JPH02232631A - 導波路型光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 木発明は、光通信分野等で用いて好通な導波路型光スイ
ッチに関するものであり、さらに詳細には、波長依存性
が少なく、広い波長域の信号光を同時切り替え可能な導
波路型光スイッチに関するものである． （従来の技術） 光ファイバ通信の一層の普及のためには、光ファイバと
受・発光素子の高性能化、低価格化に加えて、光分岐結
合器、光合分波器、光スイッ′チ等の各種光回路部品の
開発が不可欠な段階にきている。なかでも、光スイッチ
は、光ファイバ回線を需要に応じて自在に切り替えたり
、回線故障の際の迂回路の確保のために、近い将来、重
要な役割を占めると考えられる． 光スイッチの構成形態としては、従来から、ｌ）バルク
型、２）導波路型が提案されているが、それぞれに問題
点を残している．バルク型は、可動プリズムやレンズ等
を構成要素として組み立てられたものであり、波長依存
性が少なく、比較的低損失という利点があるものの、組
立調整工程が煩雑で量産に適さず、高価格という欠点が
あり、大粗く普及するに至っていない．導波路型は、平
面基板上の光導波路を基本として、フォトリソグラフィ
や微細加工技術を利用して、いわゆる集積型の光スイッ
チを一括して大量に生産するものであり、将来型の光ス
イッチ形態として期待されている。， 第７図は、従来の導波路型光スイッチの構成例を示す平
面図である．ここで、基板１上に形成された３ｄＢ光結
合器２および３は、近接した２木の光導波路４および５
と共に方向性結合器を構成し、そρ結合率は信号光波長
において５０％（完全結合長の％）になるように設定さ
れている，　３ｄＢ光結合器２と３との間を連結する２
木の光導波路４および５の光路長は、これら２木の光導
波路の途上に配置された位相シフタ４ａおよび５ａを動
作させない状態で同一（対称）になるように設定されて
いる． 入力ポート１ａから入射された信号光は，上記の状態で
は出力ポート２ｂから出射され、出力ボートｌｂからは
出射されない。ところが、光導波路４と５との間にｌ８
０゜　（πラディアン）光位相に相当する％波長近傍の
光路長差が生じるように位相シフタ４ａおよび５ａの少
なくとも一方を作動させると、信号光は出力ボート１ｂ
から出射・されるように切り替わり、光スイッチとして
の動作が達成される．この種の導波路型光スイッチは、
マツハツェンダ光干渉計回路型とも呼ばれ、比較的簡単
な位相シフタによりスイッチング作用を実現できること
から、ガラス光導波路をはじめとする種々の光導波路材
料系において構成が試みられているが、これまでに次の
ような問題点があった。

（発明が解決しようとする課題） 第８図は、１．３μ１波長用に設計製作された前記光ス
イッチの入力ボートｌａから出力ボート２ｂへの結合率
を示す波長特性図である。曲線（ａ）は、位相シフタ４
ａおよび５ａがオフの際の結合特性であり、曲線（ｂ）
はいずれか一方の位相シフタがオンの時の結合特性であ
る。曲線（Ｃ）は、参考のために、構成要素である３ｄ
Ｂ先結合器の結合率波長特性を示したものである。

一方の位相シフタがオンの状態（曲線（ｂ））では、１
．３μＩを中心として±０．２μｌ程度の比較的広い波
長域で、（ｌａ→２ｂ）結合率は、ほぼ零（５％以下》
でζ信号光は波長依存性少なく（１ａ−　ｌｂ）の経路
を通過することが可能である．これに対し、オフ状態（
曲線（ａ））では、ｇＯ％以上の（ｌａ→２ｂ）結合率
は、１．３μ■±０．１μ鴎程度の狭い領域に限定され
、例えば波長１．５５μ厘では、結合率は５０％程度に
しか達せず、スイッチング状態が中途半端になってしま
う大きな問題点があった． このように、第７図の従来の導波路型光スイッチが大き
な波長依存性をもつ最大の原因は、構成要素である３ｄ
Ｂ光結合器（方向性結合器）が、第８図曲線（ｃ）に示
したように大きな波長依存性を有し、この曲線（Ｃ）の
ように波長１．３μｍにて５０％結合率となるように設
定した場合、波長１．５５μｌでは，５０％から大きく
はずれ３ｄＢ光結合器として作用しなくなってしまう点
にあった．光スイッチを光ファイバ回線切り替え等の分
野に使用する場合、回線中には、１．３μｍ波長光と１
。５５μ１波長光が同時に通過している状況が多々ある
ので、このように光スイッチが大きい波長依存性をもつ
ことは、実用上の大きな問題点であった。

そこで、本発明の目的は、上記の欠点を解決し、所望の
波長域、例えば１．３μ慣〜ｌ．５５μ重域において、
波長依存性の少ない動作をする導波路型マツハツエンダ
光干渉計回路型光スイッチを提供することにある． （課題を解決するための手段） 本発明では、マツハツエンダ型光スイッチの構成要素で
ある２個の３ｄＢ光結合器自体を、マツハツェンダ光干
渉針回路の形態に構成し、このマツハツェンダ光干渉計
回路の光路長差を使用波長域の短波長端よりやや短め（
１μ膳近傍）に設定する。すなわち、３ｄＢ光結合器自
体を、２個の方向性結合器を２本の光導波路にて連結し
て構成し、これら連結導波路に１μ藝近傍の光路長差を
与え、これら２個の３ｄＢ光結合器を位相シフタを備え
た２木の光導波路で連結し、全体として、所望の光スイ
ッチ構成とする． すなわち、本発明は、基板と、基板上に配設された２本
の光導波路と、２本の光導波路をそれぞれこれら光導波
路の異なる位置で結合する２つの３ｄＢ光結合部と、２
つの３ｄＢ光結合部の間において光導波路に設けられ、
光導波路の光路長を微調する光位相シフタ部とを有する
導波路型光スイッチにおいて、２つの３ｄＢ光結合部の
各々は、２本の光導波路をそれぞれ光導波路の異なる位
置において結合するよう基板上に配置された２つの方向
性結合器を具え、２つの方向性結合器の間を連結する２
木の光導波路の光路長差を動作波長域の短波長端の波長
よりもやや小さ目に設定し、および、２つの３ｄＢ光結
合部の各々における２本の光導波路のうち光路長の長い
側の光導波路を、２つの３ｄＢ光結合部の間で互いに反
対側に配置したことを特徴とする。

ここで、動作波長域は、１．３μ１〜１．５５μ麿域を
含み、３ｄＢ光結合器内での光路長差をほぼ１μ閤に設
定し、３ｄＢ光結合器の結合率の波長依存性が１．３　
μ鵬〜１．５５μＩ域において緩和されるようにするの
が好適である． 光導波路をガラス光導波路で構成し、光位相シフタをガ
ラス光導波路上に配設された薄膜ヒータかうなる熱光学
効果位相シフタで構成すること１かでぎる． （作　用） ここで、３ｄＢ光結合器用マツハツェンダ光干渉計回路
を構成する方向性結合器の結合部長さをＬｌ，　Ｌ２と
するとし、連結導波路の光路長差をλ０とする．仮に、
λ。千０．０μ一の場合には、３ｄＢ光結合器の結合率
特性は、結合部長（　Ｌｌ　＋　＋Ｌ２）の単一方向性
結合器と同等であり、波長λの増加につれて、第８図の
曲線（Ｃ）と同様に、０％から１００％に向かって単調
増加するのみであり、これでは、何等の改善効果はない
． 次に、光路長差λ０を１μ着近傍に設定する本発明での
作用を説明する。この場合、波長λがλ。付近の場合に
は、光路長差入。が信号光の波長と同一であるので．、
方向性結合器間に光路長差があるにもかかわらず、マツ
ハツェンダ光干渉計構成の３ｄＢ光結合器全体の結合率
は、結合部長（　Ｌ１＋　Ｌ２）の方向性結合器と同等
となる。これは、マツハツェンダ光干渉計回路の光路長
差が、波長の整数倍の場合には、光路長差が零の場合と
区別がつかないという光波の干渉原理による．信号光波
長がλ０を越えて１．３μｌさらには１．５５μ園に至
ると、光路長差は波長の整数倍（ここでは１倍）の関係
から次第にずれて、端数倍になる．すなわち、この状態
では、マツハツェンダ光干渉計の形態の３ｄＢ光結合器
を構成する２個の方向性結合器間に有意な位相差、すな
わち，２πの整数倍からずれた位相差が現れる．この位
相差により、３ｄＢ光結合器全体の等価的結合長は、Ｌ
１と１２の単純和からずれて、次第に減少する。ここで
、波長増加による単純方向性結合器（結合長＃ｔ１＋１
２）の結合率増加が、上記位相差による等価的結合長の
減少により抑制されるように、光路長差入。や個々の方
向性結合器の結合長Ｌｌ，　Ｌ２が適正設定されていれ
ば、３ｄＢ光結合器は、所望波長域、例えば、１．３〜
１。５５μｍ域において、５０％付近の結合率を維持す
ることが可能であり、このマツハツェンダ光干渉計型３
ｄＢ光結合器を組み合わせて全体として、所望波長域全
体で同時動作可能な光スイッチを提供することができる
のである。

（実施例） 以下、実施例によって本発明を詳紬に説明する．以下の
実施例では、光導波路としてシリコン基板上に形成した
石英系単一モード光導波路を使用し、位相シフタとして
この石英系光導波路上に装着した熱光学効果移相器を用
いているが、これは、この組合せが、単一モード光ファ
イバとの接続性に優れ、しかも偏波依存性の無い光スイ
ッチを提供できるためであり、本発明は、これらの組合
わせに限定ざれるものではない。

実施例１ 第１図（Ａ）は、本発明の光スイッチの第１実施例とし
て、１．３μｌ波長域と１．５５μ１波長域とで同時に
動作可能となるよう設計した光スイッチの構成を示す平
面図であり、第１図（Ｂ）　，　（Ｃ）および（［１）
は、それぞれ、第１図（＾）の線分＾Ａ’，８Ｂ”およ
びＣＣ′に沿クた断面を拡大して示す断面図である． ここで、２１はシリコン基板、２２および２３は３ｄＢ
光結合器、２４および２５はシリコン基板２ｌ上に形成
された２木の石英系単一モード光導波路、２４ｇおよび
２５ａは、それぞれ、光導波路２４および２５上に設け
た熱光学効果位相シフタ（移相器）である．Ｉａおよび
ｌｂは入射ポート、ｌｂおよび２ｂは出射ボートである
。この実施例では、第７図に示した従来例とは異なり、
３ｄＢ光結合器２２および２３が、それぞれ、２個の方
向性結合器２２ａと２２ｂおよび２３ａと２３ｂからな
るマツハツェンダ光干渉計回路の形態に構成されている
，　３ｄＢ光結合器ｚ２および２３を構成している各マ
ツハツエンダ光干渉計回路において、光導波路２２ｃと
２２ｄおよび２３ｃと２３ｄの間には光路長差入。が設
定されている。ここで、光路長の長い方の光導波路２２
ｃおよび２３ｄを、両光結合器２２と２３との間で互い
に反対側に配置する． 第１図（Ｂ）　，　（Ｃ）および（１１）に示したよう
に、晃導波路２４および２５はコア部寸法が８μ一ｘ８
μ一程度であり、基板ｌ上に配置した厚さ５０μ雪程度
のクラッド層２Ｉｂ中に埋設されている．方向性結合器
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂは、Ｎｌ図（Ｂ）に例
示したように、２本の光導波路２２Ｃ（２５）と２２ｄ
（２４）を、数μＩの間隔で数１００μ囚長にわたって
平行に並置することによって構成されている．第１図（
Ｃ）に示す線分ＢＢ”部においては、方向性結合器２２
ａと２２ｂ　との間にλＧの光路長差を設定するために
、光導波路２４ｃ（２５１　を光導波路２２（１（２４
）より長くなるように光導波路！２Ｃがゆるやかな円弧
を描くようになし、方向性結合器２３ａと２３ｂとの間
においては、これとは反対に光導波路２３ｄ（２４）を
光導波路２３ｃ　（２５）より長くなるように光導波路
２３ｄが円弧を描くようにする。

３ｄＢ光結合器２２と２３とを連結する部分の２木の光
導波路２４および２５の光路長は、０．１　μｍ以下の
精度で等しく設定されており、クラッドＪｌ２ｉｂ上に
は、第１図（０）に示すように、熱光学効果位相シフタ
２４ａおよび２５ａとして薄膜ヒータ（クロム金属膜）
が、５０μ一幅で５Ｉｌｌ長程度にわたって形成されて
いる。

本実施例における光導波路円弧部の曲率半径は５０ｍｍ
に設計した．光スイッチのチップサイズは４０ｍ＋ｍＸ
　２．５ｍａ＋であった。作製は、火炎加水分解反応に
よるガラス膜堆積技術と反応性イオンエッチングによる
微細加工技術との公知の組合せにより行った。

本発明では、３ｄＢ先結合器２２および２３をそれぞれ
構成する２つの方向性結合器間の光路長差入。

を正確に設定することが重要である。作製実験およびシ
ュミレーションの結果、λ０の設定誤差を±０．１　μ
ｍ以内に抑えることが望ましいことがわかったが、これ
はフォトリソグラフィ技術を利用することによって容易
に達成できる範囲である． 実際に作製した本実施例光スイッチの特性について説明
するのに先立って、３（１Ｂ光結合器２２および２３の
より詳細な構成と結合特性について説明しておく． 第２図（＾）は、木発明の構成要素であるマツハツエン
ダ光干渉計回路型３ｄＢ光結合器２２．２３の結合率対
波長特性図である。この結合率特性は、第２図（８）に
示すように、シリコン基板上に光導波路２２ｃおよび２
２ｄにより方向性結合器２２ａおよび２２ｂを別途形成
して構成したテスト用３ｄＢ光結合器２２について実測
した結果である． 第２図に示す曲線（ａ）は、方向性結合器２２ａ，２２
ｂ自身の結合率波長依存性であり、結合郎の光導波路間
隔を４μｌ、結合部の実効長をＬ１＝Ｌ２＝０．３１と
することにより、実現したものである。

本実施例では、方向性結合器２２ａ，２２ｂは、同等に
設計されている， 曲線（ｂ）は、方向性結合器２２ａと２２ｂとの間の光
路長差を、λ。＝１．１５μｍに設定した場合の光結合
器２２全体としての結合率の波長依存特性を示している
。ここで注意すべき点は、λ０＝１．１５μｍの光路長
差は、石英系光導波路２４．２５の屈折率が１、４５程
度であることを勘案すると、実際の光路長差は（１．１
５μｍ　／１．４５）　＝０．７９μｍであることであ
る． 曲線（Ｃ）は、故意にえ。＝θ．θμ信に設定した場合
の２連の方向性結合器２２ａ，２２ｂ全体の結合率波長
依存性を示し、この場合の結合特性は、「作用」の項で
議論したように、結合長（Ｌｌ＋÷し２）の方向性結合
器に匹敵している。曲線（ｂ）は、光路長差を適切に設
定すること（λ。＝　１．１５μｆｆｌ）により、光結
合器２２全体として、波長域１．２２〜１．６０μ四に
わたって、結合率がほぼ５０％士１０％の誤差範囲に収
まっていることを示している。この事実は、第８図の曲
線（ｃ）に示した従来光スイッチにおける光結合器特性
では、結合率５０％±１０％の領域が狭い波長域１．２
４〜１．３７μｍｌ１：限定されていた点と対照的であ
る． 第３図は、３ｄＢ光結合器２２．　２３として、・第２
図（Ａ）の曲線（ｂ）に示した特性の光結合器を用い、
第１図に示した本発明第１実施例の光スイッチを作製し
たときの、その光スイッチの結合率（ｌａ→２ｂ）対波
長特性の実測結果を示すものである．この光スイッチを
構成する上で留意した点はご光結合器２２の内部におい
ては、光導波路２２ｃの方が光導波路２２ｄに比べてλ
。＝１．１５μ層だけ光路長が長いのに対し、逆に光結
合器２３内部においては、光導波路２３ｄの方が、光導
波路２３ｃよりもλｏ”１．１５μ―だけ光路長を長く
設定した点である（この点に関しては、後にざらにＭｕ
する）． 第３図における曲線（ａ）は、光スイッチがオフの状態
，すなわち、位相シフタ２４ａ，２５ａがオフの状態で
の光結合率（ｌａ→２ｂ）の波長依存特性を示している
．従来例、すなわち、第８図（ａ）において結合率が９
０％以上となる波長域が、１．２０〜ｌ，４０μ一に限
定されているのに対し、第３図（ａ）では、結合率が９
０％以上となる波長域が、１．２０〜１．５１μ槌と広
く、１．３μ■帯のみならず１．５５μＧ帯をも包含し
ている． ＄３図の曲線゜（ｂ）は、いずれか一方の位相シフタ（
薄膜ヒータ）に通電して、熱光学効果による屈折率変化
を利用して、０．７１μ鴎の光路長変化を、対応するい
ずれか一方の光導波路に引ぎ起こした状態（オン状態；
薄膜ヒータ消９ｔ電力は０．５ワット程度）での結合率
（ｌａ−２ｂ）の波長依存特性を示している。結合率が
５％以下になっている波長域は１．２４〜ｌ，７０μ一
である．この状態で、信号光は、（ｉａ−１ｂ）の経路
を通過することになる。すなわち、本実施例の光スイッ
チは、１．３μｌ帯と１．５５μ１帯、いずれの波長帯
においても、結合率が９０％以上の状態と結合率が５％
以下の状態とを同時に切り替えることが可能であり、従
来の光スイッチの欠点が解決されている。

第３図の曲線（ｂ）の状態では、１．３μｍ波長におい
て（ｌａ−２ｂ）結合率が２％程度であるが、この結合
率をさらに低下させて、ほぼ１００％の光を（ｌａ−１
ｂ）経路で伝搬させるためには、位相シフタによる光路
長変化が、波長１．３μｌにおいて最通になるように、
（１．３μｍ／２）　＝　０．６５μ一に調節すれば良
い．この状態が第３図の曲線（Ｃ）に相当する。ただし
、この場合は、１．５５μ覆波長における結合率が６％
程度に増加するという犠牲を伴う。

第３図の曲線（ｄ）は、光路長変化を（１．５５μ一／
２）　＝　０．７７５　ｐ　ｔａに調節して、１．５５
μｍ波長帯を優先し、１．３μ厘波長帯を犠牲にした例
である．曲線（ｂ）は、曲線（ｃ）と曲線（ｄ）の中間
状態、すなわち、波長１．４２μ１で最通になるように
光路長差変化を（１．４２μｍ／２）　−　０．７１μ
暖に調節し、１．３μｍ帯と１，５５μｍ帯とがほど良
く両立するようにした場合に相当すると言える。もちろ
ん、曲線（ｂ）　，　（ｃ）　．　（ｄ）は、目的に応
じて使い分けることができる。

東直璽ユ 第４図（＾）は、本発明の第２実施例の光スイッチを構
成するのに使用した３ｄＢ光結合器２２の結合率対波長
特性の説明図である。第１実施例における光結合器との
相違点は、第２実施例では、方向性結合器２２ａと２２
ｂが同等ではなく、第４図（８）に示すように、方向性
結合器２２ａの結合長がし１＝０．６１と、方向性結合
器２２ｂの結合長Ｌ２＝０．３ｍｍの２倍に設定されて
いる点である。また、方向性結合器２２ａと２２ｂとの
間の重要な光路長差はλ。＝　０．９５μ■に設定して
いる。第４図（＾）において、曲線（ａ）は方向性結合
器２２ａの結合特性、曲｝！ｉ！　（ｂ）は方向性結合
器２２ｂの結合特性、曲線（Ｃ）は３ｄＢ光結合器２２
全体としての結合特性を示す．この３ｄＢ光結合器２２
の結合率の波長依存性は、実施例１に対する第２図（Ａ
）の曲線（ｂ）に比べてより緩和されており、結合率５
０％±５％の波長領域は、ｌ．＋７μＩ〜１．６６μｌ
にも及んでいる． 第５図は、第４図（＾）で説明した３ｄＢ光結合器を２
個、第１図と同様に配置して作製した第２実施例の光ス
イッチにおける波長特性の説明図である．ここで指摘し
てお籾たい点は、３ｄＢ光結合器２３の内部構成である
，　３ｄＢ光結合器２３を構成する方向性結合器２３ａ
の結合長は方向性結合器２２ｂと同一に選び、方向性結
合器２３ｂの結合長は方向性結合器２２ａと同一に選ん
である．また、方向性結合器２３ａと２３ｂとの間の光
路長差は、光導波路２４が長くなるよう設定した点にも
言及しておく必要がある． 第５図において、曲線（８）は、光スイッチの位相シフ
タがオフの状態での結合率（ｌａ→２ｂ）特性である．
第１実施例の場合に比較して、結合率９０％以上の波長
領域は１．１１μ１１〜１．７５μＩとさらに拡大され
ている。曲線（ｂ）　，　（ｃ）および（ｄ）は、一方
の位相シフタに、それぞれ、（ｂ）　０．７１ｐｖａ、
（Ｃ）　０．６５μｍ、（ｄ）　０．７７５　ｐ　ｍの
光路長差変化を与え光スイッチをオン状態とした場合の
結合率特性であり、第１実施例とほぼ同一の状態が達成
されており、広波長域光スイッチとしての動作が確認さ
れた。

以上、２例について、本発明の構成と作用を説明したが
、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。

第６図（Ａ）〜（［１１は、本発明光スイッチの変形例
を考察するための説明図である。ここで、方向性結合器
としては第２実施例で用いた結合長Ｌｌ，Ｌ２の２梯類
を使用し、方向性結合器間の光路長差がλ。＝　０．９
５μ自に設定されているものとする． 第６図（＾）は、実施例２の構成そのものであり、本発
明光スイッチとして望ましい動作をする． 第６図（Ｂ）は、３ｄＢ光結合器２３内め゜光路長差を
、第６図（Ａ＞の場合とは逆に光導波路２３ｃの側を長
くして設定した例であるが、このような配置では波長依
存性の少ないスイッチ動作は得られなかフた． 第６図（Ｃ）は、３ｄＢ光結合器２３内の方向性結合器
２３ａ，２３ｂの結合長Ｌｌ，Ｌ２を第６図（＾）の場
合とは逆に入れ替えた例であり、この構成も不適であっ
た． 第６図（Ｄ）は３ｄＢ光結合器２２および３ｄＢ光結合
器２３ともに方向性結合ｇ｛２２ａ．２２ｂおよび２３
ｇ，２３ｂの各結合長Ｌｌ．Ｌ２を入れ替え、かつ３ｄ
Ｂ光結合器２２および２３内の各光路長差を、第６図（
＾）の場合と逆にして、それぞれ、光導波路２２ｄおよ
び２３ｃの方を長く定めた例である．この場合には、第
６図（Ａ）の場合と同一の適正動作が得られた．以上の
実験から、本発明の光スイッチは、中心点に関して光学
的にほぼ点対称となるよう構成要素を配置する必要があ
ると推察される。詳細は波動結合理論に従って個々にシ
ュミレーションして判断することが必要である． 以上の実施例においては、２個の３ｄＢ光結合器間の光
路長は、位相シフタがオフの状態で同一であったが、場
合によっては、あらかじめ０．７１μＩ程度の光路艮差
を設定しておき、位相シフタなオンにすることによって
その光路長差を逆に解消し、第３図や第５図におけるオ
ン・オフ状態を逆に定めることも可能であり、そのよう
な光スイッチも本発明範囲に含まれることを指摘してお
〈． 以上、本発明スイッチの光路切り替え機能について説明
したが、本発明光スイッチの動作は必ずしもスイッチ機
能のみに限定されるものではなく、位相シフタにより例
えば０．２μ１程度の光路長変化を与えておき、本発明
光スイッチを可変光結合器として動作させることもでき
る。

以上、シリコン基板上に設けた石英系光導波路の場合を
例にとって本発明の構成および作用を説明してきたが、
最初にも述べたように、本発明はこれらの材料系に限定
されるものではなく、方向性結合器と位相シフタさえ構
成できれば他材料系にも適用でき、本発明の範囲に包含
される。たとえば、光導波路としてＬｉＮｂＯ３系光導
波路を用い、位相シフタとして電気光学効果位相シフタ
を用いることかできる． また、上記実施例で述べた個々の方向性結合器の結合長
等は、作製プロセスの“くせ″によっても微妙に変化す
るので、数値例にこだわらず、第２図の曲線（ａ）や第
４図（＾）の曲ｋ！＊　（ａｌ　，　（ｂ）に類似の波
長依存性方向性結合器が得られるように、製造者が適宜
調整することが肝要である．（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、２個の方向性結合器
をわずかに長さの異なる光導波路で連結して構成したマ
ツハツェンダ光干渉計回路型３ｄＢ光結合器を構成要素
として、位相シフタとともに、マツハツェンダ光干渉計
回路型光スイッチを構成することにより、波長依存性の
極めて少ない導波路型光スイッチを堤供することができ
る．本発明光スイッチは、複数波長の信号光が多重して
伝搬される光ファイバ通信網の構築などに多犬の貢献を
なすと期待される．

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明光導波路型光スイッチの第１実施
例の構成を示す平面図、 第１図（Ｂ）　．　（Ｃ）および（Ｄ）はその各部断面
図、第２図（八）は本発明第１実施例スイッチを構成す
る３ｄＢ光結合器の結合特性図、 第２図（Ｂ）はその３ｄＢ光結合器の説明図、第３図は
本発明第１実施例の光スイッチの結合率特性図、 第４図（＾）は本発明第２実施例スイッチを構成する３
ｄＢ光結合器の結合特性図、 第４図（Ｂ）はその３ｄＢ光結合器の説明図、Ｎ５図は
本発明第２実施例の光スイッチの結合率特性図、 第６図は本発明光スイッチの変形構成可能性考察するた
めの説明図、 第７図は従来の導波路型光スイッチの構成例を示す平面
図、 第８図は従来の導波路型光スイッチの波長特性図である
。 ｌ・・・基板、 ２．３・・・３ｄＢ光結合器、 ４．５・・・光導波路、 ４ａ，５ａ・・・位相シフタ、 ｌａ，２ａ，ｌｂ，２ｂ　−人出力ボート、２ｌ・・・
シリコン基板、 ２ｌｂ・・・石英系クラッド層、 ２２．２３・・・マツハツェンダ光干渉計回路構成３ｄ
Ｂ光結合器、 ２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ　−”方向性結合器、
２２ｃ．２２ｄ，２３ｃ，２３ｄ・・・光導波路、２４
．２５・・・石英系光導波路、 ２４ａ，２５ａ・・・熱光学効果位相シフタ（薄膜ヒー
タ）． 特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板と、 該基板上に配設された２本の光導波路と、 該２本の光導波路をそれぞれこれら光導波路の異なる位
   置で結合する２つの３ｄＢ光結合部と、該２つの３ｄＢ
   光結合部の間において前記光導波路に設けられ、前記光
   導波路の光路長を微調する光位相シフタ部と を有する導波路型光スイッチにおいて、 前記２つの３ｄＢ光結合部の各々は、前記２本の光導波
   路をそれぞれ光導波路の異なる位置において結合するよ
   う前記基板上に配置された２つの方向性結合器を具え、
   該２つの方向性結合器の間を連結する２本の光導波路の
   光路長差を動作波長域の短波長端の波長よりもやや小さ
   目に設定し、および、前記２つの３ｄＢ光結合部の各々
   における前記２本の光導波路のうち光路長の長い側の光
   導波路を、前記２つの３ｄＢ光結合部の間で互いに反対
   側に配置したことを特徴とする導波路型光スイッチ。 ２）前記動作波長域は、１．３μｍ〜１．５５μｍ域を
   含み、前記３ｄＳ光結合器内での前記光路長差をほぼ１
   μｍに設定し、前記３ｄＢ光結合器の結合率の波長依存
   性が１．３μｍ〜１．５５μｍ域において緩和されるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載の導波路型光ス
   イッチ。 ３）前記光導波路をガラス光導波路で構成し、前記光位
   相シフタを前記ガラス光導波路上に配設された薄膜ヒー
   タからなる熱光学効果位相シフタで構成したことを特徴
   とする請求項１または２記載の導波路型光スイッチ。