JPH01134430A - 分布結合形光スイッチ - Google Patents
分布結合形光スイッチInfo
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- JPH01134430A JPH01134430A JP62293360A JP29336087A JPH01134430A JP H01134430 A JPH01134430 A JP H01134430A JP 62293360 A JP62293360 A JP 62293360A JP 29336087 A JP29336087 A JP 29336087A JP H01134430 A JPH01134430 A JP H01134430A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
- G02F1/3133—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type the optical waveguides being made of semiconducting materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/06—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 integrated waveguide
- G02F2201/063—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 integrated waveguide ridge; rib; strip loaded
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は分布結合形光スイッチに間する。
（従来の技術）
半導体導波路を用いた分布結合形（又は方向性結合形と
もいう、）光スイ・νチは、高速動作及び低駆動電圧動
作が可能であるため、光交換器用の光スィッチとしで注
目されている。従来より、半導体導波路に化合物半導体
材料、例えば、ＧａＡｓ系及びＩｎＰ系の材料を用いた
この種の光スィッチが種々提案されている。
もいう、）光スイ・νチは、高速動作及び低駆動電圧動
作が可能であるため、光交換器用の光スィッチとしで注
目されている。従来より、半導体導波路に化合物半導体
材料、例えば、ＧａＡｓ系及びＩｎＰ系の材料を用いた
この種の光スィッチが種々提案されている。
第６図は従来の分布結合形光スイッチの典型例の構成を
示す概略的斜視図である。
示す概略的斜視図である。
これら図において１０はｎ◆−ＧａＡ５基板、１２はこ
の基板１０上に設けられたｎ−ＡｕＧａＡｓ下側クラッ
ド層、１４は下側クラッド層１２上に設けられた１−Ｇ
ａＡｓ光ガイド層である。１６ａ及び＋６ｂはそれぞれ
ストライプ状のｐ−ＡｌｌＧａＡｓ上側クラッド層で、
これらは光ガイド層１４上に適当な間隔をもって並置さ
れている。１８ａ及び＋ｓｂはｐ−ＧａＡｓキャップ層
であって、上側クラッド層１６ａ及び＋６ｂにそれぞれ
設けられており、これらｐ−ＧａＡｓキャ・ンブ層１８
ａ及び＋８ｂ上にｐ側電極２０ａ及び２０ｂが形成され
ている。一方、ｎ” −ＧａＡｓ基板１０上にｎ側電極
２２が形成されている。ざらに、これら上側クラッド層
１６ａ、キャップ層１８ａ及び電極２０ａは第一リブ２
４ａを構成し、又、上側クラッド層１６ｂ、キャップ層
＋８ｂ及び電極２０ｂは第二リブ２４ｂを構成していて
、ｐ−ＡＪＧａＡｓ上側クラッド層り６ａ及び＋６ｂは
第一リブ２４ａ、第二リブ２４ｂの２本のリブ部分を残
して、エツチング等により除かれた構造の分布結合形光
スイッチである。
の基板１０上に設けられたｎ−ＡｕＧａＡｓ下側クラッ
ド層、１４は下側クラッド層１２上に設けられた１−Ｇ
ａＡｓ光ガイド層である。１６ａ及び＋６ｂはそれぞれ
ストライプ状のｐ−ＡｌｌＧａＡｓ上側クラッド層で、
これらは光ガイド層１４上に適当な間隔をもって並置さ
れている。１８ａ及び＋ｓｂはｐ−ＧａＡｓキャップ層
であって、上側クラッド層１６ａ及び＋６ｂにそれぞれ
設けられており、これらｐ−ＧａＡｓキャ・ンブ層１８
ａ及び＋８ｂ上にｐ側電極２０ａ及び２０ｂが形成され
ている。一方、ｎ” −ＧａＡｓ基板１０上にｎ側電極
２２が形成されている。ざらに、これら上側クラッド層
１６ａ、キャップ層１８ａ及び電極２０ａは第一リブ２
４ａを構成し、又、上側クラッド層１６ｂ、キャップ層
＋８ｂ及び電極２０ｂは第二リブ２４ｂを構成していて
、ｐ−ＡＪＧａＡｓ上側クラッド層り６ａ及び＋６ｂは
第一リブ２４ａ、第二リブ２４ｂの２本のリブ部分を残
して、エツチング等により除かれた構造の分布結合形光
スイッチである。
第６図の分布結合形光スイッチは、第一リブ２４ａ、第
二リブ２４ｂの直下の１−ＧａＡｓ光ガイド層１４が、
それぞれ光導波部を形成する。
二リブ２４ｂの直下の１−ＧａＡｓ光ガイド層１４が、
それぞれ光導波部を形成する。
第７図は第６図の構成の要部断面図で、第−光導波部を
２６ａで示し、第二光導波路を２６ｂでそれぞれ示しで
ある。尚、第７図において、Ｗは上側クラッド層１６ａ
及び＋６ｂ従って、２４ａ 、２４ｂの幅、Ｓは上側ク
ラッド層１６ａ及び１６ｂ間従って、第一リブ２４ａ及
び第二リブ２４ｂ間の間隔、Ｔは光ガイド層１４の膜厚
、Ｈは上側クラッド層膜厚をそれぞれ示している。
２６ａで示し、第二光導波路を２６ｂでそれぞれ示しで
ある。尚、第７図において、Ｗは上側クラッド層１６ａ
及び＋６ｂ従って、２４ａ 、２４ｂの幅、Ｓは上側ク
ラッド層１６ａ及び１６ｂ間従って、第一リブ２４ａ及
び第二リブ２４ｂ間の間隔、Ｔは光ガイド層１４の膜厚
、Ｈは上側クラッド層膜厚をそれぞれ示している。
第８図は第７図の光スィッチの屈折率分布を近似的に表
わした図である。
わした図である。
ここで、１−ＧａＡｓ光ガイド層１４、ｎ−ＡβＧａＡ
ｓ下側クラッド層１２、ｐ−ＡβＧａＡｓ上側クラ・ン
ド層１６ａ及び＋６ｂ、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１８ａ
及び＋８ｂの屈折率をそれぞれｎ＋、ｎ２、ｎ３、ｎａ
とおいている。又、光ガイド層１４に着目し、光導波部
２６ａ及び２６ｂの領域を工とし、それ以外の領域を■
として示す、ｎｌ、は領域工、■をそれぞれスラブ導波
路と考えた時の伝搬定数β１、βユの差により生じる等
価的な屈折率であり図示のような方向にｘｙ座標系をと
って算出されたものである。この等価屈折率ｎｓｑは次
式の様になる。
ｓ下側クラッド層１２、ｐ−ＡβＧａＡｓ上側クラ・ン
ド層１６ａ及び＋６ｂ、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１８ａ
及び＋８ｂの屈折率をそれぞれｎ＋、ｎ２、ｎ３、ｎａ
とおいている。又、光ガイド層１４に着目し、光導波部
２６ａ及び２６ｂの領域を工とし、それ以外の領域を■
として示す、ｎｌ、は領域工、■をそれぞれスラブ導波
路と考えた時の伝搬定数β１、βユの差により生じる等
価的な屈折率であり図示のような方向にｘｙ座標系をと
って算出されたものである。この等価屈折率ｎｓｑは次
式の様になる。
ｎ＊＊＝［ｎ＋２−（β工／に０）２◆（βｚ／ｋａ）
２］ ”’ただし、ｋｏ＝２ｍ／λ。
２］ ”’ただし、ｋｏ＝２ｍ／λ。
λ。：真空中の光波長
第９図は第８図の屈折分布（こより計算した結合長り、
とリブ幅Ｗの間係である。
とリブ幅Ｗの間係である。
第９図は横軸にリブ幅Ｗ（μｍ）及び縦軸に結合長Ｌｃ
（ｍｍ）をとり、光ガイド層１４の厚みＴを０．７ｕｍ
とし、光の波長をλ＝１．３ｕｍとし、かつ、リブ間隔
Ｓをバラメークとし、その値を３ｕｍ、２．５ｕｍ、２
ｕｍ、１．６ｕｍ、１μｍとした場合の測定結果である
。
（ｍｍ）をとり、光ガイド層１４の厚みＴを０．７ｕｍ
とし、光の波長をλ＝１．３ｕｍとし、かつ、リブ間隔
Ｓをバラメークとし、その値を３ｕｍ、２．５ｕｍ、２
ｕｍ、１．６ｕｍ、１μｍとした場合の測定結果である
。
第９図より結合長Ｌ０はリブ幅Ｗが小さく、リブ間隔Ｓ
が小さいほど、結合長Ｌｅ１Ｆｒ小さくできることがわ
かる。
が小さいほど、結合長Ｌｅ１Ｆｒ小さくできることがわ
かる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上述した従来構成の光スィッチでは、結
合長Ｌｃを短くするためにはリブ幅Ｗ、リブ間隔Ｓを小
ざくすれば良いが、製作上の理由よりＷ、Ｓの最小幅が
決定されるため、結合長Ｌｅを小さくすることには制限
があった。
合長Ｌｃを短くするためにはリブ幅Ｗ、リブ間隔Ｓを小
ざくすれば良いが、製作上の理由よりＷ、Ｓの最小幅が
決定されるため、結合長Ｌｅを小さくすることには制限
があった。
この発明は上述した結合長Ｌｅの短縮化の問題点に鑑み
なされたものであり、従ってこの発明の目的は、結合長
Ｌ０の短縮化を可能とした光スィッチを提供することに
ある。
なされたものであり、従ってこの発明の目的は、結合長
Ｌ０の短縮化を可能とした光スィッチを提供することに
ある。
（問題点を解決するための手段）
この目的の達成を図るため、この発明によれば、基板と
、この基板上に順次に設けられた下側クラッド層及び光
ガイド層と、この光ガイド層上に並置された二本のスト
ライプ状の上側クラッド層とを具え、化合物半導体から
成る分布結合形光スイッチにお′いて、これら上側クラ
ッド層と同一材料から成り、これら上側クラッド層間を
結合する結合部を前述の光ガイド層上に具えて成ること
を特徴とする。
、この基板上に順次に設けられた下側クラッド層及び光
ガイド層と、この光ガイド層上に並置された二本のスト
ライプ状の上側クラッド層とを具え、化合物半導体から
成る分布結合形光スイッチにお′いて、これら上側クラ
ッド層と同一材料から成り、これら上側クラッド層間を
結合する結合部を前述の光ガイド層上に具えて成ること
を特徴とする。
（作用）
上述したように、二本の上側クラッド層間従って、第一
リブと第二リブとの間に、結合部としてのクラッド層を
これら上側クラッド層よりも薄くしで設けた構成となっ
ているので、第一リブと及び第二リブ間での電界結合を
強めることが出来、従って、この結合部の厚みを大とす
ることによって結合長Ｌｅを小さくすることが出来る。
リブと第二リブとの間に、結合部としてのクラッド層を
これら上側クラッド層よりも薄くしで設けた構成となっ
ているので、第一リブと及び第二リブ間での電界結合を
強めることが出来、従って、この結合部の厚みを大とす
ることによって結合長Ｌｅを小さくすることが出来る。
（実施例）
以下、図面を参照してこの発明の分布結合形光スイッチ
の実施例につき説明する。
の実施例につき説明する。
第１図はこの発明の光スイ・シチの一実施例を示す斜視
図であり、第２図は第１図の要部断面図である。尚、こ
れら図は、この発明が理解出来る程度に概略的に示しで
あるにすぎず、各構成部の形状、寸法及び配Ｍ間係は以
下述べる実施例にのみ限定されるものではない。又、図
中、断面を表わすハツチング等は一部分を除き省略しで
ある。
図であり、第２図は第１図の要部断面図である。尚、こ
れら図は、この発明が理解出来る程度に概略的に示しで
あるにすぎず、各構成部の形状、寸法及び配Ｍ間係は以
下述べる実施例にのみ限定されるものではない。又、図
中、断面を表わすハツチング等は一部分を除き省略しで
ある。
以下の実施例においては、−例として光スィッチをＧ
ａ Ａ ｓ ／ ＡｌＧａＡｓ系で構成した場合につき
第１図及び第２図を参照してその構成を説明する。又、
第６図及び第７図に示した構成成分と同じ構成成分につ
いては同一符号を付しで示し、その詳細な説明を省略す
る。
ａ Ａ ｓ ／ ＡｌＧａＡｓ系で構成した場合につき
第１図及び第２図を参照してその構成を説明する。又、
第６図及び第７図に示した構成成分と同じ構成成分につ
いては同一符号を付しで示し、その詳細な説明を省略す
る。
この実施例ではｎ÷−ＧａＡｓ基板１０上にｎ−ＡＡＧ
ａＡｓ下側クラッド層１２．１−ＧａＡｓ光ガイド層１
４、ストライプ状の互いに並置されたｐ−Ａｊ２ＧａＡ
ｓ上側クラッド層１６ａ及び＋６ｂ、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層１８ａ及び１８ｂが設けられており、ｐ−ＧａＡ
ｓキャ’ｙブ１８ａ及び＋８ｂ上にｎ側電極２０ａ及び
２０ｂ 、ｎ” −ＧａＡｓ基板１０上にｎ側電極２２
が設けられている。
ａＡｓ下側クラッド層１２．１−ＧａＡｓ光ガイド層１
４、ストライプ状の互いに並置されたｐ−Ａｊ２ＧａＡ
ｓ上側クラッド層１６ａ及び＋６ｂ、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層１８ａ及び１８ｂが設けられており、ｐ−ＧａＡ
ｓキャ’ｙブ１８ａ及び＋８ｂ上にｎ側電極２０ａ及び
２０ｂ 、ｎ” −ＧａＡｓ基板１０上にｎ側電極２２
が設けられている。
これら上側クラ・ンド層１６ａ及び１６ｂ、キャップ層
１８ａ及び１８ｂ、ｎ側電極２０ａ及び２０ｂはそれぞ
れ第一リブ２４ａ及び第二リブ２４ｂを構成している。
１８ａ及び１８ｂ、ｎ側電極２０ａ及び２０ｂはそれぞ
れ第一リブ２４ａ及び第二リブ２４ｂを構成している。
この実施例では、二本の上側クラッド層１６ａ及び＋６
ｂと同一材料から成りこれら上側クラッド層１６ａ及び
１６ｂ間１Ｆｒｗ５合する結合部２８を上側クラッド層
の構成部分として具えている。この結合部２８の膜厚を
ｈとし、この膜厚ｈ＠二本の上側クラッド層１６ａ及び
１６ｂの膜厚よりも薄くすると共に、設計に応じて任意
に設定することが出来る。この結合部２８のｐ−Ａｆｌ
ＧａＡｓクラッド層部分を形成するには、第−及び第二
リブ２４ａ及び２４ｂ、従ってストライプ状の雨上側ク
ラッド層１６ａ及び＋６ｂのエツチング時に雨上側クラ
ッド層１８ａ及び＋６ｂ間の結合部では膜厚りを残すよ
うにエツチングし、結合部２６以外の、従って、雨上側
クラッド層１６ａ及び＋６ｂの外側のｐ−Ａｊ７ＧａＡ
ｓクラッド層部分は下側の１−ＧａＡｓ光ガイド層１４
の表面までエツチングしてやれば良い。
ｂと同一材料から成りこれら上側クラッド層１６ａ及び
１６ｂ間１Ｆｒｗ５合する結合部２８を上側クラッド層
の構成部分として具えている。この結合部２８の膜厚を
ｈとし、この膜厚ｈ＠二本の上側クラッド層１６ａ及び
１６ｂの膜厚よりも薄くすると共に、設計に応じて任意
に設定することが出来る。この結合部２８のｐ−Ａｆｌ
ＧａＡｓクラッド層部分を形成するには、第−及び第二
リブ２４ａ及び２４ｂ、従ってストライプ状の雨上側ク
ラッド層１６ａ及び＋６ｂのエツチング時に雨上側クラ
ッド層１８ａ及び＋６ｂ間の結合部では膜厚りを残すよ
うにエツチングし、結合部２６以外の、従って、雨上側
クラッド層１６ａ及び＋６ｂの外側のｐ−Ａｊ７ＧａＡ
ｓクラッド層部分は下側の１−ＧａＡｓ光ガイド層１４
の表面までエツチングしてやれば良い。
このような構成において、光導波は、第−及び第二リブ
２４ａ及び２４ｂの直下の１−ＧａＡｓ光ガイド層１４
の部分である第−及び第二光導波部２６ａ及び２６ｂに
より行われる。
２４ａ及び２４ｂの直下の１−ＧａＡｓ光ガイド層１４
の部分である第−及び第二光導波部２６ａ及び２６ｂに
より行われる。
第３図は第２図の屈折率分布を近似的に表わした図であ
る。ここで、１−ＧａＡｓ光ガイド層１４、ｎ−Ａｆｆ
ＧａＡｓ下側クラッド層１２、ｐ−ＡｆｌＧａＡｓ上側
クラッド層１６ａ 、 １６ｂ、２８、ｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層の屈折率をそれぞれｎ＋ 、ｎ２、ｎｓ、ｎ４
とおいティる。そして、この場合にも、光ガイド層１４
に着目し、光導波部２６ａ 、２６ｂの―ｉｓを工、結
合部２８が設けられていない領域を■及び結合部２８が
設けられている領域を■として区分して説明する。
る。ここで、１−ＧａＡｓ光ガイド層１４、ｎ−Ａｆｆ
ＧａＡｓ下側クラッド層１２、ｐ−ＡｆｌＧａＡｓ上側
クラッド層１６ａ 、 １６ｂ、２８、ｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層の屈折率をそれぞれｎ＋ 、ｎ２、ｎｓ、ｎ４
とおいティる。そして、この場合にも、光ガイド層１４
に着目し、光導波部２６ａ 、２６ｂの―ｉｓを工、結
合部２８が設けられていない領域を■及び結合部２８が
設けられている領域を■として区分して説明する。
ｎ、、は、第３図の領域Ｉ、■、■をそれぞれスラブ導
波路と考えた時の伝搬定数Ｂ！、β工、β！により生じ
る等価的屈折率である。尚、以下説明する等価屈折率の
算出に当り、ｘｙ座標系の原点ｘ＝Ｏ及びｙ＝ｏを第３
図に示したように取った。すなわち、ｘ＝Ｏは第−及び
第二光導波部２６ａ及び２６ｂの中間点とし、ｙ＝ｏは
光ガイド層１４の表面とする。領域■及び■の等価的屈
折率ｎ、９．及びｎ、、２はそれぞれ次のようになる。
波路と考えた時の伝搬定数Ｂ！、β工、β！により生じ
る等価的屈折率である。尚、以下説明する等価屈折率の
算出に当り、ｘｙ座標系の原点ｘ＝Ｏ及びｙ＝ｏを第３
図に示したように取った。すなわち、ｘ＝Ｏは第−及び
第二光導波部２６ａ及び２６ｂの中間点とし、ｙ＝ｏは
光ガイド層１４の表面とする。領域■及び■の等価的屈
折率ｎ、９．及びｎ、、２はそれぞれ次のようになる。
ｎｅ＊＋”（ｎ＋２− （βｘ ／ｋｏ）”令Ｃβ夏
／ｋｏ）２）Ｉ／２・ ・ ・ ・ ■ｎｅｑｚ”（ｎ
＋” （βｘ ／ｋｏ）”（β五へ。）２）１／２・、
、 、■ただし、ｋ０＝２π／λ。
／ｋｏ）２）Ｉ／２・ ・ ・ ・ ■ｎｅｑｚ”（ｎ
＋” （βｘ ／ｋｏ）”（β五へ。）２）１／２・、
、 、■ただし、ｋ０＝２π／λ。
λ０：真空中の光波長
また、第−及び第二光導波部２６ａ及び２６ｂにおける
導波モードはＥ ｅ＠”のみを考え、Ｘ及びｙ方向の位
相定数をに、、ｋ、とするとに、、ｋ、は４′：１
ノ ｌ：′ 鍔ただし、 ｋａｑｔ”［（ｎ＋２−ｎｅａｔ２）ｋｏ’−Ｌ２１”
２（ｉ＝＋、２）ｋＪ＝［（ｎ＋２−ｎ、２）−に、２
−に、２］１／２（ｉ＝２．３．４）となり０式の符号
は上段が偶モード、下段が奇モードである。
導波モードはＥ ｅ＠”のみを考え、Ｘ及びｙ方向の位
相定数をに、、ｋ、とするとに、、ｋ、は４′：１
ノ ｌ：′ 鍔ただし、 ｋａｑｔ”［（ｎ＋２−ｎｅａｔ２）ｋｏ’−Ｌ２１”
２（ｉ＝＋、２）ｋＪ＝［（ｎ＋２−ｎ、２）−に、２
−に、２］１／２（ｉ＝２．３．４）となり０式の符号
は上段が偶モード、下段が奇モードである。
上式より偶モード、奇モードに対する位相定数に□、ｋ
ｘＱを求めればそれぞれのモードの伝搬定数８１１％８
０が求まる。
ｘＱを求めればそれぞれのモードの伝搬定数８１１％８
０が求まる。
β ＊”［（ｎ＋ｋａ） ２−ｋｙ ２−Ｌｍ 月曾／
２βｏ’［（ｎ＋ ・ｋｏ）２−ｋｙ２−Ｌｏ２］ ”
２また、結合長Ｌｅは ■ Ｌｅ＝□ β、−β。
２βｏ’［（ｎ＋ ・ｋｏ）２−ｋｙ２−Ｌｏ２］ ”
２また、結合長Ｌｅは ■ Ｌｅ＝□ β、−β。
となる。
第４図は電界分布のｈ依存性を説明するための図であり
、結合部２８の膜厚りをパラメータとした場合の光ガイ
ド層１４内での電界分布のＸ方向の分布を示す。
、結合部２８の膜厚りをパラメータとした場合の光ガイ
ド層１４内での電界分布のＸ方向の分布を示す。
この第４図において、下側の図はこの発明の光スィッチ
の断面図であり、上側の図が電界分布曲線図であって、
両図ｆこよって光ガイド層１４内の位置と電界分布の対
応関係を明確に示しである。電界分布曲線図の横軸にＸ
方向をとり、縦軸電界Ｅ （ｘ）を相対値でとって示し
である。この電界分布曲線の測定はリブ幅Ｗを３ｕｍ、
リブ間隔Ｓを２ｕｍ、光ガイド層１４の膜厚Ｔを０．７
ｕｍとし、ざらに、ｎ及び１）−Ａｊ２ｏ、３Ｇａｏ、
ｔ Ａｓ層で対応する層を構成した光スィッチにつき行
った。電界分布曲線Ｉ １（ｔｈ ＝ Ｏの従来構成の
光スィッチ及び電界分布曲線■はｈ＝ｏ、０７ａｍとし
たこの発明の構成の光スィッチにそれぞれ対応する。
の断面図であり、上側の図が電界分布曲線図であって、
両図ｆこよって光ガイド層１４内の位置と電界分布の対
応関係を明確に示しである。電界分布曲線図の横軸にＸ
方向をとり、縦軸電界Ｅ （ｘ）を相対値でとって示し
である。この電界分布曲線の測定はリブ幅Ｗを３ｕｍ、
リブ間隔Ｓを２ｕｍ、光ガイド層１４の膜厚Ｔを０．７
ｕｍとし、ざらに、ｎ及び１）−Ａｊ２ｏ、３Ｇａｏ、
ｔ Ａｓ層で対応する層を構成した光スィッチにつき行
った。電界分布曲線Ｉ １（ｔｈ ＝ Ｏの従来構成の
光スィッチ及び電界分布曲線■はｈ＝ｏ、０７ａｍとし
たこの発明の構成の光スィッチにそれぞれ対応する。
電界としては、偶モードの電界Ｅ、（ｘ）と奇モードの
電界Ｅｏ（ｘ）の和Ｅ （ｘ） ＝Ｅ−（ｘ）＋Ｅｏ
（ｘ）である。
電界Ｅｏ（ｘ）の和Ｅ （ｘ） ＝Ｅ−（ｘ）＋Ｅｏ
（ｘ）である。
第４図よりｈ＝ｏの場合の曲線工に比べて、ｈ＝０．０
７ａｍの場合の曲線■から理解出来るように、この発明
の光スィッチの方が第二リブの下側の第二導波部２６ｂ
で電界の結合部分ＧＥ（図中、斜ｖｊＡ！施して示しで
ある。）の面積が増していることがわかる。すなわち、
結合部２８の膜厚りを増すことにより第一リブ２６ａと
第二リブ２６ｂの電界結合が増すことがわかる。
７ａｍの場合の曲線■から理解出来るように、この発明
の光スィッチの方が第二リブの下側の第二導波部２６ｂ
で電界の結合部分ＧＥ（図中、斜ｖｊＡ！施して示しで
ある。）の面積が増していることがわかる。すなわち、
結合部２８の膜厚りを増すことにより第一リブ２６ａと
第二リブ２６ｂの電界結合が増すことがわかる。
このように、電界の結合が強くなると、従来よりも短い
距離で第−光導波部２６ａから第二光導波部２６ｂへの
光の乗り移りが起る。このことは光スィッチの結合長Ｌ
０を小さく出来ることを意味している。
距離で第−光導波部２６ａから第二光導波部２６ｂへの
光の乗り移りが起る。このことは光スィッチの結合長Ｌ
０を小さく出来ることを意味している。
第５図は結合長Ｌ０とリブ幅Ｗの関係を示す曲線図であ
る。
る。
この実験では、光ガイド層１４の膜厚Ｔを０．７ｕｍと
し、リブ間隔Ｓを２μｍとし、結合部２８の膜厚りをパ
ラメータとしてＯｕｍ、０．０３ａｍ、０．０５ａｍ、
０．０７ａｍについてリブ幅Ｗ（ｕｍ）と結合長Ｌｃ
（ｍｍ）との関係を測定した。尚、使用した光の波長は
λ＝１．３ＬＪｍであった。同図において、横軸にリブ
幅Ｗをとり、縦軸に結合長し、をとって示しである。こ
の実験結果から理解出来るように、リブ幅Ｗを固定する
と結合部２８の膜厚りが増すにつれて結合長Ｌ６が減少
していることがわかる。
し、リブ間隔Ｓを２μｍとし、結合部２８の膜厚りをパ
ラメータとしてＯｕｍ、０．０３ａｍ、０．０５ａｍ、
０．０７ａｍについてリブ幅Ｗ（ｕｍ）と結合長Ｌｃ
（ｍｍ）との関係を測定した。尚、使用した光の波長は
λ＝１．３ＬＪｍであった。同図において、横軸にリブ
幅Ｗをとり、縦軸に結合長し、をとって示しである。こ
の実験結果から理解出来るように、リブ幅Ｗを固定する
と結合部２８の膜厚りが増すにつれて結合長Ｌ６が減少
していることがわかる。
又、この傾向はリブ間隔Ｓが他の値であっても同様に成
立する。すなわち、リブ幅Ｗとリブ間隔Ｓが一定の場合
、結合部２日の膜厚りを増すことにより、結合長り、が
短い光スィッチを得ることが可能となる。
立する。すなわち、リブ幅Ｗとリブ間隔Ｓが一定の場合
、結合部２日の膜厚りを増すことにより、結合長り、が
短い光スィッチを得ることが可能となる。
このように、この発明の分布結合形光スイッチによれば
、結合部２８の膜厚りを厚くすることによって、結合長
り、を短くすることが可能となる０例えば、この発明の
光スィッチのリブ幅Ｗ及びリブ間隔Ｓを従来構成を同一
にした場合に、この膜厚りを大とすることによって、結
合長Ｌ６を従来の光スィッチの１／２以下とすることが
出来る。又、これらリブ幅Ｗ及びリブ間隔Ｓを製作上可
能な最小線幅で形成すれば、結合部２８の膜厚りを増す
ことｆこより、従来構成の光スィッチよりも小形の光ス
ィッチを得ることが出来る。又、この発明の光スィッチ
及び従来構成の光スィッチの結合長し、を同一とする場
合には、結合部２日の膜厚りを厚くすることによって、
リブ幅Ｗ及びリブ間隔Ｓを従来構成の場合よりも大きく
とれるので、光スィッチの製作が容易となり、従って、
素子歩留まりの向上を図ることが出来る。
、結合部２８の膜厚りを厚くすることによって、結合長
り、を短くすることが可能となる０例えば、この発明の
光スィッチのリブ幅Ｗ及びリブ間隔Ｓを従来構成を同一
にした場合に、この膜厚りを大とすることによって、結
合長Ｌ６を従来の光スィッチの１／２以下とすることが
出来る。又、これらリブ幅Ｗ及びリブ間隔Ｓを製作上可
能な最小線幅で形成すれば、結合部２８の膜厚りを増す
ことｆこより、従来構成の光スィッチよりも小形の光ス
ィッチを得ることが出来る。又、この発明の光スィッチ
及び従来構成の光スィッチの結合長し、を同一とする場
合には、結合部２日の膜厚りを厚くすることによって、
リブ幅Ｗ及びリブ間隔Ｓを従来構成の場合よりも大きく
とれるので、光スィッチの製作が容易となり、従って、
素子歩留まりの向上を図ることが出来る。
上述した英施例ではＧ ａ Ａ ｓ ／ Ａ Ｉ！ Ｇ
ａ Ａ ｓ系で説明したが、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ
、その他の化合物半導体材料において構成した光スィッ
チに対しても同様のことが言える。又、光ガイド層１４
の導電型をｎ又はｐ導電型とし或は各層の導電型を反転
した構成としても同様なことが云える。
ａ Ａ ｓ系で説明したが、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ
、その他の化合物半導体材料において構成した光スィッ
チに対しても同様のことが言える。又、光ガイド層１４
の導電型をｎ又はｐ導電型とし或は各層の導電型を反転
した構成としても同様なことが云える。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この発明の光スィ
ッチによれば、リブ幅Ｗ、リブ間隔Ｓ等の値を従来構成
の場合と同一とした場合に、結合部の膜厚りを増すこと
により結合長り、を小さく出来、従って、従来の光スイ
・ンチよりも小形の光スィッチを得ることが可能となる
。
ッチによれば、リブ幅Ｗ、リブ間隔Ｓ等の値を従来構成
の場合と同一とした場合に、結合部の膜厚りを増すこと
により結合長り、を小さく出来、従って、従来の光スイ
・ンチよりも小形の光スィッチを得ることが可能となる
。
第１図はこの発明の分布結合形光スイッチの構成の一実
施例を概略的に示す斜視図、 第２図は第１図の要部断面図、 第３図は第２図の断面における屈折率分布の近似的表示
図、 第４図はこの発明の光スィッチの光ガイド層における電
界分布のｈ依存性の説明図、 第５図はこの発明の光スィッチの結合長り、とリブ幅Ｗ
との関係の説明図、 第６図は従来の分布結合形光スイッチの構成例を示す斜
視図、 第７図は第６図の要部断面図、 第８図は第６図の断面における屈折率分布の近似的表示
図、 第９図はこの従来の光スィッチの結合長し。とりブ幅Ｗ
との関係の説明図である。 １０−・・基板、 １２−・・下側クラッド
層＋ ４−・・光ガイド層 １６ａ 、１６ｂ−上側クラッド層 １８ａ 、１８ｂ ・−キｉｙ’ｙブ層２０ａ 、２０
ｂ ・・・ｐ側電極 ２２−ｎ側電極、 ２４ａ ・・・第一リブ２４
ｂ −・・第二リブ、 ２６ａ ・・・第−光導波
部２６ｂ −・・第二光導波部 ２８−・・結合部（上側クラッド層）。 特許出願人 沖電気工業株式会社１０ ：
ｎ”−ＧａＡｓ基板 ２０ａ、２０ｂ：
ｎ側電極１２ ： ｎ −Ａｌ１ ＧａＡｓ下側クラ
ッド層 ２２：ｎ側電極１４ ： １−ＧａＡ
ｓ光ガイド層 ２４ａ：第一リブ１
６ａ、１６ｂ： ｐ−Ａｊ２ＧａＡｓ上側クラッド層
２４ｂ＝第二リプ１８ａ、１８ｂ： ｐ−ＧａＡｓ
キャ’ｙブ層この発明の光スィッチの斜視図 第１図 この発明の光スィッチの要部断面図 第２図 第３図 第４図 リブ幅 Ｗ （μｍ） 結合長Ｌｃとリブ幅Ｗの関係説明図 第５図 ２４ａ 捨 第６図 従来の光スィッチの要部断面図 第７図 従来の光スイ・ンチの屈折率分布の近似的表示図第８図 リブ幅 Ｗ （μｍ） 従来の結合長Ｌｃとリブ幅Ｗの関係説明図第９図
施例を概略的に示す斜視図、 第２図は第１図の要部断面図、 第３図は第２図の断面における屈折率分布の近似的表示
図、 第４図はこの発明の光スィッチの光ガイド層における電
界分布のｈ依存性の説明図、 第５図はこの発明の光スィッチの結合長り、とリブ幅Ｗ
との関係の説明図、 第６図は従来の分布結合形光スイッチの構成例を示す斜
視図、 第７図は第６図の要部断面図、 第８図は第６図の断面における屈折率分布の近似的表示
図、 第９図はこの従来の光スィッチの結合長し。とりブ幅Ｗ
との関係の説明図である。 １０−・・基板、 １２−・・下側クラッド
層＋ ４−・・光ガイド層 １６ａ 、１６ｂ−上側クラッド層 １８ａ 、１８ｂ ・−キｉｙ’ｙブ層２０ａ 、２０
ｂ ・・・ｐ側電極 ２２−ｎ側電極、 ２４ａ ・・・第一リブ２４
ｂ −・・第二リブ、 ２６ａ ・・・第−光導波
部２６ｂ −・・第二光導波部 ２８−・・結合部（上側クラッド層）。 特許出願人 沖電気工業株式会社１０ ：
ｎ”−ＧａＡｓ基板 ２０ａ、２０ｂ：
ｎ側電極１２ ： ｎ −Ａｌ１ ＧａＡｓ下側クラ
ッド層 ２２：ｎ側電極１４ ： １−ＧａＡ
ｓ光ガイド層 ２４ａ：第一リブ１
６ａ、１６ｂ： ｐ−Ａｊ２ＧａＡｓ上側クラッド層
２４ｂ＝第二リプ１８ａ、１８ｂ： ｐ−ＧａＡｓ
キャ’ｙブ層この発明の光スィッチの斜視図 第１図 この発明の光スィッチの要部断面図 第２図 第３図 第４図 リブ幅 Ｗ （μｍ） 結合長Ｌｃとリブ幅Ｗの関係説明図 第５図 ２４ａ 捨 第６図 従来の光スィッチの要部断面図 第７図 従来の光スイ・ンチの屈折率分布の近似的表示図第８図 リブ幅 Ｗ （μｍ） 従来の結合長Ｌｃとリブ幅Ｗの関係説明図第９図
Claims (1)
- （１）基板と、該基板上に順次に設けられた下側クラッ
ド層及び光ガイド層と、該光ガイド層上に並置された二
本のストライプ状の上側クラッド層とを具え、化合物半
導体から成る分布結合形光スイッチにおいて、 これら上側クラッド層と同一材料から成りこれら上側ク
ラッド層間を結合する結合部をこれら上側クラッド層よ
りも薄厚で前記光ガイド層上に具えて成ることを特徴と
する分布結合形光スイッチ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293360A JPH01134430A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 分布結合形光スイッチ |
| GB8827013A GB2212934B (en) | 1987-11-20 | 1988-11-18 | Distributed coupler switch |
| US07/272,828 US4884858A (en) | 1987-11-20 | 1988-11-18 | Distributed coupler switch |
| FR888815104A FR2623635B1 (fr) | 1987-11-20 | 1988-11-21 | Commutateur-coupleur distribue |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293360A JPH01134430A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 分布結合形光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01134430A true JPH01134430A (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=17793781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62293360A Pending JPH01134430A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 分布結合形光スイッチ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4884858A (ja) |
| JP (1) | JPH01134430A (ja) |
| FR (1) | FR2623635B1 (ja) |
| GB (1) | GB2212934B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03111825A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分布結合形光スイッチ及びその製造方法 |
| JPH0521904A (ja) * | 1991-07-10 | 1993-01-29 | Nec Corp | 半導体光制御素子およびその製造方法 |
| JP2012212780A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toshiba Corp | 半導体発光素子、半導体発光装置及び半導体発光素子の製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0786624B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1995-09-20 | 日本電気株式会社 | 方向性結合器型光スイッチ |
| JP2719187B2 (ja) * | 1989-05-08 | 1998-02-25 | キヤノン株式会社 | 光導波路及びそれを用いた光アイソレータ |
| GB9007139D0 (en) * | 1990-03-30 | 1990-05-30 | British Telecomm | Optical component |
| US5608566A (en) * | 1995-08-11 | 1997-03-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Multi-directional electro-optic switch |
| US6687425B2 (en) | 2001-07-26 | 2004-02-03 | Battelle Memorial Institute | Waveguides and devices incorporating optically functional cladding regions |
| US6782149B2 (en) | 2001-07-26 | 2004-08-24 | Battelle Memorial Institute | Contoured electric fields and poling in polarization-independent waveguides |
| US6795597B2 (en) * | 2002-03-15 | 2004-09-21 | Optimer Photonics, Inc. | Electrode and core arrangements for polarization-independent waveguides |
| DE10393740T5 (de) * | 2002-11-21 | 2005-11-03 | Optimer Photonics, Inc., Columbus | Integrierte optische Vorrichtungen mit eingebetteten Elektroden sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
| FR3038071B1 (fr) * | 2015-06-23 | 2018-02-23 | Universite Claude Bernard Lyon 1 | Guide optique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164019A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Nec Corp | 光方向性結合素子 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59181317A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光変調素子 |
| JP2594895B2 (ja) * | 1983-07-08 | 1997-03-26 | 株式会社日立製作所 | 光集積回路素子の製造方法 |
| JP2583480B2 (ja) * | 1983-12-23 | 1997-02-19 | 株式会社日立製作所 | 光スイッチ及び光スイッチアレイ |
| JPH0721594B2 (ja) * | 1987-01-19 | 1995-03-08 | 国際電信電話株式会社 | 光スイツチ |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP62293360A patent/JPH01134430A/ja active Pending
-
1988
- 1988-11-18 GB GB8827013A patent/GB2212934B/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-18 US US07/272,828 patent/US4884858A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-21 FR FR888815104A patent/FR2623635B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164019A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Nec Corp | 光方向性結合素子 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03111825A (ja) * | 1989-09-27 | 1991-05-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分布結合形光スイッチ及びその製造方法 |
| JPH0521904A (ja) * | 1991-07-10 | 1993-01-29 | Nec Corp | 半導体光制御素子およびその製造方法 |
| JP2012212780A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Toshiba Corp | 半導体発光素子、半導体発光装置及び半導体発光素子の製造方法 |
| US8885685B2 (en) | 2011-03-31 | 2014-11-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device, semiconductor light emitting apparatus, and method for manufacturing semiconductor light emitting |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2623635A1 (fr) | 1989-05-26 |
| US4884858A (en) | 1989-12-05 |
| GB2212934B (en) | 1991-12-11 |
| GB2212934A (en) | 1989-08-02 |
| GB8827013D0 (en) | 1988-12-21 |
| FR2623635B1 (fr) | 1992-05-07 |
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