JPH07318984A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH07318984A JPH07318984A JP10649394A JP10649394A JPH07318984A JP H07318984 A JPH07318984 A JP H07318984A JP 10649394 A JP10649394 A JP 10649394A JP 10649394 A JP10649394 A JP 10649394A JP H07318984 A JPH07318984 A JP H07318984A
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- Japan
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- optical waveguide
- wave
- optical
- slit
- waveguide
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴＥ波，ＴＭ波を分岐する光スイッチにおい
て、機械的な可動部分なくスイッチ機能を得るようにす
る。 【構成】 基板６上の光導波路を横切り、ＴＭ波とＴＥ
波との中間の屈折率をもつ物質をＴＥ波，ＴＭ波のいず
れか一方が全反射するように備えたもので、ＴＥ波とＴ
Ｍ波の分岐が可能となる。
て、機械的な可動部分なくスイッチ機能を得るようにす
る。 【構成】 基板６上の光導波路を横切り、ＴＭ波とＴＥ
波との中間の屈折率をもつ物質をＴＥ波，ＴＭ波のいず
れか一方が全反射するように備えたもので、ＴＥ波とＴ
Ｍ波の分岐が可能となる。
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。
られる光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の受動的光導波路を用いた光路切り
替え光スイッチは、図９のように、基板６上の光導波路
の光路をある角度で横切るスリット５を形成し、このス
リット５に光導波路のコア材料の屈折率と等しい屈折率
をもつ屈折率整合物質を機械的に挿入したり取り出した
りすることにより、光路の切り替えを行っていた。すな
わち、スリット５が屈折率整合物質７で満たされている
場合（図１０）、入射側光導波路１に入射した光波はス
リット５を透過し出射側光導波路３へ伝搬するが、スリ
ット５が屈折率整合物質７で満たされていない場合（図
９）、光導波路１においてスリット５の方向に伝搬する
導波光は、光導波路１とスリット５の境界面で全反射し
出射側光導波路４へ伝搬する。
替え光スイッチは、図９のように、基板６上の光導波路
の光路をある角度で横切るスリット５を形成し、このス
リット５に光導波路のコア材料の屈折率と等しい屈折率
をもつ屈折率整合物質を機械的に挿入したり取り出した
りすることにより、光路の切り替えを行っていた。すな
わち、スリット５が屈折率整合物質７で満たされている
場合（図１０）、入射側光導波路１に入射した光波はス
リット５を透過し出射側光導波路３へ伝搬するが、スリ
ット５が屈折率整合物質７で満たされていない場合（図
９）、光導波路１においてスリット５の方向に伝搬する
導波光は、光導波路１とスリット５の境界面で全反射し
出射側光導波路４へ伝搬する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
光スイッチでは、スリット５への屈折率整合物質７の挿
入、取り出し操作が機械的に行われるために、光路切り
替えに要する時間（スイッチング時間）が長く、また該
屈折率整合物質７のスリット５への挿入、取り出しのた
めには精密に制御された機械が必要となる欠点をもつ。
光スイッチでは、スリット５への屈折率整合物質７の挿
入、取り出し操作が機械的に行われるために、光路切り
替えに要する時間（スイッチング時間）が長く、また該
屈折率整合物質７のスリット５への挿入、取り出しのた
めには精密に制御された機械が必要となる欠点をもつ。
【０００４】本発明は、上述の問題に鑑み、機械的な可
動部分を無くした光スイッチの提供を目的とする。
動部分を無くした光スイッチの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、（１）基板上に形成された、基板面に平行な偏
波面をもつ導波光（ＴＥ波）と基板面に垂直な偏波面を
もつ導波光（ＴＭ波）に対する等価屈折率が異なる光導
波路であって、該光導波路の一部に該光導波路の光軸を
横切りかつ該光導波路面に垂直に、光学的に等方性を有
し透明であり、かつ屈折率が該光導波路のＴＥ波とＴＭ
波に対する等価屈折率の中間の値をもつ物質が常に充填
されているスリットが形成され、かつ該光導波路の光軸
と該スリットの角度がＴＥ波，ＴＭ波のどちらか一方の
みを該光導波路と該スリットの境界面において全反射す
るように設定されていることを特徴とし、（２）基板上
に形成された、基板面に平行な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｅ波）と基板面に垂直な偏波面をもつ導波光（ＴＭ波）
に対する等価屈折率が異なる光導波路によりなるＹ分岐
光導波路であって、該Ｙ分岐光導波路の分岐された２つ
の枝光導波路の一方と分岐部との接続部分において、該
一方の枝光導波路の光路を横切りかつ該Ｙ分岐光導波路
面に垂直に、光学的に等方性を有し透明であり、かつ屈
折率が該光導波路のＴＥ波とＴＭ波に対する等価屈折率
の中間の値をもつ物質が常に充填されているスリットが
形成され、さらに該光導波路の光軸と該スリットの角度
がＴＥ波，ＴＭ波のどちらか一方のみを該光導波路と該
スリットの境界面において全反射するように設定されて
いることを特徴とし、（３）基板上に形成された、基板
面に平行な偏波面をもつ導波光（ＴＥ波）と基板面に垂
直な偏波面をもつ導波光（ＴＭ波）に対する等価屈折率
が異なる光導波路からなるＸ分岐光導波路であって、該
Ｘ分岐光導波路の交差部において、交差角の２等分線上
に該光導波路の光路を横切りかつ該光導波路面に垂直
に、光学的に等方性を有し透明であり、かつ屈折率が該
光導波路のＴＥ波とＴＭ波に対する等価屈折率の中間の
値をもつ物質が常に充填されているスリットが形成さ
れ、さらに該Ｘ分岐光導波路の交差角がＴＥ波，ＴＭ波
のどちらか一方のみを該光導波路と該スリットの境界面
において全反射するように設定されていることを特徴と
し、（４）スリットを挟んで対向する２本の光導波路の
光軸が、所望の幅でずれていることを特徴とし、そし
て、（５）スリットに充填される物質はエポキシ系紫外
線硬化材であることを特徴とする。
発明は、（１）基板上に形成された、基板面に平行な偏
波面をもつ導波光（ＴＥ波）と基板面に垂直な偏波面を
もつ導波光（ＴＭ波）に対する等価屈折率が異なる光導
波路であって、該光導波路の一部に該光導波路の光軸を
横切りかつ該光導波路面に垂直に、光学的に等方性を有
し透明であり、かつ屈折率が該光導波路のＴＥ波とＴＭ
波に対する等価屈折率の中間の値をもつ物質が常に充填
されているスリットが形成され、かつ該光導波路の光軸
と該スリットの角度がＴＥ波，ＴＭ波のどちらか一方の
みを該光導波路と該スリットの境界面において全反射す
るように設定されていることを特徴とし、（２）基板上
に形成された、基板面に平行な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｅ波）と基板面に垂直な偏波面をもつ導波光（ＴＭ波）
に対する等価屈折率が異なる光導波路によりなるＹ分岐
光導波路であって、該Ｙ分岐光導波路の分岐された２つ
の枝光導波路の一方と分岐部との接続部分において、該
一方の枝光導波路の光路を横切りかつ該Ｙ分岐光導波路
面に垂直に、光学的に等方性を有し透明であり、かつ屈
折率が該光導波路のＴＥ波とＴＭ波に対する等価屈折率
の中間の値をもつ物質が常に充填されているスリットが
形成され、さらに該光導波路の光軸と該スリットの角度
がＴＥ波，ＴＭ波のどちらか一方のみを該光導波路と該
スリットの境界面において全反射するように設定されて
いることを特徴とし、（３）基板上に形成された、基板
面に平行な偏波面をもつ導波光（ＴＥ波）と基板面に垂
直な偏波面をもつ導波光（ＴＭ波）に対する等価屈折率
が異なる光導波路からなるＸ分岐光導波路であって、該
Ｘ分岐光導波路の交差部において、交差角の２等分線上
に該光導波路の光路を横切りかつ該光導波路面に垂直
に、光学的に等方性を有し透明であり、かつ屈折率が該
光導波路のＴＥ波とＴＭ波に対する等価屈折率の中間の
値をもつ物質が常に充填されているスリットが形成さ
れ、さらに該Ｘ分岐光導波路の交差角がＴＥ波，ＴＭ波
のどちらか一方のみを該光導波路と該スリットの境界面
において全反射するように設定されていることを特徴と
し、（４）スリットを挟んで対向する２本の光導波路の
光軸が、所望の幅でずれていることを特徴とし、そし
て、（５）スリットに充填される物質はエポキシ系紫外
線硬化材であることを特徴とする。
【０００６】
【作用】基板上に形成された光導波路の光路を横切る光
学的に透明な物質で充填されているスリットを有して、
この物質の屈折率をＴＥ波に対する等価屈折率とＴＭ波
に対する等価屈折率との間のものとし、スリットと光導
波路の光軸の角度を適当に定めてＴＥ波とＴＭ波のいず
れか一方をこのスリット面にて全反射させることによ
り、光導波路の一部に形成された光導波路を所定の角度
で横切るスリットに屈折率整合物質を挿入したり取り出
したりすることなく、光導波路に入射する光波の偏波面
を変化させることにより光スイッチングが可能となる。
学的に透明な物質で充填されているスリットを有して、
この物質の屈折率をＴＥ波に対する等価屈折率とＴＭ波
に対する等価屈折率との間のものとし、スリットと光導
波路の光軸の角度を適当に定めてＴＥ波とＴＭ波のいず
れか一方をこのスリット面にて全反射させることによ
り、光導波路の一部に形成された光導波路を所定の角度
で横切るスリットに屈折率整合物質を挿入したり取り出
したりすることなく、光導波路に入射する光波の偏波面
を変化させることにより光スイッチングが可能となる。
【０００７】
【実施例】ここで、図１〜図８を参照して本発明の実施
例を説明する。
例を説明する。
【０００８】（実施例１）図１，図２はそれぞれ本発明
の第１の実施例の斜視図、平面図である。また、図３
は、図２のａ−ａ線における断面図である。本実施例の
光スイッチは、入射側光導波路１と出射側光導波路３が
図１に示すように、基板６上に作製されたクラッド９内
のコア８よりなる埋め込み型光導波路であり、光導波路
１と光導波路３は同一光学軸上にあり、しかも光学的に
透明な物質１０で充填されているスリット５を挾んだ構
成となっている。このうち、光導波路材料のコア８なら
びにクラッド９の材料の一例として、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（Ｔ
ＦＤＢ）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／ＴＦＤ
Ｂ、６ＦＤＡ／ＴＦＤＢ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／ＴＦＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比
に依存し、基板６上にスピンコートによって作製される
薄膜は複屈折性をもつ。本実施例では、コア８にＰＭＤ
Ａ／ＴＦＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比が３：７の
フッ素化ポリイミドを、またクラッド９に６ＦＤＡ／Ｔ
ＦＤＢのみのフッ素化ポリイミドを用いる。また、基板
６にはＳｉを用いている。
の第１の実施例の斜視図、平面図である。また、図３
は、図２のａ−ａ線における断面図である。本実施例の
光スイッチは、入射側光導波路１と出射側光導波路３が
図１に示すように、基板６上に作製されたクラッド９内
のコア８よりなる埋め込み型光導波路であり、光導波路
１と光導波路３は同一光学軸上にあり、しかも光学的に
透明な物質１０で充填されているスリット５を挾んだ構
成となっている。このうち、光導波路材料のコア８なら
びにクラッド９の材料の一例として、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（Ｔ
ＦＤＢ）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／ＴＦＤ
Ｂ、６ＦＤＡ／ＴＦＤＢ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／ＴＦＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比
に依存し、基板６上にスピンコートによって作製される
薄膜は複屈折性をもつ。本実施例では、コア８にＰＭＤ
Ａ／ＴＦＤＢと６ＦＤＡ／ＴＦＤＢの組成比が３：７の
フッ素化ポリイミドを、またクラッド９に６ＦＤＡ／Ｔ
ＦＤＢのみのフッ素化ポリイミドを用いる。また、基板
６にはＳｉを用いている。
【０００９】上記材料を用いて作製された埋め込み型光
導波路のコア８、クラッド９の屈折率には次の関係があ
る。 ｎ(core,TE) ＞ｎ(clad,TE) ＞ｎ(core,TM) ＞ｎ(clad,
TM) ここで、ｎ(core,TE) ，ｎ(core,TM) ，ｎ(clad,TE) ，
ｎ(clad,TM) は、 ｎ(core,TE) ：基板面に平行な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｅ波）に対するコアの屈折率、 ｎ(clad,TE) ：基板面に平行な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｅ波）に対するクラッドの屈折率、 ｎ(core,TM) ：基板面に垂直な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｍ波）に対するコアの屈折率、 ｎ(clad,TM) ：基板面に垂直な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｍ波）に対するクラッドの屈折率、 を意味する。したがって、該埋め込み型光導波路の導波
光のＴＥ波、ＴＭ波に対する等価屈折率は以下に示す大
小関係がある。 n(core,TE)＞Ｎeff(TE)＞n(clad,TE)＞n(core,TM)＞Ｎ
eff(TM)＞n(clad,TE)
導波路のコア８、クラッド９の屈折率には次の関係があ
る。 ｎ(core,TE) ＞ｎ(clad,TE) ＞ｎ(core,TM) ＞ｎ(clad,
TM) ここで、ｎ(core,TE) ，ｎ(core,TM) ，ｎ(clad,TE) ，
ｎ(clad,TM) は、 ｎ(core,TE) ：基板面に平行な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｅ波）に対するコアの屈折率、 ｎ(clad,TE) ：基板面に平行な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｅ波）に対するクラッドの屈折率、 ｎ(core,TM) ：基板面に垂直な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｍ波）に対するコアの屈折率、 ｎ(clad,TM) ：基板面に垂直な偏波面をもつ導波光（Ｔ
Ｍ波）に対するクラッドの屈折率、 を意味する。したがって、該埋め込み型光導波路の導波
光のＴＥ波、ＴＭ波に対する等価屈折率は以下に示す大
小関係がある。 n(core,TE)＞Ｎeff(TE)＞n(clad,TE)＞n(core,TM)＞Ｎ
eff(TM)＞n(clad,TE)
【００１０】図１において、スリット５を形成する光学
的に透明な物質１０は、屈折率ｎがｎ(clad,TE) ＞ｎ＞
ｎ(core,TM) の範囲にある光学的な等方性を持つ物質
で、例えばエポキシ系紫外線硬化材からなる。そして、
このスリット５は、図２に示すように、スリット５と入
射側光導波路１の光軸とのなす角度θはＴＥ波が光導波
路１とスリット５との境界面で全反射する角度、すなわ
ち θ＞ sin-1 ｎ／Ｎeff（ＴＥ）） を満足するように設けられている。したがって、入射側
光導波路１を導波するＴＥ波は、光導波路１とスリット
５の境界面において全反射し、光路が変化するために出
射側光導波路３へは伝搬しない。一方、ＴＭ波の場合に
は、光導波路１とスリット５の境界面を透過し出射側光
導波路３へ伝搬する。このように、本発明の光スイッチ
では入射する光波の偏波面を変化させることにより光ス
イッチングが可能となる。
的に透明な物質１０は、屈折率ｎがｎ(clad,TE) ＞ｎ＞
ｎ(core,TM) の範囲にある光学的な等方性を持つ物質
で、例えばエポキシ系紫外線硬化材からなる。そして、
このスリット５は、図２に示すように、スリット５と入
射側光導波路１の光軸とのなす角度θはＴＥ波が光導波
路１とスリット５との境界面で全反射する角度、すなわ
ち θ＞ sin-1 ｎ／Ｎeff（ＴＥ）） を満足するように設けられている。したがって、入射側
光導波路１を導波するＴＥ波は、光導波路１とスリット
５の境界面において全反射し、光路が変化するために出
射側光導波路３へは伝搬しない。一方、ＴＭ波の場合に
は、光導波路１とスリット５の境界面を透過し出射側光
導波路３へ伝搬する。このように、本発明の光スイッチ
では入射する光波の偏波面を変化させることにより光ス
イッチングが可能となる。
【００１１】ところで、ＴＭ波は光導波路１とスリット
５の境界面で屈折するが、光導波路１と光導波路３の光
軸を必要ならばこの屈折を考慮して図４に示すように所
望の幅でずらすことにより、ＴＭ波の光導波路１から光
導波路３への結合効率を向上することができる。また、
入射側光導波路１にＴＥ波とＴＭ波を同時に入射する
と、ＴＭ波のみが光導波路３へ伝わることになり、本発
明の光スイッチは光スイッチングだけでなく、ＴＥ／Ｔ
Ｍモードスプリッタの機能も同時に合わせもつことを特
徴としている。なお、上記の実施例では、光導波路材料
としてはポリイミド材料についての例を説明したが、本
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。加えて、本実施例では光導波路１とスリット５の
境界面においてＴＥ波は全反射し、ＴＭ波は透過する場
合について述べたが、ＴＥ波が透過しＴＭ波が全反射す
るように構成できることは言うまでもない。
５の境界面で屈折するが、光導波路１と光導波路３の光
軸を必要ならばこの屈折を考慮して図４に示すように所
望の幅でずらすことにより、ＴＭ波の光導波路１から光
導波路３への結合効率を向上することができる。また、
入射側光導波路１にＴＥ波とＴＭ波を同時に入射する
と、ＴＭ波のみが光導波路３へ伝わることになり、本発
明の光スイッチは光スイッチングだけでなく、ＴＥ／Ｔ
Ｍモードスプリッタの機能も同時に合わせもつことを特
徴としている。なお、上記の実施例では、光導波路材料
としてはポリイミド材料についての例を説明したが、本
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。加えて、本実施例では光導波路１とスリット５の
境界面においてＴＥ波は全反射し、ＴＭ波は透過する場
合について述べたが、ＴＥ波が透過しＴＭ波が全反射す
るように構成できることは言うまでもない。
【００１２】（実施例２）図５は、本発明の光スイッチ
の第２の実施例でＹ分岐光導波路に適用したものであ
る。図６は図５のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図５，
図６において、入射側光導波路１、出射側光導波路３，
４はＳｉ基板上に形成された埋め込み型光導波路であ
り、コア８ならびにクラッド９は実施例１のそれぞれと
同じ材料を用いている。光導波路１と光導波路３の光軸
は平行であり、図５に示すように光学的に透明な実施例
１と同じ物質１０が充填されているスリット５を挾んだ
構成となっている。光導波路１の光軸とスリット５の側
面との角度は、ＴＥ波が光導波路１とスリットの境界面
において全反射する角度θとなっている。また、光導波
路１の光軸と光導波路４の光軸のなす角度は２θであ
る。
の第２の実施例でＹ分岐光導波路に適用したものであ
る。図６は図５のｂ−ｂ線に沿う断面図である。図５，
図６において、入射側光導波路１、出射側光導波路３，
４はＳｉ基板上に形成された埋め込み型光導波路であ
り、コア８ならびにクラッド９は実施例１のそれぞれと
同じ材料を用いている。光導波路１と光導波路３の光軸
は平行であり、図５に示すように光学的に透明な実施例
１と同じ物質１０が充填されているスリット５を挾んだ
構成となっている。光導波路１の光軸とスリット５の側
面との角度は、ＴＥ波が光導波路１とスリットの境界面
において全反射する角度θとなっている。また、光導波
路１の光軸と光導波路４の光軸のなす角度は２θであ
る。
【００１３】入射側光導波路１を導波するＴＥ波は、光
導波路１とスリット５の境界面において全反射し、光導
波路４へ伝搬する。一方、ＴＭ波は、光導波路１とスリ
ット５の境界面を透過し光導波路３へ伝搬する。このと
きＴＭ波は光導波路１とスリット５の境界面で屈折する
が、光導波路１と光導波路３の光軸を必要ならばこの屈
折を考慮して所望の幅でずらすことにより、ＴＭ波の光
導波路１から光導波路３への結合効率を向上することが
できる。以上より、本実施例では光導波路１に入射する
光波の偏波面を変化させることにより、１×２の光路切
り替えの光スイッチングが可能となる効果を有する。ま
た、光導波路１と光導波３の光軸を所望の幅でずらすこ
とにより、光導波路１から光導波路３への光結合効率を
増す効果ももつ。
導波路１とスリット５の境界面において全反射し、光導
波路４へ伝搬する。一方、ＴＭ波は、光導波路１とスリ
ット５の境界面を透過し光導波路３へ伝搬する。このと
きＴＭ波は光導波路１とスリット５の境界面で屈折する
が、光導波路１と光導波路３の光軸を必要ならばこの屈
折を考慮して所望の幅でずらすことにより、ＴＭ波の光
導波路１から光導波路３への結合効率を向上することが
できる。以上より、本実施例では光導波路１に入射する
光波の偏波面を変化させることにより、１×２の光路切
り替えの光スイッチングが可能となる効果を有する。ま
た、光導波路１と光導波３の光軸を所望の幅でずらすこ
とにより、光導波路１から光導波路３への光結合効率を
増す効果ももつ。
【００１４】また、本実施例においても、入射側光導波
路１にＴＥ波とＴＭ波を同時に入射すると、ＴＭ波は光
導波路３へ伝搬し、ＴＥ波は光導波路４へ伝搬すること
から、本発明の光スイッチの本実施例は光路切り替えス
イッチングだけでなく、ＴＥ／ＴＭモードスプリッタの
機能も同時に合わせもつ。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。加えて、本実施例では光導波路１とスリ
ット５の境界面においてＴＥ波は全反射し、ＴＭ波は透
過する場合について述べたが、ＴＥ波が透過しＴＭ波が
全反射するように構成できることは言うまでもない。
路１にＴＥ波とＴＭ波を同時に入射すると、ＴＭ波は光
導波路３へ伝搬し、ＴＥ波は光導波路４へ伝搬すること
から、本発明の光スイッチの本実施例は光路切り替えス
イッチングだけでなく、ＴＥ／ＴＭモードスプリッタの
機能も同時に合わせもつ。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。加えて、本実施例では光導波路１とスリ
ット５の境界面においてＴＥ波は全反射し、ＴＭ波は透
過する場合について述べたが、ＴＥ波が透過しＴＭ波が
全反射するように構成できることは言うまでもない。
【００１５】（実施例３）図７は、本発明の光スイッチ
の第３実施例でＸ分岐光導波路に適用したものである。
図８は図７のｃ−ｃ線に沿う断面図である。入射側光導
波路１，２、出射側光導波路３，４はＳｉ基板上に形成
された埋め込み型光導波路であり、コアならびにクラッ
ドは実施例１のそれぞれと同じ材料を用いている。光導
波路１の光軸と光導波路４の光軸、光導波路２の光軸と
光導波路３の光軸はそれぞれ平行であり、それぞれは図
７に示すように光学的に透明な実施例１と同じ物質１０
が充填されているスリット５を挾んだ構成となってい
る。光導波路１の光軸とスリット５の側面との角度、お
よび光導波路２の光軸とスリット５の側面との角度は、
それぞれＴＥ波が光導波路１とスリット５の境界面およ
び光導波路２とスリット５の境界面において全反射する
角度θとなっている。また、光導波路１の光軸と光導波
路３の光軸のなす角度、および光導波路２の光軸と光導
波路４の光軸のなす角度は２θである。
の第３実施例でＸ分岐光導波路に適用したものである。
図８は図７のｃ−ｃ線に沿う断面図である。入射側光導
波路１，２、出射側光導波路３，４はＳｉ基板上に形成
された埋め込み型光導波路であり、コアならびにクラッ
ドは実施例１のそれぞれと同じ材料を用いている。光導
波路１の光軸と光導波路４の光軸、光導波路２の光軸と
光導波路３の光軸はそれぞれ平行であり、それぞれは図
７に示すように光学的に透明な実施例１と同じ物質１０
が充填されているスリット５を挾んだ構成となってい
る。光導波路１の光軸とスリット５の側面との角度、お
よび光導波路２の光軸とスリット５の側面との角度は、
それぞれＴＥ波が光導波路１とスリット５の境界面およ
び光導波路２とスリット５の境界面において全反射する
角度θとなっている。また、光導波路１の光軸と光導波
路３の光軸のなす角度、および光導波路２の光軸と光導
波路４の光軸のなす角度は２θである。
【００１６】入射側光導波路１を導波するＴＥ波は、光
導波路１とスリット５の境界面において全反射し光導波
路３へ伝搬する。一方、ＴＭ波は、光導波路１とスリッ
ト５の境界面を透過し光導波路４へ伝搬する。このと
き、ＴＭ波は光導波路１とスリット５の境界面で屈折す
るが、光導波路１と光導波路４の光軸をこの屈折を考慮
して所望の幅でずらすことにより、ＴＭ波の光導波路１
から光導波路４への結合効率を向上することができる。
同様に、入射側光導波路２を導波するＴＥ波は、光導波
路２とスリット５の境界面において全反射し光導波路４
へ伝搬する。一方、ＴＭ波は、光導波路２とスリット５
の境界面を透過し光導波路３へ伝搬する。このときＴＭ
波は光導波路２とスリットの境界面で屈折するが、光導
波路２と光導波路３の光軸をこの屈折を考慮して所望の
幅でずらすことにより、ＴＭ波の光導波路２から光導波
路３への結合効率を向上することができる。
導波路１とスリット５の境界面において全反射し光導波
路３へ伝搬する。一方、ＴＭ波は、光導波路１とスリッ
ト５の境界面を透過し光導波路４へ伝搬する。このと
き、ＴＭ波は光導波路１とスリット５の境界面で屈折す
るが、光導波路１と光導波路４の光軸をこの屈折を考慮
して所望の幅でずらすことにより、ＴＭ波の光導波路１
から光導波路４への結合効率を向上することができる。
同様に、入射側光導波路２を導波するＴＥ波は、光導波
路２とスリット５の境界面において全反射し光導波路４
へ伝搬する。一方、ＴＭ波は、光導波路２とスリット５
の境界面を透過し光導波路３へ伝搬する。このときＴＭ
波は光導波路２とスリットの境界面で屈折するが、光導
波路２と光導波路３の光軸をこの屈折を考慮して所望の
幅でずらすことにより、ＴＭ波の光導波路２から光導波
路３への結合効率を向上することができる。
【００１７】以上より、本実施例では光導波路１または
光導波路２へ入射する光波の偏波面を変化させることに
より、２×２の光路切り替えの光スイッチングが可能と
なる効果を有する。また、光導波路１の光軸と光導波路
４の光軸、光導波路２の光軸と光導波路３の光軸を所望
の幅でずらすことにより、光導波路１から光導波路４、
光導波路２から光導波路３への光結合効率を増す効果も
もつ。また、本実施例においても、入射側光導波路１
（入射側光導波路２）にＴＥ波とＴＭ波を同時に入射す
ると、ＴＭ波は光導波路４（光導波路３）へ伝搬し、Ｔ
Ｅ波は光導波路３（光導波路４）へ伝搬することから、
本発明の光スイッチの本実施例は２×２の光路切り替え
スイッチングだけでなく、２×２のＴＥ／ＴＭモードス
プリッタの機能も同時に合わせもつ。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。加えて、本実施例では光導波
路１とスリット５の境界面においてＴＥ波は全反射し、
ＴＭ波は透過する場合について述べたが、ＴＥ波が透過
しＴＭ波が全反射するように構成できることは言うまで
もない。
光導波路２へ入射する光波の偏波面を変化させることに
より、２×２の光路切り替えの光スイッチングが可能と
なる効果を有する。また、光導波路１の光軸と光導波路
４の光軸、光導波路２の光軸と光導波路３の光軸を所望
の幅でずらすことにより、光導波路１から光導波路４、
光導波路２から光導波路３への光結合効率を増す効果も
もつ。また、本実施例においても、入射側光導波路１
（入射側光導波路２）にＴＥ波とＴＭ波を同時に入射す
ると、ＴＭ波は光導波路４（光導波路３）へ伝搬し、Ｔ
Ｅ波は光導波路３（光導波路４）へ伝搬することから、
本発明の光スイッチの本実施例は２×２の光路切り替え
スイッチングだけでなく、２×２のＴＥ／ＴＭモードス
プリッタの機能も同時に合わせもつ。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。加えて、本実施例では光導波
路１とスリット５の境界面においてＴＥ波は全反射し、
ＴＭ波は透過する場合について述べたが、ＴＥ波が透過
しＴＭ波が全反射するように構成できることは言うまで
もない。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明による光ス
イッチは、光導波路のＴＥ導波光（偏波面が基板面に対
して平行な導波光）とＴＭ導波光（偏波面が基板面に対
して垂直な導波光）に対する等価屈折率の相違を巧みに
利用し、該スイッチの光導波路の一部に設けたスリット
に充填する物質の屈折率を光導波路のＴＥ波およびＴＭ
波に対する等価屈折率の中間に選ぶことにより、スリッ
トに充填した物質を出し入れすることなく光スイッチン
グが可能である効果を有する。
イッチは、光導波路のＴＥ導波光（偏波面が基板面に対
して平行な導波光）とＴＭ導波光（偏波面が基板面に対
して垂直な導波光）に対する等価屈折率の相違を巧みに
利用し、該スイッチの光導波路の一部に設けたスリット
に充填する物質の屈折率を光導波路のＴＥ波およびＴＭ
波に対する等価屈折率の中間に選ぶことにより、スリッ
トに充填した物質を出し入れすることなく光スイッチン
グが可能である効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例の斜視図。
【図２】本発明の第１の実施例の平面図。
【図３】図２のａ−ａ線における断面図。
【図４】本発明の第１の実施例において、入射側光導波
路と出射側光導波路の光軸をずらした構成の平面図。
路と出射側光導波路の光軸をずらした構成の平面図。
【図５】本発明の第２の実施例の平面図。
【図６】図５のｂ−ｂ線における断面図。
【図７】本発明の第３の実施例の平面図。
【図８】図７のｃ−ｃ線における断面図。
【図９】従来の技術の平面図。
【図１０】従来の技術の平面図。
１，２ 入射側光導波路 ３，４ 出射側光導波路 ５ スリット ６ 基板 ７ 屈折率整合物質 ８ 光導波路のコア ９ 光導波路のクラッド １０ スリットに充填されている物質
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に形成された、基板面に平行な偏
波面をもつ導波光（ＴＥ波）と基板面に垂直な偏波面を
もつ導波光（ＴＭ波）に対する等価屈折率が異なる光導
波路であって、該光導波路の一部に該光導波路の光軸を
横切りかつ該光導波路面に垂直に、光学的に等方性を有
し透明であり、かつ屈折率が該光導波路のＴＥ波とＴＭ
波に対する等価屈折率の中間の値をもつ物質が常に充填
されているスリットが形成され、かつ該光導波路の光軸
と該スリットの角度がＴＥ波，ＴＭ波のどちらか一方の
みを該光導波路と該スリットの境界面において全反射す
るように設定されていることを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項２】 基板上に形成された、基板面に平行な偏
波面をもつ導波光（ＴＥ波）と基板面に垂直な偏波面を
もつ導波光（ＴＭ波）に対する等価屈折率が異なる光導
波路によりなるＹ分岐光導波路であって、該Ｙ分岐光導
波路の分岐された２つの枝光導波路の一方と分岐部との
接続部分において、該一方の枝光導波路の光路を横切り
かつ該Ｙ分岐光導波路面に垂直に、光学的に等方性を有
し透明であり、かつ屈折率が該光導波路のＴＥ波とＴＭ
波に対する等価屈折率の中間の値をもつ物質が常に充填
されているスリットが形成され、さらに該光導波路の光
軸と該スリットの角度がＴＥ波，ＴＭ波のどちらか一方
のみを該光導波路と該スリットの境界面において全反射
するように設定されていることを特徴とする光スイッ
チ。 - 【請求項３】 基板上に形成された、基板面に平行な偏
波面をもつ導波光（ＴＥ波）と基板面に垂直な偏波面を
もつ導波光（ＴＭ波）に対する等価屈折率が異なる光導
波路からなるＸ分岐光導波路であって、該Ｘ分岐光導波
路の交差部において、交差角の２等分線上に該光導波路
の光路を横切りかつ該光導波路面に垂直に、光学的に等
方性を有し透明であり、かつ屈折率が該光導波路のＴＥ
波とＴＭ波に対する等価屈折率の中間の値をもつ物質が
常に充填されているスリットが形成され、さらに該Ｘ分
岐光導波路の交差角がＴＥ波，ＴＭ波のどちらか一方の
みを該光導波路と該スリットの境界面において全反射す
るように設定されていることを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項４】 スリットを挟んで対向する２本の光導波
路の光軸が、所望の幅でずれていることを特徴とする請
求項１，２又は３記載の光スイッチ。 - 【請求項５】 スリットに充填される物質はエポキシ系
紫外線硬化材であることを特徴とする請求項１，２，３
又は４記載の光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10649394A JP3379658B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10649394A JP3379658B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318984A true JPH07318984A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3379658B2 JP3379658B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=14434980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10649394A Expired - Lifetime JP3379658B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3379658B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005331857A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Sony Corp | 表示装置 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP10649394A patent/JP3379658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005331857A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Sony Corp | 表示装置 |
| JP4691902B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2011-06-01 | ソニー株式会社 | 表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3379658B2 (ja) | 2003-02-24 |
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