいは電極１０にＹ分岐１
２の合波点において２つの光波の位相が逆になるように
電圧を印加した場合（このときの電圧の大きさを半波長
電圧という）には、出射側光導波路２に光は伝搬しない
（光パワーがゼロ）。このように、電極に与える半波長
電圧のオン・オフにより、導波光パワーのオン・オフが
可能となる。
性を示す有機色素をドープしたコア材料のポリイミド
に、成膜後に電界配向処理を施すことによって、電気光
学効果を誘起させている点にある。図１３に示した電極
９，１０の下部にあるコア層７には、有機色素の電界配
向処理が施されており、電気光学効果を示す。したがっ
て、電極９あるいは／および１０に電圧を印加すること
により、電極９あるいは／および下部のコア層７の屈折
率を変化させることができる。図１３に示した入射側光
導波路１を伝搬する光波は、Ｙ分岐１１において、等し
い光パワーで分波する。分波した光波はＹ分岐１２にお
いて再び合波する。電極９および電極１０に電圧が印加
されていない場合には、２つの光波はＹ分岐１２におい
て同位相で合波するので、出射側光導波路２に光が伝搬
する。これに対し、電極９あるいは電極１０にＹ分岐１
２の合波点において２つの光波の位相が逆になるように
電圧を印加した場合（このときの電圧の大きさを半波長
電圧という）には、出射側光導波路２に光は伝搬しない
（光パワーがゼロ）。このように、電極に与える半波長
電圧のオン・オフにより、導波光パワーのオン・オフが
可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の光スイッチでは、ポリイミド光導波路の作製工
程において、有機色素をドープしたポリイミドの前駆体
であるポリイミド酸からポリイミド薄膜を作製する際
に、約３００℃の熱処理が必要である。この熱のために
ドープした有機色素が昇華または化学的に分解してしま
い、そのために大きな電気光学効果が得られない。従っ
て、ＣＭＯＳによる低電圧駆動（〜５Ｖ）により光スイ
ッチングさせる場合には、光スイッチングの長さが数ｃ
ｍと長くなり、ＯＥ−ＭＣＭの光接続回路の集積化に適
さないこと、またＯＥ−ＭＣＭへの素子のはんだ実装時
の熱処理ならびにＯＥ−ＭＣＭの動作時のモジュールの
温度上昇にともなう有機色素の配向緩和により光スイッ
チング特性が劣化すること、加えて、光スイッチングに
不良が発生した場合には、光スイッチはポリイミド光導
波路に一体化されているため、この光スイッチのみの交
換はできないこと、などの不都合がある。その結果、Ｏ
Ｅ−ＭＣＭ全体が不良となり、ＯＥ−ＭＣＭの歩留まり
が悪くなるという問題をもつ。
た従来の光スイッチでは、ポリイミド光導波路の作製工
程において、有機色素をドープしたポリイミドの前駆体
であるポリイミド酸からポリイミド薄膜を作製する際
に、約３００℃の熱処理が必要である。この熱のために
ドープした有機色素が昇華または化学的に分解してしま
い、そのために大きな電気光学効果が得られない。従っ
て、ＣＭＯＳによる低電圧駆動（〜５Ｖ）により光スイ
ッチングさせる場合には、光スイッチングの長さが数ｃ
ｍと長くなり、ＯＥ−ＭＣＭの光接続回路の集積化に適
さないこと、またＯＥ−ＭＣＭへの素子のはんだ実装時
の熱処理ならびにＯＥ−ＭＣＭの動作時のモジュールの
温度上昇にともなう有機色素の配向緩和により光スイッ
チング特性が劣化すること、加えて、光スイッチングに
不良が発生した場合には、光スイッチはポリイミド光導
波路に一体化されているため、この光スイッチのみの交
換はできないこと、などの不都合がある。その結果、Ｏ
Ｅ−ＭＣＭ全体が不良となり、ＯＥ−ＭＣＭの歩留まり
が悪くなるという問題をもつ。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために、本発明による光スイッチは、光導波路を受動的
伝送路として用い、同一光学軸上にある光導波路間に間
隙を形成し、この間隙内に液晶セルを挿入し、この液晶
セルを前記光導波路の光軸上に位置させた構成を特徴と
する。
ために、本発明による光スイッチは、光導波路を受動的
伝送路として用い、同一光学軸上にある光導波路間に間
隙を形成し、この間隙内に液晶セルを挿入し、この液晶
セルを前記光導波路の光軸上に位置させた構成を特徴と
する。
【０００８】この構成において、前記光導波路は、複屈
折性を示し、クラッド層ならびにコア層に光導波路材料
の組合せとして、基板面に平行な偏波面をもつ光（ＴＥ
波光）のみを導波させる構成とした。光導波路の間隙に
挿入する前記液晶セルは、これに電圧が印加されている
ときには、偏波光の偏波面を変化させないが、電圧が印
加されていないときは、偏波光の偏波面を９０°回転さ
せる構成とした。さらに、好ましくは、液晶セルの両面
もしくは両側に、一個ないし複数のレンズを挿入する。
折性を示し、クラッド層ならびにコア層に光導波路材料
の組合せとして、基板面に平行な偏波面をもつ光（ＴＥ
波光）のみを導波させる構成とした。光導波路の間隙に
挿入する前記液晶セルは、これに電圧が印加されている
ときには、偏波光の偏波面を変化させないが、電圧が印
加されていないときは、偏波光の偏波面を９０°回転さ
せる構成とした。さらに、好ましくは、液晶セルの両面
もしくは両側に、一個ないし複数のレンズを挿入する。
【０００９】
【作用】本発明の光スイッチでは、液晶セルを一つの光
導波路を断続させている間隙内に挿入した構成となって
いる。その結果、光導波路および間隙の作製後、ならび
にＯＥ−ＭＣＭへの素子のはんだ実装処理後に、液晶セ
ルを組み入れることができるので、スイッチングを担う
液晶セルに熱が加わることがない。従って、光導波路作
製工程における熱処理による光スイッチングの劣化がな
い。また、光スイッチの長さは、液晶セルの厚さ（数ｍ
ｍ程度）となるので、従来のＹ分岐光スイッチに比べて
１ケタ短くすることができる。加えて、液晶セルは光導
波路とは独立に個別実装できるので、液晶セルに不良が
発生しても、このセルのみの交換が容易に行うことがで
きるという特徴を持つ。また、室温〜１００℃の範囲で
光スイッチング機能を保持する液晶が存在することか
ら、ＯＥ−ＭＣＭの動作時の温度に対しても光スイッチ
ング特性の劣化が少ない。
導波路を断続させている間隙内に挿入した構成となって
いる。その結果、光導波路および間隙の作製後、ならび
にＯＥ−ＭＣＭへの素子のはんだ実装処理後に、液晶セ
ルを組み入れることができるので、スイッチングを担う
液晶セルに熱が加わることがない。従って、光導波路作
製工程における熱処理による光スイッチングの劣化がな
い。また、光スイッチの長さは、液晶セルの厚さ（数ｍ
ｍ程度）となるので、従来のＹ分岐光スイッチに比べて
１ケタ短くすることができる。加えて、液晶セルは光導
波路とは独立に個別実装できるので、液晶セルに不良が
発生しても、このセルのみの交換が容易に行うことがで
きるという特徴を持つ。また、室温〜１００℃の範囲で
光スイッチング機能を保持する液晶が存在することか
ら、ＯＥ−ＭＣＭの動作時の温度に対しても光スイッチ
ング特性の劣化が少ない。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１１】（実施例１）図１および図２は、それぞれ
本発明の第１の実施例の斜視図および上面図である。ま
た、図３および図４は、それぞれ図２のｂ−ｂ′線およ
びｃ−ｃ′線における断面図である。本実施例の光スイ
ッチにおいて、入射側光導波路１３と出射側光導波路１
４は、図４に示すように、基板６上に作製された埋め込
み型光導波路である。また、図２、３に示すように、入
射側光導波路１３、出射側光導波路１４は、同一光学軸
上にあり、しかも間隙２０を挟んだ構成となっている。
間隙２０には、図２に示すように、液晶セル１５が光導
波路１３，１４の光学軸上に挿入されている。この液晶
セル１５には、図１、２に示すように、液晶セルを駆動
させるための駆動回路１６が、液晶セルにおける電気接
続部１９および電気配線１８を介して接続されている。
本発明の第１の実施例の斜視図および上面図である。ま
た、図３および図４は、それぞれ図２のｂ−ｂ′線およ
びｃ−ｃ′線における断面図である。本実施例の光スイ
ッチにおいて、入射側光導波路１３と出射側光導波路１
４は、図４に示すように、基板６上に作製された埋め込
み型光導波路である。また、図２、３に示すように、入
射側光導波路１３、出射側光導波路１４は、同一光学軸
上にあり、しかも間隙２０を挟んだ構成となっている。
間隙２０には、図２に示すように、液晶セル１５が光導
波路１３，１４の光学軸上に挿入されている。この液晶
セル１５には、図１、２に示すように、液晶セルを駆動
させるための駆動回路１６が、液晶セルにおける電気接
続部１９および電気配線１８を介して接続されている。
【００１２】光導波路材料のコア７ならびにクラッド１
７の材料として、例えば、２，２−トリフルオロメチル
−４，４−ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）とピロメリ
ット酸二無水物（ＰＭＤＡ）および２，２−ビス（３，
４−ジカルボシキフェニル）ヘキサフルオプロパン二無
水物（６ＦＤＡ）からなる２種類のフッ素化ポリイミド
（以後それぞれをＰＭＤＡ／ＴＦＤＢ、６ＦＤＡ／ＴＦ
ＤＢと略記する）の共重合体を用いた場合について説明
する。このポリイミド材料の屈折率は、ＰＭＤＡ／ＴＦ
ＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比に依存し、基板上に
スピンコートによって作製される薄膜は複屈折性を持
つ。本実施例では、コアには、ＰＭＤＡ／ＴＦＤＢのみ
を持つフッ素化ポリイミドを、また、クラッドには、Ｐ
ＭＤＡ／ＴＦＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比が９：
１のフッ素化ポリイミドを用いる。この場合、コアの基
板面に平行な偏波面をもつ光波（ＴＥ波）に対する屈折
率は、クラッドのそれに比べて大きいが、基板面に垂直
な偏波面をもつ光波（ＴＭ波）に対する屈折率は、クラ
ッドの方がコアよりも大きい。従って、フッ素化ポリイ
ミド光導波路（以後ポリイミド光導波路とする）におい
ては、ＴＥ波のみが導波可能となる。
７の材料として、例えば、２，２−トリフルオロメチル
−４，４−ジアミノビフェニル（ＴＦＤＢ）とピロメリ
ット酸二無水物（ＰＭＤＡ）および２，２−ビス（３，
４−ジカルボシキフェニル）ヘキサフルオプロパン二無
水物（６ＦＤＡ）からなる２種類のフッ素化ポリイミド
（以後それぞれをＰＭＤＡ／ＴＦＤＢ、６ＦＤＡ／ＴＦ
ＤＢと略記する）の共重合体を用いた場合について説明
する。このポリイミド材料の屈折率は、ＰＭＤＡ／ＴＦ
ＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比に依存し、基板上に
スピンコートによって作製される薄膜は複屈折性を持
つ。本実施例では、コアには、ＰＭＤＡ／ＴＦＤＢのみ
を持つフッ素化ポリイミドを、また、クラッドには、Ｐ
ＭＤＡ／ＴＦＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比が９：
１のフッ素化ポリイミドを用いる。この場合、コアの基
板面に平行な偏波面をもつ光波（ＴＥ波）に対する屈折
率は、クラッドのそれに比べて大きいが、基板面に垂直
な偏波面をもつ光波（ＴＭ波）に対する屈折率は、クラ
ッドの方がコアよりも大きい。従って、フッ素化ポリイ
ミド光導波路（以後ポリイミド光導波路とする）におい
ては、ＴＥ波のみが導波可能となる。
【００１３】次に、ポリイミド光導波路および間隙の作
製工程の例を、図５ないし図１０に示す。まず、基板と
して例えばＳｉ基板を用い、この基板６上にクラッド材
料２１をスピンコートにより薄膜化し、熱処理を施す
（図５）。次に、コア材料２２を、前記クラッド薄膜２
１の上にスピンコートにより薄膜化し、再び熱処理を施
す（図６）。その後、フォトリソグラフィー技術によ
り、前記コア薄膜２２上に直線状マスクパターン２３を
作製し（図７）、反応性イオンエッチングを経て、図８
に示すような矩形光導波路２２が形成する。マスク２３
を除去後、再度クラッド材料２１をスピンコートし、前
記矩形光導波路２２を覆い（図９）、これにより埋め込
み型光導波路を得る。間隙２０は、エッチングあるい
は、ダイシングソーなどにより、前記埋め込み型光導波
路に垂直に作製する（図１０）。
製工程の例を、図５ないし図１０に示す。まず、基板と
して例えばＳｉ基板を用い、この基板６上にクラッド材
料２１をスピンコートにより薄膜化し、熱処理を施す
（図５）。次に、コア材料２２を、前記クラッド薄膜２
１の上にスピンコートにより薄膜化し、再び熱処理を施
す（図６）。その後、フォトリソグラフィー技術によ
り、前記コア薄膜２２上に直線状マスクパターン２３を
作製し（図７）、反応性イオンエッチングを経て、図８
に示すような矩形光導波路２２が形成する。マスク２３
を除去後、再度クラッド材料２１をスピンコートし、前
記矩形光導波路２２を覆い（図９）、これにより埋め込
み型光導波路を得る。間隙２０は、エッチングあるい
は、ダイシングソーなどにより、前記埋め込み型光導波
路に垂直に作製する（図１０）。
【００１４】次に、本実施例の光スイッチの動作につい
て、図１を用いて説明する。ポリイミド光導波路１３か
らポリイミド光導波路１４の方向へ伝搬するＴＥ波光
は、光導波路１３を出射後、光導波路１３と光導波路１
４との間隙２０に挿入されている液晶セル１５を透過
し、光導波路１４に入射する。このとき、液晶セル１５
に電圧が印加されていなければ、液晶セル透過前ではＴ
Ｅ波光であるが、液晶セル透過後、偏波面は９０°回転
しＴＭ波光となる。ところが、光導波路１４にはＴＥ波
光のみが導波可能であるので、光は光導波路１４を伝搬
することができない。すなわち、光導波路１４の出射口
では、光は検出されない。一方、液晶セル１５に電圧が
印加されると、光導波路１３から出射したＴＥ波光は、
液晶セル１５透過後においても偏波面が変化しない。従
って、光は光導波路１４を導波することができ、その結
果、光導波路１４の出射口において光が検出される。こ
のように、液晶セル１５に印加する電圧をオン・オフす
ることにより、光導波路１４の出射光強度を変化させる
ことができ、光スイッチが実現される。
て、図１を用いて説明する。ポリイミド光導波路１３か
らポリイミド光導波路１４の方向へ伝搬するＴＥ波光
は、光導波路１３を出射後、光導波路１３と光導波路１
４との間隙２０に挿入されている液晶セル１５を透過
し、光導波路１４に入射する。このとき、液晶セル１５
に電圧が印加されていなければ、液晶セル透過前ではＴ
Ｅ波光であるが、液晶セル透過後、偏波面は９０°回転
しＴＭ波光となる。ところが、光導波路１４にはＴＥ波
光のみが導波可能であるので、光は光導波路１４を伝搬
することができない。すなわち、光導波路１４の出射口
では、光は検出されない。一方、液晶セル１５に電圧が
印加されると、光導波路１３から出射したＴＥ波光は、
液晶セル１５透過後においても偏波面が変化しない。従
って、光は光導波路１４を導波することができ、その結
果、光導波路１４の出射口において光が検出される。こ
のように、液晶セル１５に印加する電圧をオン・オフす
ることにより、光導波路１４の出射光強度を変化させる
ことができ、光スイッチが実現される。
【００１５】なお、上記の実施例では、光導波路材料と
してポリイミド材料についての例を説明したが、本実施
例の内容を逸脱しない範囲で他の光導波路材料（例え
ば、ガラス系、ＰＭＭＡ系、ＢＰＢ系等）を用いても良
い。さらに、基板としてはＳｉ材料の他にセラミックス
基板や銅ポリイミド配線板等を用いても良いことは言う
までもない。
してポリイミド材料についての例を説明したが、本実施
例の内容を逸脱しない範囲で他の光導波路材料（例え
ば、ガラス系、ＰＭＭＡ系、ＢＰＢ系等）を用いても良
い。さらに、基板としてはＳｉ材料の他にセラミックス
基板や銅ポリイミド配線板等を用いても良いことは言う
までもない。
【００１６】（実施例２）本発明による光スイッチの第
２の実施例を、図１１を用いて説明する。本実施例は、
実施例１の図２におけるポリイミド光導波路１３とポリ
イミド光導波路１４とに挟まれた間隙２０内において、
液晶セル１５の両側にレンズ２４，２５を挿入した構成
であり、他の構成は実施例１の図２と同じ構成で、同じ
材料からなる。
２の実施例を、図１１を用いて説明する。本実施例は、
実施例１の図２におけるポリイミド光導波路１３とポリ
イミド光導波路１４とに挟まれた間隙２０内において、
液晶セル１５の両側にレンズ２４，２５を挿入した構成
であり、他の構成は実施例１の図２と同じ構成で、同じ
材料からなる。
【００１７】この構成において、ＴＥ波光をポリイミド
光導波路１３に入射する。ポリイミド光導波路１４の方
向へ伝搬するＴＥ波光は、光導波路１３を出射後、レン
ズ２４によりコリメートされて液晶セル１５を透過し、
レンズ２５により集光されて光導波路１４に入射する。
液晶セル１５に駆動電圧が印加されていなければ、液晶
セル１５を透過したＴＥ波光の偏波面は、液晶セル１５
を透過後９０°回転してＴＭ波光となり、その結果、Ｔ
Ｅ波光のみ導波可能な光導波路１４を伝搬することがで
きない。一方、液晶セル１５に駆動電圧が印加されてい
る場合には、光導波路１３を出射してレンズ２４により
コリメートされたＴＥ波光は、偏波面を変えることなく
液晶セル１５を透過するので、レンズ２５によって集光
された後に、光導波路１４に入射され光導波路１４を導
波する。従って、液晶セルの駆動電圧のオン・オフによ
り光導波路１４からの出射光がオン・オフされる。
光導波路１３に入射する。ポリイミド光導波路１４の方
向へ伝搬するＴＥ波光は、光導波路１３を出射後、レン
ズ２４によりコリメートされて液晶セル１５を透過し、
レンズ２５により集光されて光導波路１４に入射する。
液晶セル１５に駆動電圧が印加されていなければ、液晶
セル１５を透過したＴＥ波光の偏波面は、液晶セル１５
を透過後９０°回転してＴＭ波光となり、その結果、Ｔ
Ｅ波光のみ導波可能な光導波路１４を伝搬することがで
きない。一方、液晶セル１５に駆動電圧が印加されてい
る場合には、光導波路１３を出射してレンズ２４により
コリメートされたＴＥ波光は、偏波面を変えることなく
液晶セル１５を透過するので、レンズ２５によって集光
された後に、光導波路１４に入射され光導波路１４を導
波する。従って、液晶セルの駆動電圧のオン・オフによ
り光導波路１４からの出射光がオン・オフされる。
【００１８】この実施例は、レンズ２４，２５を挿入し
たことにより、ポリイミド光導波路１３とポリイミド光
導波路１４の光結合効率を増加させる効果を有する。
たことにより、ポリイミド光導波路１３とポリイミド光
導波路１４の光結合効率を増加させる効果を有する。
【００１９】なお、上記の実施例では、光導波路材料と
してポリイミド材料についての例を説明したが、本実施
例の内容を逸脱しない範囲で他の光導波路材料（例え
ば、ガラス系、ＰＭＭＡ系、ＢＰＢ系等）を用いても良
い。さらに、基板としてはＳｉ材料の他にセラミックス
基板や銅ポリイミド配線板等を用いても良いことは言う
までもない。
してポリイミド材料についての例を説明したが、本実施
例の内容を逸脱しない範囲で他の光導波路材料（例え
ば、ガラス系、ＰＭＭＡ系、ＢＰＢ系等）を用いても良
い。さらに、基板としてはＳｉ材料の他にセラミックス
基板や銅ポリイミド配線板等を用いても良いことは言う
までもない。
【００２０】（実施例３）本発明による光スイッチの第
３の実施例は、実施例１の図３におけるポリイミド光導
波路１３とポリイミド光導波路１４とに挟まれた間隙２
０に挿入する液晶セル１５の両面に、図１２に示すよう
に、レンズ２６，２７が付いた構成であり、他の構成は
実施例１と同じ構成、同じ材料からなる。レンズ２６，
２７は、液晶セル１５を構成しているガラス板２８，２
９に、イオン拡散法によりガラス表面近傍に屈折率分布
を形成し作製され、液晶セル１５と一体化される。ある
いは、このレンズ２６、２７は、ガラス板２８，２９の
表面に、融解すると表面張力によりレンズ作用を有する
球面形状になると同時に硬化する樹脂材料から作製さ
れ、液晶セルと一体化される。前述のイオン交換法によ
り作製されるレンズの場合には、レンズはガラス板２
８，２９それぞれの、光導波路１３，１４に光軸に対し
て垂直な面のどちらか一方に作製されればよい。一方、
前述の樹脂材料から作製されるレンズの場合には、レン
ズは、ガラス板２８，２９それぞれの光導波路１３，１
４の光軸に垂直な２つの面のうち液晶に接していない面
に作製することが好ましい。
３の実施例は、実施例１の図３におけるポリイミド光導
波路１３とポリイミド光導波路１４とに挟まれた間隙２
０に挿入する液晶セル１５の両面に、図１２に示すよう
に、レンズ２６，２７が付いた構成であり、他の構成は
実施例１と同じ構成、同じ材料からなる。レンズ２６，
２７は、液晶セル１５を構成しているガラス板２８，２
９に、イオン拡散法によりガラス表面近傍に屈折率分布
を形成し作製され、液晶セル１５と一体化される。ある
いは、このレンズ２６、２７は、ガラス板２８，２９の
表面に、融解すると表面張力によりレンズ作用を有する
球面形状になると同時に硬化する樹脂材料から作製さ
れ、液晶セルと一体化される。前述のイオン交換法によ
り作製されるレンズの場合には、レンズはガラス板２
８，２９それぞれの、光導波路１３，１４に光軸に対し
て垂直な面のどちらか一方に作製されればよい。一方、
前述の樹脂材料から作製されるレンズの場合には、レン
ズは、ガラス板２８，２９それぞれの光導波路１３，１
４の光軸に垂直な２つの面のうち液晶に接していない面
に作製することが好ましい。
【００２１】以後、図１を用いて本実施例の光スイッチ
の動作を説明する。ただし、液晶セルには上述のレンズ
が一体化されている。
の動作を説明する。ただし、液晶セルには上述のレンズ
が一体化されている。
【００２２】ＴＥ波光をポリイミド光導波路１３に入射
する。ポリイミド光導波路１４の方向へ伝搬するＴＥ波
光は、光導波路１３を出射後、液晶セル１５の表面に固
定あるいは一体化されたレンズ２６によりコリメートさ
れて液晶セル１５内を透過し、液晶セル１５の表面に固
定あるいは一体化されたレンズ２７により集光されて光
導波路１４に入射する。液晶セル１５に駆動電圧が印加
されていなければ、液晶セル１５を透過したＴＥ波光の
偏波面は、液晶セル１５透過後、９０°回転してＴＭ波
光となり、その結果、光波はＴＥ波光のみ導波可能な光
導波路１４を伝搬することができない。一方、液晶セル
１５に駆動電圧が印加されている場合には、光導波路１
３を出射し、レンズ２６によりコリメートされたＴＥ波
光は、偏波面を変えることなく液晶セル１５を透過する
ので、レンズ２７によって集光されたのちに、光導波路
１４に入射され光導波路１４を導波する。従って、液晶
セルの駆動電圧のオン・オフにより光導波路１４からの
出射光がオン・オフされる。
する。ポリイミド光導波路１４の方向へ伝搬するＴＥ波
光は、光導波路１３を出射後、液晶セル１５の表面に固
定あるいは一体化されたレンズ２６によりコリメートさ
れて液晶セル１５内を透過し、液晶セル１５の表面に固
定あるいは一体化されたレンズ２７により集光されて光
導波路１４に入射する。液晶セル１５に駆動電圧が印加
されていなければ、液晶セル１５を透過したＴＥ波光の
偏波面は、液晶セル１５透過後、９０°回転してＴＭ波
光となり、その結果、光波はＴＥ波光のみ導波可能な光
導波路１４を伝搬することができない。一方、液晶セル
１５に駆動電圧が印加されている場合には、光導波路１
３を出射し、レンズ２６によりコリメートされたＴＥ波
光は、偏波面を変えることなく液晶セル１５を透過する
ので、レンズ２７によって集光されたのちに、光導波路
１４に入射され光導波路１４を導波する。従って、液晶
セルの駆動電圧のオン・オフにより光導波路１４からの
出射光がオン・オフされる。
【００２３】本実施例は、液晶セル１５に一体化されて
いるレンズ２６、２７により、ポリイミド光導波路１３
とポリイミド光導波路１４の光結合効率を増加させると
同時に、レンズ２６、２７が液晶セルとの一体型となっ
ており、その結果、実施例２に比べて間隙の幅が狭くな
り、光スイッチの長さを短くすることができる。
いるレンズ２６、２７により、ポリイミド光導波路１３
とポリイミド光導波路１４の光結合効率を増加させると
同時に、レンズ２６、２７が液晶セルとの一体型となっ
ており、その結果、実施例２に比べて間隙の幅が狭くな
り、光スイッチの長さを短くすることができる。
【００２４】なお、上記の実施例では、光導波路材料と
してポリイミド材料についての例を説明したが、本実施
例の内容を逸脱しない範囲で他の光導波路材料（例え
ば、ガラス系、ＰＭＭＡ系、ＢＰＢ系等）を用いても良
い。さらに、基板としてはＳｉ材料の他にセラミックス
基板や銅ポリイミド配線板等を用いても良いことは言う
までもない。
してポリイミド材料についての例を説明したが、本実施
例の内容を逸脱しない範囲で他の光導波路材料（例え
ば、ガラス系、ＰＭＭＡ系、ＢＰＢ系等）を用いても良
い。さらに、基板としてはＳｉ材料の他にセラミックス
基板や銅ポリイミド配線板等を用いても良いことは言う
までもない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光ス
イッチは、光導波路の一部にこの光導波路を横切るよう
に設けた間隙に、個別に光スイッチングを担う液晶セル
を挿入した構成であるため、ＯＥ−ＭＣＭの光接続回路
部に、ポリイミド光導波路の作製工程やＯＥ−ＭＣＭへ
の素子のはんだ実装に伴う熱処理ならびにＯＥ−ＭＣＭ
動作時温度に対して光スイッチング特性の劣化が少な
く、光スイッチング長が短くできるので集積化に適し、
しかも液晶セル不良時に液晶セル部品の交換が可能であ
るなどの効果を有する。また、レンズを液晶セルの両側
または両面に具備することによって、入射側光導波路と
出射側光導波路の光結合効率を向上させることができ
る。
イッチは、光導波路の一部にこの光導波路を横切るよう
に設けた間隙に、個別に光スイッチングを担う液晶セル
を挿入した構成であるため、ＯＥ−ＭＣＭの光接続回路
部に、ポリイミド光導波路の作製工程やＯＥ−ＭＣＭへ
の素子のはんだ実装に伴う熱処理ならびにＯＥ−ＭＣＭ
動作時温度に対して光スイッチング特性の劣化が少な
く、光スイッチング長が短くできるので集積化に適し、
しかも液晶セル不良時に液晶セル部品の交換が可能であ
るなどの効果を有する。また、レンズを液晶セルの両側
または両面に具備することによって、入射側光導波路と
出射側光導波路の光結合効率を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例の上面図である。
【図３】図２のｂ−ｂ′線における断面図である。
【図４】図２のｃ−ｃ′線における断面図である。
【図５】ポリイミド光導波路および間隙の作製工程を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図６】ポリイミド光導波路および間隙の作製工程を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図７】ポリイミド光導波路および間隙の作製工程を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図８】ポリイミド光導波路および間隙の作製工程を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図９】ポリイミド光導波路および間隙の作製工程を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図１０】ポリイミド光導波路および間隙の作製工程を
示した斜視図である。
示した斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施例の斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施例を説明するためのもの
で、両面にレンズを具備した液晶セルの概略斜視図であ
る。
で、両面にレンズを具備した液晶セルの概略斜視図であ
る。
【図１３】従来の光スイッチの斜視図である。
【図１４】図１３のａ−ａ′線における断面図である。
【符号の説明】 １ 入射側光導波路 ２ 出射側光導波路 ３ 上部クラッド層 ４ 有機色素を含む層 ５ 下部クラッド層 ６ 基板 ７ コア ８，９，１０ 電極 １１，１２ Ｙ分岐 １３ 入射側ポリイミド光導波路 １４ 出射側ポリイミド光導波路 １５ 液晶セル １６ 液晶セル駆動回路 １７ クラッド １８ 電気配線 １９ 電気接続部 ２０ 間隙 ２１ クラッド材 ２２ コア材 ２３ マスク ２４，２５，２６，２７ レンズ ２８，２９ ガラス板
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に形成された光導波路の一部にこ
の光導波路の光学軸を横切る間隙が形成され、この間隙
に前記光導波路の前記光学軸を横切るように液晶セルが
挿入されていることを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項２】 前記間隙内の前記液晶セルの両面あるい
は両側の前記光導波路と光学軸を同じくする位置にレン
ズが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33325893A JP3268562B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光スイッチの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33325893A JP3268562B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光スイッチの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191294A true JPH07191294A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3268562B2 JP3268562B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=18264102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33325893A Expired - Fee Related JP3268562B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光スイッチの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268562B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006065102A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Yokohama National Univ | 導波路型偏光変換器 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33325893A patent/JP3268562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006065102A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Yokohama National Univ | 導波路型偏光変換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3268562B2 (ja) | 2002-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |