JPH01201626A - 導波路型光スイッチ - Google Patents
導波路型光スイッチInfo
- Publication number
- JPH01201626A JPH01201626A JP63026853A JP2685388A JPH01201626A JP H01201626 A JPH01201626 A JP H01201626A JP 63026853 A JP63026853 A JP 63026853A JP 2685388 A JP2685388 A JP 2685388A JP H01201626 A JPH01201626 A JP H01201626A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- waveguide
- control light
- waveguides
- light
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—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 intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/212—Mach-Zehnder type
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信や光情報処理に必須の導波路型光スイ
ッチに関するものである。
ッチに関するものである。
〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕導波路型
光スイッチの代表的構成例としては、以下の５つがある
。
光スイッチの代表的構成例としては、以下の５つがある
。
■ 電気光学効果の利用
ＬｉＮｂＯ３等の無機光学結晶を使用し、方向性結合器
で結合度を電気的に制御することでスイッチング作用を
さける。
で結合度を電気的に制御することでスイッチング作用を
さける。
■ 熱光学効果を利用
屈折ｔ′の温度変化を利用し、方向性結合器やマツハツ
エンダ−干渉計等の導波路の一部分を加熱することでス
イッチング作用をさせる。
エンダ−干渉計等の導波路の一部分を加熱することでス
イッチング作用をさせる。
■ 音響光学効果を利用
表面弾性波の伝播による屈折率変化（ＳＡＷ波による動
的グレーティング）を利用して光を偏向させスイッチン
グ作用をさせる。
的グレーティング）を利用して光を偏向させスイッチン
グ作用をさせる。
■ 半導体のキトリア誘起屈折率変化を利用半導体導波
路の一部に電気的・光学的方法ににリキｔ・リアを誘起
し、それによる屈折率変化によりスイッチング作用をさ
せる。
路の一部に電気的・光学的方法ににリキｔ・リアを誘起
し、それによる屈折率変化によりスイッチング作用をさ
せる。
■ 非線形光学効果を利用
光カー効果等により導波路の一部の屈折率を変えスイッ
チング作用をさせる。
チング作用をさせる。
これらの中で、■の方法についてはもっとも一船釣イヱ
方法であるが埋め込み型導波路の作製が難しい。■につ
いては、導波路内にＳＡＷ波のエネルＶ−を集中さける
ことが困難であり実用的でない。
方法であるが埋め込み型導波路の作製が難しい。■につ
いては、導波路内にＳＡＷ波のエネルＶ−を集中さける
ことが困難であり実用的でない。
■については、単一ニード光導波路のスイッチに適用す
るためには誘起した′Ｆｔ＝リアの拡散を防止すること
が必要であり、吊子井戸構造の柱な複雑な構造にぜざる
を得ない。
るためには誘起した′Ｆｔ＝リアの拡散を防止すること
が必要であり、吊子井戸構造の柱な複雑な構造にぜざる
を得ない。
■の方法では、スイッチング速度は材料の非線形応答速
度に依存してＪ３す、Ｇ１１７以上の動作も期待できる
。しかしながらこれまでは、比較的大きな非線形光学効
果を持ちかつ速い非線形応答速度を持つ材料が少なかっ
たために検問がバれていた。
度に依存してＪ３す、Ｇ１１７以上の動作も期待できる
。しかしながらこれまでは、比較的大きな非線形光学効
果を持ちかつ速い非線形応答速度を持つ材料が少なかっ
たために検問がバれていた。
特にガラス材料については、導波路への適用は比較的進
んでいるものの、非線形光学効果が余りにも低いために
導波路型光スイッチへの応答については殆ど考慮されて
いない。
んでいるものの、非線形光学効果が余りにも低いために
導波路型光スイッチへの応答については殆ど考慮されて
いない。
ここでは、本発明と構造的に最も近い■の方法について
説明する。第４図は、スイッチの構造を示す図である。
説明する。第４図は、スイッチの構造を示す図である。
入射ボート１８より入射した光は、光方向性結合器２１
により分波さＦ′Ｌ２光束干渉訂２０に等しい光パワー
で入る。２光束干渉計２０では、２本の導波路の伝播定
数は等しく光路長も等しいため合波用光方向性結合器２
２に入射する２つの光の位相は等しく、その結果として
合波後に出射ボート１９では入射光と同一の光が出射す
る。この状態で薄１］々加熱ヒータ２３に加熱するど熱
光学効果によりガラス導波路の屈折率が変化し、結果と
して合波用方向性結合器２２に入射する２つの光の位相
はずれる。加熱温度を調節し位相差が１８０度になるよ
うにすれば、出射ボート１９での出射光は零になり、光
スィッチとして動作できることになる。この方法の問題
点は、ガラスの熱光学効果を使用するために動作速度が
原理的に遅いこと（ｍ５ｅｃ程度）である。
により分波さＦ′Ｌ２光束干渉訂２０に等しい光パワー
で入る。２光束干渉計２０では、２本の導波路の伝播定
数は等しく光路長も等しいため合波用光方向性結合器２
２に入射する２つの光の位相は等しく、その結果として
合波後に出射ボート１９では入射光と同一の光が出射す
る。この状態で薄１］々加熱ヒータ２３に加熱するど熱
光学効果によりガラス導波路の屈折率が変化し、結果と
して合波用方向性結合器２２に入射する２つの光の位相
はずれる。加熱温度を調節し位相差が１８０度になるよ
うにすれば、出射ボート１９での出射光は零になり、光
スィッチとして動作できることになる。この方法の問題
点は、ガラスの熱光学効果を使用するために動作速度が
原理的に遅いこと（ｍ５ｅｃ程度）である。
本発明は、石英系光ファイバとの整合性が良いガラス導
波路を使用して非線形光学効果を利用した光スイッチで
あって、高速動作を行うことのでさる光スイッチを提供
することを目的としている。
波路を使用して非線形光学効果を利用した光スイッチで
あって、高速動作を行うことのでさる光スイッチを提供
することを目的としている。
本発明は、信号光を波長の異なる制御光により制御する
導波路型光スイッチの構成において、光回路を構成する
光導波路が全て単一モード光導波路であって、一対の光
方向性結合器よりなる一個の２光束干渉計とバンドパス
型フィルタの二つを主要構成要素とし、その相互の位置
関係は２光束干渉計の出力端がバンドパス型フィルタの
入力端に光学的に接続される構成であり、該バンドパス
型フィルタの特性として透過波長帯域内に信号光波長を
有し透過波長帯域外に制御光波長を有する特性を持ら、
また２光束干渉計は２系統の導波路のうちの一方の導波
路に合波された制御光入射ボートを有し、さらに２系統
の導波路のうち少なくとも制御光合波用のボートが接続
されている導波路の一部分或は２系統の導波路の各々一
部分に共に光カー効果を有する非線形光学材料を使用し
、かつ２系統の導波路のうち制御光合波用のボートが接
続されている導波路に設けられた非線形光学材料の位置
が該制御光合波用の合流部分より出射側にあることを特
徴とするものである。
導波路型光スイッチの構成において、光回路を構成する
光導波路が全て単一モード光導波路であって、一対の光
方向性結合器よりなる一個の２光束干渉計とバンドパス
型フィルタの二つを主要構成要素とし、その相互の位置
関係は２光束干渉計の出力端がバンドパス型フィルタの
入力端に光学的に接続される構成であり、該バンドパス
型フィルタの特性として透過波長帯域内に信号光波長を
有し透過波長帯域外に制御光波長を有する特性を持ら、
また２光束干渉計は２系統の導波路のうちの一方の導波
路に合波された制御光入射ボートを有し、さらに２系統
の導波路のうち少なくとも制御光合波用のボートが接続
されている導波路の一部分或は２系統の導波路の各々一
部分に共に光カー効果を有する非線形光学材料を使用し
、かつ２系統の導波路のうち制御光合波用のボートが接
続されている導波路に設けられた非線形光学材料の位置
が該制御光合波用の合流部分より出射側にあることを特
徴とするものである。
非線形光学材ｒ１どしては、半導体微結晶を添加したガ
ラス、半導体導波路等が使用できる。
ラス、半導体導波路等が使用できる。
本発明の特徴は、導波路型２光束干渉計の一方の導波路
の伝播定数を非線形光学効果（光カー効果）を介して制
御光により変化させることでスイッチング作用を、持た
ゼたものである。但し従来のように信号光の光強度によ
り光非線形光学効果を介して直接スイッチ動作をさせる
ためには、高強度の信号光が必要であること、及び明確
なスイッチング動作を得ることが困難である。
の伝播定数を非線形光学効果（光カー効果）を介して制
御光により変化させることでスイッチング作用を、持た
ゼたものである。但し従来のように信号光の光強度によ
り光非線形光学効果を介して直接スイッチ動作をさせる
ためには、高強度の信号光が必要であること、及び明確
なスイッチング動作を得ることが困難である。
本発明の光回路構成上の特徴は、■信号光と制御光（非
線形光学効果を生じさせるだめのポンプ光（制御光））
を分けた点、■制御光により非線形光学媒質導波路の伝
播定数を変化させる点、■非線形光学効果を生じさせた
後信号光と同一の導波路を伝播する制御光を導波路へ゛
１バンドパス型フィルタ部で除去する貞にある。従来と
は、光回路の構成方法が大きく異なる。７本発明では、
非線形光学効果を利用するために、類似の技術である熱
光学効果を利用した素子に比較し少なくとも３桁以上の
ｎ速動作が期待できる。
線形光学効果を生じさせるだめのポンプ光（制御光））
を分けた点、■制御光により非線形光学媒質導波路の伝
播定数を変化させる点、■非線形光学効果を生じさせた
後信号光と同一の導波路を伝播する制御光を導波路へ゛
１バンドパス型フィルタ部で除去する貞にある。従来と
は、光回路の構成方法が大きく異なる。７本発明では、
非線形光学効果を利用するために、類似の技術である熱
光学効果を利用した素子に比較し少なくとも３桁以上の
ｎ速動作が期待できる。
（実施例１）
第１図は、本発明の実施例の光スイッチの構成を示す図
である。第２図は、実施例に示した光スィッチの動作例
を示す図である。第３図は、本実施例の導波路の作製方
法の概略を示した図である。
である。第２図は、実施例に示した光スィッチの動作例
を示す図である。第３図は、本実施例の導波路の作製方
法の概略を示した図である。
まず、作製方法について簡単に説明する。導波膜の作製
は、シリコン基板上に火炎堆積法により行った。ここで
、火炎耳１積法とは酸水系火炎内に塩化物等の原料（Ｓ
ｊ（！、＋ 、ＧｅＣｌ４． ＰＣ３，８Ｃ１３′８）
を供給し、火炎内で熱加水分解反応により生成したガラ
ス微粒子を適当な温度に加熱保持した基板上に堆積（多
孔質膜として堆積）し、その後ヘリウム等の雰囲気中で
加熱・透明ガラス化処理し導波膜を形成するものである
。作製順序を第３図に従い説明する。第３図は作製工程
を示しており、各図（ａ）〜（ｅ）は各々断面図および
平面図である。まず第１工程として、第３図（ａ）に示
すようにシリコン基板１３上に下部クラッド用ガラス膜
１４となる多孔質膜を堆積する。膜の組成は、５ｊ０２
−ＧｅＯ２８２０３−Ｐ２Ｏ５の組成であり屈折率は純
粋石英ガラスに比較して０゜２５％低くしである。次に
、コア用ガラス膜１５となる多孔質膜をＪ１積した。膜
の組成は、５ＬＯ２’−Ｇｅ０２−Ｂ２８３ Ｐ２Ｏ
５の組成であり、下部クラッド用ガラス膜に比べＧｅ０
２成分を多くし屈折率を純粋石英ガラスと同一にしであ
る。２種類の多孔′ＲｗＡを堆積後、ヘリウムガス中で
１３９０℃で加熱処理し全体をガラス化した。第２工程
として、第３図（ｂ）に示すように反応性エツチングに
より半導体微結晶添加ガラスを堆積したい部分のコア用
ガラス膜１５のみを取り除いた。取り除いた部分に、第
３図（Ｃ）に示すようにコア用ガラス膜１５と同一の組
成でＳ、の微結晶（結晶粒径約２００Δ）を含むガラス
膜１６を堆積し、同様にガラス化した。ガラス化後、後
に示すような第１図の光回路パターンをフォト・リソに
より形成した。（第３図（ｄ）参照。なおこの第３図（
ｄ）において平面図は第３図（Ｃ）から９０度回転させ
た状態を示している。）最後に、第３図（ｅ）に示すよ
うに上部クラッド用ガラス膜１７を堆積した。膜の組成
は、Ｓｉ０２ ｃｅｏ ２− Ｂ２ｏ３−ｐ２ｏ５の
組成であり屈折率は純粋石英ガラスに比較して０．２５
％低くしである。
は、シリコン基板上に火炎堆積法により行った。ここで
、火炎耳１積法とは酸水系火炎内に塩化物等の原料（Ｓ
ｊ（！、＋ 、ＧｅＣｌ４． ＰＣ３，８Ｃ１３′８）
を供給し、火炎内で熱加水分解反応により生成したガラ
ス微粒子を適当な温度に加熱保持した基板上に堆積（多
孔質膜として堆積）し、その後ヘリウム等の雰囲気中で
加熱・透明ガラス化処理し導波膜を形成するものである
。作製順序を第３図に従い説明する。第３図は作製工程
を示しており、各図（ａ）〜（ｅ）は各々断面図および
平面図である。まず第１工程として、第３図（ａ）に示
すようにシリコン基板１３上に下部クラッド用ガラス膜
１４となる多孔質膜を堆積する。膜の組成は、５ｊ０２
−ＧｅＯ２８２０３−Ｐ２Ｏ５の組成であり屈折率は純
粋石英ガラスに比較して０゜２５％低くしである。次に
、コア用ガラス膜１５となる多孔質膜をＪ１積した。膜
の組成は、５ＬＯ２’−Ｇｅ０２−Ｂ２８３ Ｐ２Ｏ
５の組成であり、下部クラッド用ガラス膜に比べＧｅ０
２成分を多くし屈折率を純粋石英ガラスと同一にしであ
る。２種類の多孔′ＲｗＡを堆積後、ヘリウムガス中で
１３９０℃で加熱処理し全体をガラス化した。第２工程
として、第３図（ｂ）に示すように反応性エツチングに
より半導体微結晶添加ガラスを堆積したい部分のコア用
ガラス膜１５のみを取り除いた。取り除いた部分に、第
３図（Ｃ）に示すようにコア用ガラス膜１５と同一の組
成でＳ、の微結晶（結晶粒径約２００Δ）を含むガラス
膜１６を堆積し、同様にガラス化した。ガラス化後、後
に示すような第１図の光回路パターンをフォト・リソに
より形成した。（第３図（ｄ）参照。なおこの第３図（
ｄ）において平面図は第３図（Ｃ）から９０度回転させ
た状態を示している。）最後に、第３図（ｅ）に示すよ
うに上部クラッド用ガラス膜１７を堆積した。膜の組成
は、Ｓｉ０２ ｃｅｏ ２− Ｂ２ｏ３−ｐ２ｏ５の
組成であり屈折率は純粋石英ガラスに比較して０．２５
％低くしである。
次に、第１図の光回路について説明する。この図におい
て１は信号光入射ボート、２は制御光入射ボート、３は
出射ボート、４，５．６．１０は光方向性結合器、７は
半導体微結晶添加ガラス尋波路、８はバンドパス型フィ
ルター、Ｂ ｒ 、 ８ｎは各々第１．第２フィルタ一
部、９は２光束干渉計である。
て１は信号光入射ボート、２は制御光入射ボート、３は
出射ボート、４，５．６．１０は光方向性結合器、７は
半導体微結晶添加ガラス尋波路、８はバンドパス型フィ
ルター、Ｂ ｒ 、 ８ｎは各々第１．第２フィルタ一
部、９は２光束干渉計である。
上記の構成において、コアクラッド間の比屈折率差は０
．２５％であり、１．０６Ｉ１ｍで単一モード光導波路
となっている。コア形状は、−辺１２．３μ７ｎの正方
形である。（分波用）光方向性結合器４と（合波用）光
方向性結合器５と（合波用）光方向性結合器６及び光方
向性結合器１０は３ｄＢカツプラの特性を有し、２木の
コア（同一形状）がコア間隔３．１μＴｎで３．２７ｍ
ｍ（１）長さで平行に位置している。半導体微結晶添加
ガラス導波路７の部分の断面形状は他の導波路部と同一
であり、長さは１０ｍである。バンドパス型フィルタ８
部分は、８′及び８″の各々の内側・外側の導波路の長
さの差が２ ｃｔｎ及び４ ａｓである。この部分での
バンドパス型フィルタとしての特性は、中心波長１．６
６μｍで帯域幅２０ Ｇ１１ｚである。
．２５％であり、１．０６Ｉ１ｍで単一モード光導波路
となっている。コア形状は、−辺１２．３μ７ｎの正方
形である。（分波用）光方向性結合器４と（合波用）光
方向性結合器５と（合波用）光方向性結合器６及び光方
向性結合器１０は３ｄＢカツプラの特性を有し、２木の
コア（同一形状）がコア間隔３．１μＴｎで３．２７ｍ
ｍ（１）長さで平行に位置している。半導体微結晶添加
ガラス導波路７の部分の断面形状は他の導波路部と同一
であり、長さは１０ｍである。バンドパス型フィルタ８
部分は、８′及び８″の各々の内側・外側の導波路の長
さの差が２ ｃｔｎ及び４ ａｓである。この部分での
バンドパス型フィルタとしての特性は、中心波長１．６
６μｍで帯域幅２０ Ｇ１１ｚである。
作製した光回路の特性の測定結果を第２図に示す。第２
図において１１は信号光強度であり、１２は制御光強度
である。
図において１１は信号光強度であり、１２は制御光強度
である。
信号光としてはハロゲンランプからの白色光を分光して
１′：１られた波長１．０６６μｍの単色光を使用し、
スイッチング用の制御光としては波長１゜０６４μｍの
Ｎｄ：ＹＡＧレーず光を音響光学型変調器にＪ、り強度
変調（１００％変調）した光（ピーク強度的ＩＷ）を使
用した。第２図に示すように、制御光の強度により信号
光が変調していることが判る。これは第１図中の半導体
微結晶添加ガラス導波路７に入射した制御光により半導
体微結晶添加ガラス導波路７部分の屈折率ｈ（光カー効
果にＪ：り変化したために、（合波用）光方向性結合器
５に入射ザる２つの信号光の位相が１８０ｄ（！（１，
ずれた結果生じたものである。長さが１ ｃｍの半導体
微結晶添加ガラス導波路７部分で必要とされる位相差を
得るためには、屈折率として１０４稈度変化すれば良く
、そのためＳＬ微結晶添加ガラスの非線形屈折率及び導
波光のモードフィールドを考慮すれば必要な制御光強度
は１Ｗ程度と見積れる。第２図の実験結果は、設計どう
りの特性を示しており、本素子構造の有効性を確認した
。
１′：１られた波長１．０６６μｍの単色光を使用し、
スイッチング用の制御光としては波長１゜０６４μｍの
Ｎｄ：ＹＡＧレーず光を音響光学型変調器にＪ、り強度
変調（１００％変調）した光（ピーク強度的ＩＷ）を使
用した。第２図に示すように、制御光の強度により信号
光が変調していることが判る。これは第１図中の半導体
微結晶添加ガラス導波路７に入射した制御光により半導
体微結晶添加ガラス導波路７部分の屈折率ｈ（光カー効
果にＪ：り変化したために、（合波用）光方向性結合器
５に入射ザる２つの信号光の位相が１８０ｄ（！（１，
ずれた結果生じたものである。長さが１ ｃｍの半導体
微結晶添加ガラス導波路７部分で必要とされる位相差を
得るためには、屈折率として１０４稈度変化すれば良く
、そのためＳＬ微結晶添加ガラスの非線形屈折率及び導
波光のモードフィールドを考慮すれば必要な制御光強度
は１Ｗ程度と見積れる。第２図の実験結果は、設計どう
りの特性を示しており、本素子構造の有効性を確認した
。
（実施例２）
本発明の第２の実施例について説明する。実施例１と大
きく￥？、なる点は、非線形光学材料としてモノリシッ
クな半導体導波路を使用した点である。
きく￥？、なる点は、非線形光学材料としてモノリシッ
クな半導体導波路を使用した点である。
半導体導波路としてはＧａＡＳ／Ｇａ＾ＩＡｓ導波路を
使用した。光フアイバ回路の構成は第１図と同様な構成
としたが、使用波長が０，８５μ７ｎであるために、若
干回路の寸法が異なる。回路作製上は、第３図の各工程
のうち、半導体微結晶添加ガラス層積を省ぎ（第３図の
（ｂ）、（Ｃ）の工程）、上部クラッド用ガラス膜１７
形成後、半導体を挿入する部分をエツチングにより除去
し、別に作製した半導体導波路を挿入した。
使用した。光フアイバ回路の構成は第１図と同様な構成
としたが、使用波長が０，８５μ７ｎであるために、若
干回路の寸法が異なる。回路作製上は、第３図の各工程
のうち、半導体微結晶添加ガラス層積を省ぎ（第３図の
（ｂ）、（Ｃ）の工程）、上部クラッド用ガラス膜１７
形成後、半導体を挿入する部分をエツチングにより除去
し、別に作製した半導体導波路を挿入した。
光回路の寸法について説明する。コアクラッド間の比屈
折率差は０．２５％であり、０．８５μｍで中−モード
光導波路となっている。コア形状は１．−辺４．１２μ
ｍの正方形である。（分波用）光方向性結合器４と（合
波用）光方向性結合器５と６及び光方向性結合器′１０
は３ｄＢカツプラの特性を有し、２本のコア（同一形状
）がコア間隔６゜２μｍで４．０５ｍの長さで平行に位
置している。
折率差は０．２５％であり、０．８５μｍで中−モード
光導波路となっている。コア形状は１．−辺４．１２μ
ｍの正方形である。（分波用）光方向性結合器４と（合
波用）光方向性結合器５と６及び光方向性結合器′１０
は３ｄＢカツプラの特性を有し、２本のコア（同一形状
）がコア間隔６゜２μｍで４．０５ｍの長さで平行に位
置している。
半導体微結晶添加ガラス導波路７の部分の断面形状は他
の導波路部と同一であり、長さは５．０ｓで゛ある。バ
ンドパス型フィルタ８部分は、８′及び８″の各々の内
側・外側の導波路の長さの差が２ ｃｍ及び４ ｃｍで
ある。この部分でのバンドパス型フィルタとしての特性
は、中心波長０．８５μｍで１１２域幅２０Ｇｌｌｚで
ある。
の導波路部と同一であり、長さは５．０ｓで゛ある。バ
ンドパス型フィルタ８部分は、８′及び８″の各々の内
側・外側の導波路の長さの差が２ ｃｍ及び４ ｃｍで
ある。この部分でのバンドパス型フィルタとしての特性
は、中心波長０．８５μｍで１１２域幅２０Ｇｌｌｚで
ある。
作製した光回路の特性の測定結果を述べる。信号光とし
ては、発振波長波長０．８５μｍの半導体レーザ光を使
用し、スイッチング用の制御光としでは波長０．８３μ
７ｎの高出力半導体レーザ光を直接変調（１００％変調
）した光（ピーク強度的２Ｗ）を使用した。実験結果は
、制御光により信号光がスイッチングすることが確認で
きた。スイッチングに必要な光パワーは、約２．０Ｗで
あった。
ては、発振波長波長０．８５μｍの半導体レーザ光を使
用し、スイッチング用の制御光としでは波長０．８３μ
７ｎの高出力半導体レーザ光を直接変調（１００％変調
）した光（ピーク強度的２Ｗ）を使用した。実験結果は
、制御光により信号光がスイッチングすることが確認で
きた。スイッチングに必要な光パワーは、約２．０Ｗで
あった。
以上実施例においては、ＳＬ微結晶添加ガラスを非線形
媒質として使用したもの及びＧａＡｓ半導体導波路を使
用したものについて述べたが、ＣｄＳｅ、 ＣｄＳ 、
ＣｄＴｅ、 ＧａＡｓ、 ＧａＳｂ、 ＩｎＰ １Ｇ
ａｌｎＡｓＰ等の幅広い化合物２１′尋体微結晶を添加
したガラスを使用して作製した素子についても、同様の
構成により光スイッチング素子が実現できることは言う
までもない。
媒質として使用したもの及びＧａＡｓ半導体導波路を使
用したものについて述べたが、ＣｄＳｅ、 ＣｄＳ 、
ＣｄＴｅ、 ＧａＡｓ、 ＧａＳｂ、 ＩｎＰ １Ｇ
ａｌｎＡｓＰ等の幅広い化合物２１′尋体微結晶を添加
したガラスを使用して作製した素子についても、同様の
構成により光スイッチング素子が実現できることは言う
までもない。
さらに、２光束干渉甜を構成でるさいに２系統の導波路
部分の伝播損失分を考＋ａして、分波側の光方向性結合
器の分岐比を設計することも素子特性向上に有効である
ことは言うまでもない。
部分の伝播損失分を考＋ａして、分波側の光方向性結合
器の分岐比を設計することも素子特性向上に有効である
ことは言うまでもない。
以上示したように、本発明によれば非線形光学効果を利
用したスイッチングを行い１ｑるため、非常に高速のス
イッチング速度が実現でさる。さらに、従来の石英ガラ
スに比較して３桁以上の大きな非線形光学定数を持つ半
導体微結晶添加ガラスを使用することで低光パワーでの
光スイッチングが期待でさ・る。また、導波路化したた
めに制御光の光パワー密度が高く出来るために１、実効
的に低パワーで動作できる素子となる利点もある。
用したスイッチングを行い１ｑるため、非常に高速のス
イッチング速度が実現でさる。さらに、従来の石英ガラ
スに比較して３桁以上の大きな非線形光学定数を持つ半
導体微結晶添加ガラスを使用することで低光パワーでの
光スイッチングが期待でさ・る。また、導波路化したた
めに制御光の光パワー密度が高く出来るために１、実効
的に低パワーで動作できる素子となる利点もある。
第１図は、本発明の実施例の光スィッチの概略構成図で
ある。第２図は、実施例に示した光スィッチの動作例を
ポリグラフである。第３図は、実施例の導波路の作製方
法の概略を示した工程図である。第４図は、従来技術と
して説明している熱光学効果を利用した光スィッチの概
略構成図である。 １・・・信号光入射ボート、２・・・制御光入射ボート
、３・・・出射光ボー１−１４・・・（分波用）光方向
性結合器、５・・・（合波用）光方向性結合器、６・・
・（合波用）光方向性結合器、７・・・半導体微結晶添
加ガラス導波路、８・・・（バンドパス型フィルタ（８
′。 ８″は各々第１．第２フィルタ一部）、９・・・２光束
干渉計、１０・・・光方向性結合器、１１・・・信号光
強度、１２・・・制御光強度、１３・・・基板、１４・
・・下部クラッド用ガラス膜、１５・・・コア用ガラス
膜、１６・・・半導体微結晶添加ガラス膜、１７・・・
上部クラッド用ガラス膜。 第１図 ８’ ８” ｏｒｏ ２０ ３０ ４０時 間
（ｎｓｅｃン
ある。第２図は、実施例に示した光スィッチの動作例を
ポリグラフである。第３図は、実施例の導波路の作製方
法の概略を示した工程図である。第４図は、従来技術と
して説明している熱光学効果を利用した光スィッチの概
略構成図である。 １・・・信号光入射ボート、２・・・制御光入射ボート
、３・・・出射光ボー１−１４・・・（分波用）光方向
性結合器、５・・・（合波用）光方向性結合器、６・・
・（合波用）光方向性結合器、７・・・半導体微結晶添
加ガラス導波路、８・・・（バンドパス型フィルタ（８
′。 ８″は各々第１．第２フィルタ一部）、９・・・２光束
干渉計、１０・・・光方向性結合器、１１・・・信号光
強度、１２・・・制御光強度、１３・・・基板、１４・
・・下部クラッド用ガラス膜、１５・・・コア用ガラス
膜、１６・・・半導体微結晶添加ガラス膜、１７・・・
上部クラッド用ガラス膜。 第１図 ８’ ８” ｏｒｏ ２０ ３０ ４０時 間
（ｎｓｅｃン
Claims (1)
- 信号光を波長の異なる制御光により制御する導波路型光
スイッチの構成において、光回路を構成する光導波路が
全て単一モード光導波路であつて、一対の光方向性結合
器よりなる一個の２光束干渉計とバンドパス型フィルタ
の二つを主要構成要素とし、その相互の位置関係は２光
束干渉計の出力端がバンドパス型フィルタの入力端に光
学的に接続される構成であり、該バンドパス型フィルタ
の特性として透過波長帯域内に信号光波長を有し透過波
長帯域外に制御光波長を有する特性を持ち、また２光束
干渉計は２系統の導波路のうちの一方の導波路に合波さ
れた制御光入射ポートを有し、さらに２系統の導波路の
うち少なくとも制御光合波用のポートが接続されている
導波路の一部分或は２系統の導波路の各々一部分に共に
光カー効果を有する非線形光学材料を使用し、かつ２系
統の導波路のうち制御光合波用のポートが接続されてい
る導波路に設けられた非線形光学材料の位置が該制御光
合波用の合流部分より出射側にあることを特徴とする導
波路型光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026853A JPH01201626A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 導波路型光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026853A JPH01201626A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 導波路型光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201626A true JPH01201626A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12204832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63026853A Pending JPH01201626A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 導波路型光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201626A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170918A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6068321A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイツチ |
| JPS60237425A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光パルス幅圧縮方法及び圧縮器 |
| JPS6180109A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63026853A patent/JPH01201626A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6068321A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイツチ |
| JPS60237425A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光パルス幅圧縮方法及び圧縮器 |
| JPS6180109A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170918A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
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