JPS63256928A - 光導波路スイツチ - Google Patents

光導波路スイツチ

Info

Publication number
JPS63256928A
JPS63256928A JP9142887A JP9142887A JPS63256928A JP S63256928 A JPS63256928 A JP S63256928A JP 9142887 A JP9142887 A JP 9142887A JP 9142887 A JP9142887 A JP 9142887A JP S63256928 A JPS63256928 A JP S63256928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
refractive index
input waveguide
heater
light
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
Application number
JP9142887A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Ouchida
茂 大内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP9142887A priority Critical patent/JPS63256928A/ja
Publication of JPS63256928A publication Critical patent/JPS63256928A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/29Devices 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
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3137Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0147Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects

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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光通信、光コンピュータ等の分野で用いられ
る先導波路スイッチに関する。
従来技術 従来、この種の先導波路スイッチとしては、第3図ない
し第4図に示すような構造ないしは原理による分岐スイ
ッチがある。これは、例えばオーム社発行の「光集積回
路」 (西原浩等 共著)の第311頁において示され
ている。即ち、入力導波路1と出力導波路2,3とを分
岐角0を持たせてY字状に形成してなるY分岐導波路4
を導波してきた入射光Piを、入・出力導波路間の分岐
点より入力にて、導波路1,2及び1,3上にががるよ
うに両側に設けた電極5,6に印加する印加電圧Voに
よる電気光学効果によって導波光の界分布を変化させて
、出力導波路2又は3の何れから射出光PA又はPBを
射出させるかの光路切換えを行なうというものである。
ここに、分岐点における導波路4の断面構造を第4図(
a)に示す。導波路4は例えばTi拡散層として形成さ
れ、電極5.6は5i02等のバッファ層7を介して設
けられる。又、入力導波路1の幅をWとしたとき、分岐
点では幅2Wとされ、電極5,6間の隙間はgとされて
いる。
そして、このような分岐点における屈折率分布、即ち導
波光に対する実効屈折率分布N(y)を第4図(b)に
示す。nsは導波路4を形成した基板の屈折率であり、
導波路4の基準屈折率はNである。
まず、印加電圧Vo=Oの場合には、導波光に対する実
効屈折率分布N(y)は第4図(b)中に破線で示すよ
うに導波′路4の分岐点全幅に渡り一様である。しかる
に、印加電圧V o ) Oなる電圧を電極5に印加す
ると、導波光に対する実効屈折率分布N(y)は第4図
(b)中に実線で示すように導波路10分岐点の幅方向
にステップ状なる非対称な屈折率分布となる。これによ
り、(W−g/2)なる幅を持つ高屈折率領域、即ち電
極4側下部領域が新たに導波路化し、この部分に導波光
が閉じ込められる。よって、入力導波路1から導波した
光は出力導波路2から射出される。そして、印加電圧V
oの極性を逆(負)にすれば、出力導波路3側から射出
される状態に切換えられる。
このように、分岐スイッチでは、分岐点手前で導波光を
高屈折率側に引き寄せ、これに接続する出力導波路2又
は3から光パワーPA又はPBを取出すものである。
しかし、この方式による場合、電気光学効果により屈折
率に分布を持たせるために高電圧を必要とするものであ
る。又、多モードの導波路では低次の横方向モードのみ
を制御できるだけであり、効率が悪いという欠点を有す
る。
目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高電圧
を必要とする二とがなく、かつ、低次モード光以外のモ
ード光も制御可能であり、多モード用デバイス化が容易
で、小型・高信頼性の先導波路スイッチを得ることを目
的とする。
構成 本発明は、上記目的を達成するため、光学的に屈折率温
度依存性を持つ材料により形成した入力導波路と複数の
出力導波路とを設け、前記入力導波路と出力導波路との
間の各々の分岐部に隙間を形成し、前記入力導波路と各
々の出力導波路との間に対し前記隙間部分に渡って形成
されて選択的に加熱されるヒータを設けることにより、
熱光学効果を利用して屈折率を変化させるため、大きな
屈折率変化を持たせることができ、かつ、低次モード光
以外のモード光であっても制御できるようにしたことを
特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図に基づいて
説明する。まず、基板10上には入力導波路11と出力
導波路12.13とが平面的に見てY分岐導波路形状で
形成されている。これらの導波路jl、12.13は何
れも光学的に屈折率温度依存性を有する材料により形成
されたもので、何れも幅Wにて形成されている。より具
体的には、屈折率の温度係数an/aT>Oなる材料、
例え−5= ばLiNO3,ソーダガラス、P 1.、 Z T等が
用いられて形成されている。
しかして、本実施例ではこれらの入力導波路11と出力
導波路12.13とは第3図のようには直結されておら
ず、各々の分岐部間を切断することにより、所定幅の隙
間14.15が形成されている。そして、前記入力導波
路11上には中心線上に位置させて幅W/3程度のヒー
タ16が分岐部付近まで形成されている。更に、このヒ
ータ16に対し連続的ではあるが、切断されて独立して
全体的にY字状となるように分岐させたヒータ17.1
8が設けられている。ここに、ヒータ17は前記人力導
波路11側から出力導波路12側に渡って形成したもの
であり、前記隙間14上を通るものである。又、ヒータ
18も同様であり、前記入力導波路11側から他方の出
力導波路13側に渡って形成したものであり、前記隙間
15上を通る状態で形成されている。なお、これらのヒ
ータ16,17.18の下層には何れもバッファ層19
が介在されている。
そして、前記ヒータ16,17.18は何れも電源電圧
Voが選択的に印加されて選択的に発熱するものである
このような構成において、例えばヒータ16゜17に電
圧Voを印加して発熱させ、ヒータ】8には通電せず発
熱しない状態の場合を考える。この場合、入力導波路1
1中を伝搬してきた光は、その上に形成したヒータ16
による加熱で正の温度係数の屈折率温度依存性を持つ入
力導波路11は熱光学効果により、ヒータ16対応部分
の屈折率が大きくなるので、このヒータ16対応部分に
閉じ込められた状態で分岐部付近まで伝搬する。
そして、このヒータ16の端部付近まで至ると、今度は
ヒータ17対応の出力導波路12側に導かれ、出力導波
路13側には導かれない状態となる。
即ち、ヒータ17は通電により発熱しており、その下部
の導波路11.12のヒータ17対応部分(第2図中に
破線アで示すような領域)に対して熱光学効果を作用さ
せて、ヒータ17対応部分の屈折率を高い状態に可変さ
せる。よって、ヒータ16対応部分の分岐側端部まで伝
搬した光を高屈折率化された出力導波路12側に進行さ
せる。この際、入力導波路11と出力導波路12との間
には隙間14が存在するが、この隙間14部分もヒータ
17による熱光学効果によって屈折率が高くなっている
ので、隙間14部分で漏れることなく出力導波路12側
に直進進行する。
一方、この際、ヒータ18にも通電されていれば、入力
導波路11中を伝搬した光は全て出力導波路12側へは
進行せず、一部の光は出力導波路13側へも進行すると
考えられる。しかるに、前述したように、このヒータ1
8には通電されておらず、このヒータ18は冷えた状態
にある。よって、このヒータ18に対応した部分の入力
導波路11、出力導波路13では熱光学効果が作用せず
、高屈折率化しない。かつ、入力導波路11と出力導波
路13とは隙間15により切断された状態にある。つま
り、入力導波路11と隙間15との間の屈折率差は極め
て大きな状態となっており、入力導波路11側から出力
導波路13側へ進行しようとする光があっても、第2図
中に破線矢印で示すように隙間15中を直進せずに漏れ
てしまい、出力導波路13中には進行しない。
つまり、ヒータ16,17への通電、ヒータ18の非通
電により、入力導波路11から出力導波路12への伝搬
路が選択される。逆に、ヒータ16.18への通電、ヒ
ータ17の非通電状態に切換えれば、入力導波路11か
ら出力導波路13への伝搬路が選択される。又、双方の
出力導波路12.13から光を射出させたい場合には、
ヒータ16.17.18の全てに通電すればよい。
このように、本実施例では熱光学効果により導−9= 波路11〜13の屈折率を可変させ、必要伝搬路を高屈
折率化して伝搬すべき光を閉じ込めるようにしているの
で、第3図のような電気光学効果を利用するものより、
大きな屈折率変化を持たせることができ、より確実かつ
高効率にて光を制御することができる。これは、双方の
出ノJ導波路12゜13を選択する場合でも同様であり
、従来のように無電圧状態とし導波路と基板との間の屈
折率差のみで光を閉じ込め伝搬させる方式に比べ、より
高い屈折率差にて光を閉じ込めて伝搬させることができ
るので、放射損失を低減させることができる。更には、
これらの結果、低次モード光以外のモード光であっても
、制御可能であり、多モードデバイス化を簡易な構造で
達成し得ることとなる。
この際、厳密なる精密さを必要としないので、コスト的
にも安価なものとし得る。
なお、本実施例では、導波路11〜】3の屈折率の温度
係数an/aTが正なる拐料のもので説明したが、この
温度係数a n / a Tが負のものであってもよい
。負の温度係数を持つ材料としては、例えばTiO2、
PbMnO4、フォトポリマなどがある。
効果 本発明は、上述したように光学的に屈折率温度依存性を
持つ材料により形成した入力導波路と複数の出力導波路
とを設けてそれらの間の分岐部に隙間を形成し、これら
の隙間部分に渡って各々の出力導波路に対して形成され
て選択的に加熱されるヒータを設けたので、熱光学効果
を利用して屈折率を大きく変化させて必要な導波路を形
成することができ、電気光学効果を利用するようなもの
に比べて高効率、高信頼の下に光を制御することができ
、かつ、低次モード光以外のモード光であっても制御で
き、多モード光用デバイス化も簡易で高集積化した構成
にて安価に達成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略平面図、第2図は
分岐部付近の断面図、第3図は従来例を示す概略平面図
、第4図は断面構造及び屈折率分布を示す説明図である

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光学的に屈折率温度依存性を持つ材料により形成した入
    力導波路と複数の出力導波路とを設け、前記入力導波路
    と出力導波路との間の各々の分岐部に隙間を形成し、前
    記入力導波路と各々の出力導波路との間に対し前記隙間
    部分に渡つて形成されて選択的に加熱されるヒータを設
    けたことを特徴とする光導波路スイッチ。
JP9142887A 1987-04-14 1987-04-14 光導波路スイツチ Pending JPS63256928A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9142887A JPS63256928A (ja) 1987-04-14 1987-04-14 光導波路スイツチ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9142887A JPS63256928A (ja) 1987-04-14 1987-04-14 光導波路スイツチ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63256928A true JPS63256928A (ja) 1988-10-24

Family

ID=14026102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9142887A Pending JPS63256928A (ja) 1987-04-14 1987-04-14 光導波路スイツチ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63256928A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09211501A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 熱光学光スイッチ
US6741775B2 (en) 2000-02-04 2004-05-25 Fujikura Ltd. Optical switch
WO2009113469A1 (ja) * 2008-03-13 2009-09-17 日本電気株式会社 光デバイス、その製造方法とそれを用いた光集積デバイス

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09211501A (ja) * 1996-01-31 1997-08-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 熱光学光スイッチ
US6741775B2 (en) 2000-02-04 2004-05-25 Fujikura Ltd. Optical switch
WO2009113469A1 (ja) * 2008-03-13 2009-09-17 日本電気株式会社 光デバイス、その製造方法とそれを用いた光集積デバイス
JPWO2009113469A1 (ja) * 2008-03-13 2011-07-21 日本電気株式会社 光デバイス、その製造方法とそれを用いた光集積デバイス
US8515225B2 (en) 2008-03-13 2013-08-20 Nec Corporation Optical device, method for manufacturing the same and optical integrated device using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10197818B2 (en) Thermo-optic optical switch
KR870002460A (ko) 차단 편광 장치 및 방법
JPS61210321A (ja) 光学素子
US4730884A (en) Bipolar voltage controlled optical switch using intersecting waveguides
JPS63256928A (ja) 光導波路スイツチ
US7184631B2 (en) Optical device
JP5467414B2 (ja) 光機能導波路
JPS5933430A (ja) 光スイツチ
US6961493B2 (en) Optical device
US20020181822A1 (en) Reduced power consumption thermo-optic devices
JPS6086530A (ja) 導波路形光スイツチ
JPH0697286B2 (ja) 光回路およびその製造方法
JPS5897028A (ja) 光導波路スイツチ
JPS6262304A (ja) Y分岐光導波路装置
JPH0713685B2 (ja) 交叉導波路型光スイッチ
JPH02201318A (ja) 導波型光スイッチ
JPS59214020A (ja) 光スイツチ
JPS5928132A (ja) 光スイツチ
JP2004333523A (ja) 光導波路装置
JPH06289348A (ja) 光導波路型光素子
JPH05346560A (ja) 光変調器
JPS58129402A (ja) 光導波器
JPH04333829A (ja) 導波路型光デバイス
JPS62206503A (ja) Y字型光合流・合波回路
JPS62136611A (ja) Y分岐光導波路