JPH0778585B2 - 方向性結合器型導波路光スイッチ - Google Patents
方向性結合器型導波路光スイッチInfo
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- JPH0778585B2 JPH0778585B2 JP7137788A JP7137788A JPH0778585B2 JP H0778585 B2 JPH0778585 B2 JP H0778585B2 JP 7137788 A JP7137788 A JP 7137788A JP 7137788 A JP7137788 A JP 7137788A JP H0778585 B2 JPH0778585 B2 JP H0778585B2
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- waveguide
- directional coupler
- optical
- voltage
- curvature
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/125—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode delta-beta
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/06—Polarisation independent
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- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信用の光制御素子に関し、とくに素子の
特性が入射光の偏光状態に依存せず、また、バイアス電
圧を要さず、しかもクロストーク特性が優れる方向性結
合器型導波路光スイッチに関する。
特性が入射光の偏光状態に依存せず、また、バイアス電
圧を要さず、しかもクロストーク特性が優れる方向性結
合器型導波路光スイッチに関する。
光通信システムの実用化が進み、大容量や多機能を持つ
さらに高度のシステムへと開発が進められている。光伝
送網の交換機能、光データバスにおける端末間の高速接
続・切り替え等の新たな機能が求められており、それら
を可能にする光スイッチングネットワークの必要性が高
まってきている。
さらに高度のシステムへと開発が進められている。光伝
送網の交換機能、光データバスにおける端末間の高速接
続・切り替え等の新たな機能が求められており、それら
を可能にする光スイッチングネットワークの必要性が高
まってきている。
現在実用されている光スイッチは、プリズム、ミラー、
ファイバ等を機械的に移動させるものであり、低速で信
頼性が不十分であること、形状が大きくマトリクス化に
は不適当などの欠点がある。これを解決する手段として
開発が進められているものは、基板上に設置した光導波
路を利用した導波路型のスイッチであり、高速で多素子
の集積化が可能、高信頼などの特長がある。特にニオブ
酸リチウム（LiNbO3）結晶などの強誘電体材料を用いた
ものは、光吸収が小さく低損失であること、大きな電気
光学効果を有しているため高能率であるなどの特長を持
つ。
ファイバ等を機械的に移動させるものであり、低速で信
頼性が不十分であること、形状が大きくマトリクス化に
は不適当などの欠点がある。これを解決する手段として
開発が進められているものは、基板上に設置した光導波
路を利用した導波路型のスイッチであり、高速で多素子
の集積化が可能、高信頼などの特長がある。特にニオブ
酸リチウム（LiNbO3）結晶などの強誘電体材料を用いた
ものは、光吸収が小さく低損失であること、大きな電気
光学効果を有しているため高能率であるなどの特長を持
つ。
導波路型スイッチのデバイス方式としては、これまで数
多くの方式が発見されているが、比較的動作電圧が低
い、光透過方向に終始チャンネル導波路で構成されてい
るため光の放射損失が小さいなどの利点から、コブラ型
の方向性結合器型の光スイッチが多く利用されている。
多くの方式が発見されているが、比較的動作電圧が低
い、光透過方向に終始チャンネル導波路で構成されてい
るため光の放射損失が小さいなどの利点から、コブラ型
の方向性結合器型の光スイッチが多く利用されている。
コブラ型の方向性結合器型の光スイッチの構造及び動作
原理は以下のようである。方向性結合器に電圧を印加し
ないときには一方の導波路の光が他方の導波路にすべて
移行するように（この状態をクロス状態と一般に称し、
の記号を用いて表されている）、位相定数が同一の２
本の光導波路の近接して配置する結合部の長さを設定し
ておき、適切な電圧を印加するときには、２つの導波路
の位相定数が異なってくるため、一方から他方への光の
結合は生ぜず、光は入射した一方の導波路をそのまま進
む、（この状態をバー状態と一般に称し、の記号を用
いて表されている）という、状態、状態の２つの状
態を選択することによってスイッチングが実現されるも
のである。
原理は以下のようである。方向性結合器に電圧を印加し
ないときには一方の導波路の光が他方の導波路にすべて
移行するように（この状態をクロス状態と一般に称し、
の記号を用いて表されている）、位相定数が同一の２
本の光導波路の近接して配置する結合部の長さを設定し
ておき、適切な電圧を印加するときには、２つの導波路
の位相定数が異なってくるため、一方から他方への光の
結合は生ぜず、光は入射した一方の導波路をそのまま進
む、（この状態をバー状態と一般に称し、の記号を用
いて表されている）という、状態、状態の２つの状
態を選択することによってスイッチングが実現されるも
のである。
このタイプの方向性結合器型の光スイッチは上記のよう
な特長を持つ反面、以下のような難点を有す。
な特長を持つ反面、以下のような難点を有す。
第１に、一般に光スイッチは光伝送路中に挿入され、光
ファイバ中を伝送された光信号の光路を切り替えるため
に使用される場合が多い。高速、大容量の光通信システ
ムでは光ファイバとして単一モード光ファイバが使用さ
れる。単一モードファイバ中を透過した光波は、一般に
だ円偏光であり、またその偏光状態も時間的に変動す
る。これまでの導波型の光スイッチでは、電圧、クロス
トークなどのスイッチ特性は、入射光の偏光状態に大き
く依存する。このため、光ファイバ伝送路の途中にこの
導波型光スイッチを挿入することは困難である。
ファイバ中を伝送された光信号の光路を切り替えるため
に使用される場合が多い。高速、大容量の光通信システ
ムでは光ファイバとして単一モード光ファイバが使用さ
れる。単一モードファイバ中を透過した光波は、一般に
だ円偏光であり、またその偏光状態も時間的に変動す
る。これまでの導波型の光スイッチでは、電圧、クロス
トークなどのスイッチ特性は、入射光の偏光状態に大き
く依存する。このため、光ファイバ伝送路の途中にこの
導波型光スイッチを挿入することは困難である。
第２の難点はバイアス電圧を要することである。方向性
結合器型導波路光スイッチに電圧を印加しない時の状
態における、本来出力させたくない導波路からの充分に
低い光出力、すなわち高いクロストーク特性を確保する
ためには、結合部の長さを精度よく設定しておくことが
必要である。しかしながら、現実の光導波路の製作技術
ではこれを満たすことが困難である。コブラ型の方向性
結合器型導波路光スイッチの製作精度を緩和するための
デバイス方式として、デルタベーター（Δβ）反転法が
発明された。このΔβ反転法は、方向性結合器に電圧を
印加するための電極を光透過方向に２分割し、電界方向
を反転させるもので、これによって、ある長さ以上に結
合部長が設定してあれば、２つの電圧値の間で動作させ
ることによって、およびが実現できるものである。
これによって、高いクロストーク特性の状態は確保で
きるものの、常にバイアス電圧が必要という難点があ
る。すなわち、その典型的なものは、単一のスイッチで
はなく、多数のスイッチを集積したマトリクススイッチ
を構成したとき、各エレメントのバイアス電圧は一定と
はならず、ばらつきを生ずる。このような場合、全ての
エレメントに対してバイアス電圧の値を調節して与える
ことは、事実上困難である。
結合器型導波路光スイッチに電圧を印加しない時の状
態における、本来出力させたくない導波路からの充分に
低い光出力、すなわち高いクロストーク特性を確保する
ためには、結合部の長さを精度よく設定しておくことが
必要である。しかしながら、現実の光導波路の製作技術
ではこれを満たすことが困難である。コブラ型の方向性
結合器型導波路光スイッチの製作精度を緩和するための
デバイス方式として、デルタベーター（Δβ）反転法が
発明された。このΔβ反転法は、方向性結合器に電圧を
印加するための電極を光透過方向に２分割し、電界方向
を反転させるもので、これによって、ある長さ以上に結
合部長が設定してあれば、２つの電圧値の間で動作させ
ることによって、およびが実現できるものである。
これによって、高いクロストーク特性の状態は確保で
きるものの、常にバイアス電圧が必要という難点があ
る。すなわち、その典型的なものは、単一のスイッチで
はなく、多数のスイッチを集積したマトリクススイッチ
を構成したとき、各エレメントのバイアス電圧は一定と
はならず、ばらつきを生ずる。このような場合、全ての
エレメントに対してバイアス電圧の値を調節して与える
ことは、事実上困難である。
第３の難点は、特性が波長に対して敏感であることであ
る。半導体レーザの発振波長は、周知の如くロット毎や
温度によって変化し、また変動する。一方、チャンネル
導波路のモード分布は、波長に対して分散特性を持つた
め、導波路間の結合長は変化する。すなわち、波長が短
くなれば導波路の光閉じこめ効果は増して結合長は長く
なり、波長が長くなれば結合長は短くなる。Δβ反転法
の２つの電圧値は入力波長によって変わり、マトリクス
スイッチを構成したときにやはり不都合となる。
る。半導体レーザの発振波長は、周知の如くロット毎や
温度によって変化し、また変動する。一方、チャンネル
導波路のモード分布は、波長に対して分散特性を持つた
め、導波路間の結合長は変化する。すなわち、波長が短
くなれば導波路の光閉じこめ効果は増して結合長は長く
なり、波長が長くなれば結合長は短くなる。Δβ反転法
の２つの電圧値は入力波長によって変わり、マトリクス
スイッチを構成したときにやはり不都合となる。
以上のように、従来の導波型の光スイッチでは、偏光依
存性、波長特性の敏感さ、バイアス電圧の必要性など、
数々の難点を有す。
存性、波長特性の敏感さ、バイアス電圧の必要性など、
数々の難点を有す。
本発明の目的は、上述の従来の導波路型光スイッチの欠
点を取り除き、入射光の偏光状態に特性が依存せず、バ
イアス電圧を要さず、波長許容範囲の広い、しかもクロ
ストーク特性が優れる方向性結合器型導波路光スイッチ
を提供することにある。
点を取り除き、入射光の偏光状態に特性が依存せず、バ
イアス電圧を要さず、波長許容範囲の広い、しかもクロ
ストーク特性が優れる方向性結合器型導波路光スイッチ
を提供することにある。
Ｚ板ニオブ酸リチウム結晶上に、互いに近接してしかも
曲率をもって平行であって、光透過方向に曲率の正負を
連ねてＳ字を描き、且つ、Ｓ字の変曲点では曲率Ｏであ
って、Ｓ字に沿ってこの変曲点から離れるにしたがって
曲率の絶対値の大きさが徐々に増大するように２本のチ
ャンネル光導波路を形成し、該２本のチャンネル光導波
路の上にその蛇行に沿って電界印加電極を設置すること
により、バイアス電圧を要さず、偏光依存性の無い、波
長許容範囲の広い、しかもクロストーク特性が優れる、
方向性結合器型導波路光スイッチが得られる。
曲率をもって平行であって、光透過方向に曲率の正負を
連ねてＳ字を描き、且つ、Ｓ字の変曲点では曲率Ｏであ
って、Ｓ字に沿ってこの変曲点から離れるにしたがって
曲率の絶対値の大きさが徐々に増大するように２本のチ
ャンネル光導波路を形成し、該２本のチャンネル光導波
路の上にその蛇行に沿って電界印加電極を設置すること
により、バイアス電圧を要さず、偏光依存性の無い、波
長許容範囲の広い、しかもクロストーク特性が優れる、
方向性結合器型導波路光スイッチが得られる。
以下本発明を実施例に基づき図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例である方向性結合器型光スイ
ッチの構造を示す上面図である。１はLiNbO3結晶板であ
り、基板方位はＺ板（即ち基板に立てた法線はＺ軸）に
選んである。結晶基板上に近接した２本の光導波路２お
よび３と、これらの導波録の上にその蛇行に沿って設
け、スイッチ電圧を印加するための電極４〜７で構成さ
れている。
ッチの構造を示す上面図である。１はLiNbO3結晶板であ
り、基板方位はＺ板（即ち基板に立てた法線はＺ軸）に
選んである。結晶基板上に近接した２本の光導波路２お
よび３と、これらの導波録の上にその蛇行に沿って設
け、スイッチ電圧を印加するための電極４〜７で構成さ
れている。
２本の光導波路は、導波路幅が等しく互いに平行で方向
性結合器を構成している。ただし、この方向性結合器の
形状は通常の直線形状ではなく、Ｓ字曲線の形状を持っ
ている。そして、Ｓ字曲線の変曲点では曲率はＯ、すな
わち凸曲線と凹曲線の接続点では、２本の導波路が局所
的には直線で平行な通常の方向性結合器を形成してい
る。この接続点を境にして、曲率は増大して導波路に沿
って分布している。
性結合器を構成している。ただし、この方向性結合器の
形状は通常の直線形状ではなく、Ｓ字曲線の形状を持っ
ている。そして、Ｓ字曲線の変曲点では曲率はＯ、すな
わち凸曲線と凹曲線の接続点では、２本の導波路が局所
的には直線で平行な通常の方向性結合器を形成してい
る。この接続点を境にして、曲率は増大して導波路に沿
って分布している。
本実施例の方向性結合器型スイッチは以下のような動作
をする。一方の導波路３に入射した光は、電極４〜７に
電圧を印加しない時、導波路３を進むにつれて光パワー
を導波路２に移行させ、出射時には導波路２から出射す
る。一方、電極４〜７に第１図に示すように襷掛けに電
圧を印加すると、導波路３に入射した光は、終始自らの
導波路３を進み出射する。すなわち、電圧を印加しない
時には導波路２から、電圧を印加した時には導波路３か
ら、と経路のスイッチングが行なわれる。
をする。一方の導波路３に入射した光は、電極４〜７に
電圧を印加しない時、導波路３を進むにつれて光パワー
を導波路２に移行させ、出射時には導波路２から出射す
る。一方、電極４〜７に第１図に示すように襷掛けに電
圧を印加すると、導波路３に入射した光は、終始自らの
導波路３を進み出射する。すなわち、電圧を印加しない
時には導波路２から、電圧を印加した時には導波路３か
ら、と経路のスイッチングが行なわれる。
上記のような動作が実現する理由は以下のように説明さ
れる。平行でかつ定まった曲率を持った方向性結合器
（すなわち、円曲線の導波路パターン）の結合特性につ
いては検討が行われている（たとえば、アプライド・オ
ブティックス誌、第19巻、第３号、398-403頁に掲載さ
れている論文“曲率をなせる誘電体導波路間の結合（Co
uplingbetween curved dielectric waveguides））。こ
の論文の解析するところによれば、同一の導波路幅と同
一の曲率中心を有して平行する曲線形の結合導波路で
は、曲率半径が無限大では通常の直線形の方向性結合器
の結合特性を示し、曲率半径が小さくなるに従い、一方
の導波路の光エネルギーが他方の導波路にすべり乗り移
ることがなく、不完全な結合しか起こらなくなる。さら
に、或曲率半径より小さい曲率半径では（例えば、この
論文の計算例では半径30〜40mm以下）、一方の導波路か
ら注入した光は、他方の導波路にほとんど移ることが無
くなる。このことは、２つの導波路間に位相定数差が在
って導波路間に結合が生じなくなることを意味する。
れる。平行でかつ定まった曲率を持った方向性結合器
（すなわち、円曲線の導波路パターン）の結合特性につ
いては検討が行われている（たとえば、アプライド・オ
ブティックス誌、第19巻、第３号、398-403頁に掲載さ
れている論文“曲率をなせる誘電体導波路間の結合（Co
uplingbetween curved dielectric waveguides））。こ
の論文の解析するところによれば、同一の導波路幅と同
一の曲率中心を有して平行する曲線形の結合導波路で
は、曲率半径が無限大では通常の直線形の方向性結合器
の結合特性を示し、曲率半径が小さくなるに従い、一方
の導波路の光エネルギーが他方の導波路にすべり乗り移
ることがなく、不完全な結合しか起こらなくなる。さら
に、或曲率半径より小さい曲率半径では（例えば、この
論文の計算例では半径30〜40mm以下）、一方の導波路か
ら注入した光は、他方の導波路にほとんど移ることが無
くなる。このことは、２つの導波路間に位相定数差が在
って導波路間に結合が生じなくなることを意味する。
本実施例では第１図に示すごとくに、光透過方向に曲率
の正負を連ねてＳ字を描き、且つ、Ｓ字の変曲点（対称
線Ａ−Ａ′）では曲率Ｏであって、導波路に沿ってそれ
から離れるにしたがって曲率の絶対値の大きさが徐々に
増大するように構成してある。この方向性結合器は、対
称線Ａ−Ａ′を境にして、左側（すなわち、導波路2aお
よび3aで構成される部分）では、２つの導波路間には正
のΔβ（位相差）があり、右側（すなわち、導波路2bお
よび3bで構成される部分）では負のΔβが存在し、その
大きさが対称線Ａ−Ａ′ではＯ、導波路に沿ってこれか
ら離れるにしたがって大きくなるような構造となってい
る。これを図で表わすと第２図の実線に示すようにな
る。すなわち、位相速度傾斜型の結合器（Tapered Velo
city−Coupler）を構成していることになる。この結合
器の結合特性も解析的にも実験的にも良く調べられてお
り、結合器を構成する２つの導波路間の位相定数の差を
適切に設定すると一方の導波路の光（もしくはマイクロ
波）パワーは、他方の導波路にすべて移行する、いわゆ
る、完全結合の方向性結合器となることが知られてい
る。この特性を、他方の導波路に移行するパワーを縦軸
に、光透過方向の距離ｌを横軸に取って表わすと第３図
の実線のように表わされる。この構造はΔβの傾きを適
切に設定するだけで、結合部の長さは適当で良く、そし
て、位相定数に対する冗長性が高いために、TE波TM波間
に少々の位相定数の違いがあっても、波長が設計値より
少々ずれても、完全結合が自動的に保証されている。
の正負を連ねてＳ字を描き、且つ、Ｓ字の変曲点（対称
線Ａ−Ａ′）では曲率Ｏであって、導波路に沿ってそれ
から離れるにしたがって曲率の絶対値の大きさが徐々に
増大するように構成してある。この方向性結合器は、対
称線Ａ−Ａ′を境にして、左側（すなわち、導波路2aお
よび3aで構成される部分）では、２つの導波路間には正
のΔβ（位相差）があり、右側（すなわち、導波路2bお
よび3bで構成される部分）では負のΔβが存在し、その
大きさが対称線Ａ−Ａ′ではＯ、導波路に沿ってこれか
ら離れるにしたがって大きくなるような構造となってい
る。これを図で表わすと第２図の実線に示すようにな
る。すなわち、位相速度傾斜型の結合器（Tapered Velo
city−Coupler）を構成していることになる。この結合
器の結合特性も解析的にも実験的にも良く調べられてお
り、結合器を構成する２つの導波路間の位相定数の差を
適切に設定すると一方の導波路の光（もしくはマイクロ
波）パワーは、他方の導波路にすべて移行する、いわゆ
る、完全結合の方向性結合器となることが知られてい
る。この特性を、他方の導波路に移行するパワーを縦軸
に、光透過方向の距離ｌを横軸に取って表わすと第３図
の実線のように表わされる。この構造はΔβの傾きを適
切に設定するだけで、結合部の長さは適当で良く、そし
て、位相定数に対する冗長性が高いために、TE波TM波間
に少々の位相定数の違いがあっても、波長が設計値より
少々ずれても、完全結合が自動的に保証されている。
次に、第１図に示すように襷掛けに電圧を印加すると、
電気光学効果による屈折率変化を生じ、導波路２および
３間の位相定数差Δβの分布は、第２図に波線のように
なる。すなわち、導波路2aおよび3a間の位相定数差Δβ
はより増大し、逆に、導波路2bおよび3b間の位相定数差
Δβはより減少して、実線のような滑らかな位相定数の
傾斜は壊される。このため、他方の導波路に移行するパ
ワーの光透過方向の距離を横軸に取って表わした振舞い
は、第３図の波線のようにＳ字曲線の変曲点付近の局所
的には結合はあっても、最終的にはパワーの移行は行な
われない。すなわち、導波路３に入射した光は、終始自
らの導波路３を進み出射する。従来の方向性結合器のよ
うに印加電圧と出射光強度との間は周期関数の関係には
なく、電圧値を高めれば高めるほど位相不整合が増し、
導波路２の消光度が上がる一方である。このため、印加
電圧値の設定精度は緩やかである。
電気光学効果による屈折率変化を生じ、導波路２および
３間の位相定数差Δβの分布は、第２図に波線のように
なる。すなわち、導波路2aおよび3a間の位相定数差Δβ
はより増大し、逆に、導波路2bおよび3b間の位相定数差
Δβはより減少して、実線のような滑らかな位相定数の
傾斜は壊される。このため、他方の導波路に移行するパ
ワーの光透過方向の距離を横軸に取って表わした振舞い
は、第３図の波線のようにＳ字曲線の変曲点付近の局所
的には結合はあっても、最終的にはパワーの移行は行な
われない。すなわち、導波路３に入射した光は、終始自
らの導波路３を進み出射する。従来の方向性結合器のよ
うに印加電圧と出射光強度との間は周期関数の関係には
なく、電圧値を高めれば高めるほど位相不整合が増し、
導波路２の消光度が上がる一方である。このため、印加
電圧値の設定精度は緩やかである。
以上の原理で理解されるように、電圧を印加しない時に
は導波路２から、電圧を印加した時には導波路３から、
と光経路のスイッチングが行なわれる。
は導波路２から、電圧を印加した時には導波路３から、
と光経路のスイッチングが行なわれる。
なお、導波路に電界を印加するための電極の構成方法と
しては、第１図のように光透過方向分割することなく一
様電極構造としても結合の解離を実現することが出来
る。このときには、第２図の一点鎖線に示すように、Δ
β＝Ｏの条件を結合導波路上から無くす必要があるた
め、電極を分割した場合に比べて高い電圧を必要とす
る。
しては、第１図のように光透過方向分割することなく一
様電極構造としても結合の解離を実現することが出来
る。このときには、第２図の一点鎖線に示すように、Δ
β＝Ｏの条件を結合導波路上から無くす必要があるた
め、電極を分割した場合に比べて高い電圧を必要とす
る。
このように、電圧を印加しない状態では状態が確保さ
れ、電圧を印加した時には状態が得られる。とくに、
多数のスイッチエレメントを集積して形成する場合で
も、導波路作成プロセスで生じるばらつきを吸収して、
全てのエレメントが電圧を印加しない状態で状態が揃
って得られ、しかも従来の直線形Δβ反転方式で必要と
なるバイアス電圧を必要としない。また或値以上の電圧
値を与えれば全てのエレメントで状態が揃って得ら
れ、プロセスで生じるばらつきを吸収する。
れ、電圧を印加した時には状態が得られる。とくに、
多数のスイッチエレメントを集積して形成する場合で
も、導波路作成プロセスで生じるばらつきを吸収して、
全てのエレメントが電圧を印加しない状態で状態が揃
って得られ、しかも従来の直線形Δβ反転方式で必要と
なるバイアス電圧を必要としない。また或値以上の電圧
値を与えれば全てのエレメントで状態が揃って得ら
れ、プロセスで生じるばらつきを吸収する。
尚、実施例では光導波路や電極をどのようにして作製し
たかは記述しなかったが、これは通常用いられている方
法、例えば不純物拡散、イオン注入、イオン交換、蒸着
等で作製すればよい。
たかは記述しなかったが、これは通常用いられている方
法、例えば不純物拡散、イオン注入、イオン交換、蒸着
等で作製すればよい。
以上説明のように本発明によれば、特性が入射偏光に依
存せず、バイアス電圧を要さず、設計波長にたいしての
使用波長変化の許容範囲が広く、しかもクロストーク特
性が優れる方向性結合器型導波路光スイッチが得られ
る。
存せず、バイアス電圧を要さず、設計波長にたいしての
使用波長変化の許容範囲が広く、しかもクロストーク特
性が優れる方向性結合器型導波路光スイッチが得られ
る。
第１図は本発明の一実施例の方向性結合器型導波路光ス
イッチの構造を説明する上面図であり、第２図は、結合
部での光透過方向への位相定数差の分布を、また、第３
図は、結合部での光透過方向への結合光パワーの変化を
示す図である。 １……LiNbO3基板、2,3……光導波路、4,5,6,7……電
極。
イッチの構造を説明する上面図であり、第２図は、結合
部での光透過方向への位相定数差の分布を、また、第３
図は、結合部での光透過方向への結合光パワーの変化を
示す図である。 １……LiNbO3基板、2,3……光導波路、4,5,6,7……電
極。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｚ板ニオブ酸リチウム結晶上に、互いに近
接してしかも曲率をもって平行であって、光透過方向に
曲率の正負を連ねてＳ字を描き、且つ、Ｓ字の変曲点で
は曲率０であって、Ｓ字に沿ってこの変曲点から離れる
にしたがって曲率の絶対値の大きさが徐々に増大するよ
うに２本のチャンネル光導波路を形成し、該２本のチャ
ンネル光導波路の上にその蛇行に沿って電界印加電極を
設置することを特徴とする方向性結合器型導波路光スイ
ッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7137788A JPH0778585B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 方向性結合器型導波路光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7137788A JPH0778585B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 方向性結合器型導波路光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01243037A JPH01243037A (ja) | 1989-09-27 |
| JPH0778585B2 true JPH0778585B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=13458750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7137788A Expired - Lifetime JPH0778585B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 方向性結合器型導波路光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778585B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495544A (en) * | 1995-03-22 | 1996-02-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Polarization-independent electro-optically switched directional coupler |
| US7302137B2 (en) * | 2005-03-25 | 2007-11-27 | Lucent Technologies Inc. | Optical coupler apparatus and method |
| JP5113102B2 (ja) * | 2008-02-01 | 2013-01-09 | アンリツ株式会社 | 光変調デバイス |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP7137788A patent/JPH0778585B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01243037A (ja) | 1989-09-27 |
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