JPS63217330A - 光スイツチ - Google Patents
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- JPS63217330A JPS63217330A JP5003887A JP5003887A JPS63217330A JP S63217330 A JPS63217330 A JP S63217330A JP 5003887 A JP5003887 A JP 5003887A JP 5003887 A JP5003887 A JP 5003887A JP S63217330 A JPS63217330 A JP S63217330A
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 12
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- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信用光部品に係り、特に消光比が大きく、
素子長の小さく集積化に適した光スイッチに関する。
素子長の小さく集積化に適した光スイッチに関する。
２本の光導波路が交叉した構造の光スイッチにおいてそ
の交叉角度が９０’に近い方が小型化を実行する上で望
ましい場合がある。特に多数個の光スイッチをマトリッ
クス状に配置する場合に要求される。
の交叉角度が９０’に近い方が小型化を実行する上で望
ましい場合がある。特に多数個の光スイッチをマトリッ
クス状に配置する場合に要求される。
これに対処する従来のマトリックス状光スイッチは、た
とえば昭和６０年度電子通信学会全国大会講演予稿集第
４−７８頁、第９５４番において論じられている。
とえば昭和６０年度電子通信学会全国大会講演予稿集第
４−７８頁、第９５４番において論じられている。
上記従来技術は、光合分波部分におけるバイパス光導波
路の形状について検討がなされていなかった。
路の形状について検討がなされていなかった。
本発明の目的は、光合分波部を形成するバイパス光導波
路を曲がり光導波路とし、その結果消光比が大きく、光
導波路の交叉角度が大きくなるため、損失が大きくかつ
小型で大規模集積化に適しあ た光スイッチを提供することに・なる。
路を曲がり光導波路とし、その結果消光比が大きく、光
導波路の交叉角度が大きくなるため、損失が大きくかつ
小型で大規模集積化に適しあ た光スイッチを提供することに・なる。
上記目的は、第１図に示すように入力側光導波路の一つ
（たとえば６）と、出力側光導波路（たとえば１０）を
、曲線形状を有する曲がりバイパス光導波路（７）で接
続し、それらの結合領域（１３，１４，１５，１６）に
屈折率変化部分を設け、該部分の屈折率を調整すことに
より達成される。
（たとえば６）と、出力側光導波路（たとえば１０）を
、曲線形状を有する曲がりバイパス光導波路（７）で接
続し、それらの結合領域（１３，１４，１５，１６）に
屈折率変化部分を設け、該部分の屈折率を調整すことに
より達成される。
率を変化しないか小さくすることが普通であるが。
光導波路の構造によっては様々な屈折率変化の態様が考
えられる。
えられる。
なお、この様な屈折率の調整は、−該部分に電界を印加
したり、電流を注入したり、また、光を照射することな
ど周知の技術によって実施できる。
したり、電流を注入したり、また、光を照射することな
ど周知の技術によって実施できる。
すなわち、このような技術により、たとえば該屈折率変
化部分の屈折率を増大させることができる。
化部分の屈折率を増大させることができる。
二二で、結合領域とは、光導波路の交叉点および／また
はその近傍領域をいう。
はその近傍領域をいう。
尚、第１図は光スイッチの平面配置を示す平面図である
。
。
この光スイッチの消光比は第１図における光導波路の交
叉角θ０及び結合領域での光導波路間開き角０が大きい
程、大きくなる。又、θ０．θが大きい程、光スイッチ
が小型となることは自明である。しかし、θを大きくす
るためには、大きな屈折率変化が必要となり、良好なス
イッチ特性を得るためには限界がある。この時、バイパ
ス光導波路を直線光導波路で構成すると００の値は２θ
が限界となり、素子長を短縮し小型の光スイッチを構成
できない。
叉角θ０及び結合領域での光導波路間開き角０が大きい
程、大きくなる。又、θ０．θが大きい程、光スイッチ
が小型となることは自明である。しかし、θを大きくす
るためには、大きな屈折率変化が必要となり、良好なス
イッチ特性を得るためには限界がある。この時、バイパ
ス光導波路を直線光導波路で構成すると００の値は２θ
が限界となり、素子長を短縮し小型の光スイッチを構成
できない。
ここで、第１図に示したようにバイパス光導波路に、曲
率半径ｒを持つ曲がり光導波路を採用すると、θ０の値
を２０以上にすることが可能となりより小型で消光比の
大きい光スイッチを構成できる。特に発明者等は、上記
角度θ０．θ及び曲率半径ｒ、交叉点と結合領域との距
離ａとの間に、（ただし、４５６〉θ〉−〇） の関係を満たすように光スイッチを構成すると。
率半径ｒを持つ曲がり光導波路を採用すると、θ０の値
を２０以上にすることが可能となりより小型で消光比の
大きい光スイッチを構成できる。特に発明者等は、上記
角度θ０．θ及び曲率半径ｒ、交叉点と結合領域との距
離ａとの間に、（ただし、４５６〉θ〉−〇） の関係を満たすように光スイッチを構成すると。
特に極めて良好な消光特性と小型化が可能であることを
見出した。
見出した。
また、該バイパス光導波路が、２以上の直線光導波路で
なる多角形状でも同様の消光特性と小型化素子が得られ
る。とくに各直線光導波路のなす角がゼロ度から２度の
範囲の時は、良好である。
なる多角形状でも同様の消光特性と小型化素子が得られ
る。とくに各直線光導波路のなす角がゼロ度から２度の
範囲の時は、良好である。
光合分波部分の光導波路結合領域において、入力側光導
波路の中で、ある１本の光導波路だけが出力側光導波路
の中のある一本の光導波路と結合するように、当該結合
部の結合に不要の部分の屈折率を小さくする、又は結合
経路となる光導波路の一部の屈折率を大きくする。それ
によって、入力側光導波路と出力側光導波路の結合部で
の閉じ込めが良くなるので、他の光導波路への漏れが少
なくなり、したがって、導波させるべき入力側光導路と
出力側光導路の結合効率が大きくなり、光路の切り換え
、即ちスイッチングが生じる。この時、入力端１（１１
）から入射した光波が出力端４（５）へ出射する場合、
光波は光導波路の交叉点２０を通過する。ここでの光導
波路９（１７）への漏れは消光比の劣化を生じさせるが
、この漏れはθ０が大きい程小さくなり、光スイッチの
消光比が大きくなる。本発明では１曲がり光導波路を用
いてバイパス光導波路７を形成しているので、θ０を大
きな値とすることが可能となるので、消光比が大きくな
る。又、θ０が大きくなることは光スイッチの素子長短
縮の作用があることは言うまでもない。
波路の中で、ある１本の光導波路だけが出力側光導波路
の中のある一本の光導波路と結合するように、当該結合
部の結合に不要の部分の屈折率を小さくする、又は結合
経路となる光導波路の一部の屈折率を大きくする。それ
によって、入力側光導波路と出力側光導波路の結合部で
の閉じ込めが良くなるので、他の光導波路への漏れが少
なくなり、したがって、導波させるべき入力側光導路と
出力側光導路の結合効率が大きくなり、光路の切り換え
、即ちスイッチングが生じる。この時、入力端１（１１
）から入射した光波が出力端４（５）へ出射する場合、
光波は光導波路の交叉点２０を通過する。ここでの光導
波路９（１７）への漏れは消光比の劣化を生じさせるが
、この漏れはθ０が大きい程小さくなり、光スイッチの
消光比が大きくなる。本発明では１曲がり光導波路を用
いてバイパス光導波路７を形成しているので、θ０を大
きな値とすることが可能となるので、消光比が大きくな
る。又、θ０が大きくなることは光スイッチの素子長短
縮の作用があることは言うまでもない。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
コア領域とクラッド領域からなる光導波路をＩｎＧａＡ
ｓＰおよびその他の周辺のＩｎＰで構成した２個の入力
端および２個の出力端を持つ光スイッチである。入力側
光導波路６、および１２が出力側光導波路１０．および
１７にＸ型光分岐回路２０とＹ型光分波回路１８及びＹ
型光合波回路１９で構成された光スイッチによって結合
されている。Ｙ型光合・分波回路１８．１９の光結合部
では屈折率が低下する領域１３，１４，１５゜１６を設
けである。屈折率を低下させる方法としては、例えばキ
ャリヤを注入する方法がある。今、入力側光導波路６か
ら光１が入り、出力側光導波路１０へ出射光５として出
射させる時、領域１３゜１５の屈折率を低下させる。こ
の時、光導波路６゜７．１ｏが選択的に結合され、効率
良く光波５が出射する。又、出力側光導波路１７へ出射
光４を導く際は、領域１４の屈折率を低下させると、光
導波路６，８，１７が選択的に結合され、効率良く光波
４が出射する。入力側光導波路１２から光波１１が入射
し、出力側光導波路１０へ出射する時は領域１６の屈折
率を低下させ、光導波路１２゜９．１０を選択的に結合
させることができる。ここで、ｆｆ１＝１００μｍ、
θ＝７°、ｒ＝２＋＊ｗ＊。
ｓＰおよびその他の周辺のＩｎＰで構成した２個の入力
端および２個の出力端を持つ光スイッチである。入力側
光導波路６、および１２が出力側光導波路１０．および
１７にＸ型光分岐回路２０とＹ型光分波回路１８及びＹ
型光合波回路１９で構成された光スイッチによって結合
されている。Ｙ型光合・分波回路１８．１９の光結合部
では屈折率が低下する領域１３，１４，１５゜１６を設
けである。屈折率を低下させる方法としては、例えばキ
ャリヤを注入する方法がある。今、入力側光導波路６か
ら光１が入り、出力側光導波路１０へ出射光５として出
射させる時、領域１３゜１５の屈折率を低下させる。こ
の時、光導波路６゜７．１ｏが選択的に結合され、効率
良く光波５が出射する。又、出力側光導波路１７へ出射
光４を導く際は、領域１４の屈折率を低下させると、光
導波路６，８，１７が選択的に結合され、効率良く光波
４が出射する。入力側光導波路１２から光波１１が入射
し、出力側光導波路１０へ出射する時は領域１６の屈折
率を低下させ、光導波路１２゜９．１０を選択的に結合
させることができる。ここで、ｆｆ１＝１００μｍ、
θ＝７°、ｒ＝２＋＊ｗ＊。
θｏ＝１９°とした０本発明を用いずに直線光導波路を
バイパス光導波路とした光スイッチ（＋２＝１００μｍ
、 θ＝７’ 、 ｒ＝＝ω、 θｏ ＝１４″
）において消光比は１５ｄＢであったが、本発明を採用
した光スイッチでは、２５ｄＢ以上の消光比が得られ、
良好な特性を示した。
バイパス光導波路とした光スイッチ（＋２＝１００μｍ
、 θ＝７’ 、 ｒ＝＝ω、 θｏ ＝１４″
）において消光比は１５ｄＢであったが、本発明を採用
した光スイッチでは、２５ｄＢ以上の消光比が得られ、
良好な特性を示した。
■本実施例では光導波路のみの屈折率を変化させる事例
について説明したが屈折率変化領域がその所望の光導波
路を含み、かつクラッド領域にかかつても同一効果が得
られる。
について説明したが屈折率変化領域がその所望の光導波
路を含み、かつクラッド領域にかかつても同一効果が得
られる。
■また本実施例では屈折率を変化させる方法としてキャ
リヤを注入する方法を取ったが電界を印加して電気光学
効果によって屈折率を変えても同一の効果が得られる。
リヤを注入する方法を取ったが電界を印加して電気光学
効果によって屈折率を変えても同一の効果が得られる。
また屈折率変化部分に光を照射しても同様の効果が得ら
れる。
れる。
■また本実施例ではＴ型合分波回路１８．１９の屈折率
変化領域１３，１４及び１５，１６の両方を用いてスイ
ッチ動作を行わせているが、開き角θが充分に大きい場
合には、各々片方のみの変化領域１３及び１５を設ける
ことで同様のスイッチ動作を得ることができる。
変化領域１３，１４及び１５，１６の両方を用いてスイ
ッチ動作を行わせているが、開き角θが充分に大きい場
合には、各々片方のみの変化領域１３及び１５を設ける
ことで同様のスイッチ動作を得ることができる。
第２図は、第１図のＡ−Ａ’またはＢ−Ｂ’断面図で、
第２図（ａ）はキャリア注入または電場印加のための電
極を形成した一例を示し、第２図（ｂ）は光を照射する
場合の一例を示す。
第２図（ａ）はキャリア注入または電場印加のための電
極を形成した一例を示し、第２図（ｂ）は光を照射する
場合の一例を示す。
第２図（ａ）においては、基板上に形成した屈折率変化
部分１３，１５，１６，１８の上および基板背面に電極
３０が形成され、これに周知の電源（図示されていない
）を接続することにより、電界を印加し、または電流注
入を行なって、該部分の屈折率を変化させる。
部分１３，１５，１６，１８の上および基板背面に電極
３０が形成され、これに周知の電源（図示されていない
）を接続することにより、電界を印加し、または電流注
入を行なって、該部分の屈折率を変化させる。
また、第２図（ｂ）においては、基板上に形成された屈
折率変化部１３，１５，１６，１８に半導体レーザを用
いて光を照射することにより屈折率を該部分の屈折率を
変化させることができる。
折率変化部１３，１５，１６，１８に半導体レーザを用
いて光を照射することにより屈折率を該部分の屈折率を
変化させることができる。
本実施例において、基板としては電場を印加する場合お
よび光を注入する場合にはＧ ａ Ａ ｓ 。
よび光を注入する場合にはＧ ａ Ａ ｓ 。
ＩｎＰ、ＬｉＮｂ０を用い、電流注入の場合にはｎ −
Ｇ ａ Ａ ｓ 、 ｎ−１ｎ Ｐを用いた。基板がＧ
ａ Ａ ｓの場合には、光導波路としてｎ−−ＧａＡ
ｓ を用い、屈折率変化部分としてｎ ” Ｇ ａ
Ａ ｓ を用いた。形成方法としては周知の結晶成
長法およびホトエツチングを用いた。その他、周知の光
導波路に関する技術が本発明の実施に適用できる。
Ｇ ａ Ａ ｓ 、 ｎ−１ｎ Ｐを用いた。基板がＧ
ａ Ａ ｓの場合には、光導波路としてｎ−−ＧａＡ
ｓ を用い、屈折率変化部分としてｎ ” Ｇ ａ
Ａ ｓ を用いた。形成方法としては周知の結晶成
長法およびホトエツチングを用いた。その他、周知の光
導波路に関する技術が本発明の実施に適用できる。
本発明によれば、光スイッチを構成するＸ字型光分岐回
路の交叉角を大きくできるので、消光比が大きく、小型
で大規模集積化に適した光スイッチが実現できる。
路の交叉角を大きくできるので、消光比が大きく、小型
で大規模集積化に適した光スイッチが実現できる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図（ａ）、（
ｂ）は、各々第１図のＡ−Ａ’またはＢ−Ｂ’断面図で
ある。 １．１１・・・入射光、４，５・・・出射光、６，７，
８゜９．１０，１２，１７・・・光導波路、１３，１４
゜１５．１６・・・屈折率変化領域、１８，１９・・・
Ｙ型’＋＋ 図 １．ＩＩ 入力１南 ４．５ 土力嫡 ｄ、 Ｊ？＋ ９゜ ｌらＩ覇ｓ ｘｙム １Ｆ！、ＩＱ打会頭威 ２ρ 交ス炎 ｚＺ図 （え） Ｃ’ｏ）
ｂ）は、各々第１図のＡ−Ａ’またはＢ−Ｂ’断面図で
ある。 １．１１・・・入射光、４，５・・・出射光、６，７，
８゜９．１０，１２，１７・・・光導波路、１３，１４
゜１５．１６・・・屈折率変化領域、１８，１９・・・
Ｙ型’＋＋ 図 １．ＩＩ 入力１南 ４．５ 土力嫡 ｄ、 Ｊ？＋ ９゜ ｌらＩ覇ｓ ｘｙム １Ｆ！、ＩＱ打会頭威 ２ρ 交ス炎 ｚＺ図 （え） Ｃ’ｏ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、２本以上の光導波路で構成し、少なくとも１以上の
交叉点もしくは結合領域を有し、かつ２以上の入力端お
よび２以上の出力端を有する光スイッチにおいて、一の
該交叉点における一の入力側光導波路と一の出力側光導
波路を接続するバイパス光導波路を設け、該光導波路と
バイパス光導波路の交点領域において、該光導波路に屈
折率変化部分を設けた光スイッチであつて、該バイパス
光導波路の形状が曲線形状もしくは多角形状の両者もし
くは一方であることを特徴とする光スイッチ。 ２、上記屈折率変化が、キャリア注入により生じること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光スイッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003887A JPS63217330A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 光スイツチ |
| US07/122,343 US4813757A (en) | 1986-11-26 | 1987-11-18 | Optical switch including bypass waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003887A JPS63217330A (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217330A true JPS63217330A (ja) | 1988-09-09 |
Family
ID=12847827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003887A Pending JPS63217330A (ja) | 1986-11-26 | 1987-03-06 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63217330A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335994B1 (en) | 1997-05-21 | 2002-01-01 | Nec Corporation | Waveguide element, waveguide branch or coupler element and waveguide intergrated circuit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53144353A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical path switch |
| JPS5897028A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光導波路スイツチ |
| JPS5946630A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-16 | Omron Tateisi Electronics Co | 光スイツチ |
| JPS6017726A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-01-29 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体光スイツチ |
| JPS6145230A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-05 | Hitachi Ltd | 光スイツチ |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP5003887A patent/JPS63217330A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53144353A (en) * | 1977-05-23 | 1978-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical path switch |
| JPS5897028A (ja) * | 1981-12-04 | 1983-06-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光導波路スイツチ |
| JPS5946630A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-16 | Omron Tateisi Electronics Co | 光スイツチ |
| JPS6017726A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-01-29 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体光スイツチ |
| JPS6145230A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-05 | Hitachi Ltd | 光スイツチ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6335994B1 (en) | 1997-05-21 | 2002-01-01 | Nec Corporation | Waveguide element, waveguide branch or coupler element and waveguide intergrated circuit |
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