JPH0774874B2 - Waveguide optical switch - Google Patents

Waveguide optical switch

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JPH0774874B2
JPH0774874B2 JP8245989A JP8245989A JPH0774874B2 JP H0774874 B2 JPH0774874 B2 JP H0774874B2 JP 8245989 A JP8245989 A JP 8245989A JP 8245989 A JP8245989 A JP 8245989A JP H0774874 B2 JPH0774874 B2 JP H0774874B2
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optical switch
waveguide
waveguides
length
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信幸 葛田
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、方向性結合器を用いた偏光無依存光スイッ
チに関し、特に光導波路内に光の閉じ込め効果が高く、
偏光依存性を低減し、特に素子駆動電圧を極力小さくす
ることができる導波路型光スイッチに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polarization-independent optical switch using a directional coupler, and particularly has a high light confinement effect in an optical waveguide,
The present invention relates to a waveguide type optical switch capable of reducing the polarization dependency and particularly reducing the device driving voltage as much as possible.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の導波路型光スイッチは、その主要部を形
成する方向性結合器として、第5図に概略構成図に示す
ものがあった。同図において、従来の導波路型光スイッ
チは、ニオブ酸リチウム(以下、LiNbO3)の基板(1)
上に二本の導波路(2)、(3)を形成し、該導波路
(2)、(3)の一部が接近して結合部(6)を形成す
る構成である。上記一の導波路(2)の左側入射端面よ
り強度POの光を入射すると、上記一部接近した結合部
(6)の結合部長(L)の長さに依存して変化し、この
変化した強度PA、PBの光を各導波路(2)、(3)の右
側出射端面から射出する。この射出される強度PA、PB
各光がPA/(PA+PB)≒0の関係が成立する最初の長さ
lを完全結合長と呼ぶ。この完全係合長lについての射
出光PA、PBとの関係を第6図(A)に示す。また、完全
結合長lは、一般に入射光の偏光状態、即ち、TEモード
かTMモードかにより異なる長さをとる。ここでTEモード
とは電界成分が基板(1)に平行な偏光状態をさし、TM
モードとは電界成分が基板(1)に垂直な偏光状態をさ
している。なお、上記二本の導波路(2)、(3)はそ
の構造を互いに等しく構成される。
Conventionally, in this type of waveguide type optical switch, as a directional coupler forming a main part thereof, there is one shown in a schematic configuration diagram in FIG. In the figure, the conventional waveguide type optical switch, lithium niobate (hereinafter, L i N b O 3) substrate (1)
In this structure, two waveguides (2) and (3) are formed on the upper side, and some of the waveguides (2) and (3) are close to each other to form a coupling portion (6). When the light having the intensity P O is incident from the left incident end face of the one waveguide (2), it changes depending on the length of the coupling portion (L) of the coupling portion (6) which is partly close to the one, and this change The light of the intensities P A and P B is emitted from the right emission end faces of the waveguides (2) and (3). The initial length 1 in which the respective lights of the intensities P A and P B emitted have the relationship of P A / (P A + P B ) ≈0 is called the complete bond length. FIG. 6 (A) shows the relationship between the emitted light P A and P B for this complete engagement length l. Further, the complete bond length l generally takes different length depending on the polarization state of incident light, that is, TE mode or TM mode. Here, TE mode refers to a polarization state in which the electric field component is parallel to the substrate (1), and TM
The mode means a polarization state in which the electric field component is perpendicular to the substrate (1). The two waveguides (2) and (3) have the same structure.

上記従来の導波路型光スイッチの方向性結合器は、結合
部(6)に一対の電極(図示を省略する)を設けて一様
Δβ型に構成し、電界を印加することにより電気光学効
果に基づき入射光をスイッチングすることができる。こ
のスイッチング状態を第6図(B)に一様Δβのスイッ
チングダイアグラムとして示す。同図において、状態
(バー状態)は入射光の強度POが射出光の強度PAとなり
他の射出光の強度PB=0の状態を示し、状態(クロス
状態)は入射光の強度POが射出光の強度PBとなり、他の
射出光の強度PA=0の状態を示す。また、電界(ΔβL/
π)を印加すると複数の円弧上において上記状態とな
る。
The conventional directional coupler of the waveguide type optical switch is configured as a uniform Δβ type by providing a pair of electrodes (not shown) in the coupling portion (6), and applying an electric field to achieve an electro-optical effect. The incident light can be switched based on This switching state is shown in FIG. 6 (B) as a switching diagram of uniform Δβ. In the figure, in the state (bar state), the intensity P O of the incident light becomes the intensity P A of the emitted light, and the intensity P B of the other emitted light is P B = 0. In the state (cross state), the intensity P of the incident light is shown. O indicates the intensity P B of the emitted light and the intensity P A of the other emitted light is 0. In addition, the electric field (ΔβL /
When π) is applied, the above state is achieved on a plurality of arcs.

次に、結合部長Lと完全結合長lとの比(L/l)がTMモ
ード及びTEモードについて共に「1」(L/l=1)とし
て電界を印加した場合のTE/TM両モードにスイッチング
ダイアグラムを第7図に示す。同図において、電界を印
加して(ΔβL/π)を増加していくとTEモードが(Δβ
L/π)≒5.2で状態となり、さらに電界を印加して
(ΔβL/π)を増加していくと、TMモードが(ΔβL/
π)≒5.9で状態となる。このようにTE/TM両モードを
状態からへ切り替えることにより入射光をスイッチ
ングすることができる。
Next, the ratio (L / l) between the coupling length L and the perfect coupling length 1 is set to "1" (L / l = 1) for both TM mode and TE mode, and TE / TM both modes are obtained when an electric field is applied. The switching diagram is shown in FIG. In the figure, when the electric field is applied and (ΔβL / π) is increased, the TE mode becomes (ΔβL / π).
(L / π) ≈ 5.2, and when the electric field is further applied to increase (ΔβL / π), the TM mode becomes (ΔβL / π
π) ≒ 5.9 and the state is reached. Thus, the incident light can be switched by switching the TE / TM modes from the state to the state.

また、他の従来の導波路型光スイッチとしてELECTRONIC
S LETTERS 8th Octorber 1987 Vol.23,No.21第1167頁〜
第1168頁に記載されたものがありこれを第8図に示す。
同図において、従来の導波路型光スイッチは、LiNbO3
基板(1)上に二本の導波路(2)、(3)を形成さ
れ、該二本の導波路(2)、(3)上に一対の電極
(4)、(5)と該一対の電極(4)、(5)の外側に
別の一対の電極(45)、(55)とが各々配設される構成
である。
In addition, as another conventional waveguide type optical switch, ELECTRONIC
S LETTERS 8th Octorber 1987 Vol.23, No.21 Page 1167-
There is one described on page 1168, which is shown in FIG.
In the figure, the conventional waveguide type optical switch, L i N b O 3 substrate (1) on the two waveguides (2), is formed and (3), the two waveguides (2 ), (3), a pair of electrodes (4), (5) and another pair of electrodes (45), (55) outside the pair of electrodes (4), (5), respectively. It is a configuration.

上記構成において、上記電極(4)、(5)、(45)、
(55)に電圧を印加し、状態となる上記電圧をTE/TM
両モードで一致させる条件は、LiNbO3の基板(1)の電
気光学係数γ13とγ33で決定される。この場合における
Δβ(印加電圧に対応)に対するTE/TM両モードのクロ
ストークを第9図に示す。同図においてα=ΔβTE/Δ
βTMである(ΔβTE、ΔβTMはそれぞれTE、TMモードに
対する方向性結合器の位相不正合)。このαが0.25≦α
≦0.34である場合には、印加電圧の調整により両モード
でクロストーク−20dB以下とすることができる。波長1.
3μm付近での実測値はα=0.29であり、上記条件を満
足していることから状態になる電圧をTE/TM両モード
で一致させることができることなる。
In the above structure, the electrodes (4), (5), (45),
Apply a voltage to (55) and change the above voltage to TE / TM
The conditions for matching in both modes are determined by the electro-optic coefficients γ 13 and γ 33 of the substrate (1) of Li N b O 3 . FIG. 9 shows the crosstalk in both TE / TM modes with respect to Δβ (corresponding to the applied voltage) in this case. In the figure, α = Δβ TE / Δ
β TM (Δβ TE and Δβ TM are phase mismatches of the directional coupler for TE and TM modes, respectively). This α is 0.25 ≦ α
When ≦ 0.34, crosstalk can be reduced to −20 dB or less in both modes by adjusting the applied voltage. Wavelength 1.
The measured value in the vicinity of 3 μm is α = 0.29, and since the above conditions are satisfied, it is possible to match the voltage in the state in both TE / TM modes.

さらに、他の従来の導波路型光スイッチとしてELECTRON
ICS LETTERS 15th September 1988 Vol.24,No.19第1198
頁ないし第1200頁に記載されたものがあり、この従来の
導波路型光スイッチはLiNbO3のような光学的結晶の場合
に電気光学効果がTE/TM両モードに対して等しく作用す
るX-cutの結晶を用いることにより偏光無依存性を確保
していた。
In addition, as another conventional waveguide type optical switch, ELECTRON
ICS LETTERS 15th September 1988 Vol.24, No.19 No. 1198
These conventional waveguide type optical switches have the same electro-optical effect for both TE / TM modes in the case of an optical crystal such as L i N b O 3. Polarization independence was secured by using a working X-cut crystal.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来の導波路型光スイッチは以上のように構成されてい
たので、前記第7図のスイッチングダイアグラムに示す
ようにTEモードとTMモードとのモード切替に関する(Δ
βL/π)が異なり、偏光無依存性を完全することができ
ないという課題を有していた。また他の従来の導波路型
光スイッチはTE/TMの両モードの完全結合長の一致を比
較的遮断条件に近い所で得られるが、導波路における光
の閉じ込め効果が弱いため、導波路伝搬損失や導波路曲
がり部分での放射損失が大きくなりやすいという課題を
有し、また他の従来光スイッチでは利用できる電気光学
効果の作用が弱いため、光のスイッチングに必要なスイ
ッチング電圧が大きくなるという課題を有していた。
Since the conventional waveguide type optical switch is configured as described above, as shown in the switching diagram of FIG. 7, the mode switching between TE mode and TM mode (Δ
Since βL / π) was different, there was a problem that polarization independence could not be perfected. In addition, other conventional waveguide type optical switches can obtain the matching of the complete coupling lengths of both modes of TE / TM relatively close to the cutoff condition, but since the optical confinement effect in the waveguide is weak, the waveguide propagation There is a problem that the loss and radiation loss in the bent portion of the waveguide are likely to be large, and the electro-optical effect that can be used in other conventional optical switches is weak, so the switching voltage required for optical switching becomes large. Had challenges.

この発明はかかる課題を解決するためになされたもの
で、駆動電圧とスイッチング特性に対して偏光依存性と
を小さくでき、しかも導波路の光閉じ込め効果を高く確
保できる導波路型光スイッチを得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a waveguide type optical switch that can reduce the polarization dependency with respect to a driving voltage and a switching characteristic and can secure a high optical confinement effect of the waveguide. With the goal.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明に係る導波路型光スイッチは、二つの導波路を
近接して配置し、該両導波路間で光強度を変換する方向
性結合器の結合部長を、TEモードについてTEモードの完
全結合長の約4倍とすると共に、TMモードについてTMモ
ードの完全結合長の約2倍として形成し、該形成した方
向性結合器の両導波路上に各々4分割した一対の4分割
電極を対向配置して構成し、該一対の4分割電極に電界
方向が交互に反転する電圧を印加して駆動制御するもの
である。
A waveguide type optical switch according to the present invention has two waveguides arranged close to each other, and a coupling length of a directional coupler for converting light intensity between the two waveguides is set to a TE mode complete coupling for a TE mode. The TM mode is formed to have a length of about 4 times, and the TM mode is formed to have a length of about 2 times the full coupling length of the TM mode. It is arranged and configured, and the voltage is applied to the pair of four-divided electrodes so that the electric field directions are alternately inverted to control the drive.

〔作用〕[Action]

この発明における導波路型光スイッチは、方向性結合器
の結合部長をTEモードの完全結合長の約4倍及びTMモー
ドの完全結合長の約2倍として形成すると共に方向性結
合器に4分割電極を対向配置して形成することにより、
該4分割電極に電界を交互に反転する電圧を印加してTE
/TM両モードの状態から状態への移行を極めて近い
印加電圧値で行なう。
In the waveguide type optical switch according to the present invention, the length of the coupling portion of the directional coupler is formed to be about four times the full coupling length of the TE mode and about twice the full coupling length of the TM mode, and the directional coupler is divided into four. By forming the electrodes facing each other,
A voltage that alternately inverts the electric field is applied to the four-divided electrodes to apply TE.
/ TM Transition from one mode to another mode is performed with an extremely close applied voltage value.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を第1図および第2図に基づ
いて説明する。この第1図は本実施例に係る導波路型光
スイッチの概略構成図、第2図は第1図記載の実施例に
おける4分割電極配置構成図を示す。上記各図におい
て、本実施例に係る導波路型光スイッチは、LiNbO3の基
板(1)上に二本の導波路(2)、(3)を形成し、該
導波路(2)、(3)の一部が接近して結合部(6)を
形成し、該結合部(6)の結合部長LをTEモードについ
てTEモードの完全結合長の約4倍とすると共にTMモード
についてTMモードの完全結合長の約2倍として形成し、
上記結合部(6)を形成する両導波路(2)、(3)上
に各々4分割した一対の4分割電極(41)〜(44)、
(51)〜(54)を対向配置して構成し、該4分割電極
(41)〜(44)、(51)〜(54)に電界方向が交互に反
転する電圧を印加して駆動制御するものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a waveguide type optical switch according to the present embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram of a four-divided electrode arrangement in the embodiment shown in FIG. In each figure, the waveguide type optical switch according to the present embodiment, L i N b O 3 substrate (1) on the two waveguides (2), to form a (3), the waveguide ( 2) and a part of (3) come close to each other to form a coupling part (6), and the coupling part length L of the coupling part (6) is about 4 times the complete coupling length of the TE mode for the TE mode and TM Mode is formed as about twice the full bond length of TM mode,
A pair of four-divided electrodes (41) to (44), each of which is divided into four, on both the waveguides (2) and (3) forming the coupling portion (6),
(51) to (54) are arranged so as to face each other, and drive control is performed by applying a voltage whose electric field directions are alternately inverted to the four divided electrodes (41) to (44) and (51) to (54). It is a thing.

上記4分割電極(41)〜(44)、(51)〜(54)は、結
合部(6)の結合部長Lの長さに対し各々L/4の長さに
て構成され、相隣る電極対(41)・(51)、(42)・
(52)、(43)・(53)、(44)・(54)は互いに逆極
性且つ等しい電圧が印加される(Δβ反転駆動)。
The four-divided electrodes (41) to (44) and (51) to (54) each have a length of L / 4 with respect to the length L of the joint portion (6) and are adjacent to each other. Electrode pair (41), (51), (42)
(52), (43), (53), (44), and (54) are applied with voltages of opposite polarities and equal to each other (Δβ inversion drive).

次に、上記構成に基づく本実施例に係る導波路型光スイ
ッチの動作について説明する。先ず、4分割電極(41)
〜(44)、(51)〜(54)に上記Δβ反転駆動の条件で
電圧を印加する。この電圧の印加により各分割区間(L/
4)内で導波路は+Δβ、−Δβ、+Δβ、−Δβとい
う伝搬定数変化を受ける。この伝搬定数変化は、TM、TE
モードで異なる値となり、その差を次式で示す。
Next, the operation of the waveguide type optical switch according to this example based on the above configuration will be described. First, four-division electrode (41)
Voltages are applied to (44) and (51) to (54) under the condition of the Δβ inversion drive. By applying this voltage, each divided section (L /
In 4), the waveguide undergoes changes in the propagation constants of + Δβ, -Δβ, + Δβ, and -Δβ. This propagation constant change is TM, TE
The values differ depending on the mode, and the difference is shown by the following equation.

ここで、ΔβTM・ΔβTEはTM、TEモードの受ける伝搬定
数変化、neは異常光屈折率、noは常光屈折率、γ33・γ
13は電気光学定数、ΓTM、ΓTEはTM/TE各モードに対す
る印加電界の重なり積分である。
Where Δβ TM and Δβ TE are TM, the change in the propagation constant of the TE mode, n e is the extraordinary refractive index, n o is the ordinary refractive index, and γ 33 · γ
13 is the electro-optic constant, and Γ TM and Γ TE are the overlap integrals of the applied electric field for each TM / TE mode.

上記(1)式は約3程度と見積られ、実験的(前記従来
技術文献ELECTRONICS LETTERS 8th Octorber 1987 Vol.
23,No.21に記載)においても約3.5とされる。
The above equation (1) is estimated to be about 3 and is experimental (the above-mentioned prior art document ELECTRONICS LETTERS 8th Octorber 1987 Vol.
23, No. 21)).

上記実施例において、L/lTE=4、L/lTM=2とし、a=
3.0またはa=3.6とした場合の印加電圧とクロストーク
との関係を、IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS Vo
l.QE-12,No.7,JULY 1976第396頁〜第398頁の記載基づき
計算し、この計算結果を第3図(A)、(B)に示す。
同図(A)、(B)において、横軸はTMモードに対する
ΔβL/πで、縦軸はクロストークを示す。上記縦軸のク
ロストークは、入射側の導波路(2)に入射する光Ro
光電力を“1"とし、他方入射側の導波路(3)に入射す
る光Soの光電力を“0"とした場合に、出射側の導波路
(3)が出射される光SのTE/TM各モードにおける上記
入射光Ro=“1"に対する電力比としたものである。上記
第3図(A)、(B)においてa>1に示されるよう
に、ΔβL/π=0のときTE/TM各モードの光は−20dB以
下となり、ΔβL/π=4.5のときTE/TM各モードの光は損
失なく出力されることが判る。a=3.6とした場合を示
す第3図(B)において、TE/TM各モード間の差が若干
生じているが、ΔβL/π≒5のときTE/TM各モード共に
極く僅かの挿入損失増加となるのみで出力することがで
きる。
In the above embodiment, L / l TE = 4, L / l TM = 2, and a =
The relationship between the applied voltage and crosstalk when 3.0 or a = 3.6 is described in IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS Vo
l.QE-12, No. 7, JULY 1976, pages 396 to 398, and the calculation results are shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B).
In FIGS. 7A and 7B, the horizontal axis represents ΔβL / π for the TM mode and the vertical axis represents crosstalk. The crosstalk on the vertical axis is defined as the optical power of the light R o entering the waveguide (2) on the incident side is “1”, and the optical power of the light S o entering the waveguide (3) on the other side is When “0” is set, it is a power ratio of the light S emitted from the waveguide (3) on the emission side to the incident light R o = “1” in each TE / TM mode. As shown in a> 1 in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the light in each TE / TM mode becomes −20 dB or less when ΔβL / π = 0, and TE / TM when ΔβL / π = 4.5. It can be seen that the TM light in each mode is output without loss. In Fig. 3 (B) showing the case of a = 3.6, there is a slight difference between TE / TM modes, but when ΔβL / π≈5, both TE / TM modes have very small insertion loss. It can be output only by increasing.

素子駆動電圧としては前記従来技術として記載した文献
においてΔβL/π=6が必要とされるのに対し、a=3.
5の場合であってもΔβL/π=5で動作させることがで
きる。
As the device driving voltage, ΔβL / π = 6 is required in the document described as the prior art, whereas a = 3.
Even in the case of 5, it can be operated with ΔβL / π = 5.

なお、上記実施例に係る導波路型光スイッチにおいては
TE/TM各モードをL/lTE=4、L/lTM=2とする構成とし
たが、クロストークの程度により任意の許容範囲をもっ
て設定することができる。例えば、無電圧状態における
状態チャンネル出力光強度が約75%である場合には、
1.7≦L/lTM≦2.3、3.7≦L/lTE≦4.3と設定することがで
きる。また、状態チャンネル出力光強度が約63%であ
る場合には、1.6≦L/lTM≦2.4、3.6≦L/lTE≦4.4と設定
することができる。
In the waveguide type optical switch according to the above embodiment,
Although each TE / TM mode is configured to have L / l TE = 4 and L / l TM = 2, it can be set with an arbitrary allowable range depending on the degree of crosstalk. For example, if the state channel output light intensity in the no-voltage state is about 75%,
1.7 ≦ L / l TM ≦ 2.3 and 3.7 ≦ L / l TE ≦ 4.3 can be set. When the state channel output light intensity is about 63%, it is possible to set 1.6 ≦ L / l TM ≦ 2.4 and 3.6 ≦ L / l TE ≦ 4.4.

次に、上記実施例に係る導波路型光スイッチを一実施例
製造方法との関係で説明する。
Next, the waveguide type optical switch according to the above embodiment will be described in relation to the manufacturing method of one embodiment.

一般にLiNbO3の基板(1)に導波路(2)、(3)を形
成する方法としては、Ti拡散法が最も一般的に用いられ
る。このTi拡散法により形成した導波路(2)、(3)
では異常光に対する屈折率変化Δneの方が常光線に対す
る屈折率変化Δnoよりも大きくすることが容易である。
即ち、Z-cut結晶のLiNbO3基板(1)ではTMモードの完
全結合長をTEモードの完全結合長よりも長くすることが
容易である。導波路(2)、(3)の幅や二本の導波路
間隔、そしてTi拡散条件を適当に設定することで、方向
性結合器、結合部長Lの長さが、TE/TM両モードの完全
結合長に対してそれぞれ約3倍、1倍とすることは容易
に可能であり、このような導波路は光の閉じ込め効果が
十分に大きなものである。
Generally, as a method of forming the waveguides (2) and (3) on the substrate (1) of L i N b O 3 , the T i diffusion method is most commonly used. Waveguides (2), (3) formed by this T i diffusion method
Then, it is easier to make the refractive index change Δn e for extraordinary light larger than the refractive index change Δn o for ordinary rays.
That is, it is easy to be longer than L i N b O 3 complete coupling length of the complete coupling length of the substrate (1) TM mode TE mode a Z-cut crystal. By properly setting the widths of the waveguides (2) and (3), the spacing between the two waveguides, and the T i diffusion condition, the length of the directional coupler and the coupling length L can be set to TE / TM bi-mode. It is easily possible to increase the coupling length to about 3 times or 1 times the full coupling length, respectively, and such a waveguide has a sufficiently large optical confinement effect.

この具体的製造方法を第4図に示す。同図において、Z-
cut結晶のLiNbO3の基板(1)上に導波路形成部以外の
個所にホトレジストをパターンニングする。次に、ホト
レジストのパターンニング上にTi蒸着を行なった後に、
ホトレジストパターンニング部をリフトオフする。この
リフトオフにて残された蒸着のTiを拡散させてTi拡散Li
NbO3の三次元導波路(2)、(3)を形成する。この導
波路(2)、(3)上に電極(4)、(5)を分割して
一対の4分割電極(41)〜(44)、(51)〜(54)を形
成して導波路型光スイッチを製造する。
This concrete manufacturing method is shown in FIG. In the figure, Z-
A photoresist (1) is patterned on a substrate (1) of cut crystal L i N b O 3 except a waveguide forming portion. Next, after performing Ti vapor deposition on the photoresist patterning,
Lift off the photoresist patterning section. The vapor deposition T i left by this lift-off is diffused to diffuse T i Diffuse L i
Three-dimensional waveguide of N b O 3 (2), to form a (3). The electrodes (4) and (5) are divided on the waveguides (2) and (3) to form a pair of four-divided electrodes (41) to (44) and (51) to (54), respectively. Manufacture optical switch.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明に係る導波路型光スイッ
チは方向性結合器の結合部長を、TEモードについてTEモ
ードの完全結合長の約4倍とすると共にTMモードについ
てTMモードの完全結合長の約2倍として形成し、この方
向性結合器の両導波路上に各々4分割した一対の4分割
電極を対向配置し、この4分割電極に交互に反転する電
圧を印加してΔβ反転駆動制御を行なう構成を採ったこ
とから、素子駆動電圧を極力小さくできる効果を有し、
スイッチング特性に対して偏光依存性を小さくできると
共に、導波路の光閉じ込め効果を高く確保できるという
効果を奏する。
As described above, in the waveguide type optical switch according to the present invention, the coupling length of the directional coupler is set to about four times the complete coupling length of the TE mode for the TE mode and the complete coupling length of the TM mode for the TM mode. And a pair of four-divided electrodes, which are divided into four, are arranged on both waveguides of this directional coupler so as to face each other, and a voltage which is alternately inverted is applied to the four-divided electrodes to perform Δβ inversion driving. By adopting the configuration for controlling, it has the effect of making the element drive voltage as small as possible,
As a result, the polarization dependence of the switching characteristics can be reduced, and the optical confinement effect of the waveguide can be secured high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例に係る導波路型光スイッチ
の概略構成図、第2図は第1図記載の実施例における4
分割電極配置構成図、第3図(A)、(B)はa=3、
a=3.6の場合のΔβL/l−クロストーク関係グラフ、第
4図は第1図記載の実施例光スイッチの一製造工程図、
第5図は従来の導波路型光スイッチの概略構成図、第6
図(A)は完全結合長に対する射出光強度の関係グラ
フ、第6図(B)は一様Δβのスイッチングダイアグラ
ム、第7図はTE/TM両モードのスイッチングダイアグラ
ム、第8図は他の従来の導波路型光スイッチの概略構成
図、第9図はTEモードのスイッチング電圧に対するクロ
ストークの関係グラフを示す。 (1)……LiNbO3の基板 (2),(3)……導波路 (4),(5),(41)〜(44),(51)〜(54)……
電極 (6)……結合部 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a waveguide type optical switch according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view of the embodiment 4 shown in FIG.
The divided electrode arrangement configuration diagram, FIGS. 3A and 3B, a = 3,
ΔβL / l-crosstalk relation graph when a = 3.6, FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the optical switch of the embodiment shown in FIG. 1,
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional waveguide type optical switch, and FIG.
Figure (A) is a relational graph of emitted light intensity with respect to perfect coupling length, Figure 6 (B) is a switching diagram of uniform Δβ, Figure 7 is a switching diagram of both TE / TM modes, and Figure 8 is another conventional method. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the waveguide type optical switch of, and FIG. 9 is a graph showing the relation between the crosstalk and the TE mode switching voltage. (1) substrate ...... L i N b O 3 ( 2), (3) ...... waveguide (4), (5), (41) - (44), (51) - (54) ....
Electrode (6) ... Coupling portion In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding portions.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二つの導波路を近接して配置し、該両導波
路間で光強度を変換する方向性結合器にて構成される導
波路型光スイッチにおいて、上記方向性結合器の結合部
長を、TEモードについてTEモードの完全結合長の約4倍
とすると共に、TMモードについてTMモードの完全結合長
の約2倍として形成し、該形成した方向性結合器の両導
波路上に各々4分割した一対の4分割電極を対向配置し
て構成し、該一対の4分割電極に電界方向が交互に反転
する電圧を印加して駆動制御することを特徴とする導波
路型光スイッチ。
1. A waveguide type optical switch comprising two directional waveguides arranged close to each other and a directional coupler for converting a light intensity between the both waveguides, wherein the directional couplers are coupled to each other. The section length is set to about 4 times the complete coupling length of the TE mode for the TE mode and about 2 times the full coupling length of the TM mode for the TM mode, and is formed on both waveguides of the formed directional coupler. A waveguide-type optical switch, characterized in that a pair of four-divided electrodes, each of which is divided into four, are arranged to face each other, and a voltage is applied to the pair of four-divided electrodes so that the electric field direction is alternately inverted to control the drive.
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