JPH04114133A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
- Publication number
- JPH04114133A JPH04114133A JP23311390A JP23311390A JPH04114133A JP H04114133 A JPH04114133 A JP H04114133A JP 23311390 A JP23311390 A JP 23311390A JP 23311390 A JP23311390 A JP 23311390A JP H04114133 A JPH04114133 A JP H04114133A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- grating
- optical switch
- reflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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）
本発明は動作速度の速い光スイッチに関するものである
。
。
（従来の技術）
従来、この種の光スイッチとしては第６図に示す構成の
ものかある（参考文献： Ｍ、Ｏｊｉｍａ ｅｔ ａｌ
、。
ものかある（参考文献： Ｍ、Ｏｊｉｍａ ｅｔ ａｌ
、。
“０ｐｔｉｃａｌ ＮＯＲｇａｔｅ ｕｓｉｎｇ ｄｉ
ｏｄｅ １ａｓｅｒ ５ｏｕｒｃｅｓ″Ａｐｐ１． Ｏ
ｐｔ、 、 Ｖｏｌ、 ２５． ｎｏ、 １４． ｐｐ
、 ２３１１〜２３１３．１９８６参照）。第６図にお
いて、■は信号光源、２は集光用レンズ、３は制御用光
源、４は偏光ビームスプリッタ、５はファブリペロエタ
ロン、６は高反射膜、７は光非線形媒質を示す。
ｏｄｅ １ａｓｅｒ ５ｏｕｒｃｅｓ″Ａｐｐ１． Ｏ
ｐｔ、 、 Ｖｏｌ、 ２５． ｎｏ、 １４． ｐｐ
、 ２３１１〜２３１３．１９８６参照）。第６図にお
いて、■は信号光源、２は集光用レンズ、３は制御用光
源、４は偏光ビームスプリッタ、５はファブリペロエタ
ロン、６は高反射膜、７は光非線形媒質を示す。
第７図は第６図におけるファブリペロエタロンの光入力
パワＰｉｎに対する光出力パワＰｏｕ ｔの特性を示し
た図である。
パワＰｉｎに対する光出力パワＰｏｕ ｔの特性を示し
た図である。
いま、高反射膜を有するファブリペロエタロンの初期状
態が入射信号光波長に対して透過率の低い状態（反射状
態）に設定しであるものとする。
態が入射信号光波長に対して透過率の低い状態（反射状
態）に設定しであるものとする。
そこへ入射する光信号の強度が増加すると、光吸収によ
り発生した自由キャリアのために光非線形媒質の屈折率
が減少し、入力光パワがＰｃに達した点で突然ファブリ
ペロエタロンの状態は透過状態に遷移する。一方、この
状態から入力光パワを減少させると同じ入出力特性を描
かず、入力光パワがＰａに達した点で突然ファブリペ口
エタロンの状態は反射状態に遷移する。この動作かいわ
ゆる光双安定動作である。従って制御用光源３からＰｃ
以上の光パワをファブリペロエタロンに注入してやれば
、光パワかＰａ以上の間にわたって透過の状態になり、
信号光も通すことが可能となる。
り発生した自由キャリアのために光非線形媒質の屈折率
が減少し、入力光パワがＰｃに達した点で突然ファブリ
ペロエタロンの状態は透過状態に遷移する。一方、この
状態から入力光パワを減少させると同じ入出力特性を描
かず、入力光パワがＰａに達した点で突然ファブリペ口
エタロンの状態は反射状態に遷移する。この動作かいわ
ゆる光双安定動作である。従って制御用光源３からＰｃ
以上の光パワをファブリペロエタロンに注入してやれば
、光パワかＰａ以上の間にわたって透過の状態になり、
信号光も通すことが可能となる。
なお、信号光と制御光を挿入損失を少なくした状態で合
波するために、ここでは互いの光の偏光面を直交させて
偏光ビームスプリッタで合波している。３ｄＢの挿入損
失を許容すれば、半透鏡でも同様な機能を得ることかで
きる。
波するために、ここでは互いの光の偏光面を直交させて
偏光ビームスプリッタで合波している。３ｄＢの挿入損
失を許容すれば、半透鏡でも同様な機能を得ることかで
きる。
以上説明した構成で光ゲートスイッチを構成するので、
スイッチの動作速度かキャリアのライフタイムにより制
御され、高速動作に適さなかった。
スイッチの動作速度かキャリアのライフタイムにより制
御され、高速動作に適さなかった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、製作が容易で高速動作可能な光スイッチを提
供することにある。
供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は、光スイッチを位相シフト領域を有するグレー
ティングと光ゲート機能を有する構造を光の伝搬方向に
対して直列に接続した構成とする。
ティングと光ゲート機能を有する構造を光の伝搬方向に
対して直列に接続した構成とする。
（実施例）
以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成図であって、８はグレ
ーティング゛、９は光アンプ、ｌｏａ、 １０ｂ、 １
０ｃは入出力導波路、１１は制御光導波路、１２は絶縁
膜、１３は電極である。
ーティング゛、９は光アンプ、ｌｏａ、 １０ｂ、 １
０ｃは入出力導波路、１１は制御光導波路、１２は絶縁
膜、１３は電極である。
また第２図ｆａｔは第１図における入出力導波路のＡ−
Ａ’における断面構造図であって、１４はＩｎｏ、ｙ２
Ｇａｏ、 ２Ｂ、Ａ３０．５９Ｐ０．４１で構成された
コア、Ｉ５はｎ型ＩｎＰクラット、１６は電極である。
Ａ’における断面構造図であって、１４はＩｎｏ、ｙ２
Ｇａｏ、 ２Ｂ、Ａ３０．５９Ｐ０．４１で構成された
コア、Ｉ５はｎ型ＩｎＰクラット、１６は電極である。
コアの幅と厚さはそれぞれ約３μｍと０．４μｍである
。第２図＋ｂ＋は第１図におけるグレーティング部のＢ
−Ｂ’における断面構造図で、１７は多重量子井戸構造
をした光非線形媒質であり、第２図（ｄ）は光非線形媒
質１７の拡大断面図であって、１８．１９はその内部構
造を示す。コア１４と光非線形媒質１７の光軸は一致し
ている。１８は井戸部を構成し、Ｉｎｏ、 ４７Ｇａｏ
、 ５３．ＡＳを５０人の厚さで形成し、１９は障壁部
を構成し、ＩｎＰを７５Ａの厚さで形成する。２０は制
御先導波路でＩｎ０、７２Ｇａｏ、 ２ｇＡｓｏ、 ５
９Ｐ０．４ ＋で構成される。制御先導波路２０の構造
もＡ−Ａ’における断面と同じである。第２図（Ｃ１は
第１図における光アンプのｃ−ｃ’における断面構造図
で、２１は活性層でＩｎｏ、 ｅａＧａｏ、 ４＋１Ａ
ｓｏ、 ｇｓＰｏ、 ＋ｓで構成される。２２はｐ型■
ｎＰクラッド、２３はＦｅドープ高抵抗１ｎＰクラツド
である。これらの導波路は半導体レーザの埋め込み成長
技術と同様にして製造する。
。第２図＋ｂ＋は第１図におけるグレーティング部のＢ
−Ｂ’における断面構造図で、１７は多重量子井戸構造
をした光非線形媒質であり、第２図（ｄ）は光非線形媒
質１７の拡大断面図であって、１８．１９はその内部構
造を示す。コア１４と光非線形媒質１７の光軸は一致し
ている。１８は井戸部を構成し、Ｉｎｏ、 ４７Ｇａｏ
、 ５３．ＡＳを５０人の厚さで形成し、１９は障壁部
を構成し、ＩｎＰを７５Ａの厚さで形成する。２０は制
御先導波路でＩｎ０、７２Ｇａｏ、 ２ｇＡｓｏ、 ５
９Ｐ０．４ ＋で構成される。制御先導波路２０の構造
もＡ−Ａ’における断面と同じである。第２図（Ｃ１は
第１図における光アンプのｃ−ｃ’における断面構造図
で、２１は活性層でＩｎｏ、 ｅａＧａｏ、 ４＋１Ａ
ｓｏ、 ｇｓＰｏ、 ＋ｓで構成される。２２はｐ型■
ｎＰクラッド、２３はＦｅドープ高抵抗１ｎＰクラツド
である。これらの導波路は半導体レーザの埋め込み成長
技術と同様にして製造する。
第３図（ａ）、 （ｂ）は、第１図に示すグレーティン
グ８のＤ−Ｄ’における断面構造図、光アンプ９のＥ−
Ｅ’における断面構造図である。２４は１／４波長の位
相シフト領域である。
グ８のＤ−Ｄ’における断面構造図、光アンプ９のＥ−
Ｅ’における断面構造図である。２４は１／４波長の位
相シフト領域である。
第４図はグレーティングスイッチ部の波長に対する透過
率の特性を説明する図である。ここで第１図の構成にお
けるスイッチング動作について説明する。
率の特性を説明する図である。ここで第１図の構成にお
けるスイッチング動作について説明する。
グレーティング８は波長１．５５μｍに対応する１次回
折格子ピッチ０．２４μｍに一致している。したがって
第３図におけるピッチＡは０．２４μｍ、厚さｔは０．
４μｍとした。多重量子井戸構造をした光非線形媒質Ｉ
７の部分およびクラットＩ５の部分の屈折率は、それぞ
れ約３，４および３．２となるので、グレーティング部
における反射結合係数には約５００ｃｍ−’以上が得ら
れる。いまグレーティング部の長さし、が５０μｍの第
３図の構成とすると、最大反射率は約９８％が得られる
。第４図に示したようにブラック゛波長λＢ ＝ １．
５５μｍにおいて透過率はピークをもつ。これは第３図
（ａ）に示したようにクルーティング部に１７４波長の
位相シフト領域が存在するためである。したがって、信
号光波長λ、を１、５４５μｍとすると、グレーティン
グ８では反射状態となる。いまクルーティング部に制御
信号光を当てて多重量子井戸構造部１４の屈折率を変化
させ、ブラッグ波長λ８を△λだけ変化させればグレー
ティング８の部分は反射状態から透過状態へとスイッチ
ング゛され、さらに反射状態へスイッチングする。
折格子ピッチ０．２４μｍに一致している。したがって
第３図におけるピッチＡは０．２４μｍ、厚さｔは０．
４μｍとした。多重量子井戸構造をした光非線形媒質Ｉ
７の部分およびクラットＩ５の部分の屈折率は、それぞ
れ約３，４および３．２となるので、グレーティング部
における反射結合係数には約５００ｃｍ−’以上が得ら
れる。いまグレーティング部の長さし、が５０μｍの第
３図の構成とすると、最大反射率は約９８％が得られる
。第４図に示したようにブラック゛波長λＢ ＝ １．
５５μｍにおいて透過率はピークをもつ。これは第３図
（ａ）に示したようにクルーティング部に１７４波長の
位相シフト領域が存在するためである。したがって、信
号光波長λ、を１、５４５μｍとすると、グレーティン
グ８では反射状態となる。いまクルーティング部に制御
信号光を当てて多重量子井戸構造部１４の屈折率を変化
させ、ブラッグ波長λ８を△λだけ変化させればグレー
ティング８の部分は反射状態から透過状態へとスイッチ
ング゛され、さらに反射状態へスイッチングする。
いまこのグレーティング８に、第５図（ａ）に示したよ
うな制御光パルスを入射したとすると、グレーティング
部の透過率の時間応答は第５図（ｂ）に示すようになる
。制御光の立ち上かりに対応するスイッチングは、多重
量子井戸構造のハント間遷移時間で決まるので、非常に
高速である。一方、制御光の立ち下かりに対応するスイ
ッチングは、キャリアのライフタイムによって制限され
るので、１０ｎｓ程度を要する。
うな制御光パルスを入射したとすると、グレーティング
部の透過率の時間応答は第５図（ｂ）に示すようになる
。制御光の立ち上かりに対応するスイッチングは、多重
量子井戸構造のハント間遷移時間で決まるので、非常に
高速である。一方、制御光の立ち下かりに対応するスイ
ッチングは、キャリアのライフタイムによって制限され
るので、１０ｎｓ程度を要する。
つぎに光アンプ９に第５図（Ｃ）に示すような電流を流
した場合を考える。光アンプは電流上口の状態では信号
光を吸収するので、光アンプ９の透過率は、第５図（ｄ
）に示すようになる。そこで第１図に示す通りりル−テ
ィング８と光アンプ９を信号光の伝搬方向に直列に接続
したところ、透過率は第５図（ｅ）に示すようになり、
キャリアライフタイムに制限されない高速なスイッチン
ク動作か確認された。
した場合を考える。光アンプは電流上口の状態では信号
光を吸収するので、光アンプ９の透過率は、第５図（ｄ
）に示すようになる。そこで第１図に示す通りりル−テ
ィング８と光アンプ９を信号光の伝搬方向に直列に接続
したところ、透過率は第５図（ｅ）に示すようになり、
キャリアライフタイムに制限されない高速なスイッチン
ク動作か確認された。
なお、ここではクレーティンク゛部を光によって制御す
る場合について説明したが、電界・電流・熱等による制
御についても同様である。例えば、上記光の透過・反射
を切り替える構造をＰｎ接合によって構成し、該Ｐｎ接
合に電界または電流を印加することにより、導波路部の
屈折率を変化させることかできるので、外部制御光によ
る場合と同様の制御を行うことが可能である。また、光
ゲート機能を何する構造は光アンプについて説明したか
、グレーティング・ファブリペロエタロン・リング共振
器についても同様な動作をすることは言うまでもない。
る場合について説明したが、電界・電流・熱等による制
御についても同様である。例えば、上記光の透過・反射
を切り替える構造をＰｎ接合によって構成し、該Ｐｎ接
合に電界または電流を印加することにより、導波路部の
屈折率を変化させることかできるので、外部制御光によ
る場合と同様の制御を行うことが可能である。また、光
ゲート機能を何する構造は光アンプについて説明したか
、グレーティング・ファブリペロエタロン・リング共振
器についても同様な動作をすることは言うまでもない。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明は、光スイッチを位相シフ
ト領域を有するグレーティングと光ゲート機能を有する
構造とを光の伝搬方向に対して直列に接続した構成とし
たので、スイッチンク゛速度が非線形効果の本質的なス
ピードのみによって決まり、キャリアライフタイム・Ｃ
Ｒ時定数等によらない高速なスイッチング゛が可能とな
った。
ト領域を有するグレーティングと光ゲート機能を有する
構造とを光の伝搬方向に対して直列に接続した構成とし
たので、スイッチンク゛速度が非線形効果の本質的なス
ピードのみによって決まり、キャリアライフタイム・Ｃ
Ｒ時定数等によらない高速なスイッチング゛が可能とな
った。
第１図は本発明の光スイッチの一実施例の構成図、
第２図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）はそれぞれ第１図（
７）ｌ−Ａ’Ｂ−Ｂ’ 、（、−Ｃ’における断面図、
第２図（ｄ）は第２図（ｂ）に示す多重量子井戸構造を
した光非線形媒質の拡大断面図、 第３図（ａ）、 （ｂ）は第１図のＤ−Ｄ’、Ｅ−Ｅ’
における断面図、 第４図はクレーティンク゛部の反射率−波長特性図、 第５図（ａ）〜（ｅ）はスイッチンク動作の時間応答特
性図、 第６図は従来の光ゲートスイッチの構成図、第７図は第
６図におけるファブリペロエタロンンの光入出力特性図
である。 １・・・信号光源 ２・・・集光用レンズ３・
・・制御用光源 ４・・・偏光ビームスプリッタ ５・・・ファブリペロエタロン ６・・・高反射膜 ７・・・非線形媒質８・・
・グレーティング ９・・・光アンプ１０ａ、 １０
ｂ、 １０ｃ ＝−入出力導波路１１・・・制御光導波
路 １２・・・絶縁膜１３・・・電極
１４・・・コア１５・・・ｎ型１ｎＰクラツト １６
・・・電極１７・・・多重量子井戸構造をした光非線形
媒質１８・・・井戸部 １９・・・障壁部２
０・・・制御先導波路 ２１・・・活性層２２・・
・ｎ型１ｎＰクラツト ２３・・・Ｆｅトープ高抵抗１ｎＰクラツト２４・・・
位相シフト領域
７）ｌ−Ａ’Ｂ−Ｂ’ 、（、−Ｃ’における断面図、
第２図（ｄ）は第２図（ｂ）に示す多重量子井戸構造を
した光非線形媒質の拡大断面図、 第３図（ａ）、 （ｂ）は第１図のＤ−Ｄ’、Ｅ−Ｅ’
における断面図、 第４図はクレーティンク゛部の反射率−波長特性図、 第５図（ａ）〜（ｅ）はスイッチンク動作の時間応答特
性図、 第６図は従来の光ゲートスイッチの構成図、第７図は第
６図におけるファブリペロエタロンンの光入出力特性図
である。 １・・・信号光源 ２・・・集光用レンズ３・
・・制御用光源 ４・・・偏光ビームスプリッタ ５・・・ファブリペロエタロン ６・・・高反射膜 ７・・・非線形媒質８・・
・グレーティング ９・・・光アンプ１０ａ、 １０
ｂ、 １０ｃ ＝−入出力導波路１１・・・制御光導波
路 １２・・・絶縁膜１３・・・電極
１４・・・コア１５・・・ｎ型１ｎＰクラツト １６
・・・電極１７・・・多重量子井戸構造をした光非線形
媒質１８・・・井戸部 １９・・・障壁部２
０・・・制御先導波路 ２１・・・活性層２２・・
・ｎ型１ｎＰクラツト ２３・・・Ｆｅトープ高抵抗１ｎＰクラツト２４・・・
位相シフト領域
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光導波路の一部に光の透過・反射を切り替える構造
を有し、該構造の屈折率を変化させることによって光の
透過・反射を切り替える光スイッチにおいて、光の透過
・反射を切り替える構造を位相シフト領域を有するグレ
ーティングによって構成し、光ゲート機能を有する構造
を光の伝搬方向に対して直列に接続した構成とすること
を特徴とする光スイッチ。 ２、光の透過・反射を切り替える構造を多重量子井戸構
造によって構成することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23311390A JP2849190B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23311390A JP2849190B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114133A true JPH04114133A (ja) | 1992-04-15 |
| JP2849190B2 JP2849190B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=16949974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23311390A Expired - Fee Related JP2849190B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849190B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728005A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-31 | Nec Corp | 半導体ゲート型光スイッチおよびその製造方法 |
| US5812709A (en) * | 1995-12-27 | 1998-09-22 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical device having switching function |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP23311390A patent/JP2849190B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728005A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-31 | Nec Corp | 半導体ゲート型光スイッチおよびその製造方法 |
| US5812709A (en) * | 1995-12-27 | 1998-09-22 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical device having switching function |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2849190B2 (ja) | 1999-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS60134219A (ja) | 光スイツチ | |
| US5155737A (en) | Semiconductor wavelength conversion device | |
| JPS6189690A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH04114133A (ja) | 光スイッチ | |
| WO2021148120A1 (en) | Single-mode dfb laser | |
| JP3276097B2 (ja) | 光リミッタ回路 | |
| JP2793381B2 (ja) | 光レジスタメモリ | |
| JP2703244B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP2996260B2 (ja) | リングレーザ | |
| JP3151755B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
| JP2806426B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP2850955B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JPS6373585A (ja) | 周波数可変分布ブラツグ反射型半導体レ−ザ | |
| JP2916510B2 (ja) | 光フリップフロップ | |
| JP2713598B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP2663450B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| KR20260043593A (ko) | Pn 접합 기반의 실리콘 마하젠더 변조기 | |
| JPH01224731A (ja) | 光スイッチ | |
| JPH07122723A (ja) | 波長変換レーザ | |
| JPH03235915A (ja) | 光機能素子 | |
| KR100526545B1 (ko) | 분포귀환형 레이저 | |
| JPS63122188A (ja) | 光半導体装置 | |
| KR100248375B1 (ko) | 반도체 레이저와 광 변조기가 집적된 광 소자 | |
| JP2001102692A (ja) | 光スイッチ及び偏光選択可能な半導体レーザの駆動方法 | |
| EP1744416A2 (en) | Wavelength tunable light source integrated with optical amplifier, beam steering unit, and concave diffraction grating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |