JPH083595B2 - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
- Publication number
- JPH083595B2 JPH083595B2 JP10346486A JP10346486A JPH083595B2 JP H083595 B2 JPH083595 B2 JP H083595B2 JP 10346486 A JP10346486 A JP 10346486A JP 10346486 A JP10346486 A JP 10346486A JP H083595 B2 JPH083595 B2 JP H083595B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- type
- layer
- optical
- switch
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光信号の伝送路を電気的に切り換える光スイ
ツチに関し、さらに詳しくはプラスチツクフアイバー伝
送及び光計測等に有用な可視光の切り換えが可能な光ス
イツチに関する。
ツチに関し、さらに詳しくはプラスチツクフアイバー伝
送及び光計測等に有用な可視光の切り換えが可能な光ス
イツチに関する。
半導体レーザの普及と光フアイバーの高品質化は情報
化社会に於ける光伝送の実現を可能とし、長距離通信は
もちろん、工場、オフイス内、自動車内、機器間にも光
情報処理及び伝送を実現しつつある。特に短距離の情報
伝送にはプラスチツクフアイバーが安価である事から普
及しつつあり、その伝送損失が600nm付近の可視域にあ
る事、又、光計測等に於ては視認性の点から可視光半導
体レーザの開発がすすめられてきた。（例えば、Appl.P
hys.Lett.48（３）,P207、1986記載） 従来これらの光信号を異なる伝送路に切り換えるスイ
ツチは、メカニカルなスイツチが代表的であつた。第四
図はその原理を示す。入力フアイバーからの光はレン
ズにより平行光に変換され、可動プリズムにより全
反射され、レンズを経て出力フアイバーに導入され
る。プリズムを下方に動かす事により出力フアトバー２
へ切り換える事が可能である。
化社会に於ける光伝送の実現を可能とし、長距離通信は
もちろん、工場、オフイス内、自動車内、機器間にも光
情報処理及び伝送を実現しつつある。特に短距離の情報
伝送にはプラスチツクフアイバーが安価である事から普
及しつつあり、その伝送損失が600nm付近の可視域にあ
る事、又、光計測等に於ては視認性の点から可視光半導
体レーザの開発がすすめられてきた。（例えば、Appl.P
hys.Lett.48（３）,P207、1986記載） 従来これらの光信号を異なる伝送路に切り換えるスイ
ツチは、メカニカルなスイツチが代表的であつた。第四
図はその原理を示す。入力フアイバーからの光はレン
ズにより平行光に変換され、可動プリズムにより全
反射され、レンズを経て出力フアイバーに導入され
る。プリズムを下方に動かす事により出力フアトバー２
へ切り換える事が可能である。
一方可動部を無くした電気的固体スイツチとしては、
例えば、Appl.Phys.Lett.36（７）,491（1980）記載
の、LiNbO3結晶上導波路に方向性結合器を形成したも
の、又、第45回応用物理学会講演予稿集（昭和59年秋季
P115,13P−Ｌ−10〜12）記載の如く、GaAs基板上にGaAs
リツジ型導波路を方向性結合型に形成したものが知られ
ていた。
例えば、Appl.Phys.Lett.36（７）,491（1980）記載
の、LiNbO3結晶上導波路に方向性結合器を形成したも
の、又、第45回応用物理学会講演予稿集（昭和59年秋季
P115,13P−Ｌ−10〜12）記載の如く、GaAs基板上にGaAs
リツジ型導波路を方向性結合型に形成したものが知られ
ていた。
しかし前述の従来技術では次の如き問題点があり改善
が望まれていた。
が望まれていた。
1. 可動プリズム式スイツチは応答が遅く、又組立て精
度のバラ付きが大きく、スイツチの形状も大きくなる。
度のバラ付きが大きく、スイツチの形状も大きくなる。
2. 単結晶基板を用いるものは、LiNbO3,GaAs等高価で
品質のよいものが得にくく、又研磨が難しい。
品質のよいものが得にくく、又研磨が難しい。
3. GaAs系化合物半導体を導波層に用いるものは、小型
で集積化も可能である半面、基礎吸収端に相当する波長
が長く、可視光では吸収損失が大きすぎて導波路として
は不適、 そこで本発明は、かかる問題点を除去するもので、そ
の目的は電気制御で可視光を高速に切り換え、且つ安価
で小型な光スイツチを提供する点にある。
で集積化も可能である半面、基礎吸収端に相当する波長
が長く、可視光では吸収損失が大きすぎて導波路として
は不適、 そこで本発明は、かかる問題点を除去するもので、そ
の目的は電気制御で可視光を高速に切り換え、且つ安価
で小型な光スイツチを提供する点にある。
本発明の光スイツチは、Si基板上にｎ型ZnSxSe1−ｘ
（但し０＜ｘ１）よりなるクラツド層及びｎ型ZnSySe
1−ｙ（但し０ｙ＜１且つｘ＞ｙ）よりなる結合型導
波層、及び該導波層上結合部にキヤリヤ注入電極を設置
した事を特徴とする。
（但し０＜ｘ１）よりなるクラツド層及びｎ型ZnSySe
1−ｙ（但し０ｙ＜１且つｘ＞ｙ）よりなる結合型導
波層、及び該導波層上結合部にキヤリヤ注入電極を設置
した事を特徴とする。
以下実施例に基づき本発明を説明する。
〔実施例１〕 第１図は本発明に基づくリツジ型導波路を用いた方向
性結合型光スイツチの上面図、第２図は断面図を示す。
性結合型光スイツチの上面図、第２図は断面図を示す。
ｐ型Si単結晶基板上に、ｎ型ZnSエピタキシヤル層
からなるクラツド層を１μ、さらにｎ型ZnS0.5Se0.5
混晶層を３μ形成した後、フオト工程により２本の導
波路のリツジ部及び結合部の注入電極を形成してな
る。基板の大きさは15mm×5mm、リツジ部の幅は７
μ、高さ1.5μからなる２本の導波路を結合部に於ては
３μの距離隔てて設置してなる。又結合部の電極の長さ
は10mmである。一方の導波路にHe−Neレーザの0.633
μの光を入射すると、電圧０では出力端，に於ける
各々の光出力比P1/P2が1/0.01であつたのが、一方の電
極に20Vの直流電圧を印加する事により、光出力は
からへ移行し、スイツチングが可能である。導波路の
損失は曲りも含めて全体で約4dB、スイツチング速度は
約1nsecであつた。
からなるクラツド層を１μ、さらにｎ型ZnS0.5Se0.5
混晶層を３μ形成した後、フオト工程により２本の導
波路のリツジ部及び結合部の注入電極を形成してな
る。基板の大きさは15mm×5mm、リツジ部の幅は７
μ、高さ1.5μからなる２本の導波路を結合部に於ては
３μの距離隔てて設置してなる。又結合部の電極の長さ
は10mmである。一方の導波路にHe−Neレーザの0.633
μの光を入射すると、電圧０では出力端，に於ける
各々の光出力比P1/P2が1/0.01であつたのが、一方の電
極に20Vの直流電圧を印加する事により、光出力は
からへ移行し、スイツチングが可能である。導波路の
損失は曲りも含めて全体で約4dB、スイツチング速度は
約1nsecであつた。
出力端に於ける消光比の向上は、２本の導波路の結合
部に於ける伝搬定数を一致させる事により電圧0Vでは、
結合部長を完全結合長の1/2にする事により、全ての出
力を出力端１に集中させる事が可能であり、又、適当な
電圧に於て、完全に出力端２へ移す事が可能である。
部に於ける伝搬定数を一致させる事により電圧0Vでは、
結合部長を完全結合長の1/2にする事により、全ての出
力を出力端１に集中させる事が可能であり、又、適当な
電圧に於て、完全に出力端２へ移す事が可能である。
〔実施例２〕 第３図は、上側クラツド層として、1.5μ厚の導波層
上にZnS層を導波路形状に厚さ1.7μ形成した積層型導
波路を用いた方向性結合型光スイツチを示す。
上にZnS層を導波路形状に厚さ1.7μ形成した積層型導
波路を用いた方向性結合型光スイツチを示す。
実施例１と同様He−Neレーザ光を電圧印加により、ス
イツチングが可能である。
イツチングが可能である。
上記実施例ではクラツド層としてZnS層を又、導波層
としてZnS0.5Se0.5層を用いているが、基本的な条件
は、導波のための光閉じ込めに必要な屈折率差が導波層
側がクラツド側より大きい事を満足しておればよく組成
はこの範囲に限らず、クラツド層として、ZnSxSe1−ｘ
（０ｘ＜１）なる混晶を用いてもよい。又、導波路及
び結合部の数は一枚の基板上に１組である必要はなく、
多数の独立した光回路からなつてもよく、又、互いに結
合した多分岐スイツチからなつてもよい事は自明であ
る。
としてZnS0.5Se0.5層を用いているが、基本的な条件
は、導波のための光閉じ込めに必要な屈折率差が導波層
側がクラツド側より大きい事を満足しておればよく組成
はこの範囲に限らず、クラツド層として、ZnSxSe1−ｘ
（０ｘ＜１）なる混晶を用いてもよい。又、導波路及
び結合部の数は一枚の基板上に１組である必要はなく、
多数の独立した光回路からなつてもよく、又、互いに結
合した多分岐スイツチからなつてもよい事は自明であ
る。
本素子の製造に於ては、高品質な結晶のヘテロエピタ
キシヤ成長技術が基本となり、有機金属気相化学成長法
（MO−CVD）又は、分子ビーム成長法（MBE）等を用いる
のが好ましい。又、リツジ部及び、積層部の構造はイオ
ンビームエツチング等により加工するのが好ましい。
キシヤ成長技術が基本となり、有機金属気相化学成長法
（MO−CVD）又は、分子ビーム成長法（MBE）等を用いる
のが好ましい。又、リツジ部及び、積層部の構造はイオ
ンビームエツチング等により加工するのが好ましい。
上記実施例からも明らかな如く、本発明に基づく光ス
イツチは、安価で高品質な大型基板の得られるSi上に、
簡単な薄膜形成とエツチング工程により得られる事、
又、導波層に可視域で損失の小さいZnSySe1−ｙ（０＜
ｙ１）なるエピタキシヤル層を用いている事等の効果
を有する。
イツチは、安価で高品質な大型基板の得られるSi上に、
簡単な薄膜形成とエツチング工程により得られる事、
又、導波層に可視域で損失の小さいZnSySe1−ｙ（０＜
ｙ１）なるエピタキシヤル層を用いている事等の効果
を有する。
これにより、従来プラスチツクフアイバー等安価な光
伝送媒体と価格的にマツチングしなかつた光スイツチに
代り、本発明に基づくスイツチが普及する事により、オ
フイス内情報処理、自動車、又は機器間光伝送等短距離
での情報処理網を構築する上で本発明の果す役割ははか
り知れないものと確信する。
伝送媒体と価格的にマツチングしなかつた光スイツチに
代り、本発明に基づくスイツチが普及する事により、オ
フイス内情報処理、自動車、又は機器間光伝送等短距離
での情報処理網を構築する上で本発明の果す役割ははか
り知れないものと確信する。
第１図は、本発明の結合型光スイツチの構成上面図。 第２図は、本発明の結合型光スイツチの構成断面図。 １……Si基板、２……ZnSクラツド層 ３……ZnS0.5Se0.5層、４……リツジ部 ５……金属電極、６……リツジ幅 ７……入力側導波路、8,9……出力側導波路 10,11……電極パツド、12……裏面電極 第３図は、本発明の積層型導波路の光スイツチの構成断
面図。 13……ZnSクラツド層 第４図は従来の可動式光スイツチの構成図。 14……入力フアイバー、15……集光レンズ 16……可動プリズム、17……集光レンズ 18……出力フアイバー１、19……出力フアイバー２
面図。 13……ZnSクラツド層 第４図は従来の可動式光スイツチの構成図。 14……入力フアイバー、15……集光レンズ 16……可動プリズム、17……集光レンズ 18……出力フアイバー１、19……出力フアイバー２
Claims (3)
- 【請求項１】単結晶基板上にｎ型ZnSxSe1−ｘ（但し０
＜ｘ１）よりなるクラツド層、及びｎ型ZnSySe1−ｙ
（但し０ｙ＜１且つｘ＞ｙ）よりなる結合型導波層及
び該導波層上結合部にキヤリヤー注入電極を設置した事
を特徴とする光スイツチ。 - 【請求項２】導波層がリツジ型導波路よりなる事を特徴
とした特許請求の範囲第１項記載の光スイツチ。 - 【請求項３】導波層が、該ｎ型ZnSySe1−ｙ層上にｎ型Z
nSzSe1−ｚ（但し０＜ｚ1,且つ、ｚ＞ｙ）よりなる積
層型導波路よりなる事を特徴とした特許請求の範囲第１
項記載の光スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10346486A JPH083595B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10346486A JPH083595B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 光スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62260127A JPS62260127A (ja) | 1987-11-12 |
| JPH083595B2 true JPH083595B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=14354736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10346486A Expired - Lifetime JPH083595B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083595B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180079018A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03111825A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分布結合形光スイッチ及びその製造方法 |
| JPH03154031A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイッチ |
-
1986
- 1986-05-06 JP JP10346486A patent/JPH083595B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180079018A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62260127A (ja) | 1987-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |