WO2006067941A1 - 光スイッチ及び光試験装置 - Google Patents

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optical
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light
electrode
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Takao Sakurai
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Advantest Corp
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    • 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
    • G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
    • G—PHYSICS
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    • 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
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    • G02F2201/16—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 series; tandem

Definitions

  • the present invention relates to an optical switch and an optical test apparatus.
  • the present invention relates to an optical switch and an optical test apparatus using a distributed coupling type optical coupler.
  • This application is related to the following Japanese application. For designated countries where incorporation by reference of documents is allowed, the contents described in the following application are incorporated into this application by reference and made a part of this application.
  • Patent application 2004 372108 Filing date December 22, 2004
  • the distributed coupling type optical switch applies an electric field to the optical coupler having the first optical waveguide and the second optical waveguide, and the first optical waveguide and the second optical waveguide, which are provided in parallel and close to each other. And an electrode for producing a fruit.
  • the distributed coupling type optical switch it is controlled whether the input light input to the first optical waveguide is output from the first optical waveguide or the second optical waveguide depending on whether or not a voltage is applied to the electrode. be able to.
  • the distributed coupling type optical switch can be controlled by turning on or off the voltage, and it is necessary to always apply a specified DC noise like the Mach-Zehnder type optical switch. For this reason, a stable operating characteristic is obtained in which the substrate is charged by applying a DC bias and the drift phenomenon that the operating point of the optical switch changes is less likely to occur. For this reason, it is frequently used for optical path switching that requires a high extinction ratio.
  • Patent Document 1 discloses a matrix type optical switch that uses a plurality of distributed coupling type optical switches to switch M X N optical connections.
  • Patent Document 2 includes a first optical coupler that has a first optical waveguide and a second optical waveguide, and that switches which optical waveguide force is used to output input light, and output light from the first optical waveguide.
  • An optical control device including a second optical coupler provided between the output port and the first optical coupler is disclosed.
  • the second optical coupler is used to increase the extinction ratio associated with switching of the first optical coupler. More specifically, the first optical coupler outputs to the first optical waveguide.
  • the crosstalk light from the first optical waveguide is not used for optical communication, but is output to the optical waveguide and not output from the output port. Switch.
  • the extinction ratio can be further increased by using a multi-stage optical coupler.
  • electrodes are arranged corresponding to two optical waveguides constituting a cross-state directional coupler provided in a directional coupler type modulator, and a DC voltage is applied. This makes it possible to set the chirp parameter of a directional coupled modulator (see Fig. 18).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 60-76722
  • Patent Document 2 JP-A-5-53157
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-354960
  • Patent Document 3 although the chirp parameter can be controlled, it is not possible to appropriately suppress the phase modulation that dynamically occurs when the optical switch is driven dynamically.
  • an object of the present invention is to provide an optical switch and an optical test apparatus that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims.
  • the dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
  • the first optical waveguide and the second optical waveguide provided in parallel, and the input light input to the input side end of the first optical waveguide
  • a distributed coupling type first optical coupler that outputs as output light from one output side end of the first optical waveguide and the second optical waveguide, and an electric field corresponding to a first input voltage is applied to the first optical waveguide.
  • a first power that is applied to the waveguide and the second optical waveguide to control whether or not the input light input to the first optical coupler is output as the output light according to the first input voltage.
  • an optical switch comprising a phase modulation reducing unit that reduces a change in phase of the output light according to a change in electric field applied to the first optical waveguide and the second optical waveguide.
  • the phase modulation reduction unit substantially changes the phase of the output light to a change amount of the phase of the output light according to a change in an electric field applied to the first optical waveguide and the second optical waveguide. Change the same amount in the opposite direction.
  • the phase modulation reducing unit includes a third optical waveguide for inputting the output light output from the output side end force of the first optical waveguide, and a third optical waveguide provided in parallel to the third optical waveguide.
  • a distributed coupling type second optical coupler that outputs the output light from the third optical waveguide, wherein the phase change in the first optical coupler is reduced, and the first optical coupler;
  • the first electrode applies an electric field opposite to the electric field applied to the first optical waveguide and the second optical waveguide to the third optical waveguide and the fourth optical waveguide.
  • a second electrode that changes the phase of the output light propagating through the third optical waveguide in the opposite direction to the phase change amount substantially the same as the phase change in the first optical coupler. Also good.
  • the phase modulation reduction unit includes a third optical waveguide that inputs the output light, and a direction opposite to an electric field that the first electrode applies to the first optical waveguide according to the first input voltage. Is applied to the third optical waveguide, and the phase of the output light propagating through the third optical waveguide is changed in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change amount in the first optical coupler. And have a second electrode to let you.
  • the time from when the first input voltage is applied to the first electrode to when the first input voltage is applied to the second electrode is input to the first optical coupler.
  • a timing adjustment unit that adjusts the force to be substantially the same as a time until the output light is input to the third optical waveguide;
  • the phase modulation reduction unit includes a third optical waveguide that inputs light from outside and inputs the input light to the first optical waveguide, and a fourth optical light provided in parallel to the third optical waveguide.
  • a distributed coupling type second optical coupler having a waveguide, and an electric field opposite to the electric field applied to the first optical waveguide and the second optical waveguide by the first electrode according to the first input voltage Is applied to the third optical waveguide and the fourth optical waveguide, and the phase of the input light propagating through the third optical waveguide is substantially equal to the amount of phase change in the first optical coupler.
  • a second electrode that changes the same amount in the opposite direction.
  • the phase modulation reducing unit inputs a light from the outside and inputs the first optical waveguide as the input light to the first optical waveguide, and the first input voltage according to the first input voltage.
  • An electrode applies an electric field in a direction opposite to the electric field applied to the first optical waveguide to the third optical waveguide, and the phase of the input light propagating through the third optical waveguide is changed to the first optical coupling.
  • a second electrode that changes in the opposite direction substantially the same amount as the amount of phase change in the vessel.
  • the time from when the first input voltage is applied to the second electrode to when the first input voltage is applied to the first electrode is input to the third optical waveguide.
  • a timing adjusting unit that adjusts the first optical coupler so as to be substantially the same as the time from when the input light is input to the first optical coupler.
  • the phase modulation reduction unit includes a third optical waveguide for inputting the output light output from the output side end force of the first optical waveguide, and a third optical waveguide provided in parallel to the third optical waveguide.
  • a distributed coupling type second optical coupler that outputs the output light whose phase change in the first optical coupler is reduced from the fourth optical waveguide; and a predetermined optical coupler.
  • An input voltage conversion unit that subtracts the first input voltage from the generated reference voltage to generate the second input voltage, and the first electrode is connected to the first optical light according to the second input voltage.
  • the light phase is changed in the opposite direction by substantially the same amount as the amount of phase change in the first optical coupler. Yo, even a second electrode that.
  • the time from when the first input voltage is applied to the first electrode to when the second input voltage is applied to the second electrode is the input time to the first optical coupler.
  • Light is input
  • the phase modulation reducing unit is provided in parallel with the third optical waveguide for inputting light from the outside and the third optical waveguide, and the input light input by the third optical waveguide is input to the first optical waveguide.
  • a distributed coupling type second optical coupler having a fourth optical waveguide input to the input, and an input for generating the second input voltage by subtracting the first input voltage from a predetermined reference voltage
  • An electric field in the same direction as the electric field applied to the first optical waveguide and the second optical waveguide by the first electrode according to the voltage conversion unit and the second input voltage is applied to the third optical waveguide and the second optical waveguide. 4
  • a second electric current applied to the optical waveguide to change the phase of the input light propagating through the third optical waveguide in the opposite direction substantially the same amount as the phase change in the first optical coupler. You may have a pole.
  • the time from when the second input voltage is applied to the second electrode to when the first input voltage is applied to the first electrode is input to the third optical waveguide.
  • a timing adjusting unit that adjusts the first optical coupler so as to be substantially the same as the time from when the input light is input to the first optical coupler.
  • a light emitting unit that generates light a pulse generator that generates a pulse signal, and the light generated by the light emitting unit based on the pulse signal are output.
  • An optical switch that switches whether or not to switch, a directional coupler that inputs light output from the optical switch to an external optical waveguide, and obtains reflected light from the external optical waveguide; and
  • a detection unit for detecting the acquired reflected light, and the optical switch includes a first optical waveguide and a second optical waveguide provided in parallel, and is generated by the light-emitting unit to generate the first optical waveguide.
  • first optical coupling that outputs input light input to the input side end of the optical waveguide as output light from one output side end of the first optical waveguide and the second optical waveguide And an electric field corresponding to the first input voltage based on the pulse signal Whether the input light input to the first optical coupler and output to the first optical waveguide is output as the output light according to the first input voltage is determined according to the first input voltage.
  • FIG. 1 shows a configuration of an optical switch 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a cross section ((a)) of AA ′ and a cross section ((b)) of BB ′ of the optical switch 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows phase modulation in the optical switch 10 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a configuration of an optical switch 10 according to a first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a configuration of an optical switch 10 according to a second modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a cross section of CC ′ of the optical switch 10 according to a second modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows a configuration of an optical switch 10 according to a third modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a configuration of an optical switch 10 according to a fourth modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows phase modulation in the optical switch 10 according to a fourth modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a configuration of an optical switch 10 according to a fifth modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows a configuration of an optical switch 10 according to a sixth modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows a configuration of an optical switch 10 according to a seventh modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 shows a configuration of an optical test apparatus 20 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration of the optical switch 10 according to the present embodiment.
  • the optical switch 10 switches whether the input light is output from the optical switch 10 by the optical coupler 115.
  • the optical switch 10 according to this embodiment reduces the phase modulation of the output light generated by the optical coupler 115 from the optical coupler 135 and outputs it, thereby suppressing the occurrence of chirp.
  • the optical switch 10 includes an optical coupler 115, an electrode 110 (110a, b), an optical coupler 135, an electrode 1 30 (130a, b), and a plurality of optical waveguides (140, 142, 144, 146, 148, 150, and 152), a drive unit 160, and a timing adjustment unit 170.
  • the optical coupler 115 is a distributed coupling type optical coupler having a first optical waveguide 100 and a second optical waveguide 105 provided in parallel.
  • the optical coupler 115 is an optical switch that outputs input light input to the input side end of the first optical waveguide 100 as output light from one output side end of the first optical waveguide 100 and the second optical waveguide 105. Function as.
  • the electrode 110 applies an electric field corresponding to the first input voltage input from the drive unit 160 via the timing adjustment unit 170 to the first optical waveguide 100 and the second optical waveguide 105. Thus, whether or not the input light input to the optical coupler 115 is output as the output light of the optical coupler 115 as the output side end force of the optical waveguide 100 is controlled according to the first input voltage. .
  • the electrode 110 according to the present embodiment includes an electrode 110a provided on the upper surface of the optical waveguide 100 to which a positive input voltage is applied, and an electrode 11 Ob provided on the upper surface of the optical waveguide 105 and grounded.
  • the optical coupler 135 includes a third optical waveguide 120 for inputting output light that also outputs an output side end force of the first optical waveguide 100, and a fourth optical light provided in parallel to the third optical waveguide 120.
  • This is a distributed coupling type optical coupler having a waveguide 125.
  • the optical coupler 135 outputs, from the third optical waveguide 120, output light in which the phase change due to switching in the optical coupler 115 is reduced.
  • the electrode 130 is opposite to the electric field applied by the electrode 110 to the first optical waveguide 100 and the second optical waveguide 105 according to the first input voltage input from the driving unit 160 via the timing adjustment unit 170.
  • a direction electric field is applied to the third optical waveguide 120 and the fourth optical waveguide 125.
  • the electrode 130 changes the phase of the output light propagating through the third optical waveguide 120 in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change amount in the optical coupler 115.
  • the electrode 130 according to the present embodiment includes an electrode 130a that is provided on the upper surface of the optical waveguide 120 and is grounded, and an electrode 130b that is provided on the upper surface of the optical waveguide 125 and to which a positive input voltage is applied.
  • the optical coupler 135 and the electrode 130 are an example of a phase modulation reducing unit according to the present invention.
  • the optical waveguide 140, the first optical waveguide 100, the optical waveguide 144, the third optical waveguide 120, and the optical waveguide 148 are, for example, strong materials such as lithium 'niobate (LiNbO) and lithium' tantalate.
  • An integrated waveguide is formed by diffusing a metal such as titanium on a substrate made of a dielectric crystal.
  • the optical waveguide 140 has an optical input port of the optical switch 10 at the input side end, inputs light from the outside, and inputs it as input light to the input side end of the first optical waveguide 100.
  • the optical waveguide 144 guides the output light to which the output side end force of the first optical waveguide 100 is output as a result of switching by the optical coupler 115 and the electrode 110 to the third optical waveguide 120.
  • the output light input to the third optical waveguide 120 is phase-modulated by the optical coupler 135 and input to the optical waveguide 148.
  • the output side end of the optical waveguide 148 is used as an optical output port for outputting the output light of the optical switch 10, and an optical fiber or the like for inputting the output light of the optical switch 10 is connected thereto.
  • the optical waveguide 142, the second optical waveguide 105, and the optical waveguide 146 are integrally formed in the same manner as the optical waveguide 140 to the optical waveguide 148.
  • the optical waveguide 146 propagates the output light.
  • the output side end of the optical waveguide 146 is used as an optical output port for outputting the output light of the optical switch 10 as an example.
  • the optical fiber or the like is not connected.
  • the optical waveguide 150, the fourth optical waveguide 125, and the optical waveguide 152 are integrally formed in the same manner as the waveguides from the optical waveguide 140 to the optical waveguide 148.
  • the waveguides from the optical waveguide 150 to the optical waveguide 152 are provided to realize an optical coupler 135 having substantially the same structure as the optical coupler 115.
  • the optical coupler 135 can generate a phase modulation substantially opposite to the phase modulation generated in the optical coupler 115 during switching.
  • the drive unit 160 receives a drive signal that instructs to drive the optical switch 10 and generates an input voltage to be applied to the electrode 110 and the electrode 130 in accordance with the drive signal. That is, for example, when the drive signal is a logical value L, the drive unit 160 generates an input voltage of 0V and applies it to the electrodes 110a and 130b via the timing adjustment unit 170.
  • the optical waveguide 100 and the optical waveguide 105 according to the present embodiment are provided in parallel for the length corresponding to the complete coupling length. Therefore, when the input voltage is 0V, the input light from the optical waveguide 140 is output from the optical waveguide 105 and radiated through the optical waveguide 146.
  • the drive unit 160 A predetermined positive input voltage is generated and applied to the electrodes 110a and 130b via the timing adjustment unit 170.
  • the length of the portion where the optical waveguide 100 and the optical waveguide 105 are provided in parallel does not match the complete coupling length.
  • input light from the optical waveguide 140 is output from the optical waveguide 100 and output from the optical switch 10 via the optical waveguide 144, the optical waveguide 120, and the optical waveguide 148.
  • the input voltage applied to the electrodes 110a and 130b maximizes the rate at which the input light is output from the optical waveguide 100, and minimizes the rate at which the optical signal is output from the optical waveguide 105. It is desirable that the voltage value be
  • the timing adjustment unit 170 applies a time from when the first input voltage is applied to the electrode 110 to when the first input voltage is applied to the electrode 130, and when the input light is input to the optical coupler 115.
  • the force is also adjusted to be substantially the same as the time until the output light is input to the third optical waveguide 120 in the optical coupler 135. That is, in the present embodiment, the timing adjustment unit 170 applies the first input voltage to the electrode 110a and applies the first input voltage to the electrode 130b.
  • the delay time until the input light is input to the optical waveguide 120 through the optical waveguide 100 and the optical waveguide 144 after the input light is input to the optical waveguide 100 is made substantially the same.
  • the timing adjustment unit 170 can perform phase modulation in the opposite phase with respect to the light phase-modulated by switching of the optical coupler 115 and cancel the phase modulation by the optical coupler 115.
  • the electrodes 110 and 130 are preferably traveling wave electrodes connected to the timing adjustment unit 170 in the vicinity of the light input side.
  • the input voltage applied to the electrode 110 and the electrode 130 propagates in the electrode 110 and the electrode 130 at the same speed as the light propagates in the optical coupler 115 and the optical coupler 135.
  • the electric field according to the timing of the light propagating through the optical coupler 115 and the optical coupler 135 can be appropriately managed, and switching can be performed at higher speed.
  • the electric field applied to the first optical waveguide 100 and the second optical waveguide 105 is provided by including the phase modulation reduction unit including the optical coupler 135 and the electrode 130.
  • the change in the phase of the output light according to the change can be reduced.
  • the phase modulation reduction unit changes the electric field applied to the first optical waveguide 100 and the second optical waveguide 105 based on the phase of the output light from which the output side end force of the optical waveguide 100 is also output.
  • the phase change by the optical coupler 115 can be canceled by changing the phase of the output light in accordance with the phase change amount to substantially the same amount.
  • FIG. 2 shows a cross section of the optical switch 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 2A shows an AA ′ cross section in the optical coupler 115 of the optical switch 10.
  • the optical switch 10 according to the present embodiment is provided on a substrate cut out so that the Z-axis direction of the lithium niobate crystal is perpendicular to the substrate.
  • the optical waveguide 100 and the optical waveguide 105 are provided by diffusing a metal such as titanium on the substrate.
  • the electrode 110a is provided on the upper surface of the optical waveguide 100 in the substrate, and receives an input voltage from the timing adjustment unit 170.
  • the electrode 110b is provided on the upper surface of the optical waveguide 105 in the substrate and is grounded to 0V.
  • the optical waveguide 100 receives an electric field directed from the upper surface direction to the lower surface direction of the substrate.
  • the optical waveguide 105 has an electric power going from the lower surface direction to the upper surface direction of the substrate. Receive the world.
  • the electric field received by the optical waveguide 100 and the optical waveguide 105 is an electric field in the vertical direction of the substrate, that is, an electric field in the Z-axis direction of the lithium niobate crystal, and thus the greatest electro-optical effect is generated.
  • FIG. 2B shows a BB ′ cross section in the optical coupler 135 of the optical switch 10.
  • the optical waveguide 120 and the optical waveguide 125 are provided by diffusing a metal such as titanium on a lithium niobate substrate.
  • the electrode 130a is provided on the upper surface of the optical waveguide 120 in the substrate, and is grounded to 0V.
  • the electrode 130b is provided on the upper surface of the optical waveguide 125 in the substrate, and receives an input voltage from the timing adjustment unit 170.
  • the optical waveguide 125 receives an electric field directed from the upper surface direction to the lower surface direction of the substrate.
  • the optical waveguide 120 receives an electric field from the lower surface direction to the upper surface direction of the substrate.
  • FIG. 3 shows phase modulation in the optical switch 10 according to the present embodiment.
  • the optical waveguide 100 When the logical value of the drive signal is switched from L to H while coherent laser light is input to the optical waveguide 100 via the optical waveguide 140, the optical waveguide is switched from the odd mode light guided on the optical waveguide 105 side. The intensity of even mode light guided on the 100 side is increased. At this time, the phase of the light in the odd mode and the even mode is modulated in accordance with the change of the electric field applied to the optical waveguide 100 and the optical waveguide 105, and the optical frequency is chirped. The sign of this chip varies depending on the orientation of the lithium niobate crystal. In Fig. 3, it is shown as a positive chirp. Similarly, when the logic value of the drive signal switches from H to L, a negative chirp occurs. The chirp between the input and output of the optical waveguide 100 is represented by the amount of phase change, that is, the differential value, as shown in the following equation (1).
  • ⁇ is the phase of the light wave
  • L is the complete coupling length
  • ⁇ ⁇ ( ( ⁇ - ⁇ ) ⁇ 2
  • 8 is the optical waveguide 100
  • the light propagation constant of, ⁇ is the optical waveguide Is the difference between the propagation constants of the optical waveguide 100 and the optical waveguide 105
  • 8 ' is the time derivative of ⁇
  • the optical coupler 135 is provided at the subsequent stage of the optical coupler 115 to cancel the chirp generated in the optical coupler 115.
  • the timing adjustment unit 170 changes the input voltage of the electrode 110b from OV to the same voltage value in the same phase as the input voltage of the electrode 110a is changed from OV to a positive voltage value. Change.
  • the output light of the optical waveguide 100 input from the optical waveguide 144 to the optical waveguide 120 is output via the optical waveguide 148 regardless of the voltage value of the electrode 130b, and leakage light is transmitted to the optical waveguide 152. It is not output except.
  • an electric field having the same magnitude in the opposite direction to the optical waveguide 100 is applied to the optical waveguide 120, and an electric field having the same magnitude in the opposite direction to the optical waveguide 105 is applied to the optical waveguide 125.
  • the optical coupler 135 generates a chirp having substantially the same size in the opposite direction to the optical coupler 115 with respect to the output light. As a result, the chirp generated in the optical coupler 115 can be canceled out.
  • optical coupler 115 and the optical coupler 135 are monolithically integrated by the same process and have the same characteristics.
  • FIG. 4 shows a configuration of the optical switch 10 according to the first modification of the present embodiment.
  • the optical switch 10 according to this modification performs optical switching using the optical coupler 135 close to the optical output port, and performs phase modulation by the optical coupler 135 using the optical coupler 115 close to the optical input port. Take off configuration.
  • members denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 have substantially the same functions and configurations as those in FIG.
  • the optical coupler 135 is a distributed coupling type optical coupler having a first optical waveguide 120 and a second optical waveguide 125 provided in parallel.
  • the optical coupler 135 is an optical switch that outputs input light input to the input side end of the first optical waveguide 120 as output light from one output side end of the first optical waveguide 120 and the second optical waveguide 125. Function as.
  • the electrode 430 (430a, b) is similar to the electrode 110a and the electrode 110b.
  • An electric field corresponding to the first input voltage input via the scanning adjustment unit 170 is applied to the first optical waveguide 120 and the second optical waveguide 125.
  • the electrode 430 according to this modification includes an electrode 430a that is provided on the upper surface of the optical waveguide 120 and to which a positive input voltage is applied, and an electrode 430b that is provided on the upper surface of the optical waveguide 125 and is grounded.
  • the optical coupler 115 is a distributed coupling type optical coupler having a third optical waveguide 100 and a fourth optical waveguide 105 provided in parallel.
  • the third optical waveguide 100 inputs light from the outside via the optical waveguide 140, guides it to the optical coupler 135 via the optical waveguide 144, and inputs it to the first optical waveguide 120 as input light to the optical coupler 135. input.
  • the electrode 410 (410a, b) is connected to the first optical waveguide 120 and the second optical waveguide 125 according to the first input voltage input from the driving unit 160 via the timing adjustment unit 170.
  • An electric field in the direction opposite to the applied electric field is applied to the third optical waveguide 100 and the fourth optical waveguide 105.
  • the electrode 410 changes the phase of the input light propagating through the third optical waveguide 100 in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change amount in the optical coupler 135.
  • the electrode 130 according to this modification includes an electrode 410a that is provided on the upper surface of the optical waveguide 100 and is grounded, and an electrode 410b that is provided on the upper surface of the optical waveguide 105 and to which a positive input voltage is applied.
  • the optical coupler 115 and the electrode 410 according to this modification are examples of the phase modulation reduction unit according to the present invention.
  • the timing adjustment unit 170 applies the first input voltage to the electrode 410 and the force is applied to the time until the first input voltage is applied to the electrode 430.
  • the force is adjusted so that the time from when light is input to the third optical waveguide 100 until the input light is input to the optical coupler 135 is substantially the same.
  • optical modulation is performed on the laser light input from the outside in substantially the same amount of phase modulation in the opposite direction to the phase modulation generated by the switching operation in the optical coupler 135.
  • the chirp generated in the optical coupler 135 can be canceled out.
  • FIG. 5 shows a configuration of the optical switch 10 according to the second modification of the present embodiment.
  • the optical switch 10 switches whether or not the power to output the input light from the optical switch 10 is switched by the optical coupler 115. Then, the phase modulation of the output light generated by the optical coupler 115 is reduced and output by the optical waveguide 120 and the electrode 130 to suppress the occurrence of chirp.
  • members denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 have substantially the same functions and configurations as those in FIG.
  • the optical switch 10 includes an optical coupler 115, electrodes 110 (110a, b), a third optical waveguide 120, electrodes 130 (130a, b), and a plurality of optical waveguides ( 140, 142, 144, 146, and 148), a drive unit 160, and a timing adjustment unit 170.
  • the optical waveguide 120 receives the output light of the optical coupler 115 output from the first optical waveguide 100, and outputs it via the optical waveguide 148.
  • the electrode 130 generates an electric field in a direction opposite to the electric field applied to the first optical waveguide 100 by the electrode 110 according to the first input voltage input from the driving unit 160 via the timing adjustment unit 170. Apply to.
  • the electrode 130 changes the phase of the output light propagating through the third optical waveguide 120 in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change amount in the optical coupler 115.
  • the electrode 130 according to this modification is provided on the upper surface of the optical waveguide 120, and is provided in parallel with the grounded electrode 130a in parallel with the vicinity of the electrode 130a on the substrate on which the optical switch 10 is formed. And an electrode 130b to which an input voltage is applied.
  • the optical waveguide 120 and the electrode 130 are an example of a phase modulation reduction unit according to the present invention.
  • FIG. 6 shows a cross section of CC ′ of the optical switch 10 according to the second modification of the present embodiment.
  • the optical switch 10 according to this modification is provided on a substrate cut out so that the Z-axis direction of the lithium niobate crystal is perpendicular to the substrate.
  • the optical waveguide 120 is provided by diffusing a metal such as titanium on the substrate.
  • the electrode 130a is provided on the upper surface of the optical waveguide 120 in the substrate, and is grounded to 0V.
  • the electrode 130b is provided in parallel with the vicinity of the electrode 130a on the substrate, and receives an input voltage from the timing adjustment unit 170.
  • the optical waveguide 120 receives an electric field directed from the lower surface direction to the upper surface direction of the substrate.
  • the optical waveguide 100 receives a directional electric field from the upper surface direction to the lower surface direction of the substrate.
  • the optical waveguide 120 is larger in the opposite direction to the optical coupler 115 than the output light. This produces a chirp that is almost identical.
  • the phase modulation reducing unit having the optical waveguide 120 and the electrode 130 can cancel the chirp generated in the optical coupler 115.
  • FIG. 7 shows a configuration of the optical switch 10 according to a third modification of the present embodiment.
  • the optical switch 10 according to this modification has a configuration in which a phase modulation reducing unit having an optical waveguide 120 and an electrode 130 is provided at a location closer to the input side port than the optical coupler 115.
  • the members in FIG. 7 denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 have substantially the same functions and configurations as those in FIG.
  • the optical switch 10 includes an optical coupler 115, electrodes 110 (110a, b), a third optical waveguide 120, electrodes 130 (130a, b), and a plurality of optical waveguides ( 140, 141, 142, 144, 14 6), a driving unit 160, and a timing adjusting unit 170.
  • the optical waveguide 120 inputs light from the outside via the optical waveguide 140 and outputs it to the optical waveguide 141, thereby inputting the first optical waveguide 100 as input light.
  • the electrode 130 In response to the first input voltage input from the drive unit 160 via the timing adjustment unit 170, the electrode 130 generates an electric field in the opposite direction to the electric field applied to the first optical waveguide 100 by the electrode 110. Apply to 120. As a result, the electrode 130 changes the phase of the input light propagating through the third optical waveguide 120 in the opposite direction substantially the same amount as the phase change amount in the optical coupler 115.
  • the optical waveguide 120 and the electrode 130 are an example of a phase modulation reduction unit according to the present invention.
  • the timing adjustment unit 170 has the same function and configuration as the timing adjustment unit 170 shown in FIG.
  • optical modulation is performed on the laser light input from the outside in substantially the same amount of phase modulation in the opposite direction to the phase modulation generated by the switching operation in the optical coupler 135.
  • the chirp generated in the optical coupler 135 can be canceled out.
  • FIG. 8 shows a configuration of the optical switch 10 according to a fourth modification of the present embodiment.
  • the optical switch 10 according to this modification performs switching of light using a normally-off type optical coupler 115 provided on the side close to the input side port, and is provided on the side close to the output side port.
  • No The configuration is such that the phase modulation by the optical coupler 115 is canceled using a Marie'-on type optical coupler 135.
  • the input voltage conversion unit 880 generates an input voltage to be supplied to the optical coupler 135 so that the optical coupler 135 is turned on or off simultaneously with the optical coupler 115.
  • the members in FIG. 8 denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 have substantially the same functions and configurations as those in FIG.
  • the optical switch 10 includes an optical coupler 115, an electrode 110 (110a, b), an optical coupler 135, an electrode 830 (830a, b), and a plurality of optical waveguides (140, 142, 144, 146, 148, 150, and 152), a drive unit 160, a timing adjustment unit 170, and an input voltage conversion unit 880.
  • the optical coupler 135 is a distributed coupling type optical coupler having a third optical waveguide 120 and a fourth optical waveguide 125 provided in parallel.
  • the optical coupler 135 inputs the output light output from the output side end of the first optical waveguide 100 to the third optical waveguide 120, and outputs the output light whose phase change in the optical coupler 115 is reduced to the fourth optical waveguide. Output from waveguide 125.
  • the input voltage conversion unit 880 generates a second input voltage to be supplied to the optical coupler 135 by reducing the first input voltage that also supplies a predetermined reference voltage force to the optical coupler 115.
  • This reference voltage may be, for example, the value V of the first input voltage supplied to the optical coupler 115 when the optical switch 10 is turned on.
  • the second input voltage V is applied to the electrode 830.
  • the first input voltage V is applied to the electrode 110 to turn on the optical switch 10
  • the second input voltage 0 V is applied to the electrode 830.
  • the electrode 830 generates an electric field in the same direction as the electric field applied to the first optical waveguide 100 and the first optical waveguide 105 by the electrode 110 according to the second input voltage, and the third optical waveguide 120 and the fourth optical waveguide 12. Apply to 5.
  • the second input voltage takes, for example, a voltage value obtained by subtracting the first input voltage from the reference voltage
  • the electrode 830 outputs the output light that propagates through the third optical waveguide 120 and the fourth optical waveguide 125.
  • the phase is changed in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change amount in the optical coupler 115.
  • the electrode 130 includes a grounded electrode 830a provided on the upper surface of the optical waveguide 120 and an electrode 830b provided on the upper surface of the optical waveguide 125 to which a positive input voltage is applied.
  • the optical coupler 135 and the electrode 830 are It is an example of the phase modulation reduction part which concerns on invention.
  • the optical waveguide 148 is not used as an optical output port of the optical switch 10, and an optical fiber or the like is not connected thereto.
  • the output side end of the optical waveguide 152 is used as an optical output port for outputting the output light of the optical switch 10, and an optical fiber or the like for inputting the output light of the optical switch 10 is connected thereto.
  • the timing adjustment unit 170 applies a time from when the first input voltage is applied to the electrode 110 to when the second input voltage is applied to the electrode 830, and when the input light is input to the optical coupler 115.
  • the force is also adjusted to be substantially the same as the time until the output light is input to the third optical waveguide 120.
  • FIG. 9 shows phase modulation in the optical switch 10 according to the fourth modification example of the present embodiment.
  • the driving unit 160 applies the first input voltage 0V to the electrode 110. Further, the input voltage converter 880 applies the second input voltage V obtained by subtracting the first input voltage 0V from the reference voltage V force to the electrode 830. As a result, the input light input to the optical waveguide 100 is output from the output side end of the optical waveguide 105 and is not output from the optical output port of the optical switch 10.
  • the drive unit 160 switches the first input voltage from 0 V to V and supplies the first input voltage to the electrode 110, and turns on the optical coupler 115. To do.
  • a positive chip is generated in the optical coupler 115 as an example.
  • the input voltage converter 880 supplies the second input voltage 0V obtained by subtracting the first input voltage V from the reference voltage V to the electrode 830 according to the change in the first input voltage, and the optical coupler 135 Turn on.
  • the optical coupler 135 generates a negative chirp having substantially the same size in the reverse direction to the optical coupler 115 with respect to the output light.
  • the drive unit 160 switches the first input voltage to the electrode 110 with the V force also switched to 0 V, and turns off the optical coupler 135. To do.
  • the input voltage converter 880 generates a reference voltage according to the change in the first input voltage.
  • the second input voltage obtained by subtracting the first input voltage OV is supplied to the electrode 830, and the optical coupler 135 is turned off.
  • the optical coupler 135 generates a positive chirp having substantially the same size in the opposite direction to the optical coupler 115 with respect to the output light.
  • the optical coupler 135 generates a chirp having substantially the same size in the opposite direction to the optical coupler 115 with respect to the output light. As a result, the chirp generated in the optical coupler 115 can be canceled out.
  • FIG. 10 shows a configuration of the optical switch 10 according to the fifth modification example of the present embodiment.
  • the optical switch 10 according to the present embodiment performs switching of light using a normally-off type optical coupler 135 provided on the side close to the output side port, and is provided on the side close to the input side port.
  • the configuration is such that the phase modulation by the optical coupler 135 is canceled by using a normally-on type optical coupler 115.
  • the input voltage conversion unit 880 generates an input voltage to be supplied to the optical coupler 115 so that the optical coupler 115 is turned on or off at the same time as the optical coupler 135.
  • Components in FIG. 10 denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 have substantially the same functions and configurations as those in FIG.
  • the optical switch 10 includes an optical coupler 115, a second electrode 910 (910a, b), an optical coupler 135, a first electrode 430 (430a, b), and a plurality of optical waveguides.
  • Waveguides 140, 142, 144, 146, 148, 150, and 152
  • drive unit 160 a timing adjustment unit 170
  • an input voltage conversion unit 880 are provided.
  • the optical coupler 115 is a distributed coupling type optical coupler having a third optical waveguide 105 and a fourth optical waveguide 100 provided in parallel.
  • the third optical waveguide 105 inputs light from the outside via the optical waveguide 142.
  • the fourth optical waveguide 100 is provided in parallel to the third optical waveguide, and inputs the input light input by the third optical waveguide 105 to the first optical waveguide 120 via the optical waveguide 144.
  • the input voltage converter 880 subtracts the first input voltage supplied to the optical coupler 135 from the predetermined reference voltage and supplies the second input voltage to the optical coupler 115. Generate input voltage.
  • the electrode 910 generates an electric field in the same direction as the electric field applied to the first optical waveguide 120 and the second optical waveguide 125 by the electrode 430 according to the second input voltage, and the third optical waveguide 105 and the fourth optical waveguide. Apply to 100.
  • the second input voltage takes, for example, a voltage value obtained by subtracting the first input voltage from the reference voltage
  • the electrode 910 transmits the input light transmitted through the third optical waveguide 105 and the fourth optical waveguide 100.
  • the phase is changed in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change amount in the optical coupler 115.
  • the electrode 910 according to the present embodiment is provided on the upper surface of the third optical waveguide 105, and is connected to the grounded electrode 910b and the electrode 910a provided on the upper surface of the fourth optical waveguide 100 to which a positive input voltage is applied.
  • the optical coupler 115 and the electrode 910 are an example of a phase modulation reducing unit according to the present invention.
  • the optical waveguide 142 has an optical input port of the optical switch 10 at the input side end, and inputs light from the outside and inputs it to the input side end of the third optical waveguide 105. Unlike FIG. 8, the optical waveguide 140 is not connected to an external optical fiber or the like and does not input external force light.
  • the timing adjustment unit 170 applies the second input voltage to the electrode 910 and the force is applied to the time until the first input voltage is applied to the electrode 430.
  • the power is adjusted so that the time from when light is input to the third optical waveguide 105 until the input light is input to the optical coupler 135 is substantially the same.
  • optically coupled phase modulation of approximately the same amount in the opposite direction to the phase modulation generated by the switching operation in the optical coupler 135 is applied to the laser light input from the outside.
  • the chirp generated in the optical coupler 135 can be canceled out.
  • FIG. 11 shows a configuration of the optical switch 10 according to a sixth modification of the present embodiment.
  • the optical coupler 115 switches whether or not the input light is output from the optical switch 10. Then, the phase modulation of the output light generated by the optical coupler 115 is reduced and output by the optical waveguide 120 and the electrode 1030 to suppress the occurrence of chirp.
  • members denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 have substantially the same functions and configurations as those in FIG.
  • the input voltage conversion unit 880 subtracts the first input voltage supplied to the optical coupler 135 from a predetermined reference voltage in the same manner as in FIG. 8, and supplies the second input voltage to the optical coupler 115. Input power Generate pressure.
  • the electrode 1030 (1030a, b) generates an electric field in the same direction as the electric field applied to the fourth optical waveguide 100 by the electrode 110 in accordance with the second input voltage input from the input voltage conversion unit 880. 1 Apply to 20.
  • the second input voltage takes, for example, a voltage value obtained by subtracting the first input voltage from the reference voltage V
  • the electrode 1030 has the output light propagating through the third optical waveguide 100 and the fourth optical waveguide 105.
  • the phase is changed in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change amount in the optical coupler 115.
  • the electrode 1030 according to the present embodiment is provided on the upper surface of the third optical waveguide 120, and is provided in parallel with the grounded electrode 1030a and in the vicinity of the electrode 1030a on the substrate on which the optical switch 10 is formed. And an electrode 1030b to which an input voltage is applied.
  • the optical waveguide 120 and the electrode 1030 are an example of a phase modulation reduction unit according to the present invention.
  • the optical switch 10 According to the optical switch 10 according to the present modification, a change opposite to the change of the electric field applied to the optical waveguide 100 can be generated with respect to the electric field of the optical waveguide 120.
  • the phase modulation reduction unit including the optical waveguide 120 and the electrode 1030 generates a chirp having substantially the same size in the opposite direction to the optical coupler 115 with respect to the output light.
  • the phase modulation reducing unit having the optical waveguide 120 and the electrode 1030 can cancel the chirp generated in the optical coupler 115.
  • FIG. 12 shows a configuration of the optical switch 10 according to the seventh modification example of the present embodiment.
  • the optical switch 10 according to the present modification has a configuration in which a phase modulation reducing unit having an optical waveguide 120 and an electrode 1130 is provided at a location closer to the optical input port than the optical coupler 115.
  • the members in FIG. 12 denoted by the same reference numerals as those in FIG. 7 have substantially the same functions and configurations as those in FIG.
  • the optical switch 10 includes an optical coupler 115, electrodes 110 (110a, b), a third optical waveguide 120, electrodes 1130 (1130a, b), and a plurality of optical waveguides ( 140, 141, 142, 144, 146), a drive unit 160, a timing adjustment unit 170, and an input voltage conversion unit 880.
  • the input voltage conversion unit 880 subtracts the first input voltage supplied to the optical coupler 115 from the predetermined reference voltage in the same manner as in FIG. 8, and supplies the second input voltage supplied to the electrode 1130. Is generated.
  • the electrode 1130 applies an electric field in the same direction as the electric field applied to the first optical waveguide 100 by the electrode 110 to the third optical waveguide 120 according to the second input voltage.
  • the electrode 1130 determines the phase of the input light propagating through the third optical waveguide 120 as follows: The phase is changed in the opposite direction by substantially the same amount as the phase change in the optical coupler 115.
  • the electrode 1130 according to this embodiment is provided on the upper surface of the third optical waveguide 120, and is parallel to the electrode 1130a to which a positive input voltage is applied and the vicinity of the electrode 1130a on the substrate on which the optical switch 10 is formed. And a grounded electrode 1130b.
  • the optical waveguide 120 and the electrode 1130 are an example of a phase modulation reduction unit according to the present invention.
  • the optical switch 10 According to the optical switch 10 according to this modification, a change opposite to the change of the electric field applied to the optical waveguide 100 can be caused with respect to the electric field of the optical waveguide 120.
  • the phase modulation reduction unit including the optical waveguide 120 and the electrode 1130 is approximately the same size as the chip generated by the switching operation in the optical coupler 115 with respect to the laser beam to which an external force is also input. The cheap can be added in advance.
  • the phase modulation reducing unit having the optical waveguide 120 and the electrode 1130 can cancel the chirp generated in the optical coupler 115.
  • FIG. 13 shows a configuration of the optical test apparatus 20 according to the present embodiment.
  • the optical test apparatus 20 inputs the optical pulse signal generated by the optical switch 10 according to the present embodiment to the optical fiber 1300 to be tested, and tests the optical fiber 1300 based on the reflected light from the optical fiber 1300 or the like. The Thus, the optical test apparatus 20 can accurately test the optical fiber 1300 using the optical pulse signal with reduced frequency chirp.
  • the optical test apparatus 20 includes a light emitting unit 1310, a pulse generator 1320, an optical switch 10, a directional coupler 1330, a detector 1340, and an average calculating unit 1350.
  • the light emitting unit 1310 is, for example, a laser diode, and generates coherent laser light.
  • the pulse generator 1320 generates a pulse signal having a predetermined pulse width.
  • the optical switch 10 inputs light generated by the light emitting unit 1310 from an optical input port, and inputs a pulse signal generated by the pulse generator 1320 as a drive signal. As a result, the optical switch 10 outputs the light generated by the light emitting unit 1310 based on the pulse signal. Switch whether or not More specifically, the optical switch 10 blocks the light generated by the light emitting unit 1310 and does not output it from the optical output port while the pulse signal is a logical value. On the other hand, while the pulse signal is a logical value H, the light generated by the light emitting unit 1310 is allowed to pass through and output from the light output port.
  • the directional coupler 1330 inputs light output from the optical switch to an optical fiber 1300 that is an example of an external optical waveguide. Further, the directional coupler 1330 acquires backscattered light and reflected light from the optical fiber 1300 and supplies them to the detector 1340.
  • the detector 1340 detects backscattered light and reflected light acquired from the optical fiber 1300.
  • the detector 1340 according to the present embodiment performs heterodyne detection on the backscattered light and reflected light acquired from the optical fiber 1300 based on the light generated by the light emitting unit 1310.
  • the average calculation unit 1350 averages the output signal of the detector 1340 and displays it to the measurer.
  • the optical fiber 1300 can be tested using laser pulse light with reduced frequency chirp. As a result, frequency fluctuations that occur in the received signal in heterodyne detection can be reduced.
  • the optical switch 10 is a substrate in which the X axis direction of the lithium 'niobate crystal is vertical, instead of being provided on a substrate (Z plate) in which the Z axis direction of the lithium' niobate crystal is vertical.
  • a form provided on the (X plate) may be adopted.
  • the electrode 110, the electrode 130, the electrode 410, the electrode 430, the electrode 830, the electrode 910, the electrode 1030, and the electrode 1130 apply an electric field in the horizontal direction of the substrate perpendicular to the extending direction of the electrode to the optical waveguide.
  • the optical coupler 115 or the optical coupler 135 that performs switching has a length twice as long as the complete coupling length, and a complete coupling length portion near the light input side and a perfect coupling near the output side. Even if an inversion coupling type optical switch is formed by inverting the plus and minus of the electrode with the coupling length part, Good.
  • the phase modulation reduction unit has a length twice as long as the complete coupling length in accordance with the structure of the inversion coupling type electrode, and a perfect coupling length portion near the light input side and a perfect coupling length near the output side.
  • An electric field is applied to the optical waveguide due to the structure in which the plus and minus of the electrode are reversed with the coupling length! ]
  • the optical switch 10 may have a structure in which the optical waveguide in the phase modulation reduction unit is domain-inverted (polarized inversion) with respect to the optical coupler 115 or the optical coupler 135 that performs switching.
  • the electrodes in the phase modulation reduction unit are physically in the same direction.
  • the structure which applies the same amount of electric field is taken. Thereby, the phase modulation reducing unit can obtain the same effect as applying the same amount of electric field in the opposite direction to the optical waveguide that has not undergone polarization inversion.

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Abstract

　平行に設けられた第１光導波路及び第２光導波路を有し、第１光導波路の入力側端部に入力された入力光を、第１光導波路及び第２光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の第１の光結合器と、第１の入力電圧に応じた電界を第１光導波路及び第２光導波路に印加して、第１の光結合器に入力された入力光を出力光として出力させるか否かを第１の入力電圧に応じて制御する第１の電極と、第１光導波路及び第２光導波路に印加される電界の変化に応じた出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部とを備える光スイッチを提供する。

Description

明 細 書
光スィッチ及び光試験装置
技術分野
[0001] 本発明は、光スィッチ及び光試験装置に関する。特に本発明は、分布結合型の光 結合器を用いた光スィッチ及び光試験装置に関する。本出願は、下記の日本出願に 関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願 に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
1.特願 2004— 372108 出願日 2004年 12月 22日
背景技術
[0002] 従来、光スィッチの一形態として分布結合型の光スィッチが用いられて!/、る。分布 結合型の光スィッチは、近接して平行に設けられた第 1光導波路及び第 2光導波路 を有する光結合器と、第 1光導波路及び第 2光導波路に電界を印加して電気光学効 果を生じさせる電極とを有する。分布結合型の光スィッチにおいては、電極に電圧を 印加する力否かにより、第 1光導波路に入力した入力光を、第 1光導波路及び第 2光 導波路のいずれから出力するかを制御することができる。
[0003] 分布結合型の光スィッチは、電圧のオン又はオフにより制御可能であり、マッハツエ ンダー型の光スィッチのように規定の DCノィァスを常に印加する必要がな 、。この ため、 DCバイアスの印加により基板等がチャージし、光スィッチの動作点が変化する ドリフト現象が生じにくぐ安定した動作特性が得られる。このため、高い消光比が必 要な光路切替用に多用される。
[0004] 特許文献 1は、分布結合型の光スィッチを複数用いて M X Nの光接続の切り替え を可能とするマトリクス型の光スィッチを開示する。
[0005] 特許文献 2は、第 1光導波路及び第 2光導波路を有し、入力光をいずれの光導波 路力 出力させるかを切り替える第 1光結合器と、第 1光導波路の出力光の出力ポー トと第 1光結合器との間に設けらた第 2光結合器とを備える光制御デバイスを開示す る。特許文献 2においては、第 2光結合器は、第 1光結合器のスイッチングに伴う消光 比を高めるために用いられる。より具体的には、第 1光結合器が第 1光導波路に出力 光を出力しないように制御された場合に、第 2光結合器は、第 1光導波路からの漏話 光を光通信に使用しな 、光導波路に出力し、出力ポートから出力されな 、ようにスィ ツチングする。
[0006] 以上に示した特許文献 1及び 2によれば、光結合器を多段構成とすることにより、消 光比を更に高めることができる。
[0007] また、特許文献 3においては、方向性結合器型変調器内に設けたクロス状態方向 性結合器を構成する 2つの光導波路に対応して電極を配置し、直流電圧を印加する ことにより方向性結合型変調器のチヤープパラメータを設定可能としている（図 18等 参照。）。
特許文献 1：特開昭 60 - 76722号公報
特許文献 2 :特開平 5— 53157号公報
特許文献 3：特開 2004 - 354960号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 分布結合型の光スィッチをダイナミックに駆動し高速にオン Zオフした場合、光導 波路に電界を印加することによる位相変調が生じ、出力光の周波数にチヤ一プが発 生する。このため、分布結合型の光スィッチを光パルス試験装置（OTDR: Optical Time Domain Reflectometer)に用いた場合、出力光のチヤープに伴い試験対 象の光ファイバへ入射される光の周波数が変化してしまう。この結果、光パルス試験 装置の測定精度が低くなるという問題がある。
特許文献 3にお ヽてはチヤープパラメータを制御できるものの、光スィッチをダイナ ミックに駆動したことに伴いダイナミックに発生する位相変調を適切に抑えることがで きない。
[0009] そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる光スィッチ及び光試験装置を 提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の 組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定す る。
課題を解決するための手段 [0010] 本発明の第 1の形態によると、平行に設けられた第 1光導波路及び第 2光導波路を 有し、前記第 1光導波路の入力側端部に入力された入力光を、前記第 1光導波路及 び前記第 2光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の 第 1の光結合器と、第 1の入力電圧に応じた電界を前記第 1光導波路及び前記第 2 光導波路に印加して、前記第 1の光結合器に入力された前記入力光を前記出力光 として出力させる力否かを前記第 1の入力電圧に応じて制御する第 1の電極と、前記 第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光 の位相の変化を低減させる位相変調低減部とを備える光スィッチを提供する。
[0011] 前記位相変調低減部は、前記出力光の位相を、前記第 1光導波路及び前記第 2 光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化量と実質的に 同一量逆方向に変化させてもょ 、。
[0012] 前記位相変調低減部は、前記第 1光導波路の前記出力側端部力 出力される前 記出力光を入力する第 3光導波路と、前記第 3光導波路に平行に設けられた第 4光 導波路とを有し、前記第 1の光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光 を前記第 3光導波路から出力する分布結合型の第 2の光結合器と、前記第 1の入力 電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加 する電界と逆方向の電界を前記第 3光導波路及び前記第 4光導波路に印加して、前 記第 3光導波路を伝搬する前記出力光の位相を、前記第 1の光結合器における位 相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第 2の電極とを有してもよい。
[0013] 前記位相変調低減部は、前記出力光を入力する第 3光導波路と、前記第 1の入力 電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路に印加する電界と逆方向の電界 を前記第 3光導波路に印加して、前記第 3光導波路を伝播する前記出力光の位相を 、前記第 1の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させ る第 2の電極とを有してもょ 、。
[0014] 前記第 1の入力電圧を前記第 1の電極に印加してから前記第 1の入力電圧を前記 第 2の電極に印加するまでの時間を、前記第 1の光結合器に前記入力光が入力され て力 前記第 3の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一と なるように調整するタイミング調整部を更に備えてもょ 、。 [0015] 前記位相変調低減部は、外部から光を入力して前記入力光として前記第 1光導波 路に入力する第 3光導波路と、前記第 3光導波路に平行に設けられた第 4光導波路 とを有する分布結合型の第 2の光結合器と、前記第 1の入力電圧に応じて、前記第 1 の電極が前記第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加する電界と逆方向の電界 を前記第 3光導波路及び前記第 4光導波路に印加して、前記第 3光導波路を伝搬す る前記入力光の位相を、前記第 1の光結合器における位相の変化量と実質的に同 一量逆方向に変化させる第 2の電極とを有してもょ 、。
[0016] 前記位相変調低減部は、外部から光を入力して前記入力光として前記第 1光導波 路に入力する第 3光導波路と、前記第 1の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前 記第 1光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第 3光導波路に印加して、前 記第 3光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第 1の光結合器における位 相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第 2の電極とを有してもよい。
[0017] 前記第 1の入力電圧を前記第 2の電極に印加してから前記第 1の入力電圧を前記 第 1の電極に印加するまでの時間を、前記第 3の光導波路に光が入力されてから前 記第 1の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるよう に調整するタイミング調整部を更に備えてもょ 、。
[0018] 前記位相変調低減部は、前記第 1光導波路の前記出力側端部力 出力される前 記出力光を入力する第 3光導波路と、前記第 3光導波路に平行に設けられた第 4光 導波路とを有し、前記第 1の光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光 を前記第 4光導波路から出力する分布結合型の第 2の光結合器と、予め定められた 基準電圧から前記第 1の入力電圧を減じて前記第 2の入力電圧を生成する入力電 圧変換部と、前記第 2の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路及 び前記第 2光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第 3光導波路及び前記 第 4光導波路に印加して、前記第 3光導波路及び前記第 4光導波路を伝搬する前記 出力光の位相を、前記第 1の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆 方向に変化させる第 2の電極とを有してもょ 、。
[0019] 前記第 1の入力電圧を前記第 1の電極に印加してから前記第 2の入力電圧を前記 第 2の電極に印加するまでの時間を、前記第 1の光結合器に前記入力光が入力され て力 前記第 3の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一と なるように調整するタイミング調整部を更に備えてもょ 、。
[0020] 前記位相変調低減部は、外部から光を入力する第 3光導波路と、前記第 3光導波 路に平行に設けられ、前記第 3光導波路が入力した入力光を前記第 1光導波路に入 力する第 4光導波路とを有する分布結合型の第 2の光結合器と、予め定められた基 準電圧から前記第 1の入力電圧を減じて前記第 2の入力電圧を生成する入力電圧 変換部と、前記第 2の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路及び 前記第 2光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第 3光導波路及び前記第 4光導波路に印加して、前記第 3光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第 1の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第 2の電 極とを有してもよい。
[0021] 前記第 2の入力電圧を前記第 2の電極に印加してから前記第 1の入力電圧を前記 第 1の電極に印加するまでの時間を、前記第 3の光導波路に光が入力されてから前 記第 1の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるよう に調整するタイミング調整部を更に備えてもょ 、。
[0022] 本発明の第 2の形態によれば、光を発生する発光部と、パルス信号を発生するパル ス発生器と、前記パルス信号に基づいて、前記発光部により発生された光を出力す るカゝ否かを切り替える光スィッチと、前記光スィッチから出力された光を外部の光導 波路に入力し、前記外部の光導波路から反射光を取得する方向性結合器と、前記 外部の光導波路力 取得された反射光の検波を行う検波部とを備え、前記光スイツ チは、平行に設けられた第 1光導波路及び第 2光導波路を有し、前記発光部により 発生されて前記第 1光導波路の入力側端部に入力された入力光を、前記第 1光導波 路及び前記第 2光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合 型の第 1の光結合器と、前記パルス信号に基づく第 1の入力電圧に応じた電界を前 記第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加して、前記第 1の光結合器に入力され た前記入力光を前記出力光として出力させる力否かを前記第 1の入力電圧に応じて 制御する第 1の電極と、前記第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加される電界 の変化に応じた前記出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部とを有する 光試験装置を提供する。
[0023] なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなぐ これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
発明の効果
[0024] 本発明によれば、スイッチングによるチヤープの発生を抑える光スィッチ及び光試 験装置を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]本発明の実施形態に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 2]本発明の実施形態に係る光スィッチ 10の AA'の断面（（a) )及び BB'の断面（（ b) )を示す。
[図 3]本発明の実施形態に係る光スィッチ 10における位相変調を示す。
[図 4]本発明の実施形態の第 1変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 5]本発明の実施形態の第 2変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 6]本発明の実施形態の第 2変形例に係る光スィッチ 10の CC'の断面を示す。
[図 7]本発明の実施形態の第 3変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 8]本発明の実施形態の第 4変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 9]本発明の実施形態の第 4変形例に係る光スィッチ 10における位相変調を示す
[図 10]本発明の実施形態の第 5変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 11]本発明の実施形態の第 6変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 12]本発明の実施形態の第 7変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。
[図 13]本発明の実施形態に係る光試験装置 20の構成を示す。
符号の説明
[0026] 10 光スィッチ
20 光試験装置
115、 135 光結合器
100、 105、 120、 125、 140、 141、 142、 144、 146、 148、 150、 152 光導波路 110a〜b、 130a〜b、 410a〜b、 430a〜b、 830a〜b、 910a〜b、 1030a〜b、 113 Oa〜b 電極
160 駆動部
170 タイミング調整部
880 入力電圧変換部
1300 光ファイノく
1310 発光部
1320 ノ レス発生器
1330 方向性結合器
1340 検波器
1350 平均算出部
発明を実施するための最良の形態
[0027] 図 1は、本実施形態に係る光スィッチ 10の構成を示す。光スィッチ 10は、光結合器 115により入力光を光スィッチ 10から出力するか否かを切り替える。本実施形態に係 る光スィッチ 10は、光結合器 115により生じた出力光の位相変調を光結合器 135〖こ より低減して出力し、チヤープの発生を抑える。
[0028] 光スィッチ 10は、光結合器 115と、電極 110 (110a、 b)と、光結合器 135と、電極 1 30 (130a, b)と、複数の光導波路（140、 142、 144、 146、 148、 150、及び 152)と 、駆動部 160と、タイミング調整部 170とを備える。
[0029] 光結合器 115は、平行に設けられた第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105を有 する分布結合型の光結合器である。光結合器 115は、第 1光導波路 100の入力側端 部に入力された入力光を、第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105の一方の出力 側端部から出力光として出力する光スィッチとして機能する。
[0030] 電極 110は、駆動部 160からタイミング調整部 170を介して入力される第 1の入力 電圧に応じた電界を、第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105に印加する。これに より、光結合器 115に入力された入力光を光結合器 115の出力光として光導波路 10 0の出力側端部力 出力させる力否かを、第 1の入力電圧に応じて制御する。本実施 形態に係る電極 110は、光導波路 100の上面に設けられ、正の入力電圧が印加され る電極 110aと、光導波路 105の上面に設けられ、接地された電極 11 Obとを有する。 [0031] 光結合器 135は、第 1光導波路 100の出力側端部力も出力される出力光を入力す る第 3光導波路 120と、第 3光導波路 120に平行に設けられた第 4光導波路 125とを 有する分布結合型の光結合器である。光結合器 135は、光結合器 115におけるスィ ツチングに伴う位相の変化を低減させた出力光を第 3光導波路 120から出力する。
[0032] 電極 130は、駆動部 160からタイミング調整部 170を介して入力される第 1の入力 電圧に応じて、電極 110が第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105に印加する電界 と逆方向の電界を、第 3光導波路 120及び第 4光導波路 125に印加する。これにより 電極 130は、第 3光導波路 120を伝搬する出力光の位相を、光結合器 115における 位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極 130 は、光導波路 120の上面に設けられ、接地された電極 130aと、光導波路 125の上面 に設けられ、正の入力電圧が印加される電極 130bとを有する。本実施形態において 、光結合器 135及び電極 130は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
[0033] 光導波路 140、第 1光導波路 100、光導波路 144、第 3光導波路 120、及び光導 波路 148は、例えばリチウム 'ナイオベート (LiNbO )やリチウム 'タンタレート等の強
3
誘電体結晶を材料とする基板にチタン等の金属を拡散することにより、一体の導波路 として形成される。光導波路 140は、光スィッチ 10の光入力ポートを入力側端部に有 し、外部から光を入力して、第 1光導波路 100の入力側端部に入力光として入力する 。光導波路 144は、光結合器 115及び電極 110によるスイッチングの結果第 1光導 波路 100の出力側端部力も出力される出力光を第 3光導波路 120へ導く。第 3光導 波路 120へ入力された出力光は、光結合器 135により位相変調され、光導波路 148 に入力される。光導波路 148の出力側端部は、光スィッチ 10の出力光を出力する光 出力ポートとして用いられ、光スィッチ 10の出力光を入力する光ファイバ等が接続さ れる。
[0034] 光導波路 142、第 2光導波路 105、及び光導波路 146は、光導波路 140から光導 波路 148の導波路と同様にして、一体として形成される。光導波路 146は、光導波路 140から光結合器 115に入力された入力光が、第 2光導波路 105の出力側端部から 出力光として出力された場合に、当該出力光を伝播させる。光導波路 146の出力側 端部は、一例として光スィッチ 10の出力光を出力する光出力ポートとしては用いられ ず、光ファイバ等は接続されない構成をとる。
[0035] 光導波路 150、第 4光導波路 125、及び光導波路 152は、光導波路 140から光導 波路 148の導波路と同様にして、一体として形成される。光導波路 150から光導波路 152の導波路は、光結合器 115とほぼ同一構造の光結合器 135を実現するために 設けられる。これにより、スイッチング時に光結合器 115において発生する位相変調 とほぼ逆の位相変調を光結合器 135において発生させることができる。
[0036] 駆動部 160は、光スィッチ 10の駆動を指示する駆動信号を入力し、駆動信号に応 じて電極 110及び電極 130に印加する入力電圧を生成する。すなわち例えば、駆動 信号が論理値 Lの場合、駆動部 160は、 0Vの入力電圧を生成し、タイミング調整部 1 70を介して電極 110a及び電極 130bに印加する。ここで、本実施形態に係る光導波 路 100及び光導波路 105は、入力電圧が 0Vの場合において、完全結合長に相当 する長さ分が平行に設けられている。したがって、入力電圧が 0Vの場合、光導波路 140からの入力光は光導波路 105から出力され、光導波路 146を介して放射される 一方、駆動信号が論理値 Hの場合、駆動部 160は、予め定められた正の入力電圧 を生成し、タイミング調整部 170を介して電極 110a及び電極 130bに印加する。この 場合、光導波路 100及び光導波路 105の屈折率が変化するため、光導波路 100及 び光導波路 105が平行して設けられた部分の長さが完全結合長と一致しなくなる。こ の結果、光導波路 140からの入力光は光導波路 100から出力され、光導波路 144、 光導波路 120、及び光導波路 148を介して光スィッチ 10から出力される。なお、駆動 信号が論理値 Hの場合に電極 110a及び電極 130bに印加される入力電圧は、入力 光が光導波路 100から出力される割合を最大化し、光導波路 105から出力される割 合を最小化する電圧値であることが望まし 、。
[0037] タイミング調整部 170は、第 1の入力電圧を電極 110に印加して力も第 1の入力電 圧を電極 130に印加するまでの時間を、光結合器 115に入力光が入力されて力も光 結合器 135内の第 3光導波路 120に出力光が入力されるまでの時間と実質的に同 一となるように調整する。すなわち、本実施形態において、タイミング調整部 170は、 電極 110aに第 1の入力電圧を印加して力も電極 130bに第 1の入力電圧を印加する までの遅延時間を、入力光が光導波路 100に入力されてから、光導波路 100及び光 導波路 144を介して光導波路 120に入力されるまでの遅延時間とほぼ同一とする。 これによりタイミング調整部 170は、光結合器 115のスイッチングにより位相変調され た光に対し、同一タイミングで逆位相の位相変調を行い、光結合器 115による位相 変調を打ち消すことができる。
[0038] なお、電極 110及び電極 130は、光の入力側近傍においてタイミング調整部 170と 接続される進行波型の電極とすることが望ましい。この場合、電極 110及び電極 130 に印加された入力電圧は、光結合器 115及び光結合器 135内を光が伝播するのと 同じ速度で電極 110及び電極 130内を伝播する。これにより、光結合器 115及び光 結合器 135内を伝播する光のタイミングに応じた電界を適切にカ卩えることができ、より 高速にスイッチングを行うことができる。
[0039] 以上に示した光スィッチ 10によれば、光結合器 135及び電極 130を有する位相変 調低減部を備えることにより、第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105に印加される 電界の変化に応じた出力光の位相の変化を低減させることができる。より具体的には 、当該位相変調低減部は、光導波路 100の出力側端部力も出力された出力光の位 相を、第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105に印加される電界の変化に応じた出 力光の位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させ、光結合器 115による位 相変調を打ち消すことができる。
[0040] 図 2は、本実施形態に係る光スィッチ 10の断面を示す。
図 2 (a)は、光スィッチ 10の光結合器 115における AA'断面を示す。本実施形態に 係る光スィッチ 10は、リチウム 'ナイオベート結晶の Z軸方向が基板の垂直方向となる ように切り出された基板上に設けられる。光導波路 100及び光導波路 105は、当該 基板にチタン等の金属を拡散することにより設けられる。電極 110aは、基板における 光導波路 100の上面に設けられ、タイミング調整部 170から入力電圧の供給を受け る。電極 110bは、基板における光導波路 105の上面に設けられ、 0Vに接地される。
[0041] 電極 110aに正の入力電圧が印加されると、電極 110aから電極 110bへと向かう電 界が生じる。これにより、光導波路 100は、基板の上面方向から下面方向へと向かう 電界を受ける。また、光導波路 105は、基板の下面方向から上面方向へと向かう電 界を受ける。このように光導波路 100及び光導波路 105が受ける電界は、基板のほ ぼ垂直方向の電界、すなわちリチウム 'ナイオベート結晶の Z軸方向の電界であるか ら、最も大きな電気光学効果が発生する。
[0042] 図 2 (b)は、光スィッチ 10の光結合器 135における BB'断面を示す。光導波路 120 及び光導波路 125は、リチウム 'ナイオベートの基板にチタン等の金属を拡散するこ とにより設けられる。電極 130aは、基板における光導波路 120の上面に設けられ、 0 Vに接地される。電極 130bは、基板における光導波路 125の上面に設けられ、タイミ ング調整部 170から入力電圧の供給を受ける。
[0043] 電極 130bに正の入力電圧が印加されると、電極 130b力ら電極 130aへと向力ぅ電 界が生じる。これにより、光導波路 125は、基板の上面方向から下面方向へと向かう 電界を受ける。また、光導波路 120は、基板の下面方向から上面方向へと向かう電 界を受ける。
[0044] 図 3は、本実施形態に係る光スィッチ 10における位相変調を示す。
光導波路 140を介して光導波路 100にコヒーレントなレーザー光を入力した状態で 、駆動信号の論理値を Lから Hへ切り替えると、光導波路 105側で導波される奇モー ドの光より光導波路 100側で導波される偶モードの光の強度が高くなる。この際、光 導波路 100及び光導波路 105に印加される電界の変化に伴って奇モード及び偶モ ードの光の位相が変調され、光の周波数のチヤープが発生する。このチヤ一プの正 負はリチウム ·ナイオベート結晶の方位により異なる力 図 3にお 、ては正のチヤープ として示す。同様に、駆動信号の論理値が Hから Lへ切り替わると、負のチヤープが 発生する。光導波路 100の入力及び出力間のチヤープは、以下の数 1に示すように 、位相の変化量、すなわち微分値により表される。
[0045] [数 1]
1 άφ Δ β ' ( c2sw{rL) - cos(y L) + y L A 31
1π dt γ ( c2cos(rL) + A 92)
[0046] ただし、 φは光波の位相、 Lは完全結合長、 κはモード結合定数 ( κ = π / (2L) ) , Δ β ( = ( β - β ) Ζ2、ただし |8 は光導波路 100の光の伝播定数、 β は光導波 路 105の光の伝播定数）は光導波路 100及び光導波路 105の光の伝播定数の差分 値、 Δ |8 'は Δ |8の時間微分、 γは（ κ 2+ Δ |82) 1/2である。
[0047] 高速光伝送又はへテロダイン検波による光計測等においては、このチヤ一プの発 生により伝送精度又は計測精度が劣化してしまう。そこで、本実施形態に係る光スィ ツチ 10においては、光結合器 115の後段に光結合器 135を設け、光結合器 115で 発生したチヤープを打ち消す。
[0048] より具体的には、タイミング調整部 170は、電極 110aの入力電圧を OVから正の電 圧値に変化させたのと同位相で電極 130bの入力電圧を OVから同一の電圧値に変 化させる。この場合、光導波路 144から光導波路 120に入力される光導波路 100の 出力光は、電極 130bの電圧値によらず光導波路 148を介して出力され、光導波路 1 52に対しては漏波光を除き出力されない。しかし、光導波路 120には光導波路 100 と逆方向で大きさがほぼ同一の電界が印加され、光導波路 125には光導波路 105と 逆方向で大きさがほぼ同一の電界が印加されるため、光結合器 135は、出力光に対 し光結合器 115と逆方向で大きさがほぼ同一のチヤープを発生させる。この結果、光 結合器 115で発生したチヤープを打ち消すことができる。
[0049] なお、光結合器 115で発生したチヤープを精度良く打ち消すため、光結合器 115 及び光結合器 135は、同一のプロセスによりモノシリックに集積し、同一の特性とする ことが望ましい。
[0050] 図 4は、本実施形態の第 1変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。本変形例に 係る光スィッチ 10は、光出力ポートに近い光結合器 135を用いて光のスイッチングを 行い、光入力ポートに近い光結合器 115を用いて光結合器 135による位相変調を打 ち消す構成をとる。図 4における図 1と同一符号を付した部材は、図 1とほぼ同一の機 能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
[0051] 光結合器 135は、平行に設けられた第 1光導波路 120及び第 2光導波路 125を有 する分布結合型の光結合器である。光結合器 135は、第 1光導波路 120の入力側端 部に入力された入力光を、第 1光導波路 120及び第 2光導波路 125の一方の出力 側端部から出力光として出力する光スィッチとして機能する。
[0052] 電極 430 (430a、 b)は、電極 110a及び電極 110bと同様に、馬区動咅 160力らタイミ ング調整部 170を介して入力される第 1の入力電圧に応じた電界を、第 1光導波路 1 20及び第 2光導波路 125に印加する。これにより、光結合器 135に入力された入力 光を光結合器 135の出力光として光導波路 120の出力側端部から出力させるか否 かを、第 1の入力電圧に応じて制御する。本変形例に係る電極 430は、光導波路 12 0の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極 430aと、光導波路 125の上面 に設けられ、接地された電極 430bとを有する。
[0053] 光結合器 115は、平行に設けられた第 3光導波路 100及び第 4光導波路 105を有 する分布結合型の光結合器である。第 3光導波路 100は、外部から光導波路 140を 介して光を入力し、光導波路 144を介して光結合器 135へ導波させ、光結合器 135 への入力光として第 1光導波路 120に入力する。
[0054] 電極 410 (410a、 b)は、駆動部 160からタイミング調整部 170を介して入力される 第 1の入力電圧に応じて、電極 430が第 1光導波路 120及び第 2光導波路 125に印 加する電界と逆方向の電界を、第 3光導波路 100及び第 4光導波路 105に印加する 。これにより電極 410は、第 3光導波路 100を伝搬する入力光の位相を、光結合器 1 35における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本変形例に係る 電極 130は、光導波路 100の上面に設けられ、接地された電極 410aと、光導波路 1 05の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極 410bとを有する。本変形例 に係る光結合器 115及び電極 410は、本発明に係る位相変調低減部の一例である
[0055] タイミング調整部 170は、図 1のタイミング調整部 170と同様にして、第 1の入力電 圧を電極 410に印加して力も第 1の入力電圧を電極 430に印加するまでの時間を、 第 3光導波路 100に光が入力されて力も光結合器 135に入力光が入力されるまでの 時間と実質的に同一となるように調整する。
[0056] 本変形例に係る光スィッチ 10によれば、外部から入力されたレーザー光に対し、光 結合器 135におけるスイッチング動作により発生する位相変調と逆方向でほぼ同一 量の位相変調を光結合器 115において予め加えておくことにより、光結合器 135で 発生するチヤープを打ち消すことができる。
[0057] 図 5は、本実施形態の第 2変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。本変形例に 係る光スィッチ 10は、入力光を光スィッチ 10から出力する力否かを、光結合器 115 により切り替える。そして、光結合器 115により生じた出力光の位相変調を光導波路 120及び電極 130により低減して出力し、チヤープの発生を抑える。図 5において、 図 1と同一符号を付した部材は、図 1とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相 違点を除き説明を省略する。
[0058] 本変形例に係る光スィッチ 10は、光結合器 115と、電極 110 (110a、 b)と、第 3光 導波路 120と、電極 130 (130a、 b)と、複数の光導波路（140、 142、 144、 146、及 び 148)と、駆動部 160と、タイミング調整部 170とを備える。
[0059] 光導波路 120は、第 1光導波路 100が出力する光結合器 115の出力光を入力し、 光導波路 148を介して出力する。電極 130は、駆動部 160からタイミング調整部 170 を介して入力される第 1の入力電圧に応じて、電極 110が第 1光導波路 100に印加 する電界と逆方向の電界を第 3光導波路 120に印加する。これにより、電極 130は、 第 3光導波路 120を伝播する出力光の位相を、光結合器 115における位相の変化 量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本変形例に係る電極 130は、光導波路 1 20の上面に設けられ、接地された電極 130aと、光スィッチ 10を形成した基板上にお ける電極 130aの近傍に平行して設けられ、正の入力電圧が印加される電極 130bと を有する。本変形例において、光導波路 120及び電極 130は、本発明に係る位相変 調低減部の一例である。
[0060] 図 6は、本実施形態の第 2変形例に係る光スィッチ 10の CC'の断面を示す。本変 形例に係る光スィッチ 10は、リチウム 'ナイオベート結晶の Z軸方向が基板の垂直方 向となるように切り出された基板上に設けられる。光導波路 120は、当該基板にチタ ン等の金属を拡散することにより設けられる。電極 130aは、基板における光導波路 1 20の上面に設けられ、 0Vに接地される。電極 130bは、基板上における電極 130a の近傍に平行して設けられ、タイミング調整部 170から入力電圧の供給を受ける。
[0061] 電極 130bに正の入力電圧が印加されると、電極 130b力ら電極 130aへと向力ぅ電 界が生じる。これにより、光導波路 120は、基板の下面方向から上面方向へと向かう 電界を受ける。一方、光導波路 100は、図 2 (a)に示したように、基板の上面方向から 下面方向へと向力 電界を受ける。 [0062] このように、光導波路 120には光導波路 100と逆方向で大きさがほぼ同一の電界 が印加されるため、光導波路 120は、出力光に対し光結合器 115と逆方向で大きさ がほぼ同一のチヤープを発生させる。この結果、光導波路 120及び電極 130を有す る位相変調低減部は、光結合器 115で発生したチヤープを打ち消すことができる。
[0063] 図 7は、本実施形態の第 3変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。本変形例に 係る光スィッチ 10は、光結合器 115より入力側ポートに近い個所に光導波路 120及 び電極 130を有する位相変調低減部を設けた構成をとる。図 7における図 5と同一符 号を付した部材は、図 5とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説 明を省略する。
[0064] 本変形例に係る光スィッチ 10は、光結合器 115と、電極 110 (110a、 b)と、第 3光 導波路 120と、電極 130 (130a、 b)と、複数の光導波路（140、 141、 142、 144、 14 6)と、駆動部 160と、タイミング調整部 170とを備える。
[0065] 光導波路 120は、外部から光導波路 140を介して光を入力して光導波路 141へ出 力することにより、入力光として第 1光導波路 100に入力する。電極 130は、駆動部 1 60からタイミング調整部 170を介して入力される第 1の入力電圧に応じて、電極 110 が第 1光導波路 100に印加する電界と逆方向の電界を第 3光導波路 120に印加する 。これにより、電極 130は、第 3光導波路 120を伝搬する入力光の位相を、光結合器 115における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本変形例にお いて、光導波路 120及び電極 130は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
[0066] タイミング調整部 170は、図 4に示したタイミング調整部 170と同一の機能及び構成 をとる。
[0067] 本変形例に係る光スィッチ 10によれば、外部から入力されたレーザー光に対し、光 結合器 135におけるスイッチング動作により発生する位相変調と逆方向でほぼ同一 量の位相変調を光結合器 115において予め加えておくことにより、光結合器 135で 発生するチヤープを打ち消すことができる。
[0068] 図 8は、本実施形態の第 4変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。本変形例に 係る光スィッチ 10は、入力側ポートに近い側に設けられたノーマリー ·オフ型の光結 合器 115を用いて光のスイッチングを行 、、出力側ポートに近 、側に設けられたノー マリー'オン型の光結合器 135を用いて光結合器 115による位相変調を打ち消す構 成をとる。そして、入力電圧変換部 880は、光結合器 135が光結合器 115と同時に オン又はオフとなるように、光結合器 135に供給する入力電圧を生成する。図 8にお ける図 1と同一符号を付した部材は、図 1とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以 下相違点を除き説明を省略する。
[0069] 本変形例に係る光スィッチ 10は、光結合器 115と、電極 110 (110a、 b)と、光結合 器 135と、電極 830 (830a、 b)と、複数の光導波路（140、 142、 144、 146、 148、 1 50、及び 152)と、駆動部 160と、タイミング調整部 170と、入力電圧変換部 880とを 備える。
[0070] 光結合器 135は、平行に設けられた第 3光導波路 120及び第 4光導波路 125を有 する分布結合型の光結合器である。光結合器 135は、第 1光導波路 100の出力側端 部から出力される出力光を第 3光導波路 120に入力し、光結合器 115における位相 の変化を低減させた出力光を第 4光導波路 125から出力する。
[0071] 入力電圧変換部 880は、予め定められた基準電圧力も光結合器 115に供給する 第 1の入力電圧を減じて、光結合器 135に供給する第 2の入力電圧を生成する。この 基準電圧は、例えば光スィッチ 10をオンとする場合に光結合器 115に供給する第 1 の入力電圧の値 Vであってよい。この場合、光スィッチ 10をオフとするために第 1の 入力電圧 0Vが電極 110に印加されると、第 2の入力電圧 Vが電極 830に印加され る。また、光スィッチ 10をオンとするために第 1の入力電圧 Vが電極 110に印加され ると、第 2の入力電圧 0Vが電極 830に印加される。
[0072] 電極 830は、第 2の入力電圧に応じて、電極 110が第 1光導波路 100及び第光導 波路 105に印加する電界と同方向の電界を第 3光導波路 120及び第 4光導波路 12 5に印加する。ここで、第 2の入力電圧は、例えば基準電圧 から第 1の入力電圧を 減じた電圧値をとるため、電極 830は、第 3光導波路 120及び第 4光導波路 125を伝 搬する出力光の位相を、光結合器 115における位相の変化量と実質的に同一量逆 方向に変化させる。本実施形態に係る電極 130は、光導波路 120の上面に設けられ 、接地された電極 830aと、光導波路 125の上面に設けられ、正の入力電圧が印加さ れる電極 830bとを有する。本変形例において、光結合器 135及び電極 830は、本 発明に係る位相変調低減部の一例である。
[0073] 光導波路 148は、図 1と異なり光スィッチ 10の光出力ポートとして用いられず、光フ アイバ等は接続されない。一方、光導波路 152の出力側端部は、光スィッチ 10の出 力光を出力する光出力ポートとして用いられ、光スィッチ 10の出力光を入力する光フ アイバ等が接続される。
[0074] タイミング調整部 170は、第 1の入力電圧を電極 110に印加して力も第 2の入力電 圧を電極 830に印加するまでの時間を、光結合器 115に入力光が入力されて力も第 3光導波路 120に出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整 する。
[0075] 図 9は、本実施形態の第 4変形例に係る光スィッチ 10における位相変調を示す。
まず、光スィッチ 10がオフの状態において、駆動部 160は、第 1の入力電圧 0Vを 電極 110に印加する。また、入力電圧変換部 880は、基準電圧 V力も第 1の入力電 圧 0Vを減じた第 2の入力電圧 Vを、電極 830に印加する。この結果、光導波路 100 に入力された入力光は、光導波路 105の出力側端部から出力され、光スィッチ 10の 光出力ポートからは出力されない。
[0076] 次に、駆動信号の論理値を Lから Hへ切り替えると、駆動部 160は、第 1の入力電 圧を 0Vから Vに切り替えて電極 110に供給し、光結合器 115をオンとする。この際、 図 3に関連して示したように、光結合器 115において、一例として正のチヤ一プが発 生する。一方、入力電圧変換部 880は、第 1の入力電圧の変化に応じて、基準電圧 Vから第 1の入力電圧 Vを減じた第 2の入力電圧 0Vを電極 830に供給し、光結合 器 135をオンとする。これにより、第 3光導波路 120及び第 4光導波路 125に印加さ れる電界に対し、第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105に印加される電界の変化 と逆の変化が生じる。この結果、光結合器 135は、出力光に対し光結合器 115と逆 方向で大きさがほぼ同一の負のチヤープを発生させる。
[0077] 次に、駆動信号の論理値を Hから Lへ切り替えると、駆動部 160は、第 1の入力電 圧を V力も 0Vに切り替えて電極 110に供給し、光結合器 135をオフとする。この際、 図 3に関連して示したように、光結合器 115において、一例として負のチヤ一プが発 生する。一方、入力電圧変換部 880は、第 1の入力電圧の変化に応じて、基準電圧 から第 1の入力電圧 OVを減じた第 2の入力電圧 を電極 830に供給し、光結合 器 135をオフとする。これにより、第 3光導波路 120及び第 4光導波路 125に印加さ れる電界に対し、第 1光導波路 100及び第 2光導波路 105に印加される電界の変化 と逆の変化が生じる。この結果、光結合器 135は、出力光に対し光結合器 115と逆 方向で大きさがほぼ同一の正のチヤープを発生させる。
[0078] 以上に示した通り、光結合器 135は、出力光に対し光結合器 115と逆方向で大きさ がほぼ同一のチヤープを発生させる。この結果、光結合器 115で発生したチヤープ を打ち消すことができる。
[0079] 図 10は、本実施形態の第 5変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。本実施形態 に係る光スィッチ 10は、出力側ポートに近い側に設けられたノーマリー ·オフ型の光 結合器 135を用いて光のスイッチングを行 、、入力側ポートに近 、側に設けられたノ 一マリー'オン型の光結合器 115を用いて光結合器 135による位相変調を打ち消す 構成をとる。そして、入力電圧変換部 880は、光結合器 115が光結合器 135と同時 にオン又はオフとなるように、光結合器 115に供給する入力電圧を生成する。図 10 における図 4と同一符号を付した部材は、図 4とほぼ同一の機能及び構成をとるため 、以下相違点を除き説明を省略する。
[0080] 本変形例に係る光スィッチ 10は、光結合器 115と、第 2電極 910 (910a、 b)と、光 結合器 135と、第 1電極 430 (430a、 b)と、複数の光導波路（140、 142、 144、 146 、 148、 150、及び 152)と、駆動部 160と、タイミング調整部 170と、入力電圧変換部 880とを備える。
[0081] 光結合器 115は、平行に設けられた第 3光導波路 105及び第 4光導波路 100を有 する分布結合型の光結合器である。第 3光導波路 105は、光導波路 142を介して外 部から光を入力する。第 4光導波路 100は、第 3光導波路に平行に設けられ、第 3光 導波路 105が入力した入力光を光導波路 144を介して第 1光導波路 120に入力す る。
[0082] 入力電圧変換部 880は、図 8と同様にして、予め定められた基準電圧から光結合 器 135に供給する第 1の入力電圧を減じて、光結合器 115に供給する第 2の入力電 圧を生成する。 [0083] 電極 910は、第 2の入力電圧に応じて、電極 430が第 1光導波路 120及び第 2光導 波路 125に印加する電界と同方向の電界を第 3光導波路 105及び第 4光導波路 10 0に印加する。ここで、第 2の入力電圧は、例えば基準電圧 から第 1の入力電圧を 減じた電圧値をとるため、電極 910は、第 3光導波路 105及び第 4光導波路 100を伝 搬する入力光の位相を、光結合器 115における位相の変化量と実質的に同一量逆 方向に変化させる。本実施形態に係る電極 910は、第 3光導波路 105の上面に設け られ、接地された電極 910bと、第 4光導波路 100の上面に設けられ、正の入力電圧 が印加される電極 910aとを有する。本変形例において、光結合器 115及び電極 91 0は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
[0084] 光導波路 142は、光スィッチ 10の光入力ポートを入力側端部に有し、外部から光 を入力して第 3光導波路 105の入力側端部に入力する。光導波路 140は、図 8と異 なり外部の光ファイバ等に接続されず、外部力 光を入力しない。
[0085] タイミング調整部 170は、図 4のタイミング調整部 170と同様にして、第 2の入力電 圧を電極 910に印加して力も第 1の入力電圧を電極 430に印加するまでの時間を、 第 3光導波路 105に光が入力されて力も光結合器 135に入力光が入力されるまでの 時間と実質的に同一となるように調整する。
[0086] 本変形例に係る光スィッチ 10によれば、外部から入力されたレーザー光に対し、光 結合器 135におけるスイッチング動作により発生する位相変調と逆方向でほぼ同一 量の位相変調を光結合器 115において予め加えておくことにより、光結合器 135で 発生するチヤープを打ち消すことができる。
[0087] 図 11は、本実施形態の第 6変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。本変形例に 係る光スィッチ 10は、光結合器 115により入力光を光スィッチ 10から出力する力否 かを切り替える。そして、光結合器 115により生じた出力光の位相変調を光導波路 1 20及び電極 1030により低減して出力し、チヤープの発生を抑える。図 11において、 図 5と同一符号を付した部材は、図 5とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相 違点を除き説明を省略する。
[0088] 入力電圧変換部 880は、図 8と同様にして、予め定められた基準電圧から光結合 器 135に供給する第 1の入力電圧を減じて、光結合器 115に供給する第 2の入力電 圧を生成する。
[0089] 電極 1030 (1030a、 b)は、入力電圧変換部 880から入力される第 2の入力電圧に 応じて、電極 110が第 4光導波路 100に印加する電界と同方向の電界を光導波路 1 20に印加する。ここで、第 2の入力電圧は、例えば基準電圧 Vから第 1の入力電圧 を減じた電圧値をとるため、電極 1030は、第 3光導波路 100及び第 4光導波路 105 を伝搬する出力光の位相を、光結合器 115における位相の変化量と実質的に同一 量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極 1030は、第 3光導波路 120の上面 に設けられ、接地された電極 1030aと、光スィッチ 10を形成した基板上における電 極 1030aの近傍に平行して設けられ、正の入力電圧が印加される電極 1030bとを 有する。本変形例において、光導波路 120及び電極 1030は、本発明に係る位相変 調低減部の一例である。
[0090] 本変形例に係る光スィッチ 10によれば、光導波路 120の電界に対し、光導波路 10 0に印加される電界の変化と逆の変化を生じさせることができる。これにより、光導波 路 120及び電極 1030を有する位相変調低減部は、出力光に対し光結合器 115と逆 方向で大きさがほぼ同一のチヤープを発生させる。この結果、光導波路 120及び電 極 1030を有する位相変調低減部は、光結合器 115で発生したチヤープを打ち消す ことができる。
[0091] 図 12は、本実施形態の第 7変形例に係る光スィッチ 10の構成を示す。本変形例に 係る光スィッチ 10は、光結合器 115より光入力ポートに近い個所に光導波路 120及 び電極 1130を有する位相変調低減部を設けた構成をとる。図 12における図 7と同 一符号を付した部材は、図 7とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を 除き説明を省略する。
[0092] 本変形例に係る光スィッチ 10は、光結合器 115と、電極 110 (110a、 b)と、第 3光 導波路 120と、電極 1130 (1130a、 b)と、複数の光導波路（140、 141、 142、 144、 146)と、駆動部 160と、タイミング調整部 170と、入力電圧変換部 880とを備える。
[0093] 入力電圧変換部 880は、図 8と同様にして、予め定められた基準電圧から光結合 器 115に供給する第 1の入力電圧を減じて、電極 1130に供給する第 2の入力電圧 を生成する。 [0094] 電極 1130は、第 2の入力電圧に応じて、電極 110が第 1光導波路 100に印加する 電界と同方向の電界を第 3光導波路 120に印加する。ここで、第 2の入力電圧は、例 えば基準電圧 V力ゝら第 1の入力電圧を減じた電圧値をとるため、電極 1130は、第 3 光導波路 120を伝搬する入力光の位相を、光結合器 115における位相の変化量と 実質的に同一量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極 1130は、第 3光導波 路 120の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極 1130aと、光スィッチ 10 が形成された基板上における電極 1130aの近傍に平行して設けられ、接地される電 極 1130bとを有する。本変形例において、光導波路 120及び電極 1130は、本発明 に係る位相変調低減部の一例である。
[0095] 本変形例に係る光スィッチ 10によれば、光導波路 120の電界に対し、光導波路 10 0に印加される電界の変化と逆の変化を生じさせることができる。これにより、光導波 路 120及び電極 1130を有する位相変調低減部は、外部力も入力されたレーザー光 に対し、光結合器 115におけるスイッチング動作により発生するチヤ一プと逆方向で 大きさがほぼ同一のチヤープを予め加えておくことができる。この結果、光導波路 12 0及び電極 1130を有する位相変調低減部は、光結合器 115で発生したチヤープを 打ち消すことができる。
[0096] 図 13は、本実施形態に係る光試験装置 20の構成を示す。光試験装置 20は、本実 施形態に係る光スィッチ 10により生成した光パルス信号を試験対象の光ファイバ 13 00に入力し、光ファイバ 1300からの反射光等に基づいて光ファイバ 1300を試験す る。これにより、光試験装置 20は、周波数のチヤープを低減した光パルス信号を用い て、精度良く光ファイバ 1300を試験することができる。
[0097] 光試験装置 20は、発光部 1310と、パルス発生器 1320と、光スィッチ 10と、方向性 結合器 1330と、検波器 1340と、平均算出部 1350とを備える。発光部 1310は、例 えばレーザーダイオードであり、コヒーレントなレーザー光を発生する。パルス発生器 1320は、予め定められたパルス幅を有するパルス信号を発生する。
[0098] 光スィッチ 10は、発光部 1310により発生された光を光入力ポートから入力し、パル ス発生器 1320により発生されたパルス信号を駆動信号として入力する。これにより、 光スィッチ 10は、パルス信号に基づいて、発光部 1310により発生された光を出力す るカゝ否かを切り替える。より具体的には、光スィッチ 10は、パルス信号が論理値 の 間、発光部 1310により発生された光を遮断し、光出力ポートから出力しない。一方、 パルス信号が論理値 Hの間、発光部 1310により発生された光を通過させ、光出力ポ ートから出力する。
[0099] 方向性結合器 1330は、光スィッチから出力された光を、外部の光導波路の一例で ある光ファイバ 1300に入力する。また、方向性結合器 1330は、光ファイバ 1300から 後方散乱光及び反射光を取得して検波器 1340に供給する。検波器 1340は、光フ アイバ 1300から取得された後方散乱光及び反射光の検波を行う。本実施形態に係 る検波器 1340は、光ファイバ 1300から取得された後方散乱光及び反射光を、発光 部 1310が発生した光に基づいてヘテロダイン検波を行う。平均算出部 1350は、検 波器 1340の出力信号を平均化して、測定者に対し表示する。
[0100] 以上に示した光試験装置 20によれば、光スィッチ 10を用いることにより、周波数の チヤープが低減されたレーザーパルス光を用いて光ファイバ 1300の試験を行うこと ができる。これにより、ヘテロダイン検波において受信信号に発生する周波数変動を 低減することができる。
[0101] 以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実 施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または 改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改 良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から 明らかである。
[0102] 例えば、光スィッチ 10は、リチウム 'ナイオベート結晶の Z軸方向を垂直方向とした 基板 (Z板)上に設ける形態に代えて、リチウム 'ナイオベート結晶の X軸方向を垂直 方向とした基板 (X板)上に設ける形態を採ってもよい。この場合、電極 110、電極 13 0、電極 410、電極 430、電極 830、電極 910、電極 1030、及び電極 1130は、電極 の延伸方向と垂直な基板の水平方向の電界を光導波路に印加する。
[0103] また、スイッチングを行う光結合器 115又は光結合器 135は、完全結合長の 2倍の 長さを有し、光の入力側に近い完全結合長の部分と、出力側に近い完全結合長の 部分とで電極のプラス Zマイナスを反転させた反転結合型の光スィッチを構成しても よい。この場合、位相変調低減部は、反転結合型の電極の構造に合わせ、完全結合 長の 2倍の長さを有し、光の入力側に近い完全結合長の部分と、出力側に近い完全 結合長の部分とで電極のプラス Zマイナスを反転させた構造により光導波路に電界 を印力！]してよい。
[0104] また、光スィッチ 10は、スイッチングを行う光結合器 115又は光結合器 135に対し、 位相変調低減部内の光導波路がドメイン反転 (分極反転)された構造をとつてもよい 。この場合、光結合器 115又は光結合器 135に印加する電界に対し、分極状態に応 じた逆方向の電界を印加するためには、位相変調低減部内の電極は、物理的に同 一方向かつ同一量の電界を印加する構成をとる。これにより、位相変調低減部は、 分極反転していない光導波路に対し逆方向で同一量の電界を印加するのと同一の 効果を得ることができる。
産業上の利用可能性
[0105] 本発明によれば、スイッチングによるチヤープの発生を抑える光スィッチ及び光試 験装置を提供することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 平行に設けられた第 1光導波路及び第 2光導波路を有し、前記第 1光導波路の入 力側端部に入力された入力光を、前記第 1光導波路及び前記第 2光導波路の一方 の出力側端部力 出力光として出力する分布結合型の第 1の光結合器と、
第 1の入力電圧に応じた電界を前記第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加し て、前記第 1の光結合器に入力された前記入力光を前記出力光として出力させるか 否かを前記第 1の入力電圧に応じて制御する第 1の電極と、
前記第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加される電界の変化に応じた前記 出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部と
を備える光スィッチ。
[2] 前記位相変調低減部は、前記出力光の位相を、前記第 1光導波路及び前記第 2 光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化量と実質的に 同一量逆方向に変化させる請求項 1記載の光スィッチ。
[3] 前記位相変調低減部は、
前記第 1光導波路の前記出力側端部から出力される前記出力光を入力する第 3光 導波路と、前記第 3光導波路に平行に設けられた第 4光導波路とを有し、前記第 1の 光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光を前記第 3光導波路から出 力する分布結合型の第 2の光結合器と、
前記第 1の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路及び前記第 2 光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第 3光導波路及び前記第 4光導波 路に印加して、前記第 3光導波路を伝搬する前記出力光の位相を、前記第 1の光結 合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第 2の電極と を有する請求項 2記載の光スィッチ。
[4] 前記位相変調低減部は、
前記出力光を入力する第 3光導波路と、
前記第 1の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路に印加する電 界と逆方向の電界を前記第 3光導波路に印加して、前記第 3光導波路を伝播する前 記出力光の位相を、前記第 1の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量 逆方向に変化させる第 2の電極と
を有する請求項 2記載の光スィッチ。
[5] 前記第 1の入力電圧を前記第 1の電極に印加して力 前記第 1の入力電圧を前記 第 2の電極に印加するまでの時間を、前記第 1の光結合器に前記入力光が入力され て力 前記第 3の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一と なるように調整するタイミング調整部を更に備える請求項 3又は 4に記載の光スィッチ
[6] 前記位相変調低減部は、
外部から光を入力して前記入力光として前記第 1光導波路に入力する第 3光導波 路と、前記第 3光導波路に平行に設けられた第 4光導波路とを有する分布結合型の 第 2の光結合器と、
前記第 1の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路及び前記第 2 光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第 3光導波路及び前記第 4光導波 路に印加して、前記第 3光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第 1の光結 合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第 2の電極と を有する請求項 2記載の光スィッチ。
[7] 前記位相変調低減部は、
外部から光を入力して前記入力光として前記第 1光導波路に入力する第 3光導波 路と、
前記第 1の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路に印加する電 界と逆方向の電界を前記第 3光導波路に印加して、前記第 3光導波路を伝搬する前 記入力光の位相を、前記第 1の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量 逆方向に変化させる第 2の電極と
を有する請求項 2記載の光スィッチ。
[8] 前記第 1の入力電圧を前記第 2の電極に印加して力 前記第 1の入力電圧を前記 第 1の電極に印加するまでの時間を、前記第 3の光導波路に光が入力されてから前 記第 1の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるよう に調整するタイミング調整部を更に備える請求項 6又は 7に記載の光スィッチ。
[9] 前記位相変調低減部は、
前記第 1光導波路の前記出力側端部から出力される前記出力光を入力する第 3光 導波路と、前記第 3光導波路に平行に設けられた第 4光導波路とを有し、前記第 1の 光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光を前記第 4光導波路から出 力する分布結合型の第 2の光結合器と、
予め定められた基準電圧カゝら前記第 1の入力電圧を減じて前記第 2の入力電圧を 生成する入力電圧変換部と、
前記第 2の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路及び前記第 2 光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第 3光導波路及び前記第 4光導波 路に印加して、前記第 3光導波路及び前記第 4光導波路を伝搬する前記出力光の 位相を、前記第 1の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変 化させる第 2の電極と
を有する請求項 2記載の光スィッチ。
[10] 前記第 1の入力電圧を前記第 1の電極に印加して力 前記第 2の入力電圧を前記 第 2の電極に印加するまでの時間を、前記第 1の光結合器に前記入力光が入力され て力 前記第 3の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一と なるように調整するタイミング調整部を更に備える請求項 9に記載の光スィッチ。
[11] 前記位相変調低減部は、
外部から光を入力する第 3光導波路と、前記第 3光導波路に平行に設けられ、前記 第 3光導波路が入力した入力光を前記第 1光導波路に入力する第 4光導波路とを有 する分布結合型の第 2の光結合器と、
予め定められた基準電圧カゝら前記第 1の入力電圧を減じて前記第 2の入力電圧を 生成する入力電圧変換部と、
前記第 2の入力電圧に応じて、前記第 1の電極が前記第 1光導波路及び前記第 2 光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第 3光導波路及び前記第 4光導波 路に印加して、前記第 3光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第 1の光結 合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第 2の電極と を有する請求項 2記載の光スィッチ。
[12] 前記第 2の入力電圧を前記第 2の電極に印加して力 前記第 1の入力電圧を前記 第 1の電極に印加するまでの時間を、前記第 3の光導波路に光が入力されてから前 記第 1の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるよう に調整するタイミング調整部を更に備える請求項 11に記載の光スィッチ。
[13] 光を発生する発光部と、
パルス信号を発生するパルス発生器と、
前記パルス信号に基づいて、前記発光部により発生された光を出力するか否かを 切り替える光スィッチと、
前記光スィッチから出力された光を外部の光導波路に入力し、前記外部の光導波 路力 反射光を取得する方向性結合器と、
前記外部の光導波路から取得された反射光の検波を行う検波部と
を備え、
前記光スィッチは、
平行に設けられた第 1光導波路及び第 2光導波路を有し、前記発光部により発生さ れて前記第 1光導波路の入力側端部に入力された入力光を、前記第 1光導波路及 び前記第 2光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の 第 1の光結合器と、
前記パルス信号に基づく第 1の入力電圧に応じた電界を前記第 1光導波路及び前 記第 2光導波路に印加して、前記第 1の光結合器に入力された前記入力光を前記出 力光として出力させる力否力を前記第 1の入力電圧に応じて制御する第 1の電極と、 前記第 1光導波路及び前記第 2光導波路に印加される電界の変化に応じた前記 出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部と
を有する光試験装置。
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