JPS5933430A - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
- Publication number
- JPS5933430A JPS5933430A JP14405382A JP14405382A JPS5933430A JP S5933430 A JPS5933430 A JP S5933430A JP 14405382 A JP14405382 A JP 14405382A JP 14405382 A JP14405382 A JP 14405382A JP S5933430 A JPS5933430 A JP S5933430A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- refractive index
- branch
- optical
- base part
- Prior art date
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- Pending
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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
-
- 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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0147—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 intensity, phase, polarisation or colour based on thermo-optic effects
Landscapes
- 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】
この発明は光スィッチに関し、特に温度によって屈折率
が変化する熱光学効果を利用した光スィッチに関する。
が変化する熱光学効果を利用した光スィッチに関する。
現在、光導波路の材料としては種々のものが提案され、
使用されている。ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウ
ムなどによって代表される強誘電体材料、ガリウムヒ素
が代表的な化合物半導体、バイコール、パイレックス、
ＢＫ７などが代表的なガラス材料、ポリメチルメタクリ
レート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ｐｓ）などの高分
子材料、ＹＩＧが代表的な物質である磁性材料などがあ
げられる。
使用されている。ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウ
ムなどによって代表される強誘電体材料、ガリウムヒ素
が代表的な化合物半導体、バイコール、パイレックス、
ＢＫ７などが代表的なガラス材料、ポリメチルメタクリ
レート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ｐｓ）などの高分
子材料、ＹＩＧが代表的な物質である磁性材料などがあ
げられる。
そして強誘電体材料で形成された光導波路においては電
気光学効果や音響光学効果を利用して光スィッチが実現
されている。化合物半導体では、主にｐ ｎ接合の空乏
層の厚さを変えることで光導波路の厚さを変え、モード
のカットオフ状態と導波状態とを切り替えている。化合
物半導体においては、さらに音響光学効果を用いても光
のスイッチングは可能である。磁性材料ては磁気光学効
果により光のスイッチングが行われている。
気光学効果や音響光学効果を利用して光スィッチが実現
されている。化合物半導体では、主にｐ ｎ接合の空乏
層の厚さを変えることで光導波路の厚さを変え、モード
のカットオフ状態と導波状態とを切り替えている。化合
物半導体においては、さらに音響光学効果を用いても光
のスイッチングは可能である。磁性材料ては磁気光学効
果により光のスイッチングが行われている。
ガラス材ｒ１および高分子材料はいずれも、電気光学効
果、磁気光学効果、音響光学効果等をもたないために光
導波路の屈折率の制御に難点があり、光スィッチの実現
は困難であった。強誘電体材料や化合物半導体において
は数ｐｍ程度の膜厚の光導波路しか作製できないのに対
し、ガラス材料および高分子材料では数１０μｍ以上の
厚膜の光導波路が作製できるという長所があるので、こ
れらの材料においても光スィッチの実現が望まれていた
。
果、磁気光学効果、音響光学効果等をもたないために光
導波路の屈折率の制御に難点があり、光スィッチの実現
は困難であった。強誘電体材料や化合物半導体において
は数ｐｍ程度の膜厚の光導波路しか作製できないのに対
し、ガラス材料および高分子材料では数１０μｍ以上の
厚膜の光導波路が作製できるという長所があるので、こ
れらの材料においても光スィッチの実現が望まれていた
。
ガラス材料および高分子材料の屈折率制御を・行なう唯
一の方法は、温度により屈折率が変化・・讐る熱光学効
果を利用することである。しかし現在までに熱光学効果
を利用したカットオフ型の光スィッチにおいては３次元
光導波路の一定長部分が低屈折率になっており光導波路
がこの部分で切れた状態となっている。この低屈折率部
分上には発熱電極が作製されており、その発熱により屈
折率が高くなり光導波路がつながることにより光導波路
中の光が伝搬する。発熱電極による発熱がない場合には
、低屈折率部分て光導波路のモードはカットオフとなり
光は基板方向に放射され、光導波路を伝搬する光量が減
少するので、発熱電極の発熱の有無により光スイッチン
グが可能となる。しかしながら、この構造の光スィッチ
では、発熱電極を発熱させない場合には、光が基板方向
に放射され光が有効に利用されないという問題がある。
一の方法は、温度により屈折率が変化・・讐る熱光学効
果を利用することである。しかし現在までに熱光学効果
を利用したカットオフ型の光スィッチにおいては３次元
光導波路の一定長部分が低屈折率になっており光導波路
がこの部分で切れた状態となっている。この低屈折率部
分上には発熱電極が作製されており、その発熱により屈
折率が高くなり光導波路がつながることにより光導波路
中の光が伝搬する。発熱電極による発熱がない場合には
、低屈折率部分て光導波路のモードはカットオフとなり
光は基板方向に放射され、光導波路を伝搬する光量が減
少するので、発熱電極の発熱の有無により光スイッチン
グが可能となる。しかしながら、この構造の光スィッチ
では、発熱電極を発熱させない場合には、光が基板方向
に放射され光が有効に利用されないという問題がある。
また高集積化した場合などにはカットオフ構造のスイッ
チは最適ではなく、放射光が他の光導波路を伝搬する光
のノイズとなる可能性があるなどの欠点がある。
チは最適ではなく、放射光が他の光導波路を伝搬する光
のノイズとなる可能性があるなどの欠点がある。
この発明は上述の実情に鑑み、熱光学効果を利用した光
スィッチであって、厚膜光導波路が作製可能なガラス材
料や高分子材料にも適用することができ、しかも構造が
簡単で、高消光比を得ることができ、高集積化が可能な
構造の光スィッチを提供することを目的とする。
スィッチであって、厚膜光導波路が作製可能なガラス材
料や高分子材料にも適用することができ、しかも構造が
簡単で、高消光比を得ることができ、高集積化が可能な
構造の光スィッチを提供することを目的とする。
この発明による光スィッチは、温度により屈折率の変化
する光学材料によって形成され、基幹部およびこれより
分岐する２つの分岐部からなる光導波路、ならびにこの
光導波路の分岐場所上において、基幹部側および分岐部
側にそれぞれ独立にかつ近接して設けられた発熱電極、
を備えていることを特徴とする。
する光学材料によって形成され、基幹部およびこれより
分岐する２つの分岐部からなる光導波路、ならびにこの
光導波路の分岐場所上において、基幹部側および分岐部
側にそれぞれ独立にかつ近接して設けられた発熱電極、
を備えていることを特徴とする。
熱光学効果を利用しているから、ガラス材料や高分子材
料にも適用することができ、これらの材料は厚膜の光導
波路を形成す５ることか可能なのでその長所を充分に活
かすことができる。
料にも適用することができ、これらの材料は厚膜の光導
波路を形成す５ることか可能なのでその長所を充分に活
かすことができる。
７字形の光導波路の分岐場所上に発熱電極を設けるだけ
でよいから構造が簡単である。しかも発熱電極を発熱さ
せない場合には、光は両分峡部に等しく分れて伝搬し、
発熱電極を選択して発熱させると光は所望の分岐部に伝
搬し、光導波路から漏れて他の光導波路にノイズとして
作用することがないので、高集積化が可能である。
でよいから構造が簡単である。しかも発熱電極を発熱さ
せない場合には、光は両分峡部に等しく分れて伝搬し、
発熱電極を選択して発熱させると光は所望の分岐部に伝
搬し、光導波路から漏れて他の光導波路にノイズとして
作用することがないので、高集積化が可能である。
また、発熱させる電極を選択することにより所望の分岐
部に光を伝搬させることが可能であり、高消光比のスイ
ッチングが行なえる。
部に光を伝搬させることが可能であり、高消光比のスイ
ッチングが行なえる。
以下、図面を参照してこの発明の実施例について詳述す
る。
る。
第１図において、代表的なガラス材料であるソーダガラ
ス基板（１）上にＹ字形の光導波路（２）が形成されて
いる。光導波路（２）は、基幹部（３）と、これより等
角度で分岐する２つの分岐部＋４１ （５１とから構成
されている。先導波路（２）はたとえば銀の拡散により
作製される。すなわち、基板（１）表面に、光導波路（
２１となる部分を除いて、リフトオフ法によってアルミ
ニウムの蒸着膜からなる拡散阻止層を形成する。この後
、光導波路（２）となる部分および拡散阻止層上に銀膜
を蒸着し、電界拡散法によって銀を基板（１）内に拡散
させる。
ス基板（１）上にＹ字形の光導波路（２）が形成されて
いる。光導波路（２）は、基幹部（３）と、これより等
角度で分岐する２つの分岐部＋４１ （５１とから構成
されている。先導波路（２）はたとえば銀の拡散により
作製される。すなわち、基板（１）表面に、光導波路（
２１となる部分を除いて、リフトオフ法によってアルミ
ニウムの蒸着膜からなる拡散阻止層を形成する。この後
、光導波路（２）となる部分および拡散阻止層上に銀膜
を蒸着し、電界拡散法によって銀を基板（１）内に拡散
させる。
銀は光導波路（２）となる部分にのみ拡散される。
最後に拡散阻止層を除去する。
このような７字形光導波路（２）の分岐場所上において
、基幹部（３）側および分岐部＋４１ （５１側にそれ
ぞれ、互いに近接して菱形の発熱電極（６）および＋７
１ ［８１が形成されている。発熱電極（６）〜（８）
はたとえばＮ ｉ ＝ Ｃｒ 、 Ｔ ｉなどを蒸着す
ることにより形成される。これらの発熱電極（６）〜（
８）は相互に独立であり、電源回路（９）によって別個
に通電制御される。発熱電極への印加電圧は交流であっ
ても直流であってもよい。発熱電極への通電により発熱
電極が発熱すると、その直下の先導波路部分の温度が上
昇し、屈折率が高くなる。
、基幹部（３）側および分岐部＋４１ （５１側にそれ
ぞれ、互いに近接して菱形の発熱電極（６）および＋７
１ ［８１が形成されている。発熱電極（６）〜（８）
はたとえばＮ ｉ ＝ Ｃｒ 、 Ｔ ｉなどを蒸着す
ることにより形成される。これらの発熱電極（６）〜（
８）は相互に独立であり、電源回路（９）によって別個
に通電制御される。発熱電極への印加電圧は交流であっ
ても直流であってもよい。発熱電極への通電により発熱
電極が発熱すると、その直下の先導波路部分の温度が上
昇し、屈折率が高くなる。
ソーダガラスあ場合、０〜１ｏｏ℃の温度範囲で最大１
０−３程度の屈折率変化が生じる。
０−３程度の屈折率変化が生じる。
発熱電極（６）〜（８）のいずれもが発熱していない場
合には、基幹部（３）を伝搬してきた光は第２図に示す
ように両分峡部＋４１ （５１に等しく分れて進む。
合には、基幹部（３）を伝搬してきた光は第２図に示す
ように両分峡部＋４１ （５１に等しく分れて進む。
これらの発熱電極中の２つの発熱電極＋６１ （７１を
電源回路（９）によって発熱させると、電極＋６１ （
７）下の光導波路の屈折率が増加する。このため基幹部
（３）を伝搬してきた光は、第３図に示すように高屈折
率部分の光導波路中のみを伝搬し分岐部（４）のみに進
む。分岐部（５）の屈折率は発熱電極＋６１ （７＋直
下の部分の屈折率よりも低く、光はこの分岐部（５）へ
は漏れない。発熱電極＋６１ ＋８）を電源回路（９）
によって発熱させると、電極＋６１ ＋８＋直下の光導
波路の屈折率が増加し、光は分岐部（５）へ伝搬する。
電源回路（９）によって発熱させると、電極＋６１ （
７）下の光導波路の屈折率が増加する。このため基幹部
（３）を伝搬してきた光は、第３図に示すように高屈折
率部分の光導波路中のみを伝搬し分岐部（４）のみに進
む。分岐部（５）の屈折率は発熱電極＋６１ （７＋直
下の部分の屈折率よりも低く、光はこの分岐部（５）へ
は漏れない。発熱電極＋６１ ＋８）を電源回路（９）
によって発熱させると、電極＋６１ ＋８＋直下の光導
波路の屈折率が増加し、光は分岐部（５）へ伝搬する。
そして、分岐部（４）へは光は漏れない。このように、
発熱させるべき発熱電極を切り替えることにより、分岐
部（４）または（５）への光のスイッチングが達成され
る。
発熱させるべき発熱電極を切り替えることにより、分岐
部（４）または（５）への光のスイッチングが達成され
る。
この発明には、熱光学効果をもつすべての材料に適用可
能であり、ガラス材料、高分子材料に限定されないのは
言うまでもない。基板上に光導波路を形成するための不
純物の種類も基板の材料に応じて選択されるべきのもの
であり、また発熱電極の形状およびその材料も任意に決
定することができる。
能であり、ガラス材料、高分子材料に限定されないのは
言うまでもない。基板上に光導波路を形成するための不
純物の種類も基板の材料に応じて選択されるべきのもの
であり、また発熱電極の形状およびその材料も任意に決
定することができる。
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図および
第３図は光のスイッチングの様子を示す図である。 （１ｊ０・基板、（２）・・・７字形光導波路、（３）
−・拳基幹部、＋４１ ＋５１０ｅ・分岐部、［６１＋
７１ ＋８）・・１発熱電極。 以 上 特許出願人 立石電機株式会社 外４名 第１図 １ 第２図
第３図は光のスイッチングの様子を示す図である。 （１ｊ０・基板、（２）・・・７字形光導波路、（３）
−・拳基幹部、＋４１ ＋５１０ｅ・分岐部、［６１＋
７１ ＋８）・・１発熱電極。 以 上 特許出願人 立石電機株式会社 外４名 第１図 １ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 温度により屈折率の変化する光学材料によって形成され
、基幹部およびこれより分岐する分岐部からなる光導波
路、ならびに この先導波路の分岐場所上において、基幹部側および分
岐部側にそれぞれ独立にかつ近接して設けられた発熱Ｎ
ＦｆＡ１ を備えた光スィッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14405382A JPS5933430A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14405382A JPS5933430A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5933430A true JPS5933430A (ja) | 1984-02-23 |
Family
ID=15353213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14405382A Pending JPS5933430A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933430A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0183449A2 (en) * | 1984-11-21 | 1986-06-04 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Optical couplers |
| WO1996033441A1 (en) * | 1995-04-18 | 1996-10-24 | Akzo Nobel N.V. | Fast switching asymmetric thermo-optical device |
| DE19549245A1 (de) * | 1995-12-19 | 1997-07-03 | Hertz Inst Heinrich | Thermo-optischer Schalter |
| EP0942318A2 (de) * | 1998-03-07 | 1999-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Optischer Wellenleiterschalter |
| US6741775B2 (en) | 2000-02-04 | 2004-05-25 | Fujikura Ltd. | Optical switch |
| JP2004296146A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Toshiba Corp | ヒータ構造体及び機能デバイス |
| EP1603261A1 (en) * | 2001-11-26 | 2005-12-07 | E.I.Du pont de nemours and company | Methods and devices to minimize the optical loss when multiplexing optical signals from a plurality of tunable laser sources |
| WO2015182017A1 (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | 三菱電機株式会社 | 光学装置 |
-
1982
- 1982-08-19 JP JP14405382A patent/JPS5933430A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0183449A3 (en) * | 1984-11-21 | 1988-01-13 | THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. | Optical couplers |
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| DE19549245C2 (de) * | 1995-12-19 | 2000-02-17 | Hertz Inst Heinrich | Thermo-optischer Schalter |
| DE19549245A1 (de) * | 1995-12-19 | 1997-07-03 | Hertz Inst Heinrich | Thermo-optischer Schalter |
| EP0942318A3 (de) * | 1998-03-07 | 2002-09-11 | Robert Bosch Gmbh | Optischer Wellenleiterschalter |
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| WO2015182017A1 (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-03 | 三菱電機株式会社 | 光学装置 |
| JP5976256B2 (ja) * | 2014-05-26 | 2016-08-23 | 三菱電機株式会社 | 光学装置 |
| US9825424B2 (en) | 2014-05-26 | 2017-11-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical device |
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