【発明の詳細な説明】
光学的スイッチ
技術分野
本発明は、第１の入口導波体と、第２の入口導波体と、第１の出口導波体と、
第２の出口導波体と、制御可能なスイッチ手段とを有する光学的スイッチであっ
て、
前記スイッチ手段により選択的に、
第１の入口導波体が第２の出口導波体と、第２の入口導波体が第１の出口導波体
と接続されるか、または
第１の入口導波体が第１の出口導波体と、第２の入口導波体が第２の出口導波
体と接続される形式の光学的スイッチに関する。
このような光学的スイッチは、情報がグラスファイバの形態の光導波体を介し
て伝送される通信技術で使用される。ここで光学的スイッチは切換器または交差
部として用いられ、これらにより入力チャネルを介して変調光波の形態で到来す
る情報を２つの異なる出力チャネルの一方に選択的に導通することができる。光
学的スイッチは電気信号によって制御される。パラレルおよびシリアルに配置さ
れたスイッチのマトリクスを使用することによって、それぞれ１つの入力チャネ
ルをスイッチの制御に応じて選択的に、多数の出力チ
ャネルの１つと接続することができる。
ここで本発明はいわゆる“２×２スイッチ”に関連するものである。これは２
つの入口導波体と２つの出口導波体を有する光学的スイッチであり、選択的に各
入口導波体を２つの出口光波導体のいずれか一方に光学的に結合することができ
る。それぞれ他方の入口導波体は他方の出口導波体と結合される。
従来の技術
刊行物“Dilatd Networks for Photonic Switching”,Padmanabhan & Netrava
li,IEEE Transactin on Communications，Bd.COM 35(1987),1357-1365ppには、
光学的スイッチのネットワークが記載されている。この刊行物の図４（ｂ）には
、４つの入口導波体と４つの出口導波体を有するスイッチが示されている。２つ
の内側入口導波体は交差して２つの内側出口導波体と接続されている。内側入口
導波体の各々は制御可能な光学的カプラを介して、隣接する外側入口導波体と結
合することができる。相応にして各内側出口導波体は制御可能な光学的カプラを
介して、隣接する外側出口導波体と接続される。
刊行物“Guided-Wave Intnsity Modulators using Ampitude-and-Phase Pertu
rbations”,Soref，McDaniel & Bennt，Journa of Lightwave Technoogy Bd.6(1
988),437-444ppには、集積光学系の構成が記載されており、この構成では２つの
入口導波体と２つの出口導
波体が設けられていて、２つの出口導波体は接続導波体によって入口導波体と直
接接続することができる。入口導波体と出口導波体は実質的にそれぞれ１つの直
通導波体を形成する。接続導波体はカプラ部分上で相互に密に案内されており、
１つのカプラを形成する。接続導波体の一方には電極が光電作用を形成するため
に配置されている。この光電作用によって屈折率、ひいては位相並びにこの接続
導波体内での吸収率が変化する。これにより結合が妨害される。
２つの導波体が相互に密に延在していると、第１の導波体を通る光波の電磁界
が第２の導波体に漂遊し、光波が進行する際に次第に多くの光が第１の導波体か
ら第２の導波体へ入り込み、最終的に所定区間、カプラ長を過ぎると光波全体が
第２の導波体を進むようになる。今度はこの過程が反対方向に繰り返される。従
って２つの導波体がカプラ長の上で相互に密に延在する光学的カプラにより、１
つの導波体を進む光波全体を他方の導波体に伝達することができる。これは、相
互に同調され、結合された２つの振り子の振動に似た現象である。一方の導波体
における屈折率を変化することによりこの結合は障害を受ける。
この作用が前記の公知の構成で使用されている。電圧を電極に印加すると、接
続導体間の結合が大きく低減される。従って僅かな光しか第１の入口導体から第
２の出口導体へ、および第２の入口導体から第１の出
口導体へ侵入しない。
光電作用として前記刊行物では“フリーキャリヤ効果”および“フランツ−ケ
ルディシュ効果”があげられている。
フランツ−ケルデイシュ効果は、電界の影響下での光学的吸収率と半導体の伝
導率の変化である。明確な現象として、吸収特性エッジ部が比較的小さな光エネ
ルギー方向、すなわち比較的波長の長い方向にシフトする。（Enzyklopaedie Na
turwissenschaft und Tchnik,Vrlag Modern Industri(1980),1510）
公知の構成は不所望に大きなクロストークと大きな非対称性スイッチング特性
を示す。そこでは電極は光波が入力結合される導波体にある。このため電圧を電
極に印加する際に吸収によって、ちようど第１の入口導波体から第１の出口導波
体へ通過する光波に対してエネルギー損失が生じる。これに対して電圧が遮断さ
れているときには、ほぼ無損失で光波が第１の入口導体から第２の出口導体へ伝
送される。
刊行物“Novel optical switches based on carrir injction in three and f
ive wavguide couplers”,Acklin，Schiene，Weiss，Stoll & Mueler，Elctroni
c Letters(1994),217-218pp.には、１つの入口導波体と２つの出口導波体をＹ構
成で有するスイッチが記載されている。出口導波体の入力側端部はカプラ長に沿
い、入口導波体の出力側端部から僅かな間隔をおい
て延在している。電荷キャリヤ注入によって、出口導波体の端部の屈折率と吸収
能力を選択的に変化させることができ、これにより入口導波体から出口導波体へ
の結合が行われない。このことは、１つの入力側と２つの出力側を備えた１×２
スイッチだけである。
発明の開示
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の２つの入口導波体と２つの出口導波体を
有する光学的スイッチにおいて、
−クロストークが障害とならない程度まで低減することと、
−少なくとも実質的に対称性の信号伝送特性を保証する、すなわち入力結合され
た光波が光学的スイッチの両方の切替位置でできるだけ同じ、かつ少ない損失で
伝送されるようにすることである。
この課題は本発明により、
（ａ）スイッチ手段は、第１の接続導波体（３６）と、第２の接続導波体（３８
）とを有し、
前記第１の接続導波体（３６）は第１のカプラ（４２）を介して第１の入口導
波体（１２）と、および第２のカプラ（４６）を介して第２の出口導波体（１８
）と結合可能であり、
前記第２の接続導波体（３８）は第３のカプラ（５２）を介して第２の入口導
波体（１４）と、および第４のカプラ（５６）を介して第１の出口導波体（１６
）と結合可能であり、
（ｂ）第１の接続導波体（３６）および第２の接続導波体（３８）はカプラ（４
２，４６；５２，５６）の領域に光電作用を形成するための手段を有し、
当該手段によって該当する接続導波体（３６；３８）の屈折率と吸収能力が変
化され、該当するカプラ（４２，４６；５２，５６）を介した光波の伝達が行わ
れない状態になり、
（ｃ）光電作用を形成するための前記手段は４つすべてのカプラ（４２，４６；
５２，５６）に対して同じように制御可能である、
ように構成して解決される。
このような構成では、光電作用を形成するための手段が入力側カプラの出力側
部分および出力側カプラの入力側部分、すなわち接続導波体の端部に配置される
。カプラのこれら部分に電界が印加されると、この部分は屈折率の変化と吸収能
力の変化を示す。これによって光波の接続導波体への伝送、および接続導波体か
らこれと結合された所属の出口導波体への伝送が阻止される。このことは、第１
の入口導波体を介してスイッチに供給される光波に対しても、また同じように第
２の入口導波体を介してスイッチに供給される光波に対しても当てはまる。この
場合この光波は、それぞれ第１間多は第２の出口導波体に導かれる。このことは
種々異なるやり方で行うことができる。
第１の入口導波体を第１の出口導波体と、第１および第４のカプラの間で導波
的に直接接続し、第２の入口導波体を第２の出口導波体と、第３および第２カプ
ラの間で導波的に直接接続することができる。この場合、導波体は光電作用を形
成するための手段を制御する際に実質的に無損失で第１の入口導波体から第１の
出口導波体へ、および第２の入口導波体から第２の出口導波体へ導かれる。この
手段が制御されなければ、カプラが作動する。第１の入口導波体からの光波はほ
ぼ無損失で専ら導波体の構成によって第２の出口導波体に導かれる。同じように
第２の入口導波体からの光波も同じようにほぼ無損失で第１の出口導波体に導か
れる。光学的スイッチは成る程、正確に対称的に動作するわけではないが、実用
的でありほぼ無損失である。
屈折率および吸収能力を変化させる光電作用を適用することによって、接続さ
れた２つのチャネル間のクロストークが−４０ｄＢ以下に低減される。
しかし構成は次のようにすることもできる。
（ａ）第１の入口導波体と第１の出口導波体とを、第５および第６のカプラを介
して第３の接続導波体と結合可能にする。
（ｂ）第２の入口導波体と第２の出口導波体とを、第７および第８のカプラを介
して第４の接続導波体と結合可能にする。
（ｃ）第３の接続導波体と第４の接続導波体とがカプラの領域で光電作用を形成
するための手段を有し、この手段によって該当する接続導波体の屈折率および吸
収能力を、光波がカプラを介して移行しないような状態に変化させる。
（ｄ）光電作用を形成するための手段を、第５，第６，第７および第８カプラに
対して同じように、第１，第２，第３および第４カプラで光電作用を形成するた
めの手段に対して逆相で制御する。
この場合は、光電作用を形成するための手段が第１から第４のカプラか、また
は第５から第８のカプラで作動される。従って光学的スイッチの各スイッチ状態
に対してアクティブな制御信号が必要である。従ってここでは、両方のスイッチ
状態に対して正確に対称性の伝達が行われ、実質的に無損失であり、クロストー
クも非常に小さい。
光電作用の形成のための第２および第４のカプラ、または第６および第８のカ
プラを、接続導体の端部にてちょうどカプラ部分にある部分で制御することは、
“貫通接続”された光波が出口導波体から接続導波体へ結合されないことを確実
にする。さらにこの構成によって、光学的スイッチの両方向での使用性が保証さ
れる。すなわち、入口導波体と出口導波体とを入れ替えることができる。
本発明の有利な構成は従属請求項４から２１に記載
されている。
本発明の２つの実施例を以下、所属の図面に基づいて詳細に説明する。
図面の簡単な説明
図１は、２つの入口導波体と２つの出口導波体を有する光学的スイッチの概略
図である。これら導波体はほぼ無損失または実質的に無損失であり、僅かなクロ
ストークを伴って接続される。
図２は、図１の光学的スイッチの変形を示し、ここでは２つのスイッチ状態が
アクティブ信号によって形成される。これにより対称特性が得られる。
図３は、図１または図２に示された形式の光学的スイッチを集積光学系として
製造するための導波体を有する基板の断面図を示す。
図４は、図３に類似の構成において導波体の密度経過を等密度曲線により示す
。この導波体は拡張された導波体層において層上に設けられた隆起体の下に延在
する。
図５は、図４のＸ方向における、導波体層中央の密度経過を示す線図。
図６は、図１または図２の形式のスイッチのマトリクスを概略的に示し、これ
によりｍ個の入力側をｍ個の出力側に分配することができる。
本発明の有利な実施例
図１には、１０により矩形基板が示されており、こ
の基板は集積光学系の方法に従って製造された導波体を有する。基板１０は、第
１の入口導波体１２と第２の入口導波体１４を有する。第１の入口導波体１２に
は光波Ｉ1が例えばグラスファイバから端面に供給される。第２の入口導波体１
４には光波Ｉ2が端面に供給される。両方の入口導波体Ｉ2とＩ4は矩形基板１０
の短辺側から相互に平行に、かつ基板の長辺側に対して平行に延在する。基板１
０の対向する短辺側には、第１の出口導波体１６と第２の出口導波体１８が設け
られている。第１の出口導波体１６からは光波Ｏ1が出射する。第２の出口導波
体１８からは光波Ｏ2が出射する。両方の出口導波体１６と１８は、矩形基板１
０の短辺側から相互に平行に、かつ基板の長辺側に対して平行に延在しており、
第１および第２の入口導波体１２および１４と一直線上にある。第１の入口導波
体１２は第１の出口導波体１６と第１の導波性接続体２０によって接続されてい
る。実質的にここでは第１の入口導波体１２、導波性接続体２０および第２の出
口導波体１６はただ１つの貫通導波体を形成する。相応にして、第２の入口導波
体１４は第２の出口導波体１８と第２の導波性接続体２２によって接続されてい
る。
第１の導波性接続体２０は、第３の直線カプラ部分２４、基板の長辺に対して
湾曲したループ２６および第４の直線カプラ部分を有する。第３の直線カプラ部
分２４は基板１０の長辺に対して平行であり、また第４の直線カプラ部分は第３
の直線カプラ部分２４と一直線上にある。相応にして第２の導波性接続体２２は
、基板１０の長辺に対して平行に延在する第１の直線カプラ部分３０、基板の長
辺に対して湾曲したループ３２および、カプラ部分３０と一直線上にある第２の
直線カプラ部分３４を有する。
導波性接続体２０と２２の間の領域には第１の接続導波体３６と第２の接続導
波体３８が配置されている。第１の接続導波体３６は一方の端部に第１の直線カ
プラ部分４０を有する。このカプラ部分は導波性接続体２０の第１のカプラ部分
２４から僅かな間隔で延在しており、これと共に第１のカプラ４２を形成する。
第１の接続導波体３６はさらに他方の端部に第２の直線カプラ部分４４を有し、
このカプラ部分は導波性接続体２２の第２のカプラ部分３４から僅かな間隔で延
在し、これと共に第２のカプラ４６を形成する。第１の接続導波体３６の両方の
カプラ部分４０と４４は斜めに延在する（図１では左上から右下）中央部分４８
により接続されている。相応にして第２の接続導波体３８は一方の端部で第３の
直線カプラ部分５０を有し、このカプラ部分は導波性接続体２２の第１のカプラ
部分３０から僅かな間隔で延在しており、これと共に第３のカプラ５２を形成す
る。第２の接続導波体３８はさらに他方の端部に第４の直線カプラ部分５４を有
し、このカプラ部分は導波性接続体２０の第２のカプラ部分から僅かな間隔で延
在し、これと共に第４のカプラ５６を形成する。第２の接続導波体３８の両方の
カプラ部分５０と５４は斜めに延在する（図１では左下から右上）中央部分５８
により接続されている。両方の中央部分４８と５８は光波伝達が行われないよう
な角度（＞１０°）で交差している。
導波構成体は２つの中央部分４８と５８の交点に対して点対称である。
カプラ部分の長さはカプラ長に相当し、従って導波体が障害を受けていないと
き、入口導波体１２からの例えば光波Ｉ1全体はカプラ４２と４６を介して、交
差する出口導波体、例えば１８に結合される。従ってほぼ無損失で第１の入口導
波体１２は第２の出口導波体１８と、また第２の入口導波体は第１の出口導波体
と結合される。
接続導波体３６と３８のカプラ部分４０，４４；５０，５４で光電作用を誘起
するための手段が設けられている。この手段によってカプラ部分の屈折率の変化
が惹起され、ひいては同時に導波体材料の吸収能力が格段に増大する。
接続導波体３６と３８のカプラ部分４０，４４；５０，５４で光電作用を誘起
するための手段はｐドープされた層６０（図３）とｎドープされた層６２からな
り、これらの層はカプラ部分４０，４４；５０，５４
でドープされていない導波性層６４の上下に設けられる。層６０と６２はｐｎ接
合部、従い実質的にはダイオードを形成する。ｐドープされた層６０は金属接点
６６および６８と接続している。ｎドープされた層６２は金属接点７０および７
２、ないしは７４および７８と接続されており、基準電位にある。該当する金属
接点の間にはダイオードの阻止方向に電圧を印加することができる。この場合電
流は流れない。しかし導波性層６４には電界が形成される。層６０は、それぞれ
接続導波体の残りの部分から導波体の細い中断によって絶縁されている。その代
わりに層６０に、接続導波体に配属された隆起体（図３）のドープされていない
中央部分４８または５８とは反対に、選択的にｐ拡散部を設けることもできる。
この場合は接点６６と６８は相互に絶縁される。
光が交差結合される際の減衰を改善するために、ｐドープされた領域を、直線
カプラ部分を越えてさらに接続導波体の湾曲部分まで、すなわちカプラの結合部
分と、接続導波体の中央部分の間の区間まで延長することが有利である。
電圧を接点、例えば６６および７０，７２にダイオードの阻止方向に印加する
ことによって、電界が導波性層６４に形成される。この電界はフランツ−ケルデ
ィッシュ効果によって、半導体材料の伝送に対する帯域エッジを比較的に波長の
長い方向へシフトさせる。
導波体を導かれる光の波長がこの帯域エッジの上に密にあれば、電界が印加され
るときに屈折率の大きな変化が発生し、この波長に対する材料の吸収能力が大き
く増大する。
この条件の下では実質的に光は例えばカプラ４２を介して第１の入口導波体１
２から接続導波体３６へブリッジ結合される。光波Ｉ1は導波性接続体２０を介
し、これを通って第１の出口導波体１６へ導かれる。相応にして電圧を印加した
際には、光波Ｉ２は第２の入口導波体１４から導波性接続体２２を介し、これを
通って第２の出口導波体１８に導かれる。ここでの作用も結合された振り子のメ
カニズムに似ている。結合された２つの振り子の１つが強く減衰されると、すな
わち実質的に固定されると、他方の振り子はエネルギーを受け取らず、他方の振
り子は一定の振幅で振動する。または光波の最も簡単な例では、金属は導電性が
高いため強く吸収する。従って金属表面に発生した光波はこの金属に浸透するこ
とはできず、反射される。電圧が印加されなければ、導波体は妨害を受けない。
カプラ長では光波が例えば第１の入口導波体から第１のカプラ４２を介して第１
の接続導波体３６へ、およびこれから第２のカプラ４６を介して無損失で出口導
波体１８へ結合される。
前記の形式の光学的スイッチにより光波の切り換えが実質的にまたはほぼ無損
失で、また無視できる程度
までの非対称性で行うことができることが示された。同じように−４０ｄＢのオ
ーダーの極端に低いクロストークが得られた。このことはすでに説明したように
、一方では電圧を接点６６に印加すると実質的に光が例えばカプラ４２を介して
接続導波体３６に入力結合されず、他方では入力結合された光が吸収によってカ
プラ部分４０と４４で除去されるためである。導波体の湾曲部、例えば２０と３
６から漏出し、これと一直線上にある導波体５４または２８へ侵入することので
きる光を除去するために、吸収器７８および８０がループ２６または３２と接続
導波体３６および３８との間の領域に配置されている。
図１の光学的スイッチは２つのスイッチ状態によって動作する。すなわち、“
電圧印加”と“電圧印加なし”である。前者の場合では光波はそれぞれ貫通案内
される。後者の場合では、入力側と出力側が交差して接続される。図２は、両方
のスイッチ状態で電圧が印加されるが、異なる接点に印加される光学的スイッチ
を示す。これにより完全に対称性のスイッチング特性を得ることができる。図２
の光学的スイッチは基本構成において図１の光学的スイッチと同じである。図２
で対応する部分には図１と同じ参照符号が付してある。
図２の実施例では、第１および第２の入口導波体１２と１４が、図１にように
導波性接続体を介して出口
導波体１６ないしは１８と直接、導波的に接続されていない。そうではなく、第
１の入口導波体１２は第１の出口導波体１６と、第３の接続導波体８２を介して
接続される。第１の入口導波体１２は第５のカプラ８４を介して第３の接続導波
体８２と結合することができる。第３の接続導波体８２も第６のカプラ８６を介
して第１の出口導波体１６と結合することができる。相応にして第２の入口導波
体１４は第７のカプラ８８を介して第４の接続導波体９０と結合することができ
る。第４の接続導波体８２はさらに第８のカプラ９２を介して第２の出口導波体
１８と結合可能である。
カプラ８４，８６，８８および９２は相互に同じであり、カプラ４２，４６，
５２および５６と同じように構成されている。従ってカプラ８４だけが詳細に示
されている。
第３の接続導波体８２はその入力側端部に直線カプラ部分９４を有する。カプ
ラ部分９４は、入口導波体１２の端部から僅かな間隔をおいて、カプラ部分４０
の反対側で延在している。カプラ部分９４も同じように、光波が入口導波体１２
から完全に第３の接続導波体８２へブリッジ結合されるカプラ長にわたって延在
している。カプラ部分９４は上で図３を参照して説明したように構成されている
。層６０は金属接点９６と接続されている。金属接点９６は、第３の接続導波体
８２の外側で基板１０の長辺に対して平行に延在して
いる。金属接点９６はさらに相応するカプラ部分９８の層６０と、第３の接続導
波体８２の他方の端部で接続されている。カプラ部分９４の層６２は金属接点７
０および７２と接続されており、これらは基準電位に保持されている。
電圧が接点６６および６８に印加され、接点９６と対向部材１００には電圧が
印加されないとき、光波は第１の入口導波体１２からカプラ８４、第３の接続導
波体およびカプラ８６を介して第１の出口導波体１６に結合される。相応にして
光波は第２の入口導波体１４からカプラ８８，第４の接続導波体９０およびカプ
ラ９２を介して第２の出口導波体１８に結合される。これに対して電圧が金属接
点９６とその対向部材１００に印加され、接点６６と６８には電圧が印加されな
いとき、第１の入口導波体１２は第２の出口導波体１８と、また第２の入口導波
体１４は第１の出口導波体１６と交差結合される。両方のスイッチ状態に対して
ここでは電圧の印加が必要である。ここではそれぞれ４つのカプラ部分がアクテ
ィブまたはインアクティブである。すなわち、９４，９８と９５，９９または４
０，４４と５０，５４である。両方のスイッチ状態で、光波の伝送に対して対称
の特性が得られる。
図３は、前記の形式の光学的スイッチの構造および製造を示す。
基板１０として硫黄のドープされたインジウムリン
化物Ｉｎｐを用いる。この物質はｎ導電性である。基板１０にエピタクシーによ
り１ステップで、ｎドープされた接点層６２，弱くｎドープされた光学的バッフ
ァ層１０４，ドープしない４級導波性層６４，インジウムリン化物−カバー層１
０６および４級エッチング阻止層１０８を被着する。エッチング阻止層１０８に
は、同じようにエピタクシーによって被着されたドープされないインジウムリン
化物層１０９とｐドープされた層６０がインジウムリン化物層の形態で続き、さ
らに４級ｐドープ接点層１１０が続く。ｎドープ接点層６２は基準電位と接続さ
れている。接点層１１０には（図３には図示しない）金属接点を介して、導波性
層６４に電界を形成するため電圧を印加することができる。層６０，１１０，お
よび１０９は、図１または図２の導波体構造に相応して図３に示すように隆起体
１１２を形成する。このような隆起体１１２は導波性層を進む光波を横方向に制
限する。
このことは図４と図５に示されている。基板１０の表面に延在して広がってい
る導波性層６４の上に、卓屈折率を有する隆起体を設ければ、層６４を進む光波
が図３の垂直方向に導波性層の境界部によって制限され束ねられるだけでなく、
図３の横方向、水平方向にも隆起体１１２の寸法によって隆起体の両側で制限さ
れ束ねられ、導波性層６４（および１０６）は空気、すなわち屈折率の小さい媒
体に接する。図４は、算出
された強度分布を光波の断面について示す。個々の閉じた曲線は同じ電極強度の
曲線、すなわち等強度曲線である。もっとも内側の曲線１１４は最大電界強度の
９０％強度に相当する。もっとも外側の曲線１１６は最大電界強度の１０％強度
に相当する。図５は光波の伝搬方向に対して横方向の電界強度経過を示す。
光波が横方向に隆起体１１２の幅にわたって広がっていることがわかる。この
ことにより２つの密に隣接する隆起体を有するカプラでは、すでに述べたブリッ
ジ結合が得られる。
図１または図２の光学的スイッチを製造するために、まずエピタクシーを用い
て前記の層を設ける。最上位層にはフォトラッカーが被着される。このフォトラ
ッカーにはマスクが設けられ、このマスクは導波体に設けられる電極の構造をネ
ガで表す。次にフォトラッカーには紫外線が照射される。電極が発生すべき箇所
ではフォトラッカーが現像または硬化される。
このように露光されたフォトラッカー層には次に金属（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）が
蒸着される。次に金属層が部分的にマスクに相応して現像されたフォトラッカー
層に発生する。フォトラッカーは次にアセトンで溶解される。フォトラッカーが
露光されなかった箇所ではこれをリフトオフ技術で機械的に除去することができ
る。これにより、フォトラッカーのこの露光されなかった部分に析出された金属
層も除去することができる
。次に前記の層により形成されたブロックの表面に金属層が得られる。この金属
層の輪郭は導波体に設けるべき電極に相当する。
次にエッチングステップが行われる。このステップでは、反応性イオンビーム
エッチング（ＲＩＥ）により最上位の４級層１１０が除去エッチングされる。蒸
着された金属層が留まる箇所、すなわち電極の領域では層１１０も留まる。金属
層は光電作用を形成するための電極として用いる。
次に選択的湿式エッチング処理で、電極と電極により覆われていない導波体構
造体とをカバーした後、インジウムリン化物層６０と１０９をエッチング防止層
１０８まで除去エッチングする。このようにして前記の隆起体が形成され、この
隆起体により光波が横方向に制限される。
ここで光波について述べるとき、この表現は可視光線に限定されるものではな
く、ここで有利に使用される赤外線も含む。
図１の形態で実際に構成された光学的スイッチでは、各カプラの長さは４ｍｍ
である。構造全体は１４ｍｍである。導波体を定める隆起体１１２の幅は２．５
μｍである。カプラの領域で隣接する隆起体の間隔は３．５μｍである。入口お
よび出口導波体の端部はそれぞれ相互に２５０μｍの間隔で配置されており、光
導波性ファイバの結合を容易にしている。
図６は、前記の形態の光学的スイッチＥikのマトリクスを示す。スイッチは、
種々異なる組合せで直列に接続され、各入力側Ｉ1〜Ｉmを各出力側Ｏ1〜Ｏmと接
続できるように制御される。The present invention relates to a first entrance waveguide, a second entrance waveguide, a first exit waveguide, and a second exit waveguide. And an optical switch having switchable control means, wherein the first input waveguide is selectively switched to the second output waveguide and the second input waveguide is controlled by the switch means. Either a first exit waveguide is connected, or a first entrance waveguide is connected to a first exit waveguide, and a second entrance waveguide is connected to a second exit waveguide. Type optical switch. Such optical switches are used in communication technology in which information is transmitted via optical waveguides in the form of glass fibers. Here, optical switches are used as switches or crossovers, by means of which information arriving in the form of modulated light waves via input channels can be selectively conducted to one of two different output channels. The optical switch is controlled by an electrical signal. By using a matrix of switches arranged in parallel and serially, each one input channel can be selectively connected to one of a number of output channels depending on the control of the switch. Here, the present invention relates to a so-called “2 × 2 switch”. This is an optical switch with two entrance waveguides and two exit waveguides, each of which can be selectively optically coupled to one of the two exit light guides. . Each other entry waveguide is coupled to the other exit waveguide. A prior art publication, Dilatd Networks for Photonic Switching, Padmanabhan & Netravali, IEEE Transactin on Communications, Bd. COM 35 (1987), 1357-1365pp describes a network of optical switches. FIG. 4 (b) of this publication shows a switch having four entrance waveguides and four exit waveguides. The two inner entrance waveguides are crossed and connected to the two inner exit waveguides. Each of the inner entrance waveguides can be coupled to an adjacent outer entrance waveguide via a controllable optical coupler. Correspondingly, each inner exit waveguide is connected to an adjacent outer exit waveguide via a controllable optical coupler. The publication “Guided-Wave Intnsity Modulators using Ampitude-and-Phase Perturbations”, Soref, McDaniel & Bennt, Journa of Lightwave Technology Bd. 6 (1988), 437-444pp describes the configuration of integrated optics. In this configuration, two entrance waveguides and two exit waveguides are provided, and the two exit waveguides can be directly connected to the entrance waveguide by connecting waveguides. The entrance waveguide and the exit waveguide substantially each form one through waveguide. The connecting waveguides are guided closely together on the coupler part, forming one coupler. Electrodes are arranged on one of the connecting waveguides to form a photoelectric effect. This photoelectric action changes the refractive index, and thus the phase, as well as the absorptance in the connecting waveguide. This disrupts the coupling. If the two waveguides extend closely together, the electromagnetic field of the light wave passing through the first waveguide will stray to the second waveguide, and as the light wave travels, more and more light will be emitted. Penetrates from the first waveguide to the second waveguide, and finally, when the predetermined length of time passes the coupler length, the entire lightwave travels through the second waveguide. This process is now repeated in the opposite direction. Thus, an optical coupler in which two waveguides extend closely together over the length of the coupler allows the entire lightwave traveling in one waveguide to be transmitted to the other waveguide. This is a phenomenon similar to the vibration of two pendulums tuned and coupled to each other. This coupling is impaired by changing the index of refraction in one waveguide. This effect is used in the known arrangement described above. When a voltage is applied to the electrodes, the coupling between the connecting conductors is greatly reduced. Thus, little light penetrates from the first entry conductor to the second exit conductor and from the second entry conductor to the first exit conductor. In the above publications, the "free carrier effect" and the "Franz-Keldysh effect" are mentioned as photoelectric effects. The Franz-Keldysh effect is the change in optical absorptivity and semiconductor conductivity under the influence of an electric field. As a clear phenomenon, the absorption characteristic edge shifts in the direction of relatively small light energy, that is, in the direction of relatively long wavelength. (Enzyklopaedie Na turwissenschaft und Tchnik, Vrlag Modern Industri (1980), 1510) Known configurations exhibit undesirably large crosstalk and large asymmetric switching characteristics. There the electrodes are on the waveguide into which the light waves are coupled. For this reason, when a voltage is applied to the electrodes, an energy loss is caused by the absorption of the light wave that just passes from the first entrance waveguide to the first exit waveguide due to absorption. On the other hand, when the voltage is cut off, the light wave is transmitted from the first entrance conductor to the second exit conductor with almost no loss. The publication “Novel optical switches based on carrir injction in three and five wavguide couplers”, Acklin, Schiene, Weiss, Stoll & Mueler, Elctronic Letters (1994), 217-218pp. A switch having two exit waveguides in a Y configuration is described. The input end of the exit waveguide extends along the coupler length at a small distance from the output end of the entrance waveguide. By charge carrier injection, the index of refraction and the absorption capacity of the end of the exit waveguide can be selectively varied, so that no coupling from the entrance waveguide to the exit waveguide takes place. This is only a 1 × 2 switch with one input and two outputs. DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical switch having two entrance waveguides and two exit waveguides of the type described at the outset,-to reduce the crosstalk to the extent that it does not hinder; At least a substantially symmetrical signal transmission characteristic is to be ensured, that is to say that the input lightwave is transmitted in both switching positions of the optical switch as identically and with as little loss as possible. According to the present invention, there is provided the following. (A) The switch means has a first connection waveguide (36) and a second connection waveguide (38), and the first connection waveguide (38) is provided. 36) can be coupled to a first entrance waveguide (12) via a first coupler (42) and to a second exit waveguide (18) via a second coupler (46). The second connecting waveguide (38) is connected to the second inlet waveguide (14) via a third coupler (52) and to the first connecting waveguide (14) via a fourth coupler (56). (B) the first connecting waveguide (36) and the second connecting waveguide (38) are coupled to the coupler (42, 46; 52, 56). Means for forming a photoelectric effect in the region, the refractive index and the absorption capacity of the corresponding connecting waveguide (36; 38) being changed by the means, and (42, 46; 52, 56) no lightwave transmission takes place, and (c) the means for forming a photoelectric effect are all four couplers (42, 46; 52, 56). Can be controlled in the same way. In such a configuration, the means for generating the photoelectric effect are arranged at the output side of the input coupler and at the input side of the output coupler, ie at the end of the connecting waveguide. When an electric field is applied to these parts of the coupler, this part will show a change in the refractive index and a change in the absorption capacity. This prevents the transmission of the light wave to the connecting waveguide and from the connecting waveguide to the associated outlet waveguide connected thereto. This is true for lightwaves supplied to the switch via the first entrance waveguide, and similarly for lightwaves supplied to the switch via the second entrance waveguide. . In this case, the light waves are guided to the second exit waveguide, respectively, in the first space. This can be done in different ways. A first entrance waveguide is waveguided directly connected between a first exit waveguide and a first and fourth coupler, and a second entrance waveguide is connected to a second exit waveguide. And the third and second couplers can be directly connected in a waveguide manner. In this case, the waveguide is substantially lossless in controlling the means for forming a photoelectric effect from the first entrance waveguide to the first exit waveguide and to the second entrance waveguide. It is guided from the body to a second exit waveguide. If this means is not controlled, the coupler will operate. The light wave from the first entrance waveguide is guided to the second exit waveguide almost lossless and exclusively by the configuration of the waveguide. Similarly, the lightwave from the second entrance waveguide is also guided to the first exit waveguide with almost no loss. Although optical switches do not operate exactly symmetrically, they are practical and nearly lossless. By applying a photoelectric effect that changes the refractive index and the absorption capacity, the crosstalk between the two connected channels is reduced to -40 dB or less. However, the configuration can also be as follows. (A) enabling the first entrance waveguide and the first exit waveguide to be coupled to the third connecting waveguide via fifth and sixth couplers; (B) enabling the second entrance waveguide and the second exit waveguide to be coupled to the fourth connecting waveguide via seventh and eighth couplers; (C) the third connecting waveguide and the fourth connecting waveguide have means for forming a photoelectric effect in the region of the coupler, by means of which the refractive index and absorption of the corresponding connecting waveguide The ability is changed so that the light wave does not travel through the coupler. (D) forming a photoelectric effect with the first, second, third and fourth couplers in the same manner as for the fifth, sixth, seventh and eighth couplers; Control in a reverse phase. In this case, the means for generating the photoelectric effect is activated by the first to fourth couplers or the fifth to eighth couplers. Therefore, an active control signal is required for each switch state of the optical switch. Thus, the symmetry transmission is performed exactly for both switch states, is virtually lossless, and the crosstalk is very low. Controlling the second and fourth couplers, or the sixth and eighth couplers for the formation of the photoelectric effect, at the ends of the connecting conductors, which is exactly in the coupler part, is "through-connected" Ensure that light waves are not coupled from the exit waveguide to the connecting waveguide. In addition, this arrangement ensures the usability of the optical switch in both directions. That is, the entrance waveguide and the exit waveguide can be interchanged. Advantageous configurations of the invention are described in dependent claims 4 to 21. Two embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the attached drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of an optical switch having two entrance waveguides and two exit waveguides. These waveguides are nearly lossless or substantially lossless and are connected with little crosstalk. FIG. 2 shows a variation of the optical switch of FIG. 1, wherein two switch states are formed by active signals. Thereby, a symmetric property is obtained. FIG. 3 shows a sectional view of a substrate having a waveguide for producing an optical switch of the type shown in FIG. 1 or 2 as an integrated optical system. FIG. 4 shows the density profile of the waveguide in an arrangement similar to FIG. This waveguide extends below the ridges provided on the layer in the expanded waveguide layer. FIG. 5 is a diagram showing the density progress at the center of the waveguide layer in the X direction of FIG. 4. FIG. 6 schematically shows a matrix of switches of the type of FIG. 1 or 2, whereby m inputs can be distributed to m outputs. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a rectangular substrate 10 with a waveguide produced according to the method of integrated optics. The substrate 10 has a first entrance waveguide 12 and a second entrance waveguide 14. Lightwave I is applied to first entrance waveguide 12. 1 Is supplied to the end face from a glass fiber, for example. The second entrance waveguide 14 has the lightwave I Two Is supplied to the end face. Both entrance waveguides I Two And I Four Extend parallel to each other from the short side of the rectangular substrate 10 and parallel to the long side of the substrate. A first exit waveguide 16 and a second exit waveguide 18 are provided on the opposite short sides of the substrate 10. From the first exit waveguide 16, the lightwave O 1 Is emitted. The lightwave O Two Is emitted. Both exit waveguides 16 and 18 extend parallel to each other from the short side of the rectangular substrate 10 and parallel to the long side of the substrate, and include first and second entrance waveguides. It is in line with corrugations 12 and 14. The first entrance waveguide 12 is connected to the first exit waveguide 16 by a first waveguide connector 20. Substantially here the first entrance waveguide 12, the waveguide connection 20 and the second exit waveguide 16 form a single through waveguide. Correspondingly, the second entrance waveguide 14 is connected to the second exit waveguide 18 by a second waveguide connection 22. The first waveguide connector 20 has a third linear coupler portion 24, a loop 26 curved to the long side of the substrate, and a fourth linear coupler portion. The third linear coupler portion 24 is parallel to the long side of the substrate 10, and the fourth linear coupler portion is in line with the third linear coupler portion 24. Correspondingly, the second waveguide connector 22 comprises a first linear coupler portion 30 extending parallel to the long side of the substrate 10, a loop 32 curved to the long side of the substrate, and a coupler portion. A second linear coupler portion 34 is in line with 30. A first connecting waveguide 36 and a second connecting waveguide 38 are arranged in a region between the waveguide connectors 20 and 22. The first connecting waveguide 36 has a first linear coupler section 40 at one end. This coupler portion extends at a small distance from the first coupler portion 24 of the waveguide connector 20 and together forms the first coupler 42. The first connecting waveguide 36 further has a second linear coupler section 44 at the other end, which extends at a small distance from the second coupler section 34 of the waveguide connector 22. Then, the second coupler 46 is formed together with this. Both coupler portions 40 and 44 of the first connecting waveguide 36 are connected by a central portion 48 which extends obliquely (upper left to lower right in FIG. 1). Correspondingly, the second connecting waveguide 38 has at one end a third linear coupler section 50 which is at a short distance from the first coupler section 30 of the waveguide connector 22. Extending therewith, forming a third coupler 52. The second connecting waveguide 38 further has, at the other end, a fourth linear coupler section 54, which extends at a slight distance from the second coupler section of the waveguide connector 20. , And a fourth coupler 56 is formed. Both coupler portions 50 and 54 of the second connecting waveguide 38 are connected by a central portion 58 extending obliquely (from the lower left to the upper right in FIG. 1). Both central sections 48 and 58 intersect at an angle (> 10 °) such that no lightwave transmission takes place. The waveguiding arrangement is point symmetric about the intersection of the two central parts 48 and 58. The length of the coupler portion corresponds to the length of the coupler, so that when the waveguide is unobstructed, for example, the lightwave I 1 The whole is coupled via couplers 42 and 46 to crossing exit waveguides, for example 18. Thus, the first entrance waveguide 12 is coupled to the second exit waveguide 18 and the second entrance waveguide is coupled to the first exit waveguide with almost no loss. Means are provided for inducing a photoelectric effect at the coupler portions 40, 44; 50, 54 of the connecting waveguides 36 and 38. This measure causes a change in the index of refraction of the coupler portion, and thus at the same time, significantly increases the absorption capacity of the waveguide material. The means for inducing a photoelectric effect at the coupler portions 40, 44; 50, 54 of the connecting waveguides 36 and 38 consists of a p-doped layer 60 (FIG. 3) and an n-doped layer 62, Are provided above and below the waveguide layer 64 which is not doped with coupler portions 40,44; 50,54. Layers 60 and 62 form a pn junction, and thus substantially a diode. P-doped layer 60 connects to metal contacts 66 and 68. The n-doped layer 62 is connected to metal contacts 70 and 72 or 74 and 78 and is at a reference potential. A voltage can be applied between the respective metal contacts in the blocking direction of the diode. In this case, no current flows. However, an electric field is formed in the waveguide layer 64. The layers 60 are each insulated from the rest of the connecting waveguide by a thin interruption of the waveguide. Alternatively, the layer 60 can be provided with an optional p-diffusion, as opposed to the undoped central portion 48 or 58 of the ridge (FIG. 3) assigned to the connecting waveguide. In this case, the contacts 66 and 68 are mutually insulated. In order to improve the attenuation when light is cross-coupled, the p-doped region is extended beyond the linear coupler portion and further to the curved portion of the connecting waveguide, i.e. the coupling portion of the coupler and the connecting waveguide. It is advantageous to extend to the section between the central parts. By applying a voltage to the contacts, eg, 66 and 70, 72, in the blocking direction of the diode, an electric field is formed in the waveguide layer 64. This electric field shifts the band edge for the transmission of the semiconductor material towards longer wavelengths due to the Franz-Keldysh effect. If the wavelength of the light guided through the waveguide is dense above this band edge, a large change in the refractive index will occur when an electric field is applied, and the absorption capacity of the material for this wavelength will be greatly increased. Under this condition, light is substantially bridge-coupled from the first inlet waveguide 12 to the connecting waveguide 36, for example via the coupler 42. Lightwave I 1 Is guided through the waveguide connector 20 and through it to the first exit waveguide 16. When a voltage is applied accordingly, the lightwave I2 is guided from the second entrance waveguide 14 through the waveguide connection 22 and through it to the second exit waveguide 18. The effect here is also similar to the mechanism of the combined pendulum. If one of the two coupled pendulums is strongly damped, ie substantially fixed, the other pendulum receives no energy and the other pendulum oscillates at a constant amplitude. Or, in the simplest example of light waves, metals absorb strongly due to their high conductivity. Therefore, the light wave generated on the metal surface cannot penetrate this metal and is reflected. If no voltage is applied, the waveguide will not be disturbed. At the coupler length, lightwaves are lossless, for example, from the first entrance waveguide to the first connecting waveguide 36 via the first coupler 42 and from there via the second coupler 46 without loss. Is joined to It has been shown that the switching of light waves can be performed with substantially or almost no loss and with negligible asymmetry by means of an optical switch of the type described above. Similarly, extremely low crosstalk on the order of -40 dB was obtained. This has already been explained that, on the one hand, when a voltage is applied to the contact 66, substantially no light is coupled into the connecting waveguide 36, for example via the coupler 42, and on the other hand the coupled light is absorbed This is because it is removed at the coupler portions 40 and 44. Absorbers 78 and 80 are connected to loops 26 or 80 to remove light that can leak from waveguide bends, eg, 20 and 36, and enter waveguides 54 or 28 that are in alignment therewith. It is arranged in the region between 32 and the connecting waveguides 36 and 38. The optical switch of FIG. 1 operates according to two switch states. That is, "voltage application" and "no voltage application". In the former case, the light waves are respectively guided through. In the latter case, the input side and the output side are crossed and connected. FIG. 2 shows an optical switch in which voltage is applied in both switch states, but applied to different contacts. Thereby, a completely symmetric switching characteristic can be obtained. The optical switch of FIG. 2 has the same basic configuration as the optical switch of FIG. The corresponding parts in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as in FIG. In the embodiment of FIG. 2, the first and second entrance waveguides 12 and 14 are waveguidedly connected directly to the exit waveguides 16 or 18 via waveguide connections as in FIG. It has not been. Rather, the first entrance waveguide 12 is connected to the first exit waveguide 16 via a third connection waveguide 82. The first entrance waveguide 12 can be coupled to a third connecting waveguide 82 via a fifth coupler 84. A third connecting waveguide 82 can also be coupled to the first exit waveguide 16 via a sixth coupler 86. Correspondingly, the second inlet waveguide 14 can be connected via a seventh coupler 88 to a fourth connecting waveguide 90. The fourth connecting waveguide 82 can be further coupled to the second exit waveguide 18 via an eighth coupler 92. Couplers 84, 86, 88, and 92 are identical to one another and are configured similarly to couplers 42, 46, 52, and 56. Accordingly, only coupler 84 is shown in detail. The third connecting waveguide 82 has a linear coupler portion 94 at its input end. The coupler portion 94 extends opposite the coupler portion 40 a small distance from the end of the entrance waveguide 12. The coupler section 94 similarly extends over the length of the coupler where light waves are bridged completely from the entrance waveguide 12 to the third connecting waveguide 82. The coupler portion 94 is configured as described above with reference to FIG. Layer 60 is connected to metal contact 96. The metal contact 96 extends outside the third connection waveguide 82 and parallel to the long side of the substrate 10. The metal contact 96 is further connected to the corresponding layer 60 of the coupler part 98 at the other end of the third connecting waveguide 82. Layer 62 of coupler portion 94 is connected to metal contacts 70 and 72, which are held at a reference potential. When voltage is applied to contacts 66 and 68 and no voltage is applied to contact 96 and opposing member 100, light waves are transmitted from first entrance waveguide 12 through coupler 84, third connection waveguide and coupler 86. To the first exit waveguide 16. Correspondingly, the lightwave is coupled from the second entrance waveguide 14 via the coupler 88, the fourth connection waveguide 90 and the coupler 92 to the second exit waveguide 18. In contrast, when a voltage is applied to the metal contact 96 and its opposing member 100 and no voltage is applied to the contacts 66 and 68, the first entrance waveguide 12 is connected to the second exit waveguide 18 and The second entrance waveguide 14 is cross-coupled with the first exit waveguide 16. A voltage application is required here for both switch states. Here, each of the four coupler sections is active or inactive. That is, 94,98 and 95,99 or 40,44 and 50,54. In both switch states, a symmetrical characteristic is obtained for the transmission of the light wave. FIG. 3 shows the structure and manufacture of an optical switch of the type described above. As the substrate 10, a sulfur-doped indium phosphide Inp is used. This material is n-conductive. N-doped contact layer 62, lightly n-doped optical buffer layer 104, undoped quaternary waveguide layer 64, indium phosphide-cover layers 106 and quaternary in one step by epitaxy on substrate 10. An etch stop layer 108 is deposited. The etch stop layer 108 is followed by an undoped indium phosphide layer 109, also epitaxially deposited, and a p-doped layer 60 in the form of an indium phosphide layer, and a quaternary p-doped contact layer 110. Continue. N-doped contact layer 62 is connected to a reference potential. A voltage can be applied to the contact layer 110 via a metal contact (not shown in FIG. 3) to create an electric field in the waveguide layer 64. Layers 60, 110, and 109 form bumps 112 as shown in FIG. 3 corresponding to the waveguide structure of FIG. 1 or FIG. Such ridges 112 laterally restrict light waves traveling through the waveguide layer. This is shown in FIGS. 4 and 5. If a ridge having a refractive index is provided on the waveguide layer 64 extending and extending on the surface of the substrate 10, light waves traveling in the layer 64 will be reflected by the waveguide layer in the vertical direction in FIG. Not only are the bundles limited and bounded by the boundaries, but also in the lateral and horizontal directions of FIG. 3, bounded on both sides of the ridge by the dimensions of the ridge 112, the waveguide layer 64 (and 106) is air, ie, Touches medium with low refractive index. FIG. 4 shows the calculated intensity distribution for the cross section of the light wave. Each closed curve is a curve of the same electrode strength, that is, an equal strength curve. The innermost curve 114 corresponds to 90% of the maximum electric field intensity. The outermost curve 116 corresponds to 10% of the maximum electric field strength. FIG. 5 shows the course of the electric field strength transverse to the propagation direction of the light wave. It can be seen that the light wave is spread laterally over the width of the ridge 112. This results in the bridge coupling already described for couplers with two closely adjacent ridges. To manufacture the optical switch of FIG. 1 or FIG. 2, the layers are first provided by epitaxy. A photo lacquer is deposited on the top layer. The photo lacquer is provided with a mask, which represents the structure of the electrodes provided on the waveguide in a negative manner. Next, the photo lacquer is irradiated with ultraviolet rays. The photo lacquer is developed or cured where the electrodes are to occur. A metal (Ti / Pt / Au) is then deposited on the exposed photo lacquer layer. A metal layer then forms in the developed photo-lacquer layer, corresponding in part to the mask. The photo lacquer is then dissolved in acetone. Where the photo lacquer has not been exposed, it can be mechanically removed by a lift-off technique. Thereby, the metal layer deposited on the unexposed portion of the photo lacquer can also be removed. Next, a metal layer is obtained on the surface of the block formed by the above layer. The contour of the metal layer corresponds to an electrode to be provided on the waveguide. Next, an etching step is performed. In this step, the uppermost quaternary layer 110 is removed and etched by reactive ion beam etching (RIE). The layer 110 also stays where the deposited metal layer stays, ie in the region of the electrodes. The metal layer is used as an electrode for forming a photoelectric effect. Next, after covering the electrodes and the waveguide structure not covered by the electrodes by selective wet etching, the indium phosphide layers 60 and 109 are removed and etched down to the etching prevention layer 108. In this way, the raised body is formed, which restricts the light waves in the lateral direction. When referring to light waves here, this expression is not limited to visible light, but also includes infrared, which is advantageously used herein. In the optical switch actually constructed in the form of FIG. 1, the length of each coupler is 4 mm. The whole structure is 14 mm. The width of the ridge 112 defining the waveguide is 2.5 μm. The spacing between adjacent ridges in the region of the coupler is 3.5 μm. The ends of the entrance and exit waveguides are each spaced 250 μm from each other to facilitate coupling of the optical waveguide fiber. FIG. 6 shows an optical switch E of the above configuration. ik Is shown. The switches are connected in series in various combinations and each input I 1 ~ I m To each output side O 1 ~ O m It is controlled so that it can be connected to.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９７年７月７日
【補正内容】
請求の範囲
１． 第１の入口導波体（１２）と、第２の入口導波体（１４）と、第１の出
口導波体（１６）と、第２の出口導波体（１８）と、制御可能なスイッチ手段と
を有する光学的スイッチであって、
前記スイッチ手段により選択的に、
第１の入口導波体（１２）が第２の出口導波体（１８）と、第２の入口導波体（
１４）が第１の出口導波体（１６）と接続されるか、または
第１の入口導波体（１２）が第１の出口導波体（１６）と、第２の入口導波体（
１４）が第２の出口導波体（１８）と接続され、
（ａ）スイッチ手段は、第１の接続導波体（３６）と、第２の接続導波体（３８
）とを有し、
前記第１の接続導波体（３６）は第１のカプラ（４２）を介して第１の入口導
波体（１２）と、および第２のカプラ（４６）を介して第２の出口導波体（１８
）と結合可能であり、
前記第２の接続導波体（３８）は第３のカプラ（５２）を介して第２の入口導
波体（１４）と、および第４のカプラ（５６）を介して第１の出口導波体（１６
）と結合可能である形式の光学的スイッチにおいて、
（ｂ）第１の接続導波体（３６）および第２の接続導波体（３８）はカプラ（４
２，４６；５２，５６）の
領域に光電作用を形成するための手段を有し、
当該手段によって該当する接続導波体（３６；３８）の屈折率と吸収能力が変
化され、該当するカプラ（４２，４６；５２，５６）を介した光波の伝達が行わ
れない状態になり、
（ｃ）光電作用を形成するための前記手段は４つすべてのカプラ（４２，４６；
５２，５６）に対して同じように制御可能である、
ことを特徴とする光学的スイッチ。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] July 7, 1997
[Correction contents]
The scope of the claims
1. A first entrance waveguide (12), a second entrance waveguide (14), and a first exit waveguide;
An aperture waveguide (16), a second exit waveguide (18), and controllable switch means.
An optical switch having
Selectively by the switch means,
A first entrance waveguide (12) comprises a second exit waveguide (18) and a second entrance waveguide (18).
14) is connected to the first exit waveguide (16), or
A first entrance waveguide (12) comprises a first exit waveguide (16) and a second entrance waveguide (16).
14) is connected with the second exit waveguide (18);
(A) The switch means comprises a first connecting waveguide (36) and a second connecting waveguide (38).
) And
The first connecting waveguide (36) is connected via a first coupler (42) to a first inlet waveguide.
The second exit waveguide (18) with the wave body (12) and via the second coupler (46).
) Can be combined with
The second connecting waveguide (38) is connected via a third coupler (52) to a second inlet waveguide.
And a first exit waveguide (16) via a wave body (14) and a fourth coupler (56).
And optical switches of the type that can be combined with
(B) The first connecting waveguide (36) and the second connecting waveguide (38) are connected to the coupler (4).
2, 46; 52, 56)
Having means for forming a photoelectric effect in the region,
This means changes the refractive index and absorption capacity of the corresponding connecting waveguide (36; 38).
And the transmission of the light wave through the corresponding coupler (42, 46; 52, 56) is performed.
Will not be able to
(C) said means for forming a photoelectric effect comprises all four couplers (42, 46;
52, 56) can be similarly controlled.
An optical switch, characterized in that: