JPH09243977A - シリカ系光部品およびその製造方法 - Google Patents
シリカ系光部品およびその製造方法Info
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- JPH09243977A JPH09243977A JP5565196A JP5565196A JPH09243977A JP H09243977 A JPH09243977 A JP H09243977A JP 5565196 A JP5565196 A JP 5565196A JP 5565196 A JP5565196 A JP 5565196A JP H09243977 A JPH09243977 A JP H09243977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の光スイッチング技術のうち、熱光学効
果を用いたものは、高密度実装が容易である反面、応答
速度が遅い（〜１ｍｓ）ため、多重通信等における早い
応答速度の速いスイッチング方法を実現する必要があっ
た。また、同じく高密度実装が可能なシリカガラスをベ
ースとするものが必要であった。 【解決手段】 光伝送路の両側に電界を印加する電極を
有し、該電極に１０Ｖ／ｍｍより大きい電界を印加しな
がら波長２５０ｎｍから０．０１ｎｍ迄の範囲でピーク
波長を持つシンクロトロン放射光又はＸ線を含む放射線
を照射して電気光学定数を増大させる処理を施してなる
ことを特徴とするシリカ系光部品とその製造方法。
果を用いたものは、高密度実装が容易である反面、応答
速度が遅い（〜１ｍｓ）ため、多重通信等における早い
応答速度の速いスイッチング方法を実現する必要があっ
た。また、同じく高密度実装が可能なシリカガラスをベ
ースとするものが必要であった。 【解決手段】 光伝送路の両側に電界を印加する電極を
有し、該電極に１０Ｖ／ｍｍより大きい電界を印加しな
がら波長２５０ｎｍから０．０１ｎｍ迄の範囲でピーク
波長を持つシンクロトロン放射光又はＸ線を含む放射線
を照射して電気光学定数を増大させる処理を施してなる
ことを特徴とするシリカ系光部品とその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用の機器等
に用いられる光ファイバー、および導波路型光部品に関
するもので、特に、高速度の屈折率制御を基にした光ス
イッチ、光変調器の部品に関するものである。
に用いられる光ファイバー、および導波路型光部品に関
するもので、特に、高速度の屈折率制御を基にした光ス
イッチ、光変調器の部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーや光導波路中の屈折率を変
化させ、伝搬定数を制御することにより、比較的応答速
度が遅いスイッチが、石英ガラス導波路を用いて実現さ
れている。しかし、行松健一著「光スイッチング技術入
門」（電気通信協会発行 以下「文献１」という）ｐ６
７に指摘されているように、従来は、熱光学効果が用い
られていたため、スイッチとしての応答速度は非常に遅
く、１ｍｓ程度であった。そこで、さらに応答速度が速
く、しかも従来通り高密度な実装が可能であり、シリカ
系光ファイバーと整合性の良い材料を用いたスイッチが
望まれていた。
化させ、伝搬定数を制御することにより、比較的応答速
度が遅いスイッチが、石英ガラス導波路を用いて実現さ
れている。しかし、行松健一著「光スイッチング技術入
門」（電気通信協会発行 以下「文献１」という）ｐ６
７に指摘されているように、従来は、熱光学効果が用い
られていたため、スイッチとしての応答速度は非常に遅
く、１ｍｓ程度であった。そこで、さらに応答速度が速
く、しかも従来通り高密度な実装が可能であり、シリカ
系光ファイバーと整合性の良い材料を用いたスイッチが
望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、文献１に示すよ
うに、光スイッチング技術のうち、熱光学効果を用いた
ものは、高密度実装が容易である反面、応答速度が遅い
（〜１ｍｓ）ため、多重通信等における早い応答速度の
速いスイッチング方法を実現する必要があった。また、
同じく高密度実装が可能なシリカガラスをベースとする
ものが必要であった。発明者らは、高電界を印加したシ
リカガラスにＸ線を照射したところ、電界印加によって
屈折率を変化させる効果であるいわゆる電気光学的効果
を飛躍的に増大させる現象を見い出し、低電圧で駆動可
能な光スイッチ等を製作することを種々検討した結果、
本発明を為すに至った。
うに、光スイッチング技術のうち、熱光学効果を用いた
ものは、高密度実装が容易である反面、応答速度が遅い
（〜１ｍｓ）ため、多重通信等における早い応答速度の
速いスイッチング方法を実現する必要があった。また、
同じく高密度実装が可能なシリカガラスをベースとする
ものが必要であった。発明者らは、高電界を印加したシ
リカガラスにＸ線を照射したところ、電界印加によって
屈折率を変化させる効果であるいわゆる電気光学的効果
を飛躍的に増大させる現象を見い出し、低電圧で駆動可
能な光スイッチ等を製作することを種々検討した結果、
本発明を為すに至った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】シリカ系光伝送路に１０
Ｖ／ｍｍより大きい電界を印加しながら前記シリカ系光
伝送路に放射線であるシンクロトロン照射光やＸ線を照
射して電気光学効果（電界印加によって屈折率変化を引
き起こす効果）を増大させてなることを特徴とするシリ
カ系光部品とその製造方法である。
Ｖ／ｍｍより大きい電界を印加しながら前記シリカ系光
伝送路に放射線であるシンクロトロン照射光やＸ線を照
射して電気光学効果（電界印加によって屈折率変化を引
き起こす効果）を増大させてなることを特徴とするシリ
カ系光部品とその製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のシリカ系光部品は、例え
ば２本のシリカ系光伝送路の長手方向に２ケ所の結合部
を有し、前記結合部の間にある前記２本の内１本のシリ
カ系光伝送路の両側に１０Ｖ／ｍｍより大きい電界を印
加しながらシンクロトロン放射線を照射して電気光学効
果を増大させた光スイッチで、電気光学効果を用いてい
るので、電気信号なみに応答速度を大幅に（熱光学効果
を用いたものに比べて３桁以上）引き上げることができ
るのである。また、放射線は、光、電磁波、イオンビー
ム又は電子ビームを用いるものであるが、特に光は２５
０ｎｍから０．０１ｎｍ迄の範囲でピーク波長を持つシ
ンクロトロン放射光又はＸ線である。更に、本発明は、
シリカ系光伝送路に１０Ｖ／ｍｍより大きい電界を印加
しながら前記シリカ系光伝送路にシンクロトロン放射線
を照射して電気光学効果を増大させ、更に、屈折率の凹
凸を形成するごとく格子状にＸ線を照射してなるシリカ
系光部品の製造方法であり、これに用いるシンクロトロ
ン放射線は、２５０ｎｍから０．０１ｎｍ迄の範囲でピ
ーク波長を持つ放射光である。
ば２本のシリカ系光伝送路の長手方向に２ケ所の結合部
を有し、前記結合部の間にある前記２本の内１本のシリ
カ系光伝送路の両側に１０Ｖ／ｍｍより大きい電界を印
加しながらシンクロトロン放射線を照射して電気光学効
果を増大させた光スイッチで、電気光学効果を用いてい
るので、電気信号なみに応答速度を大幅に（熱光学効果
を用いたものに比べて３桁以上）引き上げることができ
るのである。また、放射線は、光、電磁波、イオンビー
ム又は電子ビームを用いるものであるが、特に光は２５
０ｎｍから０．０１ｎｍ迄の範囲でピーク波長を持つシ
ンクロトロン放射光又はＸ線である。更に、本発明は、
シリカ系光伝送路に１０Ｖ／ｍｍより大きい電界を印加
しながら前記シリカ系光伝送路にシンクロトロン放射線
を照射して電気光学効果を増大させ、更に、屈折率の凹
凸を形成するごとく格子状にＸ線を照射してなるシリカ
系光部品の製造方法であり、これに用いるシンクロトロ
ン放射線は、２５０ｎｍから０．０１ｎｍ迄の範囲でピ
ーク波長を持つ放射光である。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を示す図１に基づいて説明す
ると、結合部ｅ、ｆを有する光ファイバの光路ａ、
ａ'、ａ''、ｂ、ｂ'、ｂ''を例えばシリコン系接着材に
より基板１上に固着していわゆる平面導波路型マッハツ
ェンダー干渉計を構成した。この一方の光路ａ'の両側
に、金を真空蒸着法によって電極２、２'を形成すると
ともに、この電極２、２'に、１０００Ｖの直流電圧
（脈流電圧でも可）を印加しながら、電極２、２'が挟
む光路ａ'に波長０．７ｎｍにピークを持つシンクロト
ロン放射光４を、破線の範囲で光源から２ｍの位置で、
２分間照射した。照射する時間は、伝送路に誘起される
ロスが大きくならない程度に、電気光学効果が十分大き
くなるまで照射を続けたものである。
ると、結合部ｅ、ｆを有する光ファイバの光路ａ、
ａ'、ａ''、ｂ、ｂ'、ｂ''を例えばシリコン系接着材に
より基板１上に固着していわゆる平面導波路型マッハツ
ェンダー干渉計を構成した。この一方の光路ａ'の両側
に、金を真空蒸着法によって電極２、２'を形成すると
ともに、この電極２、２'に、１０００Ｖの直流電圧
（脈流電圧でも可）を印加しながら、電極２、２'が挟
む光路ａ'に波長０．７ｎｍにピークを持つシンクロト
ロン放射光４を、破線の範囲で光源から２ｍの位置で、
２分間照射した。照射する時間は、伝送路に誘起される
ロスが大きくならない程度に、電気光学効果が十分大き
くなるまで照射を続けたものである。
【０００７】この干渉計のスイッチング動作をテストし
たところ、屈折率を変化させスイッチングを行うのに必
要な電圧は、１０Ｖであった。ただし、このときの電極
２、２'のそれぞれの長さは１ｃｍ、幅は１ｍｍ，厚さ
は５μｍで、電極２、２'の内幅は１５〜２０μｍであ
る。なお、３はマイクロヒーターで位相調整用として用
いられる。このようにして、高周波電圧を印加すること
により、スイッチング速度を測定したところ、１ＧＨｚ
以上の２光束干渉計型の高速スイッチ、あるいは例えば
サインカーブで入力された電気信号に追随した光出力を
サインカーブで出力させると云った変調が可能である。
このような干渉計を任意の数だけ並列乃至積層すること
により、コンパクトな光回路を構成することができる。
たところ、屈折率を変化させスイッチングを行うのに必
要な電圧は、１０Ｖであった。ただし、このときの電極
２、２'のそれぞれの長さは１ｃｍ、幅は１ｍｍ，厚さ
は５μｍで、電極２、２'の内幅は１５〜２０μｍであ
る。なお、３はマイクロヒーターで位相調整用として用
いられる。このようにして、高周波電圧を印加すること
により、スイッチング速度を測定したところ、１ＧＨｚ
以上の２光束干渉計型の高速スイッチ、あるいは例えば
サインカーブで入力された電気信号に追随した光出力を
サインカーブで出力させると云った変調が可能である。
このような干渉計を任意の数だけ並列乃至積層すること
により、コンパクトな光回路を構成することができる。
【０００８】図２は、他の実施例を示すもので、光路Ｆ
は例えば光ファイバでコア１２とクラッド１１とからな
り、コア１２の長手方向の一部分に反射させようとする
特定の波長に合わせた間隔で本来のコア１２の反射率と
は異なる反射率となるように変化させた複数個の格子１
３が形成されている。この格子１３は、予め反射光の波
長に合わせたスッリトを設けたフィルタ（図示せず）を
介して例えばエキシマレーザー光を照射することによっ
て形成されるものである。格子１３を形成する前後に、
電極１４、１５を配置してこれに直流電圧１０００Ｖを
印加しながら電極１４、１５が挟む光路Ｆに波長０．７
ｎｍにピークを持つシンクロトロン放射光を、図面に対
して垂直方向に光源から２ｍの位置で、２分間照射し
た。この照射は、伝送路に誘起されるロスが大きくなら
ない程度に、電気光学効果が十分大きくなるまで照射を
続けたもので、動作をテストしたところ、屈折率を変化
させスイッチングを行うのに必要な電圧は、１０Ｖであ
った。ただし、このときの電極１４、１５のそれぞれの
長さは１ｃｍ、幅は１ｍｍ，厚さは５μｍで、電極１
４、１５の内幅は１５０〜２００μｍである。このよう
にして、高周波電圧を印加することにより、スイッチン
グ速度を測定したところ、１ＧＨｚ以上の２光束干渉計
型の高速スイッチ、あるいは例えばサインカーブで入力
された入力電気信号に追随した光出力をサインカーブで
出力させると云った変調が可能である。
は例えば光ファイバでコア１２とクラッド１１とからな
り、コア１２の長手方向の一部分に反射させようとする
特定の波長に合わせた間隔で本来のコア１２の反射率と
は異なる反射率となるように変化させた複数個の格子１
３が形成されている。この格子１３は、予め反射光の波
長に合わせたスッリトを設けたフィルタ（図示せず）を
介して例えばエキシマレーザー光を照射することによっ
て形成されるものである。格子１３を形成する前後に、
電極１４、１５を配置してこれに直流電圧１０００Ｖを
印加しながら電極１４、１５が挟む光路Ｆに波長０．７
ｎｍにピークを持つシンクロトロン放射光を、図面に対
して垂直方向に光源から２ｍの位置で、２分間照射し
た。この照射は、伝送路に誘起されるロスが大きくなら
ない程度に、電気光学効果が十分大きくなるまで照射を
続けたもので、動作をテストしたところ、屈折率を変化
させスイッチングを行うのに必要な電圧は、１０Ｖであ
った。ただし、このときの電極１４、１５のそれぞれの
長さは１ｃｍ、幅は１ｍｍ，厚さは５μｍで、電極１
４、１５の内幅は１５０〜２００μｍである。このよう
にして、高周波電圧を印加することにより、スイッチン
グ速度を測定したところ、１ＧＨｚ以上の２光束干渉計
型の高速スイッチ、あるいは例えばサインカーブで入力
された入力電気信号に追随した光出力をサインカーブで
出力させると云った変調が可能である。
【０００９】しかして、電極１４、１５に電圧Ｅ＝０の
ときは、図３に示すように、ある特定の波長の光のみを
反射させていわゆるフィルターの機能を果たすのである
が、電界を印加することにより反射する波長を変化させ
る（図３において、凹部となる波長が左右に移動する）
ことになるので、フィルターでの透過する光を高速で制
御することが可能である。すなわち、図４に示すような
いわゆるマッハツェンダ型スイッチにおいて、ファイバ
２３とファイバ２４とにそれぞれ図２の格子１３が同等
に設けられており、ファイバ２３とファイバ２４は同じ
波長の光を反射される構造になっている。従って、結合
部２２においてファイバ２３とファイバ２４に２つに分
かれるが、ファイバ２４の光信号はそのまま結合部２５
に送られる。いま、電極１４、１５に電界が負荷されて
いない場合は、そのまま結合部２５に達するので、ファ
イバ２４の信号と合算してファイバ２６において、図３
に示すような透過しないある波長の光を取り除いた信号
がそのままでてくる。いま、電極１４、１５に電圧を負
荷することによって電界が生じると、フィルター作用に
より波長が変化することになり、ファイバ２３の信号は
ずれることになるので、結合部２５で補いあって信号を
打ち消し合うことになる。従って、光路２６には信号が
出てこないのである。この現象が、電界の負荷によって
高速に行えるので、スイッチとして活用することが出来
るのである。
ときは、図３に示すように、ある特定の波長の光のみを
反射させていわゆるフィルターの機能を果たすのである
が、電界を印加することにより反射する波長を変化させ
る（図３において、凹部となる波長が左右に移動する）
ことになるので、フィルターでの透過する光を高速で制
御することが可能である。すなわち、図４に示すような
いわゆるマッハツェンダ型スイッチにおいて、ファイバ
２３とファイバ２４とにそれぞれ図２の格子１３が同等
に設けられており、ファイバ２３とファイバ２４は同じ
波長の光を反射される構造になっている。従って、結合
部２２においてファイバ２３とファイバ２４に２つに分
かれるが、ファイバ２４の光信号はそのまま結合部２５
に送られる。いま、電極１４、１５に電界が負荷されて
いない場合は、そのまま結合部２５に達するので、ファ
イバ２４の信号と合算してファイバ２６において、図３
に示すような透過しないある波長の光を取り除いた信号
がそのままでてくる。いま、電極１４、１５に電圧を負
荷することによって電界が生じると、フィルター作用に
より波長が変化することになり、ファイバ２３の信号は
ずれることになるので、結合部２５で補いあって信号を
打ち消し合うことになる。従って、光路２６には信号が
出てこないのである。この現象が、電界の負荷によって
高速に行えるので、スイッチとして活用することが出来
るのである。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、例えば
光ファイバのような入手容易な光線路に電気光学的な応
答性を持たせているので、平面導波路型マッハツェンダ
ー干渉計の製作が容易であり、かつ、高速応答の光スイ
ッチや光変調が実現可能となった。また、ある波長の光
を反射させていわゆるフィルタとして使用するものにも
電気光学的応答性を持たせているので、電界によって作
動する光スイッチを構成することが出来る。また、これ
らのデバイスを横に並列に並べたり、縦に積み重ねたり
していわゆる高密度実装が可能であるので、大容量の、
通信回線制御方法あるいは、光変調器としての効果は極
めて大きい。
光ファイバのような入手容易な光線路に電気光学的な応
答性を持たせているので、平面導波路型マッハツェンダ
ー干渉計の製作が容易であり、かつ、高速応答の光スイ
ッチや光変調が実現可能となった。また、ある波長の光
を反射させていわゆるフィルタとして使用するものにも
電気光学的応答性を持たせているので、電界によって作
動する光スイッチを構成することが出来る。また、これ
らのデバイスを横に並列に並べたり、縦に積み重ねたり
していわゆる高密度実装が可能であるので、大容量の、
通信回線制御方法あるいは、光変調器としての効果は極
めて大きい。
【図１】本発明の光部品の構成単位の概略図である。
【図２】本発明の他の光部品の構成単位を示す概略図で
ある。
ある。
【図３】本発明におけるフィルタ作用における光透過を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】本発明の他の実施例における光部品の構成単位
を示す概略図である。
を示す概略図である。
１：基板 ２、２'、１４、１５：電極 ３：光路長調整用のマイクロヒータ ４：放射線照射部 ａ、ａ'、ａ''、ｂ、ｂ'、ｂ''、Ｆ、２１、２３、２
４、２６：光路 ｅ、ｆ、２２、２５：結合部
４、２６：光路 ｅ、ｆ、２２、２５：結合部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年７月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光部品の構成単位の概略図である。
【図２】本発明の他の光部品の構成単位を示す概略図で
ある。
ある。
【図３】本発明におけるフィルタ作用における光透過を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図４】本発明の他の実施例における光部品の構成単位
を示す概略図である
を示す概略図である
【符号の説明】 １：基板 ２、２,、１４、１５：電極 ３：光路長調整用のマイクロヒータ ４：放射線照射部 ａ、ａ,、ａ,,、ｂ、ｂ,、ｂ,,、Ｆ、２１、２３、２
４、２６、：光路 ｅ、ｆ、２２、２５、：結合部
４、２６、：光路 ｅ、ｆ、２２、２５、：結合部
Claims (8)
- 【請求項１】シリカ系光伝送路に１０Ｖ／ｍｍより大き
い電界を印加しながら前記シリカ系光伝送路に放射線を
照射して電気光学効果を増大させてなることを特徴とす
るシリカ系光部品。 - 【請求項２】放射線は、２５０ｎｍから０．０１ｎｍ迄
の範囲でピーク波長を持つシンクロトロン放射光又はＸ
線である請求項１に記載のシリカ系光部品。 - 【請求項３】２本のシリカ系光伝送路の長手方向に２ケ
所の結合部を有し、前記結合部の間にある前記２本の内
シンクロトロン放射線又はＸ線を照射して電気光学効果
を増大させた１本のシリカ系光伝送路の両側に電極を配
置した光スイッチである請求項１又は請求項２に記載の
シリカ系光部品。 - 【請求項４】電気光学効果を増大させたシリカ系光伝送
路に屈折率の凹凸を形成するごとく格子状にＸ線を照射
してなることを特徴とする請求項１に記載のシリカ系光
部品。 - 【請求項５】シリカ系光伝送路は、光ファイバーである
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシリカ系
光部品。 - 【請求項６】格子状にＸ線を照射したシリカ系光伝送路
の両側に電極を配置した光ゲートスイッチである請求項
４又は請求項５に記載のシリカ系光部品。 - 【請求項７】シリカ系光伝送路に、１０Ｖ／ｍｍより大
きい電界を印加しながら放射線を照射して電気光学定数
を増大させる処理を施すことを特徴とするシリカ系光部
品の製造方法。 - 【請求項８】放射線は、２５０ｎｍから０．０１ｎｍ迄
にピーク波長を持つシンクロトロン放射光又はＸ線であ
る請求項７に記載のシリカ系光部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5565196A JPH09243977A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | シリカ系光部品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5565196A JPH09243977A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | シリカ系光部品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243977A true JPH09243977A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=13004746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5565196A Pending JPH09243977A (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | シリカ系光部品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09243977A (ja) |
-
1996
- 1996-03-13 JP JP5565196A patent/JPH09243977A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061010 |