JPS6269247A - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
- Publication number
- JPS6269247A JPS6269247A JP20913285A JP20913285A JPS6269247A JP S6269247 A JPS6269247 A JP S6269247A JP 20913285 A JP20913285 A JP 20913285A JP 20913285 A JP20913285 A JP 20913285A JP S6269247 A JPS6269247 A JP S6269247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- thin film
- optical
- optical switch
- buffer layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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)
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】
産業上の利用分野
本発明は、光通信、光応用計測、光情報処理等の分野に
利用される光スイッチに関するものである。
利用される光スイッチに関するものである。
従来の技術
近年光フアイバ通信計測等において、光路を切シ換える
光スイツチ素子が重要なキーデバイスとして研究開発さ
れてきている。なかでも、導波路光スイツチ素子は数Ｇ
Ｈｚ以上の高速応答性を示すことで特に関心が集まって
いる。特にＴＩＲ（内部全反射型）と呼称される導波路
光スイッチは素子が小型で高速性に富むといわれ脚光を
浴びている。
光スイツチ素子が重要なキーデバイスとして研究開発さ
れてきている。なかでも、導波路光スイツチ素子は数Ｇ
Ｈｚ以上の高速応答性を示すことで特に関心が集まって
いる。特にＴＩＲ（内部全反射型）と呼称される導波路
光スイッチは素子が小型で高速性に富むといわれ脚光を
浴びている。
第２図には従来例を示す、基板２２上に設けられた交差
導波路２１上に屈折率の低いバッファ層を介して制御電
極２４を形成した構造で、リッジ型の交差導波路２１に
つながる入力導波路２１ａと、出力導波路２１ ｂ 、
２１ ｃとからなる。電極２４間に電圧を印加しない
場合、入力導波路２１ａと導波する導波光１１は直進し
、出力導波路２１ｂを経て、光ファイバ２６へと伝送さ
れる。電圧を印加すると先導波路の光ｌ、は電極２４に
よる電界にもとづき、電気光学効果により出力導波路２
１０を導波し、光ファイバ２６へ光ｅ２として伝送され
る。以上の動作により、光スイッチとして機能している
。（特願昭５９−１１３３１８号参照） 発明が解決しようとする問題点 このような従来の光スイ、ノチでは光入力部でσ）伝送
光１１は光結合効率ηが１でないため、先導波路２ｖ１
ａ以外にも伝搬し、第２図に示すように光ｌイが発生し
た。光１１′は光ＩＪｊ力部の光ファイバ２ｅに伝送さ
れ、消光比４分岐比を低下させるという問題点を有して
いた。
導波路２１上に屈折率の低いバッファ層を介して制御電
極２４を形成した構造で、リッジ型の交差導波路２１に
つながる入力導波路２１ａと、出力導波路２１ ｂ 、
２１ ｃとからなる。電極２４間に電圧を印加しない
場合、入力導波路２１ａと導波する導波光１１は直進し
、出力導波路２１ｂを経て、光ファイバ２６へと伝送さ
れる。電圧を印加すると先導波路の光ｌ、は電極２４に
よる電界にもとづき、電気光学効果により出力導波路２
１０を導波し、光ファイバ２６へ光ｅ２として伝送され
る。以上の動作により、光スイッチとして機能している
。（特願昭５９−１１３３１８号参照） 発明が解決しようとする問題点 このような従来の光スイ、ノチでは光入力部でσ）伝送
光１１は光結合効率ηが１でないため、先導波路２ｖ１
ａ以外にも伝搬し、第２図に示すように光ｌイが発生し
た。光１１′は光ＩＪｊ力部の光ファイバ２ｅに伝送さ
れ、消光比４分岐比を低下させるという問題点を有して
いた。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、リツ・ジ型光導波
路の入力部及び出力部の近傍にノ（・ノファ層より屈折
率の高いプリズム領域を設けて光４１′を屈折させて伝
搬方向を変え、出力光導波路近傍を伝搬しないようにす
るものである。
路の入力部及び出力部の近傍にノ（・ノファ層より屈折
率の高いプリズム領域を設けて光４１′を屈折させて伝
搬方向を変え、出力光導波路近傍を伝搬しないようにす
るものである。
作 用
本発明は上記した構成により、導波路モード以外のモー
ドを導波路プリズムにおいて屈折させ、その進行方向を
変えることで、導波モード以外のモ・−ドの光ファイバ
への伝送を防ぐため、消光比。
ドを導波路プリズムにおいて屈折させ、その進行方向を
変えることで、導波モード以外のモ・−ドの光ファイバ
への伝送を防ぐため、消光比。
分岐比の優れた光スイッチが実現できる。
実施例
第１図は本発明の光スイツチ素子の一実施例を示す要部
平面図である。第１図の光スイッチは、基板上に電気光
学効果を有する透明薄膜１２からなる交差光導波路１１
を形成した後光導波路１１および透明薄膜１２を覆うよ
うにバッファ層を設けである。上記光導波路１１は、薄
膜１２表面に奇警の上記薄膜１２より成る凸部を形成し
たリッジ型導波路である。
平面図である。第１図の光スイッチは、基板上に電気光
学効果を有する透明薄膜１２からなる交差光導波路１１
を形成した後光導波路１１および透明薄膜１２を覆うよ
うにバッファ層を設けである。上記光導波路１１は、薄
膜１２表面に奇警の上記薄膜１２より成る凸部を形成し
たリッジ型導波路である。
本実施例では、入力、出力ともに２本ずつの光導波路を
設けである。２組の入力、出力光導波路の光入力部及び
光出力部の近傍に、バッファ層より高い屈折率をもつプ
リズム領域１７が、薄膜１２上に形成されている。バッ
ファ層を介して、導波路交叉部上に狭い電極ギャップ１
４′を有する電極１４を具備し、ギャップ１４’は直下
部分の薄膜１２が２組の入出力光導波路端部を結ぶ交差
線の二等分線上に来るように配置されている。電極１４
に電圧を印加した時にスイッチすることになる。
設けである。２組の入力、出力光導波路の光入力部及び
光出力部の近傍に、バッファ層より高い屈折率をもつプ
リズム領域１７が、薄膜１２上に形成されている。バッ
ファ層を介して、導波路交叉部上に狭い電極ギャップ１
４′を有する電極１４を具備し、ギャップ１４’は直下
部分の薄膜１２が２組の入出力光導波路端部を結ぶ交差
線の二等分線上に来るように配置されている。電極１４
に電圧を印加した時にスイッチすることになる。
本実施例において、電気光学材料薄膜１２はＰＬＺＴ（
Ｘ／Ｙ／Ｚ）薄膜Ｐｂ１１００ ”１００（ｚｒ
” ” 、ａｏｏＯｓｔｏ≦ｘ、ｙ。
Ｘ／Ｙ／Ｚ）薄膜Ｐｂ１１００ ”１００（ｚｒ
” ” 、ａｏｏＯｓｔｏ≦ｘ、ｙ。
１０自 １１００
Ｚ≦１００．ｙ＋ｚ＝１００）を用いた。実際にはサフ
ァイヤ基板上にＰＬＺＴ （２８１０／１００）組成の
ターゲットを用いてプレーナマグネトロン、スパッタ法
により、ＰＬＺＴ薄膜１２を単結晶成長させた。膜厚は
、０．３５μｍであった。次に、このＰＬＺＴ系薄膜１
２の表面全光導波路＠２０μｍ、交差角２°となるよう
に、フォトレジストでマスキングして、ＰＬＺＴ系薄膜
１２をイオンビームエツチング法により５０ ｎ ｍだ
けエツチングを施した。このように加工するとりツジ部
を有する導波路１１が形成され、光はりツジ部を不する
導波路に閉じ込められて伝搬することが可能となる。次
にＰＬＺＴ系薄膜１２上にＴａ２０６をリフトオフ法で
プリズム領域１７となるようにノくターン出しを行い、
エツチングによりグレーティンクラ施り、７’ｃ上にＡ
１２ｏ３添加ノＴａ２Ｏ，ｆ ｏ、１ａｎｍバッファ層
としてスパッタ形成した。ＰＬＺＴ系薄膜の屈折率は２
゜６、Ｔａ２０Ｆ、膜の屈折率は２．１、Ａｌ１２０３
添加のＴａ２０５膜の屈折率は２．０であった。
ァイヤ基板上にＰＬＺＴ （２８１０／１００）組成の
ターゲットを用いてプレーナマグネトロン、スパッタ法
により、ＰＬＺＴ薄膜１２を単結晶成長させた。膜厚は
、０．３５μｍであった。次に、このＰＬＺＴ系薄膜１
２の表面全光導波路＠２０μｍ、交差角２°となるよう
に、フォトレジストでマスキングして、ＰＬＺＴ系薄膜
１２をイオンビームエツチング法により５０ ｎ ｍだ
けエツチングを施した。このように加工するとりツジ部
を有する導波路１１が形成され、光はりツジ部を不する
導波路に閉じ込められて伝搬することが可能となる。次
にＰＬＺＴ系薄膜１２上にＴａ２０６をリフトオフ法で
プリズム領域１７となるようにノくターン出しを行い、
エツチングによりグレーティンクラ施り、７’ｃ上にＡ
１２ｏ３添加ノＴａ２Ｏ，ｆ ｏ、１ａｎｍバッファ層
としてスパッタ形成した。ＰＬＺＴ系薄膜の屈折率は２
゜６、Ｔａ２０Ｆ、膜の屈折率は２．１、Ａｌ１２０３
添加のＴａ２０５膜の屈折率は２．０であった。
その上にギャップ４μｍ２幅１１．７■、長さ２■の平
行電極１４を交差部中央に来るようにＡＪをリストオフ
法でパターン形成した。入力光導波路となるロード１１
ａの一端から１．３μｍの半導体レーザ光を入射させて
出力光導波路からの光出力を測定した。この結果、スイ
ッチ電圧４．７ｖ消光比１６ｄＢが得られ、従来のもの
に較べて６ｄＢ以上の改善が得られた。これは、発生し
たスラブモードが屈折率の高い導波路プリズム領域１７
により屈折し、導波路モードへの影響が避けられたから
である。又導波路プリズムにグレーティングを施すこと
でスラブモードの減衰させることが出来る。さらに光フ
ァイバ１３，１５，１６を通じての入出力においても、
消光比の改善が得られ、分岐比も改善されている。
行電極１４を交差部中央に来るようにＡＪをリストオフ
法でパターン形成した。入力光導波路となるロード１１
ａの一端から１．３μｍの半導体レーザ光を入射させて
出力光導波路からの光出力を測定した。この結果、スイ
ッチ電圧４．７ｖ消光比１６ｄＢが得られ、従来のもの
に較べて６ｄＢ以上の改善が得られた。これは、発生し
たスラブモードが屈折率の高い導波路プリズム領域１７
により屈折し、導波路モードへの影響が避けられたから
である。又導波路プリズムにグレーティングを施すこと
でスラブモードの減衰させることが出来る。さらに光フ
ァイバ１３，１５，１６を通じての入出力においても、
消光比の改善が得られ、分岐比も改善されている。
なお本実施例では、電気光学材料としてＰＬＺＴ（２８
／ Ｏ／ １００ ）のターゲット組成から得られたＰ
ＬＺＴ膜について述べたが、電気光学特性を示す全ての
組成のものを使用することが出来る。
／ Ｏ／ １００ ）のターゲット組成から得られたＰ
ＬＺＴ膜について述べたが、電気光学特性を示す全ての
組成のものを使用することが出来る。
バッファ層にはＩ Ｏ添加のＴａ２０６を用いたが、こ
れに限定することなく、Ｎｂ２ｏ６．Ａｇ２ｏ３゜酸化
イツトリウム、酸化チタニウム、 ８１０２等々電気光
学薄膜よシ屈折率が低く透明な膜であれば何でもよい。
れに限定することなく、Ｎｂ２ｏ６．Ａｇ２ｏ３゜酸化
イツトリウム、酸化チタニウム、 ８１０２等々電気光
学薄膜よシ屈折率が低く透明な膜であれば何でもよい。
また導波路プリズム領域１７にはＴａ ！Ｏｓを用いた
がこれはバッファ層よりも屈折率が高いものでＮｂ、０
５． Ａｇ２Ｏ３酸化イツトニウム酸化チタニウム。
がこれはバッファ層よりも屈折率が高いものでＮｂ、０
５． Ａｇ２Ｏ３酸化イツトニウム酸化チタニウム。
Ｓ ｓ０２等の透明材料、また、 ＳＬ 、ＧａＡｓ
、Ｇｏ、 ＩｎＡｓ 。
、Ｇｏ、 ＩｎＡｓ 。
ＩｎＳｂ、 ＩｎＰ 、ＣｄＴｅ等の不透明材料でもよ
い。さらにＰＩ、ＺＴ薄膜に段差を設は実効屈折率を高
くして形成したものでも同様の効果がみられる。
い。さらにＰＩ、ＺＴ薄膜に段差を設は実効屈折率を高
くして形成したものでも同様の効果がみられる。
発明の効果
本発明により、導波路モード以外のモード発生による消
光比２分岐比の低下という問題をグレーティングを施し
た導波路プリズム領域の設置により、消光比２分岐比の
低下を改善したもので産業上の効果は大なるものである
。
光比２分岐比の低下という問題をグレーティングを施し
た導波路プリズム領域の設置により、消光比２分岐比の
低下を改善したもので産業上の効果は大なるものである
。
第１図は本発明の光スイッチの一実施例を示す要部平面
図、第２図は従来の光スイッチの概略平面図である。 １１・・・・・・光導波路、１２・・・・・・電気光学
材料薄膜、１３．１５，１６・・・・・・光ファイバ、
１４・・・・・・電極、１４′・・・・・・電極ギャッ
プ、１７・・・・・・導波路プリズム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ４
−−−電極 １７−−可シ睨ｙ？−ｚ°リム
図、第２図は従来の光スイッチの概略平面図である。 １１・・・・・・光導波路、１２・・・・・・電気光学
材料薄膜、１３．１５，１６・・・・・・光ファイバ、
１４・・・・・・電極、１４′・・・・・・電極ギャッ
プ、１７・・・・・・導波路プリズム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ４
−−−電極 １７−−可シ睨ｙ？−ｚ°リム
Claims (6)
- （１）基板上に形成した電気光学効果を有する薄膜と、
前記薄膜表面に帯型の前記薄膜よりなる凸部を形成して
構成した少なくとも２本の互いに交差する光導波路と、
前記薄膜より小さい屈折率を有するバッファ層と、前記
バッファ層上に形成された光路切り換え用の制御電極を
備え、前記光導波路の入力及び出力導波路の近傍に、前
記バッファ層より屈折率の高い導波路プリズムを配置し
たことを特徴とする光スイッチ。 - （２）電気光学効果を有する薄膜がＰＬＺＴ系薄膜であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光スイ
ッチ。 - （３）導波路プリズムが電気光学効果を有する薄膜に段
差を設けて形成されたことを特徴とする特許請求範囲の
第２項記載の光スイッチ。 - （４）導波路プリズムが、Ｔａ＿２Ｏ＿５、Ｎｂ＿２Ｏ
＿５、Ａｌ＿２Ｏ＿３、酸化イットリウム、酸化チタニ
ウム、ＳｉＯ＿２等の透明高屈折率材料、薄膜を積層し
て形成されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の光スイッチ。 - （５）導波路プリズムを形成する薄帯が、Ｓｉ、ＧａＡ
ｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ等の不透明高屈折率材料である
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光スイッ
チ。 - （６）導波路プリズムにグレーティングを施したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20913285A JPS6269247A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20913285A JPS6269247A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269247A true JPS6269247A (ja) | 1987-03-30 |
Family
ID=16567817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20913285A Pending JPS6269247A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6269247A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345937A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光スイッチ |
| US6810176B2 (en) | 2000-08-07 | 2004-10-26 | Rosemount Inc. | Integrated transparent substrate and diffractive optical element |
| US6987901B2 (en) | 2002-03-01 | 2006-01-17 | Rosemount, Inc. | Optical switch with 3D waveguides |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP20913285A patent/JPS6269247A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0345937A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光スイッチ |
| US6810176B2 (en) | 2000-08-07 | 2004-10-26 | Rosemount Inc. | Integrated transparent substrate and diffractive optical element |
| US6987901B2 (en) | 2002-03-01 | 2006-01-17 | Rosemount, Inc. | Optical switch with 3D waveguides |
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