JPS5993428A - 光分岐装置 - Google Patents
光分岐装置Info
- Publication number
- JPS5993428A JPS5993428A JP20288382A JP20288382A JPS5993428A JP S5993428 A JPS5993428 A JP S5993428A JP 20288382 A JP20288382 A JP 20288382A JP 20288382 A JP20288382 A JP 20288382A JP S5993428 A JPS5993428 A JP S5993428A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- electrodes
- waveguide
- light
- main
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Classifications
-
- 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
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】
１栗↓の一不す−用分野
本発明は、光スィッチ、光偏向器および光変調器等の光
回路素子に使用される光分岐装置に関するものである。
回路素子に使用される光分岐装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、この種の光分岐装置を使用した光スィッチとして
第１図に示す全反射型光スイッチがある。
第１図に示す全反射型光スイッチがある。
第１図において、１および２は互いに交差する光導波路
で、電気光学効果を有する基板上に、基板の屈折率より
もわずかに高い屈折率を持つようにそれぞれ形成されて
いる。３および４は光導波路１および２が交差する部分
に跨がシ且つ両光導波路１および２がなす挟角の対向す
る頂点を結んだ直線を挾んで、所定の間隙をおいて相対
するようにそれぞれ形成された電極である。以上のよう
な構成において、両電極３および４間に電圧を印加する
と、光導波路１と２との交差部の両電極３および４間の
間隙下の部分が、電気光学効果によシ屈折率が小さくな
る。従って、光導波路１および２の交差部に入射する側
をそれぞれ］ａおよび２ａとし、交差部から射出する側
をそれぞれ］ｂおよび２ｂとすると、光導波路１ａがら
入射した導波光は、両電極１５および１６間に電圧が印
加されている場合は、光導波路１と光導波路２との交差
部において、両電極１５および１６間の間隙下に生じた
屈折率減少層により全反射されて光導波路２ｂに伝搬さ
れ、電圧が印加されていない場合は、交差部を直進して
光導波路１ｂに伝搬される。また、光導波路２ａから入
射した導波光についても同様匠光導波路１ｂおよび２ｂ
に切シ換えられて伝搬される。
で、電気光学効果を有する基板上に、基板の屈折率より
もわずかに高い屈折率を持つようにそれぞれ形成されて
いる。３および４は光導波路１および２が交差する部分
に跨がシ且つ両光導波路１および２がなす挟角の対向す
る頂点を結んだ直線を挾んで、所定の間隙をおいて相対
するようにそれぞれ形成された電極である。以上のよう
な構成において、両電極３および４間に電圧を印加する
と、光導波路１と２との交差部の両電極３および４間の
間隙下の部分が、電気光学効果によシ屈折率が小さくな
る。従って、光導波路１および２の交差部に入射する側
をそれぞれ］ａおよび２ａとし、交差部から射出する側
をそれぞれ］ｂおよび２ｂとすると、光導波路１ａがら
入射した導波光は、両電極１５および１６間に電圧が印
加されている場合は、光導波路１と光導波路２との交差
部において、両電極１５および１６間の間隙下に生じた
屈折率減少層により全反射されて光導波路２ｂに伝搬さ
れ、電圧が印加されていない場合は、交差部を直進して
光導波路１ｂに伝搬される。また、光導波路２ａから入
射した導波光についても同様匠光導波路１ｂおよび２ｂ
に切シ換えられて伝搬される。
しかしながら、このよう々従来の光分岐装置を用いた全
反射型光スイッチでは、光導波路１および２の電気光学
効果による屈折率変化が小さいので、光導波路１と光導
波路２との交差角を大きく設定することができない。こ
のため、光導波路１ａ″！、たは２ａから入射し、交差
部を直進して光導波路１ｂまたは２ｂに伝搬する導波光
が、交差部から分岐する光導波路２ｂまたは１ｂに漏洩
する。この漏洩導波光は光スィッチにおける消光比を劣
化させるので、本従来例では１０ ｄＢ以上の消光比を
得ることが非常に困難となり、十分なスイ、テンダ特性
を得られなかった。
反射型光スイッチでは、光導波路１および２の電気光学
効果による屈折率変化が小さいので、光導波路１と光導
波路２との交差角を大きく設定することができない。こ
のため、光導波路１ａ″！、たは２ａから入射し、交差
部を直進して光導波路１ｂまたは２ｂに伝搬する導波光
が、交差部から分岐する光導波路２ｂまたは１ｂに漏洩
する。この漏洩導波光は光スィッチにおける消光比を劣
化させるので、本従来例では１０ ｄＢ以上の消光比を
得ることが非常に困難となり、十分なスイ、テンダ特性
を得られなかった。
発明の目的
本発明は、上記従来例の欠点に鑑みてなされたもので、
分岐特性の良好な光分岐装置を提供するものである。
分岐特性の良好な光分岐装置を提供するものである。
発明の構成
上記目的を達成するために、本発明は、導波光が主光導
波路を直進する際に、主光導波路から分岐する分岐光導
波路に導波光が漏洩しないように、主光導波路と分岐光
導波路との境界部を挾んで対向する電極を形成したもの
である。
波路を直進する際に、主光導波路から分岐する分岐光導
波路に導波光が漏洩しないように、主光導波路と分岐光
導波路との境界部を挾んで対向する電極を形成したもの
である。
実施例の説明
以下、図面により本発明の実施例を詳細に説）Ｊｌ］す
る。第２図は、本発明の一実施例の構成を示す図である
。第２図において、５は電気光学効果の大きい材料とし
て知られているＬ ＩＮ ｂ Ｏ３の表面がＸＶ清なＹ
−カットの単結晶からなる基板で、その表面に路幅４〜
５０μｍ１深さ１μｍ程度のＴＩ拡散層からなる主光導
波路６および分岐光導波路７がＬ ＋ Ｎ ｂＯｓ単結
晶のＸ軸方向にそれぞれ形成されている。８および９は
基板５土の主光導波路６から分岐光４波路７が分岐する
部分に、その境界部を挾んで相対する電極で、厚さ０．
１１１ｔｎで２〜６μｍの間隙を有する平行電極が、真
空蒸着およびフォトリソグラフの技術を使って形成され
ている。
る。第２図は、本発明の一実施例の構成を示す図である
。第２図において、５は電気光学効果の大きい材料とし
て知られているＬ ＩＮ ｂ Ｏ３の表面がＸＶ清なＹ
−カットの単結晶からなる基板で、その表面に路幅４〜
５０μｍ１深さ１μｍ程度のＴＩ拡散層からなる主光導
波路６および分岐光導波路７がＬ ＋ Ｎ ｂＯｓ単結
晶のＸ軸方向にそれぞれ形成されている。８および９は
基板５土の主光導波路６から分岐光４波路７が分岐する
部分に、その境界部を挾んで相対する電極で、厚さ０．
１１１ｔｎで２〜６μｍの間隙を有する平行電極が、真
空蒸着およびフォトリソグラフの技術を使って形成され
ている。
以上のような構成において、両電極８および９間に電圧
を印加すると、電極８と電極９との間隙下の主光導波路
６と分岐光導波路７との境界部の屈折率が減少し、境界
部に屈折率減少層が形成されるので、主光導波路６を導
波光が直進する際に、主光導波路６から分岐光導波路７
に漏洩する導波光を制御することができる。本実施例の
場合、両電極８および９間に電圧を印加して電極８と電
極９との間隙に３０ Ｖ／ａｍ程度の電界を発生させる
ことによシ、主光導波路６を直進する導波光が分岐光導
波路７に漏洩することなく伝搬され、２０ｄＢ以上の消
光比を得ることができる〇 （５） 第３図は、第２図の本発明の一実流１タリを応用した全
反射型光スイッチの構成を示す図で、第２１閾と同一符
号のものは同一のものを示している・１０ 、 ］、
１および１２はそれぞれ基板５０表面に形成された電極
で、電極１０と電極１］とが、主光導波路６と分岐光導
波路７とがなす挟角の頂点から主光導波路６の対向する
辺に向かって、主光導波路６内を伝搬する導波光が全反
射して分岐光導波路７内を伝搬するような角度で、主先
導波路６±を斜めに横断する直線を挾んで所定の間隙を
おいて相対するとともに、電極ＩＪと電極１２．：が、
主光導波路６と分岐光導波路７との境界部を挾んで所定
の間隙をおいて相対している。
を印加すると、電極８と電極９との間隙下の主光導波路
６と分岐光導波路７との境界部の屈折率が減少し、境界
部に屈折率減少層が形成されるので、主光導波路６を導
波光が直進する際に、主光導波路６から分岐光導波路７
に漏洩する導波光を制御することができる。本実施例の
場合、両電極８および９間に電圧を印加して電極８と電
極９との間隙に３０ Ｖ／ａｍ程度の電界を発生させる
ことによシ、主光導波路６を直進する導波光が分岐光導
波路７に漏洩することなく伝搬され、２０ｄＢ以上の消
光比を得ることができる〇 （５） 第３図は、第２図の本発明の一実流１タリを応用した全
反射型光スイッチの構成を示す図で、第２１閾と同一符
号のものは同一のものを示している・１０ 、 ］、
１および１２はそれぞれ基板５０表面に形成された電極
で、電極１０と電極１］とが、主光導波路６と分岐光導
波路７とがなす挟角の頂点から主光導波路６の対向する
辺に向かって、主光導波路６内を伝搬する導波光が全反
射して分岐光導波路７内を伝搬するような角度で、主先
導波路６±を斜めに横断する直線を挾んで所定の間隙を
おいて相対するとともに、電極ＩＪと電極１２．：が、
主光導波路６と分岐光導波路７との境界部を挾んで所定
の間隙をおいて相対している。
上記の構成において、電極１０および１１を同電位とし
て電極Ｊ２との間に電圧を印加すると、電極１１と電極
Ｊ２との間隙下だけに屈折率減少層が形成され、主光導
波路６を伝搬する導波光は屈折率減少層で全反射され、
分岐光導波路７に漏洩することなく主光導波路６中を直
進する。次に、電極１０と電極１１との間に全反射条件
を満足さく６） せる所定の電圧を印加し、電極１３を電極１２と同電位
にすると、電極１１と電極Ｊ２との間隙下だけに屈折率
減少層が形成され、主光導波路６を伝搬する導ミ度光は
屈折率減少層で全反射され、分岐光導波路７へ伝搬され
る。このように、電極］、 Ｏ、］、 Ｉおよび１２を
組み合わせて選択的に電圧を印加することにより、主光
導波路６に入射した導波光を主光導波路６および分岐光
導波路７に、良好な消光比で切り換えて伝搬することが
できる０第４図は、第１図の本発明の一実施例を応用し
た他の全反射型光スイッチの構成を示す図である。
て電極Ｊ２との間に電圧を印加すると、電極１１と電極
Ｊ２との間隙下だけに屈折率減少層が形成され、主光導
波路６を伝搬する導波光は屈折率減少層で全反射され、
分岐光導波路７に漏洩することなく主光導波路６中を直
進する。次に、電極１０と電極１１との間に全反射条件
を満足さく６） せる所定の電圧を印加し、電極１３を電極１２と同電位
にすると、電極１１と電極Ｊ２との間隙下だけに屈折率
減少層が形成され、主光導波路６を伝搬する導ミ度光は
屈折率減少層で全反射され、分岐光導波路７へ伝搬され
る。このように、電極］、 Ｏ、］、 Ｉおよび１２を
組み合わせて選択的に電圧を印加することにより、主光
導波路６に入射した導波光を主光導波路６および分岐光
導波路７に、良好な消光比で切り換えて伝搬することが
できる０第４図は、第１図の本発明の一実施例を応用し
た他の全反射型光スイッチの構成を示す図である。
第４図において、１３はサファイヤ６面基板で、その表
面にス・ぐツタ蒸着により、電気光学効果の大きい材料
であるＰＬＺＴのＰＬＺＴ （１，１１）面の単結晶が
厚さ０５μｍで形成された後、フオｌ−’Ｊソゲラフの
技術を使用して互いに交差する２本の光導波路］４およ
び１５がそれぞれ４〜５０μｍの路幅で形成されている
。そして、三次元構成を容易にするために、光導波路］
４および１５の周囲に石英ガラスの埋込層が設けられて
いる。また、１７゜１８ 、１９および２０は光導波路
］４およびＪ５土にそれぞれ形成された電極で、電極１
７と電極１８とが、光導波路１４と光導波路１５とが交
差する部分において両光導波路］４および１５が挟角の
対向する頂点を結んだ直線を挾んで、所定の間隙をおい
て相対するとともに、電極１７および１８が電極１９お
よび２０と、光導波路１４および１５が交差１〜た部分
から光導波路１５お」＝び１４にそれぞれ分岐する各境
界部を挾んで、所定の間隙をおいてそれぞれ相対するよ
うに形成されている。なお、本実施例では各電極１．７
、．１８ 。
面にス・ぐツタ蒸着により、電気光学効果の大きい材料
であるＰＬＺＴのＰＬＺＴ （１，１１）面の単結晶が
厚さ０５μｍで形成された後、フオｌ−’Ｊソゲラフの
技術を使用して互いに交差する２本の光導波路］４およ
び１５がそれぞれ４〜５０μｍの路幅で形成されている
。そして、三次元構成を容易にするために、光導波路］
４および１５の周囲に石英ガラスの埋込層が設けられて
いる。また、１７゜１８ 、１９および２０は光導波路
］４およびＪ５土にそれぞれ形成された電極で、電極１
７と電極１８とが、光導波路１４と光導波路１５とが交
差する部分において両光導波路］４および１５が挟角の
対向する頂点を結んだ直線を挾んで、所定の間隙をおい
て相対するとともに、電極１７および１８が電極１９お
よび２０と、光導波路１４および１５が交差１〜た部分
から光導波路１５お」＝び１４にそれぞれ分岐する各境
界部を挾んで、所定の間隙をおいてそれぞれ相対するよ
うに形成されている。なお、本実施例では各電極１．７
、．１８ 。
１９および２０間の間隙はそれぞれ２〜６μ７ｎとして
いる。
いる。
上記の構成において、光導波路］４を主光２ｎ波路とし
、光導波路１５を分岐光導波路として、導波光を光導波
路］４内を直進させる場合、′［１■極１７．１８およ
び２０を同電位とし、電極１７と電極］９との間に電圧
を印加すれば、両電極１７および１９間の間隙下に屈折
率減少層が形成され導波光は分岐光導波路である光導波
路１５に漏洩することなく主光導波路である光導波路Ｊ
４内を伝搬される。−１８だ逆に、光導波路１４を分岐
光導波路とし、光導波路１５を主光導波路として、導波
光を光導波路】５内を直進させる場合は、電極１７ 、
］、 ８および］９を同電位とし、電極１８と電極２
０との間に電圧を印加すれば、同様に導波光は、分岐光
導波路である光導波路１４に漏洩することなく主光導波
路である光導波路１５内を伝搬される。次に、主光導波
路である光導波路１４または１５から入射された導波光
を分岐光導波路である光導波路］、５．’ｉ’たは１４
に伝搬させる場合は、電極］ ７ 、１．９および１８
．２０をそれぞれ同電位とし、電極１７と電極１８との
間に電圧を印加すれば、両電極１７および１８間の間隙
下に屈折率減少層が形成され、主光導波路である１４丑
たはＪ５から入射された導波光は全反射されて分岐光導
波路である１５または１４に伝搬される。
、光導波路１５を分岐光導波路として、導波光を光導波
路］４内を直進させる場合、′［１■極１７．１８およ
び２０を同電位とし、電極１７と電極］９との間に電圧
を印加すれば、両電極１７および１９間の間隙下に屈折
率減少層が形成され導波光は分岐光導波路である光導波
路１５に漏洩することなく主光導波路である光導波路Ｊ
４内を伝搬される。−１８だ逆に、光導波路１４を分岐
光導波路とし、光導波路１５を主光導波路として、導波
光を光導波路】５内を直進させる場合は、電極１７ 、
］、 ８および］９を同電位とし、電極１８と電極２
０との間に電圧を印加すれば、同様に導波光は、分岐光
導波路である光導波路１４に漏洩することなく主光導波
路である光導波路１５内を伝搬される。次に、主光導波
路である光導波路１４または１５から入射された導波光
を分岐光導波路である光導波路］、５．’ｉ’たは１４
に伝搬させる場合は、電極］ ７ 、１．９および１８
．２０をそれぞれ同電位とし、電極１７と電極１８との
間に電圧を印加すれば、両電極１７および１８間の間隙
下に屈折率減少層が形成され、主光導波路である１４丑
たはＪ５から入射された導波光は全反射されて分岐光導
波路である１５または１４に伝搬される。
々お、本実施例において、所定の電極間に５０Ｖの電圧
を印加した場合に、導波光の直進時および全反射時のい
ずれにおいても、本実施例は２０ｄＢ（９） 以十の良好な消光比を得ることができる。ｒｌ ／ｊ、
本実施例は主光導波路と分岐光導波路のいずれの光導波
路に光を伝搬させても差異がなく、同等の効果を得るこ
とができる。
を印加した場合に、導波光の直進時および全反射時のい
ずれにおいても、本実施例は２０ｄＢ（９） 以十の良好な消光比を得ることができる。ｒｌ ／ｊ、
本実施例は主光導波路と分岐光導波路のいずれの光導波
路に光を伝搬させても差異がなく、同等の効果を得るこ
とができる。
なお、第２図および第３図の実施例においては光導波路
にＴＩ拡散光導波路、第４図の実施例ではＰＬＺＴ薄膜
光導波路をそれぞれ用いて説明したが、光導波路は電気
光学効果の大きい材料であれば何でもよい。
にＴＩ拡散光導波路、第４図の実施例ではＰＬＺＴ薄膜
光導波路をそれぞれ用いて説明したが、光導波路は電気
光学効果の大きい材料であれば何でもよい。
発明の詳細
な説明したように、本発明は、主光導波路と分岐光導波
路とが分岐する部分の所定の位置に複数個の電極をそれ
ｔ′れ形成し、この電極に所定の組合わせて選択的に電
圧を印加することにより、主光導波路を伝搬する導波光
が、直進時には分岐光導波路に漏洩せず、また全反射時
には分岐光導波路に全て伝搬するので、直進時および全
反射時のいずれの場合でも良好な消光比が得られ、スイ
ッチング特性の優れた光スイツチ素子を構成することが
可能と々る。
路とが分岐する部分の所定の位置に複数個の電極をそれ
ｔ′れ形成し、この電極に所定の組合わせて選択的に電
圧を印加することにより、主光導波路を伝搬する導波光
が、直進時には分岐光導波路に漏洩せず、また全反射時
には分岐光導波路に全て伝搬するので、直進時および全
反射時のいずれの場合でも良好な消光比が得られ、スイ
ッチング特性の優れた光スイツチ素子を構成することが
可能と々る。
（１０）
第１図は、従来の光分岐装置を用いた全反射型光スイッ
チの平面図、第２図は、本発明の一実施例の斜視図、第
３図は、本発明の一実施例を応用した全反射型光スイッ
チの斜視図、第４図は、本発明の一実施例を応用した他
の全反射型光スイッチの斜視図である。 １ 、２ 、 ］、 ４． 、１５・・・光導波路、３
，４，８゜９．１０，１１，１７，１８，１９．２０・
・・電極、５・・基板、６・・・主光導波路、７・・分
岐光導波路。 （１１） 第１図 第２図
チの平面図、第２図は、本発明の一実施例の斜視図、第
３図は、本発明の一実施例を応用した全反射型光スイッ
チの斜視図、第４図は、本発明の一実施例を応用した他
の全反射型光スイッチの斜視図である。 １ 、２ 、 ］、 ４． 、１５・・・光導波路、３
，４，８゜９．１０，１１，１７，１８，１９．２０・
・・電極、５・・基板、６・・・主光導波路、７・・分
岐光導波路。 （１１） 第１図 第２図
Claims (1)
- 電気光学材料からなる主光導波路および少なくとも１つ
の分岐光導波路を有し、前記主光導波路から前記分岐光
導波路が分岐する部分に所定の間隙をおいて相対する電
極を設け、前記両電極間に電圧を印加することによシ前
記両電極の間隙下の屈折率を変化させて、前記主光導波
路および前記分岐光導波路を伝搬する導波光を制御する
装置において、一対の前記電極を第１の電極として該第
１の電極とさらに第２の電極を、前記主光導波路と前記
分岐光導波路との境界部を挾んで所定の間隙をおいて相
対するように配設し、前記第１および第２の複数個の電
極に所定の組み合わせで選択的に電圧を印加することに
より、導波光を前記主光導波路内を直進または前記分岐
光導波路に全反射させて伝搬することを特徴とする光分
岐装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20288382A JPS5993428A (ja) | 1982-11-20 | 1982-11-20 | 光分岐装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20288382A JPS5993428A (ja) | 1982-11-20 | 1982-11-20 | 光分岐装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993428A true JPS5993428A (ja) | 1984-05-29 |
Family
ID=16464777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20288382A Pending JPS5993428A (ja) | 1982-11-20 | 1982-11-20 | 光分岐装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993428A (ja) |
-
1982
- 1982-11-20 JP JP20288382A patent/JPS5993428A/ja active Pending
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