JPS6313024A - 全反射型光スイツチ - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光導波路中を伝搬する光の進行方向を電気的
に制御する全反射型光スイッチに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の光スィッチとして、交差型の導波路に電
極を設け、交差部の中心線に沿って導波光の光路を遮ぎ
るように、屈折率の低い領域を電気的に生じさせ、導波
光を全反射させることにより、光路を変えるものかあシ
、この型の光スィッチは構造が簡単で、非常に小型にで
きるという特徴がある。

第４図はこの型の光スィッチの構成を示す構成図である
。

基板１上に２本の直線導波路１ａ−１ａと１ｂ−１ｂと
が交差点３で交差するように形成され、交差部２にその
長手方向に沿って電極４が設けられている。

この型の光スィッチでは、電圧を印加しないときは、１
ａまたは１ｂに入力された党がＶ＆または１ｂから出力
されるクロス状態が得られるように導波路１ａ−１ａと
１ｂ−１ｂのなす交差角φが設定されている。

電極４に電圧を印加したときは、交差部２の一部の屈折
率を下げて光を全反射させることによって、１ａまたは
１ｂから入力された光を１ｂまたは１ａへ出力させるバ
ー（Ｂａｒ）状態が得られるようになっている。

しかし、クロス状態において、良いクロス）　−りを得
ることが困難であシ、良好なりロストークを得るために
交差角φ８°程度以上とすることが必要である。

しかし、交差角φを大きくすると、屈折率を低くする交
差部２への入射角度が大きくなるために１動作電圧が高
くなるという欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって、前記構成の光スィッチでは、クロス状態に
おけるクロストークを低減することが困難であった。

これを解決する手段として、交差部の屈折率を高くした
２Δｎ型構造があるが、この構造では、交差角が小さい
ときは、モードの干渉効果が大きくなり、充分にスイッ
チング機能を発揮しないという問題点があった。

そこで、この発明は前記問題点に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、クロス状態におけるクロ
ストークの低減を図った導波型光スイッチを提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕 前記目的に沿うこの発明の構成は全反射型光スイッチに
おいて、２本の導波路が互いに異なる屈折率を有し、交
差部の屈折率が屈折率の高い導波路と同一もしくはそれ
以上の値としたことを要旨とする。

〔作用〕

前記構成の全反射型光スイッチにおいて、導波路に導波
光を入射させると、交差部以外では２本の導波路間の結
合を低減させることができる。

また、交差部では、導波路が閉込め構造を有し、しかも
、小さい屈折率をもった導波路においては、導波光が屈
曲する。

したがって、クロス状態でのクロストークを減少させる
ことができる。

これにより、従来の問題点を除去することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の第１実施例に係る光スィッチの要部
を示す構成図である。

第１図において、１は基板であり、この基板１上に屈折
率の高い導波路１４と低い導波路１５が交差点３で交差
するように形成されている。

交差点３を中心とする交差部２において、導波路１４は
閉じ込め構造を有し、導波路１５は何んら閉じ込め構造
を有しない。

前記基板１の交差部側に図示省略の電極が交差部２の長
手方向に沿って設けられている。

なお、ｉａ、１ｂは入力ポート、１ａ、ｌｂは出力ポー
トである。

次に、前記構成の光スィッチの動作を第２図を併用して
説明する。

第２図は光スィッチの動作を示す説明図である。

第２図（ａ）に示すように、導波光１６が入力ボート１
ｂへ入力されたとき、導波光１６は導波路１４と１５間
の結合によって導波路１５を進む光１７ａを生じるが、
一般の方向性結合器と同様に導波路１４と１５の屈折率
差が大きいので、光１７ａはほとんど生しない。

交差部２においては、導波光１６が閉じ込め構造である
ので、光１６はほとんど回折することなく進む。

出力側においても、導波路１４と１５間の結合があるが
、導波路１４と１５間の屈折率差が大きいので、入力側
と同様、光１７ａはほとんど生じない。

第２図（ｂ）に示すように、導波光１７が入カポ−）１
ａに入力されたとき、導波光１７は導波路１４と１５の
間の結合によって導波路１４を進む光１６ｂを生じるが
、一般の方向性結合器と同様に導波路１４と１５の屈折
率が大きいので、光１６ｂはほとんど生じない。

交差部２においては、光１８が示すように、導波路１４
から離れる方向へ光が曲げられるため、回折があったと
しても、導波路１４へ元１８が洩込む率は低下する。

出力側においても、導波路１４と１５間の結合があるが
、導波路１４と１５の屈折率差が大きいので、入力側と
同様光１６ｂはほとんど生じない。

第３図はこの発明の第２実施例を示す。

この第２実施例は第１実施例とほぼ同様であるが、交差
部２において、導波路１４および導波路１５がともに閉
じ込め構造となるように導波路１４．１５を延長し、こ
の交差部２で重なる領域において、交差部２の屈折率を
導波路１４よシも大きい値に設定したものである。

この第２実施例の動作については、第１実施例とほぼ同
様であるが、導波路１５を伝播する光の回折が低減し、
クロストークがいっそう減少する。

表１ 表１はり１０ストークの従来例と第２実施例の比較を示
す実験データである。

ＢＰＭ解析法によりシミュレーションを行なった。その
結果、表１に示すように、クロストークは従来例では７
〜１１ｄＢであったのに対し、この第２実施例では９〜
１４ｄＢとなり、２〜３ｄＢ改善された。

なお、前記ＢＰＭ解析法に用いた数値は以下のとおシで
ある。

基板の屈折率２．１４．光波長１．３μｍ、導波路幅８
μｍ、交差角φ＝４．６°、導波路の屈折率２．１４＋
５Ｘ１０　．２．１４±７Ｘ１０　　、従来の導波路の
屈折率５×１０〜６×１０゜ 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、全
反射型光スイッチにおいて、２本の導波路が互いに異な
る屈折率を有し、交差部の屈折率が屈折率の高い導波路
と同一もしくはそれ以上の値とした構成としたので、交
差部以外では２本の導波路間の結合を低減させることが
でき、交差部においても、導波路が閉じ込め構造を有し
、しかも、小さい屈折率をもった導波路においては、導
波光が屈曲する。

したがって、クロストークを低減させることができる効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に係る全反射型光スイッ
チを示す構成図、第２図は同光スィッチの動作を示す説
明図、第３図は第２実施例に係る光スィッチを示す構成
図、第４図は従来の光スィッチを示す構成図である。 １・・・基板、２・・・交差部　４・・・電極　１４・
・・導波路　１５・・・導波路　φ・・・交差角特許量
　願人　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　金　倉　喬　二 １ａ市 ｉｔ）　　　　１８ 第１実施例の構成図 輔　２　圓 １ａ　　　　ｉｂ 第２実施例を示す構成図 巧　　　　俗 従来例を示す構成図 輔　４　ロ 手続補正書（自発） 昭和６２年７月１３日 特許庁長官　　小　川　邦　夫　　殿 １、事件の表示 昭和６１年　特許′願　第１５６１３８号２、発明の名
称　　　全反射型光スイッチ３、補正をする者　　特許
出願人 事件との関係 住　所　　　東京都港区虎ノ門１丁目７番１２号名　称
　　（０２９）沖電気工業株式会社代表者　　　橋　　
本　　南海夫 ４、代理人 ７、補正の内容 １、明細書第８頁第６行目から第８行目に［導波路の屈
折率２．１４＋５Ｘ１０　．２．１４＋７Ｘ１０−３．
従来の導波路の屈折率５Ｘ１０−３〜６ＸＩＯ−５゜」
とあるを「導波路の屈折率２．１４＋５Ｘ１０’〜２．
１４　＋　７　Ｘ　１０−’。」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２本の導波路を交差させた光回路素子の
   導波路の交差部に外部的制御信号により屈折率が低下し
   全反射可能な部分を形成した全反射型光スイッチにおい
   て、 前記２本の導波路は互いに異なる屈折率を有し、前記交
   差部の屈折率は屈折率の高い導波路と同一もしくはそれ
   以上の値としたことを特徴とする全反射型光スイッチ。