JPS61217025A - 光結合装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発　　明　　の　　背　　景 この発明は、２つの基板間で光を授受するための光結合
装置に関する。

近年、多くの光処理機能を一基板上に集積化して作成す
る技術の研究が盛んに行なわれている。

基板上の所望の場所に光を導くために基板に光導波路が
形成される。多くの光機能素子を一基板上に集積化した
場合には、光縦横に伝播させなげればならないから、光
を伝播させるための光導波路がたがいに交差してしまう
ことがあるのは避けられない。光導波路の交差部では一
方の光導波路を伝播してきた光が交差する他方の光導波
路に漏れてしまうのでクロス・トーク量やＳ／Ｎ比の増
大を招くという問題がある。こような点から、−基板上
に集積化できる光機能素子の数は自ずと限られたものと
なってしまう。

そこで、多くの光機能をコンパクトに実現するための一
方策として、複数の基板を立体的に配置することが考え
られる。複数の基板を立体的に配置した場合には、基板
間で光の授受を行なう必要がある。しかもこの場合に、
基板間における光の授受のスイッチングが可能であるこ
とが好ましい。

発　　明　　の　　概　　要 この発明は、２つの基板間での光の授受と光の授受のス
イッチングとを比較的簡単な構造で可能とし、コンパク
トな集積型光回路の実現のための一手段を提供すること
を目的とする。

この発明による光結合装置は、光導波路がその表面に形
成された第１の基板と、この第１の基板に垂直に配置さ
れ、端面までのびた光導波路がその表面に形成された第
２の基板とを備え、第１の基板の光導波路表面と第２の
基板の光導波路の端面とが対向して接触しており、この
対向箇所を伝播する弾性表面波を発生する手段が第１の
基板に設けられていることを特徴とする。

弾性表面波発生手段にはインターディジタル・トランス
デユーサ（以下ＩＤＴという）やガン・ダイオードがあ
る。上記の対向箇所に弾性表面波（以下ＳＡＷという）
が存在すると第１の基板の音響光学効果によって屈折率
の周期的構造が生じ。

この周期構造があたかもグレーティングとして作用する
ので光が回折され、２つの基板間で光の授受が可能とな
る。ＳＡＷの発生、停止は電気的に制御することができ
るので、２つの基板間での光の授受のスイッチングが可
能となる。

このようにしてこの発明によると、２つの基板間で自在
にしかも三次元的に光を授受することができるとともに
、光の授受のスイッチングも可能となる。また、構成も
簡素で調整も容易である。

さらにこの発明によると２つの基板を垂直に配置して光
結合を行なうことが可能となるから、一基板の面積を増
大させることなく２つの基板を立体的に配置して集積度
を高めることができる。基板の平面的な広がりを抑える
ことができるから、全体的にコンパクトな集積型光回路
の実現に役立つ。

実　　施　　例　　の　　説　　間 第１図および第２図において、音響光学効果をもつ第１
の基板１の表面には適当な物質を基板１に拡散させるこ
とにより光導波路（光導波層を含む）３が形成されてい
る。第２の基板２は第１の基板１に垂直に配置されかつ
その端面が第１の基板１の表面に接している。第２の基
板２表面にも光導波路４が形成され、この光導波路４は
第１の基板１との接合端面までのびている。第１の基板
１の光導波路３表面と第２の基板２の光導波路４の端面
とが対向して接触している箇所が光結合部７である。

第１の基板１の表面上にはＩＤＴ９が形成されている。

ＩＤＴ９には高周波発生装置８によって高周波電圧が印
加される。これによりＩＤＴ９からＳＡＷが発生し、基
板１上を伝播して光結合部７に向っていく。

光結合部７にＳＡＷが存在するとそこに屈折率分布の周
期構造、すなわち屈折率が高い部分と低い部分とが周期
的に形成され、これがグレーティングとして働く。した
がって、第１の基板１の光導波路３を伝播してきた光は
屈折率分布の周期構造によ、って回折され、第２の基板
２の光導波路４に移行する。

ＳＡＷが存在しなければ、第１の基板１の光導波路３を
伝播する光は破線の矢印で示すようにこの光導波路３を
直進していく。

ＩＤＴ９への高周波電圧の印加をスイッチングすること
によりＳＡＷの発生、停止を制御することができるので
、これにより第１の基板１の光導波路３の光が第２の基
板２の光導波路４に光結合するのをスイッチすることが
できる。

ＳＡＷのグレーティング作用を利用した光の回折のため
にはサブミクロン・オーダの周期のＳＡＷが必要である
。このため、ＩＤＴ９の作製には電子ビーム露光法によ
りマスクを形成し、ドライエツチングにより電極を作製
する技術が用いられよう。

第１の基板１および第２の基板２には、これらの光導波
路３．４を伝播する光を発生する光源やその光を受光す
る素子などが設けられよう。またた第１および第２の基
板１，２の光導波路３，４の途上には、適当な光機能素
子や光処理部を設けることができる。

光結合部７にＩＤＴを設け、このＩＤＴに直流電圧を印
加することによっても光結合部７に屈折率の周期構造を
形成することができる。このような静的な構成も、特許
請求の範囲にいう「対向箇所を伝播する弾性表面波を発
生する手段」に含まれるものとする。

第３図は他の実施例を示している。ここでは２つの第２
の基板２ａ、２ｂが設けられ、これらの基板２ａ、２ｂ
が第１の基板１に垂直に接している。第１の基板１には
複数の光導波路３が形成され、これに対応するように第
２の基板２ａ、２ｂにも複数の光導波路４が形成されて
いる。そして。

第１の基板１の各光導波路３に対してＩＤＴ９がそれぞ
れ設けられている。

１つのＩＤＴ９および１つの光導波路３に着目する。Ｉ
ＤＴ９からパルス状のＳＡＷが発生しこれが光導波路３
にそって伝播していくと、パルス状ＳＡＷが第２の基板
２ａとの光結合部に達したときに光導波路３の光は基板
２ａの光導波路４に導入される。続いてパルス状ＳＡＷ
が基板２ｂとの光結合部に達したときに光導波路３の光
は基板２ｂの光導波路４に光結合される。このようにし
て、１つのＳＡＷ発生手段によって第１の基板１の光を
順次複数の第２の基板２ａ、２ｂ等に移すことができる
。

ＳＡＷが連続状に発生している場合には、基板２ａに回
折しなかった残りの光が基板２ｂに向うであろう。

第４図はさらに他の実施例を示している。第２の基板２
にはその上下両面に光導波路４ａ。

４ｂが形成されている。また、ＩＤＴに代えて。

ＳＡＷ発生手段としてガン・ダイオード（ガン効果表面
波発生素子）１９が設けられている。好ましくは、基板
１表面とガン・ダイオード１９との間に金属ストリップ
の周期的アレイ１７が配置される。

電源１８によって直流のまたはパルス状の高電界がガン
・ダイオード１９に加えられるとＳＡＷが発生し、上述
の実施例の場合と同様に光導波路３にそって伝播してい
く。光導波路３の光はこのＳＡＷによって第２の基板２
の２つの光導波路４ａ、４ｂに同時にまたは順次移行す
る。

第２の基板２においては、その上下両表面に光回路を作
成することが可能となるので、同じ基板面積でほぼ２倍
の光回路を実現でき、光集積回路のコンパクト化に役立
つ。

第５図はさらに他の実施例を示している。第２の基板２
が第１の基板１に斜めに接している。このようにするこ
とにより、第２の基板２から第１の基板１へのまたはこ
の逆の光の移行において。

第１の基板１の光導波路３を伝播する光に方向性をもた
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の要部を拡大して示す断面図、第３図は他の実施例を
示す斜視図、第４図はさらに他の実施例を示す断面図、
第５図はさらに他の実施例を示す断面図である。 １・・・第１の基板、２．２ａ、２ｂ・・・第２の基板
。 ３．４，４　ａ、４　ｂ−・・光導波路、９・　ＩＤＴ
。 １９・・・ガン・ダイオード。 以上 特許出願人　　立石電機株式会社 代　　理　　人　　　牛　　久　　健　　司外１名 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光導波路がその表面に形成された第１の基板と、この第
   １の基板に垂直に配置され、端面までのびた光導波路が
   その表面に形成された第２の基板とを備え、第１の基板
   の光導波路表面と第２の基板の光導波路の端面とが対向
   して接触しており、この対向箇所を伝播する弾性表面波
   を発生する手段が第１の基板に設けられている、光結合
   装置。