JPH0254930B2 - - Google Patents
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- JPH0254930B2 JPH0254930B2 JP20831684A JP20831684A JPH0254930B2 JP H0254930 B2 JPH0254930 B2 JP H0254930B2 JP 20831684 A JP20831684 A JP 20831684A JP 20831684 A JP20831684 A JP 20831684A JP H0254930 B2 JPH0254930 B2 JP H0254930B2
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- electric field
- field intensity
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 49
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 49
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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
- G02F1/29—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
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は導波路中の進む光の進行方向を電気的
に制御して光のスイツチングを行う導波路型光ス
イツチに関する。
に制御して光のスイツチングを行う導波路型光ス
イツチに関する。
従来のこの種の光スイツチとして、非対称分岐
構造のバランスドブリツジ型導波路を用いた導波
路型光スイツチ特願昭59−198611号があり、この
導波路型光スイツチは寸法精度に対する条件が比
較的緩やかであること、駆動電圧の低電圧化が容
易であること、及び制御の方法が簡単であること
等の長所を有している。
構造のバランスドブリツジ型導波路を用いた導波
路型光スイツチ特願昭59−198611号があり、この
導波路型光スイツチは寸法精度に対する条件が比
較的緩やかであること、駆動電圧の低電圧化が容
易であること、及び制御の方法が簡単であること
等の長所を有している。
しかしながら、上述した従来の導波路型光スイ
ツチは、光のモードを分離する非対称分岐部、位
相差を作り出す干渉器部という２つの部分が必要
であり、かつ一般的に光スイツチでは素子長を長
くするとスイツチングに必要な電圧の大きさは下
るが、上述した導波路型光スイツチでは干渉器部
の長さだけがスイツチングに必要な電圧と関係す
ることから、素子長に対するスイツチングに必要
な電圧の比がまだ大きいという問題を有してい
る。
ツチは、光のモードを分離する非対称分岐部、位
相差を作り出す干渉器部という２つの部分が必要
であり、かつ一般的に光スイツチでは素子長を長
くするとスイツチングに必要な電圧の大きさは下
るが、上述した導波路型光スイツチでは干渉器部
の長さだけがスイツチングに必要な電圧と関係す
ることから、素子長に対するスイツチングに必要
な電圧の比がまだ大きいという問題を有してい
る。
本発明はこのような問題を解決するためになさ
れたもので、非対称分岐構造の導波路を用い、比
較的短い素子長でありながら、低電圧で光のスイ
ツチングが可能な導波路型光スイツチを実現する
ことを目的とするものである。
れたもので、非対称分岐構造の導波路を用い、比
較的短い素子長でありながら、低電圧で光のスイ
ツチングが可能な導波路型光スイツチを実現する
ことを目的とするものである。
上述した目的を達成するため、本発明は一対の
導波路のそれぞれの入力部と出力部との間を幅の
異なる非対称分岐部として、該非対称分岐部に電
極を配置することにより非対称分岐部に干渉器と
しての機能も持たせたものである。
導波路のそれぞれの入力部と出力部との間を幅の
異なる非対称分岐部として、該非対称分岐部に電
極を配置することにより非対称分岐部に干渉器と
しての機能も持たせたものである。
上述した手段によれば、導波路における非対称
分岐部が本来の作用である導波光の偶モードと奇
モードの分離作用の他、電圧で非対称性を制御す
ることにより干渉作用も行うため、比較的短い素
子長でしかも低電圧で導波光に位相差を与えてス
イツチングを行うことができる。
分岐部が本来の作用である導波光の偶モードと奇
モードの分離作用の他、電圧で非対称性を制御す
ることにより干渉作用も行うため、比較的短い素
子長でしかも低電圧で導波光に位相差を与えてス
イツチングを行うことができる。
以下図面を参照して実施例を説明する。
なお、この実施例では図示していないが、導波
路を設ける基板として、LiNb3−Ｚを用いてい
る。
路を設ける基板として、LiNb3−Ｚを用いてい
る。
第１図は本発明による導波路型光スイツチの第
１の実施例を示す平面図で、図において１と２は
非対称分岐構造に形成された一対の導波路であ
る。
１の実施例を示す平面図で、図において１と２は
非対称分岐構造に形成された一対の導波路であ
る。
この導波路１と２は、それぞれ入力部１ａ，２
ａと、該入力部１ａ，２ａに接続した互いに幅の
異なる入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂと、該入力
側非対称分岐部１ｂ，２ｂに接続した互いに幅の
異なる出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃと、該出力
側非対称分岐部１ｃ，２ｃに接続した出力部１
ｄ，２ｄとより成り、ここで導波路１の入力側非
対称分岐部１ｂと出力側非対称分岐部１ｃは同じ
幅に形成され、また導波路２の入力側非対称分岐
部２ｂと出力側非対称分岐部２ｃも同じ幅に形成
されていて、更に１ｂ及び１ｃは２ｂ及び２ｃよ
り幅が広く形成されている。
ａと、該入力部１ａ，２ａに接続した互いに幅の
異なる入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂと、該入力
側非対称分岐部１ｂ，２ｂに接続した互いに幅の
異なる出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃと、該出力
側非対称分岐部１ｃ，２ｃに接続した出力部１
ｄ，２ｄとより成り、ここで導波路１の入力側非
対称分岐部１ｂと出力側非対称分岐部１ｃは同じ
幅に形成され、また導波路２の入力側非対称分岐
部２ｂと出力側非対称分岐部２ｃも同じ幅に形成
されていて、更に１ｂ及び１ｃは２ｂ及び２ｃよ
り幅が広く形成されている。
３は入力部１ａ，２ａと入力側非対称分岐部１
ｂ，２ｂとの接点部、４は出力側非対称分岐部１
ｃ，２ｃと出力部１ｄ，２ｄとの接点部、５は入
力側非対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐部１
ｃ上に設けられた非対称性制御用の電極、６は入
力側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部２
ｃ上に設けられた非対称性制御用の電極である。
ｂ，２ｂとの接点部、４は出力側非対称分岐部１
ｃ，２ｃと出力部１ｄ，２ｄとの接点部、５は入
力側非対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐部１
ｃ上に設けられた非対称性制御用の電極、６は入
力側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部２
ｃ上に設けられた非対称性制御用の電極である。
第２図Ａ〜Ｄは上述した構成による光スイツチ
の動作を示す説明図で、７ａ〜７ｄは入力光の電
場強度分布、８ａ〜８ｄは入力側の接点部３にお
ける偶モード光の電場強度分布、９ａ〜９ｄは同
じく接点部３における奇モード光の電場強度分布
である。
の動作を示す説明図で、７ａ〜７ｄは入力光の電
場強度分布、８ａ〜８ｄは入力側の接点部３にお
ける偶モード光の電場強度分布、９ａ〜９ｄは同
じく接点部３における奇モード光の電場強度分布
である。
１０ａ〜１０ｄは導波路１の入力側非対称分岐
部１ｂと出力側非対称分岐部１ｃとの中点におけ
る光の電場強度分布であり、また１１ａ〜１１ｄ
は導波路２の入力側非対称分岐部２ｂと出力側非
対称分岐部２ｃとの中点における光の電場強度分
布である。
部１ｂと出力側非対称分岐部１ｃとの中点におけ
る光の電場強度分布であり、また１１ａ〜１１ｄ
は導波路２の入力側非対称分岐部２ｂと出力側非
対称分岐部２ｃとの中点における光の電場強度分
布である。
１２ａ〜１２ｄは出力側の接点部４における偶
モード光の電場強度分布、１３ａ〜１３ｄは同じ
く接点部４における奇モード光の電場強度分布で
あり、更に１４ａ〜１４ｄは出力光の電場強度分
布である。
モード光の電場強度分布、１３ａ〜１３ｄは同じ
く接点部４における奇モード光の電場強度分布で
あり、更に１４ａ〜１４ｄは出力光の電場強度分
布である。
次に、この第２図Ａ〜Ｄにより作用について説
明する。
明する。
() まず光の直進状態、所謂Bar状態を考える。
第２図Ａにおいて導波路２の入力部２ａに電
場強度分布７ａをもつ光が入射されると、この
光は該入力部２ａを伝搬した後接点部３で電場
強度分布８ａの偶モード光と電場強度分布９ａ
の奇モード光とに分れる。その後入力側非対称
分岐部１ｂ，２ｂの動作により偶モード光は１
ｂへ、また１次モード光は２ｂへと移つてい
き、それぞれ電場強度分布１０ａ，１１ａの導
波光となり、更にこの導波光が出力側非対称分
岐部１ｃ，２ｃをそれぞれ伝搬して行くと、該
出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃの動作により接
点部４において１０ａの導波光は電場強度分布
１２ａの偶モード光に、また１１ａの導波光は
電場強度分布１３ａの奇モード光に再び変換さ
れるが、後述するように入力側非対称分岐部１
ｂ及び出力側非対称分岐部１ｃを伝搬する間に
生じる偶モード光と、入力側非対称分岐部２ｂ
及び出力側非対称分岐部２ｃを伝搬する間に生
じる奇モード光の間の接点部４における位相差
を電極５，６に印加する電圧で調整することが
できる。従つて電極５，６に印加する電圧Va
により電場強度分布１２ａの偶モード光と、電
場強度分布１３ａの奇モード光との間の位相差
を2mπ（ｍ：整数）に調整しておけば、導波光
は出力部２ａより電場強度分布１４ａの光とし
て出射される。
場強度分布７ａをもつ光が入射されると、この
光は該入力部２ａを伝搬した後接点部３で電場
強度分布８ａの偶モード光と電場強度分布９ａ
の奇モード光とに分れる。その後入力側非対称
分岐部１ｂ，２ｂの動作により偶モード光は１
ｂへ、また１次モード光は２ｂへと移つてい
き、それぞれ電場強度分布１０ａ，１１ａの導
波光となり、更にこの導波光が出力側非対称分
岐部１ｃ，２ｃをそれぞれ伝搬して行くと、該
出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃの動作により接
点部４において１０ａの導波光は電場強度分布
１２ａの偶モード光に、また１１ａの導波光は
電場強度分布１３ａの奇モード光に再び変換さ
れるが、後述するように入力側非対称分岐部１
ｂ及び出力側非対称分岐部１ｃを伝搬する間に
生じる偶モード光と、入力側非対称分岐部２ｂ
及び出力側非対称分岐部２ｃを伝搬する間に生
じる奇モード光の間の接点部４における位相差
を電極５，６に印加する電圧で調整することが
できる。従つて電極５，６に印加する電圧Va
により電場強度分布１２ａの偶モード光と、電
場強度分布１３ａの奇モード光との間の位相差
を2mπ（ｍ：整数）に調整しておけば、導波光
は出力部２ａより電場強度分布１４ａの光とし
て出射される。
一方、第２図Ｂに示すように導波路１の入力
部１ａに電場強度分布７ｂの光が入射される
と、この光は該入力部１ａを伝搬した後、接点
部３において電場強度分布８ｂの偶モード光
と、電場強度分布９ｂの奇モード光とに分れ
る。この偶モード光と奇モード光の位相差は、
第２図Ａの場合に比べてπだけ変化しており、
入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂの動作により偶
モード光は入力側非対称分岐部１ｂへ、また奇
モード光は入力非対称分岐部２ｂへと移つてい
き、それぞれ電場強度分布１０ｂ，１１ｂの導
波光となる。この導波光は更に出力側非対称分
岐部１ｃ，２ｃを伝搬し、該出力側非対称分岐
部１ｃ，２ｃの特性により接点部４において電
場強度分布１０ｂの導波光は電場強度分布１２
ｂの偶モードに、また電場強度分布１１ｂの導
波光は電場強度分布１３ｂの奇モード光に再び
変換される。ここで、電極５，６に第２図Ａの
場合と同じ電圧Vaが印加されている場合、入
力側非対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐部
１ｃを伝搬する間に生じた偶モード光と、入力
側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部２
ｃを伝搬する間に生じた奇モード光との間の位
相差は、接点部４において前記接点部３におけ
る偶モード光と奇モード光との間の位相差つま
り電圧による位相変化を受ける前の両モード光
間の位相差が、第２図Ａの場合と同じ場合2mπ
となる。しかし第２図Ｂの場合では、最初に接
点部３における電場強度分布８ｂの偶モード光
と電場強度分布９ｂの１次モードとの間の位相
差が、第２図Ａの場合に比べてΔφ＝πだけず
れているために、接点部４において電場強度分
布１２ｂの偶モード光と電場強度分布１３ｂの
奇モード光との間の位相差は2mπ＋Δφ＝（2m
＋１）πとなり、従つて導波光は出力部１ｄか
ら電場強度分布１４ｂの光として出射される。
部１ａに電場強度分布７ｂの光が入射される
と、この光は該入力部１ａを伝搬した後、接点
部３において電場強度分布８ｂの偶モード光
と、電場強度分布９ｂの奇モード光とに分れ
る。この偶モード光と奇モード光の位相差は、
第２図Ａの場合に比べてπだけ変化しており、
入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂの動作により偶
モード光は入力側非対称分岐部１ｂへ、また奇
モード光は入力非対称分岐部２ｂへと移つてい
き、それぞれ電場強度分布１０ｂ，１１ｂの導
波光となる。この導波光は更に出力側非対称分
岐部１ｃ，２ｃを伝搬し、該出力側非対称分岐
部１ｃ，２ｃの特性により接点部４において電
場強度分布１０ｂの導波光は電場強度分布１２
ｂの偶モードに、また電場強度分布１１ｂの導
波光は電場強度分布１３ｂの奇モード光に再び
変換される。ここで、電極５，６に第２図Ａの
場合と同じ電圧Vaが印加されている場合、入
力側非対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐部
１ｃを伝搬する間に生じた偶モード光と、入力
側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部２
ｃを伝搬する間に生じた奇モード光との間の位
相差は、接点部４において前記接点部３におけ
る偶モード光と奇モード光との間の位相差つま
り電圧による位相変化を受ける前の両モード光
間の位相差が、第２図Ａの場合と同じ場合2mπ
となる。しかし第２図Ｂの場合では、最初に接
点部３における電場強度分布８ｂの偶モード光
と電場強度分布９ｂの１次モードとの間の位相
差が、第２図Ａの場合に比べてΔφ＝πだけず
れているために、接点部４において電場強度分
布１２ｂの偶モード光と電場強度分布１３ｂの
奇モード光との間の位相差は2mπ＋Δφ＝（2m
＋１）πとなり、従つて導波光は出力部１ｄか
ら電場強度分布１４ｂの光として出射される。
() 次に光の交差状態、所謂Cross状態につい
て考える。
て考える。
第２図Ｃに示すように電場強度分布７ｃをも
つ光が入力部２ａに入射されると、この光は該
入力部２ａを伝搬した後、接点部３において電
場強度分布８ｃの偶モード光と電場強度分布９
ｃの奇モード光とに分れる。この偶モード光と
奇モード光の位相差は第２図Ａの場合と同様で
ある。ここで入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂの
動作により、偶モード光は入力側非対称分岐部
１ｂへ、また奇モード光は入力側非対称分岐部
２ｂへと移つていき、それぞれ電場強度分布１
０ｃ，１１ｃの導波光となる。この導波光が更
に出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃを伝搬してい
くと、該出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃの特性
により接点部４において、電場強度分布１０ｃ
の導波光は電場強度分布１２ｃの偶モードに、
また電場強度分布１１ｃの導波光は電場強度分
布１２ｃの奇モード光に再び変換されるので、
入力側非対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐
部１ｃを伝搬する間に生じた奇モード光と、入
力側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部
２ｃを伝搬する間に生じた奇モード光との間の
位相差を電極５，６に印加する電圧Vcで調整
して、接点部４における偶モード光と奇モード
光との間の位相差を（2m′＋１）π（ｍ：整数）
にしておけば、導波光は出力部１ｄから電場強
度分布１４ｃの光として出射される。
つ光が入力部２ａに入射されると、この光は該
入力部２ａを伝搬した後、接点部３において電
場強度分布８ｃの偶モード光と電場強度分布９
ｃの奇モード光とに分れる。この偶モード光と
奇モード光の位相差は第２図Ａの場合と同様で
ある。ここで入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂの
動作により、偶モード光は入力側非対称分岐部
１ｂへ、また奇モード光は入力側非対称分岐部
２ｂへと移つていき、それぞれ電場強度分布１
０ｃ，１１ｃの導波光となる。この導波光が更
に出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃを伝搬してい
くと、該出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃの特性
により接点部４において、電場強度分布１０ｃ
の導波光は電場強度分布１２ｃの偶モードに、
また電場強度分布１１ｃの導波光は電場強度分
布１２ｃの奇モード光に再び変換されるので、
入力側非対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐
部１ｃを伝搬する間に生じた奇モード光と、入
力側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部
２ｃを伝搬する間に生じた奇モード光との間の
位相差を電極５，６に印加する電圧Vcで調整
して、接点部４における偶モード光と奇モード
光との間の位相差を（2m′＋１）π（ｍ：整数）
にしておけば、導波光は出力部１ｄから電場強
度分布１４ｃの光として出射される。
一方、第２図Ｄに示すように、電場強度分布
７ｄをもつ光が入力部１ａに入射された場合、
この光は該入力部１ａを伝搬した後、接点部３
において偶モード光と奇モード光に分れる。こ
の偶モード光と奇モード光との間の位相差は、
第２図Ｃの場合に比べてπだけ変化している。
ここで入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂの動作に
より偶モード光は入力側非対称分岐部４ｂへ、
また奇モード光は入力側非対称分岐部１ｂへと
移つて行き、それぞれ電場強度分布１０ｄ，１
１ｄの導波光となる。この導波光が更に出力側
非対称分岐部１ｃ，２ｃを伝搬していくと、該
出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃの動作により接
点部４において、電場強度分布１０ｄの導波光
は電場強度分布１２ｄの偶モード光に、また電
場強度分布１１ｄの導波光は電場強度分布１３
ｄの奇モード光に再び変換される。ここで、電
極５，６に第２図Ｃの場合と同じ電圧Vcが印
加されている場合は、入力側非対称分岐部１ｂ
及び出力側非対称分岐部１ｃを伝搬する間に生
じた偶モード光と１次モード光の間の位相差
は、第２図Ｃの場合と同様の（2m′＋１）πと
なる。しかしこの第２図Ｄの場合では、接点部
３における偶モード光と奇モード光との間の位
相差が第２図Ｃの場合に比べてΔφ＝πだけず
れており、従つて接点部４における電場強度分
布１２ｄの偶モード光と、電場強度分布１３ｄ
の奇モード光との間の位相差は（2m′＋１）π
＋Δφ＝2m″π（m″：整数）となり、導波光は出
力部２ｄより電場強度分布１４ｄの光として出
力される。
７ｄをもつ光が入力部１ａに入射された場合、
この光は該入力部１ａを伝搬した後、接点部３
において偶モード光と奇モード光に分れる。こ
の偶モード光と奇モード光との間の位相差は、
第２図Ｃの場合に比べてπだけ変化している。
ここで入力側非対称分岐部１ｂ，２ｂの動作に
より偶モード光は入力側非対称分岐部４ｂへ、
また奇モード光は入力側非対称分岐部１ｂへと
移つて行き、それぞれ電場強度分布１０ｄ，１
１ｄの導波光となる。この導波光が更に出力側
非対称分岐部１ｃ，２ｃを伝搬していくと、該
出力側非対称分岐部１ｃ，２ｃの動作により接
点部４において、電場強度分布１０ｄの導波光
は電場強度分布１２ｄの偶モード光に、また電
場強度分布１１ｄの導波光は電場強度分布１３
ｄの奇モード光に再び変換される。ここで、電
極５，６に第２図Ｃの場合と同じ電圧Vcが印
加されている場合は、入力側非対称分岐部１ｂ
及び出力側非対称分岐部１ｃを伝搬する間に生
じた偶モード光と１次モード光の間の位相差
は、第２図Ｃの場合と同様の（2m′＋１）πと
なる。しかしこの第２図Ｄの場合では、接点部
３における偶モード光と奇モード光との間の位
相差が第２図Ｃの場合に比べてΔφ＝πだけず
れており、従つて接点部４における電場強度分
布１２ｄの偶モード光と、電場強度分布１３ｄ
の奇モード光との間の位相差は（2m′＋１）π
＋Δφ＝2m″π（m″：整数）となり、導波光は出
力部２ｄより電場強度分布１４ｄの光として出
力される。
以上のようにして、光のスイツチングが行われ
る。
る。
次に、導波路１の入力側非対称分岐部１ｂ及び
出力側非対称分岐部１ｃを伝搬する偶モード光
と、導波路２の入力側非対称分岐部２ｂ及び出力
側非対称分岐部２ｃを伝搬する奇モード光との間
に位相差が生じる理由と、位相差を調整する機構
について第３図を参照して説明する。
出力側非対称分岐部１ｃを伝搬する偶モード光
と、導波路２の入力側非対称分岐部２ｂ及び出力
側非対称分岐部２ｃを伝搬する奇モード光との間
に位相差が生じる理由と、位相差を調整する機構
について第３図を参照して説明する。
非対称分岐部の非対称が小さい場合、例えば第
３図に実線で示したような場合では、導波路間隔
が小さいときは偶モードと奇モードとの間の伝搬
定数差が大きいが、導波路が離れて行くにつれて
殆んど同じ大きさの伝搬定数になる。
３図に実線で示したような場合では、導波路間隔
が小さいときは偶モードと奇モードとの間の伝搬
定数差が大きいが、導波路が離れて行くにつれて
殆んど同じ大きさの伝搬定数になる。
ところが、分岐の非対称性が大きい場合には、
第３図に点線で示されるように導波路間隔が大き
くなるにつれて、非対称性が小さい場合との差異
が大きくなり、偶モードと奇モードとの間の伝搬
定数差が導波路が離れていても生じる様になる。
第３図に点線で示されるように導波路間隔が大き
くなるにつれて、非対称性が小さい場合との差異
が大きくなり、偶モードと奇モードとの間の伝搬
定数差が導波路が離れていても生じる様になる。
このように、２つのモード光の間に伝搬定数差
があるということは、或る距離光が伝搬すると、
伝搬距離と伝搬定数差の積に比例した位相差が生
じるということである。
があるということは、或る距離光が伝搬すると、
伝搬距離と伝搬定数差の積に比例した位相差が生
じるということである。
ところで、導波路幅が違うということは、等価
屈折率が違うということと効果が等いものであ
り、実効屈折率は導波路の屈折率によつても変化
させることができる。
屈折率が違うということと効果が等いものであ
り、実効屈折率は導波路の屈折率によつても変化
させることができる。
従つて、導波路のそれぞれの非対称分岐部の屈
折率を変化させた場合にも、第３図と同様な特性
が得られ、そのためある程度（この場合約3μｍ）
以上導波路が離れている場合、導波路の屈折率を
制御して、伝搬定数差を調整することが可能であ
り、よつて電気光学効果を用いれば、電気的に搬
播定数差を、更には位相差を制御することができ
る。
折率を変化させた場合にも、第３図と同様な特性
が得られ、そのためある程度（この場合約3μｍ）
以上導波路が離れている場合、導波路の屈折率を
制御して、伝搬定数差を調整することが可能であ
り、よつて電気光学効果を用いれば、電気的に搬
播定数差を、更には位相差を制御することができ
る。
第３図中に、電極間隔10μｍ、印加電圧5Vの場
合の伝搬定数の変化の大きさを縦方向の矢印イで
示してある。構造的に設定された伝搬定数、つま
り第３図中に示された線に対してこの程度伝搬定
数が変化されることになる。
合の伝搬定数の変化の大きさを縦方向の矢印イで
示してある。構造的に設定された伝搬定数、つま
り第３図中に示された線に対してこの程度伝搬定
数が変化されることになる。
非対称分岐の特性は、
Δβ／γθ＞const ………(1)
Δβ：導波路１の１ｂ及び１ｃと、導波路２の
２ｂ及び２ｃとの間の伝搬定数差 θ：導波路１の１ｂ及び１ｃと、導波路２の２
ｂ及び２ｃとが成す角 γ：導波路１，２の１ｂ，１ｃ及２ｂ，２ｃよ
りの光のしみ出しを表わすパラメータ const：通常１以上に選ばれる。
２ｂ及び２ｃとの間の伝搬定数差 θ：導波路１の１ｂ及び１ｃと、導波路２の２
ｂ及び２ｃとが成す角 γ：導波路１，２の１ｂ，１ｃ及２ｂ，２ｃよ
りの光のしみ出しを表わすパラメータ const：通常１以上に選ばれる。
で表わされるが、電圧による変化も見込んで前記
(1)式が成立するように、充分大きい非対称性と充
分小さい角度が必要である。
(1)式が成立するように、充分大きい非対称性と充
分小さい角度が必要である。
第４図は本発明の第２の実施例を示す平面図
で、この実施例は導波路１の入力側非対称分岐部
１ｂ及び出力側非対称分岐部１ｃ上に２分割した
電極５ａ，５ｂを、また導波路２の入力側非対称
分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部２ｃ上には同
じく２分割した電極６ａ，６ｂをそれぞれ配置し
た構成としており、この２組の電極５ａ，５ｂ及
び６ａ，６ｂにわずかに違う電圧を印加して、非
対称性の微調整を行うことにより、より高い消光
比を得ることができるようにしたものである。
で、この実施例は導波路１の入力側非対称分岐部
１ｂ及び出力側非対称分岐部１ｃ上に２分割した
電極５ａ，５ｂを、また導波路２の入力側非対称
分岐部２ｂ及び出力側非対称分岐部２ｃ上には同
じく２分割した電極６ａ，６ｂをそれぞれ配置し
た構成としており、この２組の電極５ａ，５ｂ及
び６ａ，６ｂにわずかに違う電圧を印加して、非
対称性の微調整を行うことにより、より高い消光
比を得ることができるようにしたものである。
第５図は本発明の第３の実施例の平面図であ
る。長波長用の素子として設計した場合、素子が
全体として大きくなり、導波路間隔が広がるが、
そのとき電極間隔も広がつて動作電圧が増加する
のを防ぐため、この実施例は導波路１の入力側非
対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐部１ｃと導
波路２の入力側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対
称分岐部２ｃの両側に電極７，８を配置すると共
に、中間にも電極９を配置した構成となつてい
る。
る。長波長用の素子として設計した場合、素子が
全体として大きくなり、導波路間隔が広がるが、
そのとき電極間隔も広がつて動作電圧が増加する
のを防ぐため、この実施例は導波路１の入力側非
対称分岐部１ｂ及び出力側非対称分岐部１ｃと導
波路２の入力側非対称分岐部２ｂ及び出力側非対
称分岐部２ｃの両側に電極７，８を配置すると共
に、中間にも電極９を配置した構成となつてい
る。
以上説明したように本発明は、一対の導波路の
それぞれの入力部と出力部との間を幅の異なる非
対称分岐部として、該非対称分岐部に電極を配置
することにより、導波路における非対称分岐部が
本来の作用である導波光の偶モードと奇モードの
分離作用の他に、電圧で非対称性を制御すること
によつて導波光に位相差を与える干渉器の機能を
も発揮するようにしているため、同じ電圧で比較
すると従来のものより短い素子長で、または、同
じ素子長で比較すると低電圧で光のスイツチング
を行うことができるという効果がある。
それぞれの入力部と出力部との間を幅の異なる非
対称分岐部として、該非対称分岐部に電極を配置
することにより、導波路における非対称分岐部が
本来の作用である導波光の偶モードと奇モードの
分離作用の他に、電圧で非対称性を制御すること
によつて導波光に位相差を与える干渉器の機能を
も発揮するようにしているため、同じ電圧で比較
すると従来のものより短い素子長で、または、同
じ素子長で比較すると低電圧で光のスイツチング
を行うことができるという効果がある。
例えば、5Vで動作するように設計された素子
の場合、従来の非対称分岐構造のバランスドブリ
ツジ型導波路を用いた導波路型光スイツチに比べ
て、本発明のものは素子長を2/3（約７mmHe−
Ne光源）にすることが可能であり、しかも本発
明による素子の動作電圧×素子長の値は35V゜mm
であつて、従来の方向性結合器型スイツチの値に
匹敵する。
の場合、従来の非対称分岐構造のバランスドブリ
ツジ型導波路を用いた導波路型光スイツチに比べ
て、本発明のものは素子長を2/3（約７mmHe−
Ne光源）にすることが可能であり、しかも本発
明による素子の動作電圧×素子長の値は35V゜mm
であつて、従来の方向性結合器型スイツチの値に
匹敵する。
第１図は本発明による導波路型光スイツチの第
１の実施例を示す平面図、第２図は第１の実施例
の作用を示す平面図、第３図は非対称分岐部にお
ける偶モード光と奇モード光の特性図、第４図は
第２の実施例を示す平面図、第５図は第３の実施
例を示す平面図である。 １，２：導波路、１ａ，２ａ：入力部、１ｂ，
２ｂ：入力側非対称分岐部、１ｃ，２ｃ：出力側
非対称分岐部、１ｄ，２ｄ：出力部、５，６，５
ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ，７，８，９：電極。
１の実施例を示す平面図、第２図は第１の実施例
の作用を示す平面図、第３図は非対称分岐部にお
ける偶モード光と奇モード光の特性図、第４図は
第２の実施例を示す平面図、第５図は第３の実施
例を示す平面図である。 １，２：導波路、１ａ，２ａ：入力部、１ｂ，
２ｂ：入力側非対称分岐部、１ｃ，２ｃ：出力側
非対称分岐部、１ｄ，２ｄ：出力部、５，６，５
ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ，７，８，９：電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対の導波路のそれぞれの入力部と出力部と
の間に幅の異なる非対称分岐部を形成して、該非
対称分岐部に非対称性制御用の電極を配置したこ
とを特徴とする導波路型光スイツチ。 ２ 非対称分岐部に配置する電極を入力側と出力
側に分割したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の導波路型光スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20831684A JPS6187137A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 導波路型光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20831684A JPS6187137A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 導波路型光スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187137A JPS6187137A (ja) | 1986-05-02 |
| JPH0254930B2 true JPH0254930B2 (ja) | 1990-11-26 |
Family
ID=16554237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20831684A Granted JPS6187137A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 導波路型光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187137A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01136131A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 導波型光スイッチ |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20831684A patent/JPS6187137A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6187137A (ja) | 1986-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |