JPS58208727A - 光回路素子 - Google Patents
光回路素子Info
- Publication number
- JPS58208727A JPS58208727A JP9137182A JP9137182A JPS58208727A JP S58208727 A JPS58208727 A JP S58208727A JP 9137182 A JP9137182 A JP 9137182A JP 9137182 A JP9137182 A JP 9137182A JP S58208727 A JPS58208727 A JP S58208727A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- waveguide
- electric field
- optical
- waveguides
- Prior art date
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- Granted
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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
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１） 発明の技術分野
本発明は、光回路素子に関し、特に電気光学効果等によ
る屈折率の変化を利用した光回路素子に関する。
る屈折率の変化を利用した光回路素子に関する。
（２）技術の背景
一般に、ニオブ酸すチムウ（ＬｉＮｂＯ３）等の電気光
学結晶に電界を印加することにより該電気光学結晶の屈
折率が変化する電気光学効果が知られており、このよう
な電気光学効果を利用して光スィッチ等の機能素子を構
成することが行なわれている。しかしながら、このよう
な電気光学効果即ち電界による屈折率の変化は印加され
た電界の大きさに対してかなり少ないものであるため、
機能素子を動作させるには通常かなり高い電圧を印加す
る必要があり動作効率が低い。したがって、このような
機能素子を実用に供するためには動作助出をさらに向上
させる必要がある。
学結晶に電界を印加することにより該電気光学結晶の屈
折率が変化する電気光学効果が知られており、このよう
な電気光学効果を利用して光スィッチ等の機能素子を構
成することが行なわれている。しかしながら、このよう
な電気光学効果即ち電界による屈折率の変化は印加され
た電界の大きさに対してかなり少ないものであるため、
機能素子を動作させるには通常かなり高い電圧を印加す
る必要があり動作効率が低い。したがって、このような
機能素子を実用に供するためには動作助出をさらに向上
させる必要がある。
（３）従来技術と問題点
第１図は、従来形の光回路素子の１例としての光スィッ
チを示す。同図において、１は前述のニオブ酸リチウム
等の電気光学結晶基Ｌ２−１゜２−１’、 ２−２ 、
２−２’はそれぞれ電気光学基板１内に構成されたＸ字
形の導波路、そして３．３′は該Ｘ字形導波路の交点部
に互いに平行な位置に形成された電極である。また、各
導波路２−１゜２−１’、２−２．２−２’はすべて同
じ屈折率を有し、その屈折率は電気光学結晶基板１の屈
折率よシも大きくなっている。
チを示す。同図において、１は前述のニオブ酸リチウム
等の電気光学結晶基Ｌ２−１゜２−１’、 ２−２ 、
２−２’はそれぞれ電気光学基板１内に構成されたＸ字
形の導波路、そして３．３′は該Ｘ字形導波路の交点部
に互いに平行な位置に形成された電極である。また、各
導波路２−１゜２−１’、２−２．２−２’はすべて同
じ屈折率を有し、その屈折率は電気光学結晶基板１の屈
折率よシも大きくなっている。
第１図の装置において、電極３．３′間に何らの電圧も
印加されていない場合は例えば導波路２−１を矢印Ａ方
向に入射してきた光は該導波路２−１内を通、ｌ ２−
１’内を矢印り方向に進行する。同様にして例えば導波
路２−２から矢印Ｂ方向に入射した光は導波路２−２′
を矢印Ｃ方向に進行する。
印加されていない場合は例えば導波路２−１を矢印Ａ方
向に入射してきた光は該導波路２−１内を通、ｌ ２−
１’内を矢印り方向に進行する。同様にして例えば導波
路２−２から矢印Ｂ方向に入射した光は導波路２−２′
を矢印Ｃ方向に進行する。
ところが、電極３，３′間に所定極性の直流電圧Ｅを印
加すると、Ｘ字形導波路の交点部に電界が印加され該電
極３，３′間にある導波路部分の屈折率が小さくなる。
加すると、Ｘ字形導波路の交点部に電界が印加され該電
極３，３′間にある導波路部分の屈折率が小さくなる。
これにより％Ａ方向から入力された光は低屈折率部分で
全反射され導波路２−２′内を矢印Ｃ方向に進行する。
全反射され導波路２−２′内を矢印Ｃ方向に進行する。
従って、例えば導波路２−１から矢印Ａ方方向に入力さ
れた光が電極３，３′間に直流電圧Ｅを印加するか否か
によジ導波器２−２’Ｅた２−１１のいづれかに切換伝
送されることになり、光ヌイッチとしての動作が行なわ
れる。
れた光が電極３，３′間に直流電圧Ｅを印加するか否か
によジ導波器２−２’Ｅた２−１１のいづれかに切換伝
送されることになり、光ヌイッチとしての動作が行なわ
れる。
しかしながら、前記従来形においては、電気光学結晶の
印加電界に対する屈折率の変化′４があまり太さくない
ため、光スィッチとしての動作食性なうためにはかなり
高い直流電圧、例えば６０ｖ１を印加しなければならな
いという不都合があった。
印加電界に対する屈折率の変化′４があまり太さくない
ため、光スィッチとしての動作食性なうためにはかなり
高い直流電圧、例えば６０ｖ１を印加しなければならな
いという不都合があった。
（４）発明の目的
本発明の目的は、前述の従来形における問題点に錐み、
電気光学結晶等を用いた光回路素子において、該電気光
学結晶上に構成した導波路の上に部分的に所定の屈折率
の膜を形成し、該膜の存在による屈折率の変化効果を電
界等によって強めまたは弱めるように構成するという構
想に基づき、低電圧で動作し、従って効率の良い光機能
素子が実攻てきるようにすることにある。
電気光学結晶等を用いた光回路素子において、該電気光
学結晶上に構成した導波路の上に部分的に所定の屈折率
の膜を形成し、該膜の存在による屈折率の変化効果を電
界等によって強めまたは弱めるように構成するという構
想に基づき、低電圧で動作し、従って効率の良い光機能
素子が実攻てきるようにすることにある。
（５）発明の構成
そしてこの目的は、本発明によれば、電気、磁気または
音響光学結晶内に構成した導波路、該導波路上に部分的
に形成した所要の屈折率の膜、および該導波路上または
該膜上に設けられた電界、磁界または音波の印加手段を
具備し、該印加手段により印加される電界、磁界または
音波によって該膜の存在による屈折率の変化効果を強め
または弱めるようにしたことを特徴とする光回路素子を
提供することによって達成される。
音響光学結晶内に構成した導波路、該導波路上に部分的
に形成した所要の屈折率の膜、および該導波路上または
該膜上に設けられた電界、磁界または音波の印加手段を
具備し、該印加手段により印加される電界、磁界または
音波によって該膜の存在による屈折率の変化効果を強め
または弱めるようにしたことを特徴とする光回路素子を
提供することによって達成される。
（６）発明の実施例
以下図面により本発明の詳細な説明する。第２図は、本
発明の１一実施例に係わる光回路素子としての光スィッ
チを示す。同馴において、１は電気光学結晶基板、２−
１ 、２−１’、 ２−２ 、２−２’は電気光学結晶
基板１内に形成された高屈折率の導波路であシこれらの
ものは第１図の装量のものと同じである。４は、欠如部
５の部分を除き、電気光学結晶基板１および各導波路２
−１．２−１’。
発明の１一実施例に係わる光回路素子としての光スィッ
チを示す。同馴において、１は電気光学結晶基板、２−
１ 、２−１’、 ２−２ 、２−２’は電気光学結晶
基板１内に形成された高屈折率の導波路であシこれらの
ものは第１図の装量のものと同じである。４は、欠如部
５の部分を除き、電気光学結晶基板１および各導波路２
−１．２−１’。
２−２．２−２’上に形成された酸化アルミニウム（Ａ
Ｌ２０３）等の光導波路より小さな屈折率を持ち５より
大きな屈折率を持つ膜、そして６．６′はＸ字形導波路
の交点部付近に前記欠如部５をはさんで設けられた電極
である。
Ｌ２０３）等の光導波路より小さな屈折率を持ち５より
大きな屈折率を持つ膜、そして６．６′はＸ字形導波路
の交点部付近に前記欠如部５をはさんで設けられた電極
である。
第３図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ第２図の装置の
■−■線および■−■線から見た部分的断面図でｂる。
■−■線および■−■線から見た部分的断面図でｂる。
これらの断面図から明らかなように、高屈折率膜４は欠
如部５を除きすべての光学結晶基板１および導波路上に
形成されており、該尚屈折率膜上に電接６，６′が形成
されている。なお、第３図（ｂ）において７は高屈折率
膜４を保護するためのバッファ層であり第２図および第
３図（ａ）においては図示を省略している。この層の存
在は不可欠なものではｋく、この膜（７及び５）を除く
構成もありうる。
如部５を除きすべての光学結晶基板１および導波路上に
形成されており、該尚屈折率膜上に電接６，６′が形成
されている。なお、第３図（ｂ）において７は高屈折率
膜４を保護するためのバッファ層であり第２図および第
３図（ａ）においては図示を省略している。この層の存
在は不可欠なものではｋく、この膜（７及び５）を除く
構成もありうる。
上記構成に係わる光回路素子において、一般に高屈折率
の領域に隣接する領域の屈折率が増加するという現象が
あるため、高屈折率膜４の存在下にある各導波路２−１
、２−１’、 ２−２ 、２−２’の部分の屈折率は
欠如部５の下側の部分よりも屈折率が高く々っている。
の領域に隣接する領域の屈折率が増加するという現象が
あるため、高屈折率膜４の存在下にある各導波路２−１
、２−１’、 ２−２ 、２−２’の部分の屈折率は
欠如部５の下側の部分よりも屈折率が高く々っている。
従って、各電極６，６′に伺らの電圧をも印加しない場
合は、導波路２−１内を矢印Ａ方向に進行してきた光は
その全部または１部が欠如部５の下側に存在する低屈折
率領域によってフレネル反射又は全反射され導波路２−
２′内を矢印Ｃ方向に進行する。同様に、導波路２−２
から矢印Ｂ方向に入射してきた光はその全部または一部
がフレネル反射又は全反射されて導波路２−１′内を矢
印り方向に進行する。次に電気６および６１間に例えば
電極６′側が高電圧となるような直流電圧Ｅ′を印加す
ると、欠如部５の下にある低屈折率領域に電界が印加さ
れこの電界によＶ該低屈折率領域内の屈折率が大きくな
り導波路の他の部分とほぼ同じ屈折率になるようにする
ことができる。このような状態においては、前述のよう
な欠如部５の下の領域におけるフレネル反射又は全反射
はおこらず、導波路２−１内をＡ方向に入力された光は
導波路２−１′内を矢印り方向に直進し、また導波路２
−２から矢印Ｂ方向に入力された光は導波路２−２′を
矢印Ｃ方向に直進する。次に、電極６および６′に印加
される直流電圧Ｅ′の極性を反転して電極６が高電圧側
になるようにすると、欠如部５の下側の領域の屈折率は
、もともと高屈折率膜４が存在しないことにより低くな
っているものがさらに低くなるようにされ、極めて低い
値Ｖ−ムる・従って、導波路２−１内を矢印へ方向に入
力婆れた光は欠如部５の下１１１すの輛城においてほぼ
すべて全反射され導波ｆｆ１２−２’内を矢印Ｃ方向に
辿行する。同様に導波ｗｊ２−２内を矢印Ｂ方向に入力
された光は導波路２−１′内を矢印り方向に進行するよ
う全反射される。従って、上述の構成によれば第１図１
の従来形の構成に比し、同じ電圧の印加により実効的な
屈折率の変化量を２倍にすることができ、あるいは同じ
屈折率の変化を得るための印加電圧はほぼ外でよい。
合は、導波路２−１内を矢印Ａ方向に進行してきた光は
その全部または１部が欠如部５の下側に存在する低屈折
率領域によってフレネル反射又は全反射され導波路２−
２′内を矢印Ｃ方向に進行する。同様に、導波路２−２
から矢印Ｂ方向に入射してきた光はその全部または一部
がフレネル反射又は全反射されて導波路２−１′内を矢
印り方向に進行する。次に電気６および６１間に例えば
電極６′側が高電圧となるような直流電圧Ｅ′を印加す
ると、欠如部５の下にある低屈折率領域に電界が印加さ
れこの電界によＶ該低屈折率領域内の屈折率が大きくな
り導波路の他の部分とほぼ同じ屈折率になるようにする
ことができる。このような状態においては、前述のよう
な欠如部５の下の領域におけるフレネル反射又は全反射
はおこらず、導波路２−１内をＡ方向に入力された光は
導波路２−１′内を矢印り方向に直進し、また導波路２
−２から矢印Ｂ方向に入力された光は導波路２−２′を
矢印Ｃ方向に直進する。次に、電極６および６′に印加
される直流電圧Ｅ′の極性を反転して電極６が高電圧側
になるようにすると、欠如部５の下側の領域の屈折率は
、もともと高屈折率膜４が存在しないことにより低くな
っているものがさらに低くなるようにされ、極めて低い
値Ｖ−ムる・従って、導波路２−１内を矢印へ方向に入
力婆れた光は欠如部５の下１１１すの輛城においてほぼ
すべて全反射され導波ｆｆ１２−２’内を矢印Ｃ方向に
辿行する。同様に導波ｗｊ２−２内を矢印Ｂ方向に入力
された光は導波路２−１′内を矢印り方向に進行するよ
う全反射される。従って、上述の構成によれば第１図１
の従来形の構成に比し、同じ電圧の印加により実効的な
屈折率の変化量を２倍にすることができ、あるいは同じ
屈折率の変化を得るための印加電圧はほぼ外でよい。
なお、上記例に於いては膜を用いて交叉部の必要部を実
効的に低屈折率としたが、この代わりに５の部分の下に
ある導波路全イオンエッチ等の手段によって少し削る稟
によっても部分的な導波路の低屈折率化は実現できる。
効的に低屈折率としたが、この代わりに５の部分の下に
ある導波路全イオンエッチ等の手段によって少し削る稟
によっても部分的な導波路の低屈折率化は実現できる。
さらに、上述においては電気光学結晶に電界を 。
印加することによって動作するようにした光回路素子の
例を示したが、本発明は特にこれに限ることなく倒えは
磁気光学結晶あるいは音響光学結晶にそれぞれ磁界ある
いは超音波を印加することによって動作するようにした
光回路素子にも適用できることは明らかである。
例を示したが、本発明は特にこれに限ることなく倒えは
磁気光学結晶あるいは音響光学結晶にそれぞれ磁界ある
いは超音波を印加することによって動作するようにした
光回路素子にも適用できることは明らかである。
（７ン 発明の効果
このように、本発明によれば、導板路上に部分的に形成
した所要の屈折率膜による屈折至の変化を強めまたは弱
めるように電界等を印加するようにしたから、従来の光
回路素子に比べてかなり低い電圧によって動作させるこ
とが可能となり、光回路素子の動作感度を向上させるこ
とができる。
した所要の屈折率膜による屈折至の変化を強めまたは弱
めるように電界等を印加するようにしたから、従来の光
回路素子に比べてかなり低い電圧によって動作させるこ
とが可能となり、光回路素子の動作感度を向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来形の光回路素子を示す平面図、第２図は
、本発明の１実施例に係わる光回路素子を示す平面図、
そして 第３図（−）および（ｂ）はそれぞれ第２図における■
−■線およびｍ−ｍ線における断面図である。 １・・・電気光学結晶基板、２−１ 、２−１’、 ２
−２ 。 ２−２′・・・導波路、３．３’、６．６’・・・電極
、４・・・高屈折率膜、５・・・欠如部、７・・・バッ
ファ層。 辣 １ ■
、本発明の１実施例に係わる光回路素子を示す平面図、
そして 第３図（−）および（ｂ）はそれぞれ第２図における■
−■線およびｍ−ｍ線における断面図である。 １・・・電気光学結晶基板、２−１ 、２−１’、 ２
−２ 。 ２−２′・・・導波路、３．３’、６．６’・・・電極
、４・・・高屈折率膜、５・・・欠如部、７・・・バッ
ファ層。 辣 １ ■
Claims (1)
- 電気、磁気または音響光栄結晶内に構成した導波路、該
導波路上に部分的に形成した所要の屈折率の膜、および
該導波路上または該膜上に設けられた電界、磁界または
音波の印加手段を具備し、該印加手段により印加される
電界、磁界または音波によって該膜の存在による屈折率
の変化効果を強めまたは弱めるようにしたことを特徴と
する光回路素子＠
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137182A JPS58208727A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 光回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137182A JPS58208727A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 光回路素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58208727A true JPS58208727A (ja) | 1983-12-05 |
| JPH0377493B2 JPH0377493B2 (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=14024513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9137182A Granted JPS58208727A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 光回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58208727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4761060A (en) * | 1984-11-07 | 1988-08-02 | Nec Corporation | Optical delay type flipflop and shift register using it |
| JP2006276576A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Ricoh Co Ltd | 光制御素子及び光制御素子製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870216A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波形光スイツチ |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP9137182A patent/JPS58208727A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870216A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波形光スイツチ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4761060A (en) * | 1984-11-07 | 1988-08-02 | Nec Corporation | Optical delay type flipflop and shift register using it |
| JP2006276576A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Ricoh Co Ltd | 光制御素子及び光制御素子製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377493B2 (ja) | 1991-12-10 |
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