JPH04180034A - 導波路型光デバイス - 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】 技術分野 本発明は導波路型光デバイスに関するものである。

従来技術 光通信システムの実用化に伴い、更に大容量で多機能の
高度なシステムが求められており、より高速の光信号の
発生や光伝送路の切替え、交換等の新たな機能の付加が
必要とされている。

現在の実用システムでは、光信号は直接半導体レーザや
発光ダイオードの注入電流を変調する二とにより得られ
ている。しかし、直接変調では、緩和振動等の効果のた
めに、数Ｇｌｌｚ以上の高速変調が困難であることや、
波長変動か発生するためコヒーレント光伝送方式には適
用か難しいこと等の欠点がある。

これを解決する手段としては、外部変調器を使用する方
法があり、特に電気光学結晶基板中に形成された光導波
路により構成される導波型の光変調器は小型、高効率、
高速という特長がある。

一方、光伝送路の切替えやネットワークの変換機能を得
る手段としては、光スィッチか使用されている。現在実
用化されている光スイ・ソチはプリスム、ミラー、ファ
イバ等を機械的に移動させて光路を切替えるものであり
、低速であること、形状が大きくマトリクス化に不適で
あること等の欠点かある。

これを解決する手段としても光導波路を用いた導波型の
光スィッチの開発か進められており、高速、多素子の集
積化か可能、高信頼等の特長かある。特にニオブ酸リチ
ウム（１膚ＮｂＯ、）結晶等の強誘電体材料を用いたも
のは、光吸収か小さく低損失であること、大きな電気光
学効果を有しているため高効率であること等の特長かあ
り、方向性結合器型変調器あるいは光スィッチ、全反射
型光スイッチ、マツハツエンダ型光変調器等の種々の方
式の光制御デノくイスか報告されている。

近年、この導波路型光スイッチの高密度集積化の研究開
発か盛んに行われており、西木裕らの文献、電子情報通
信学会ＯＱＥ８ｇ−１４７によれば、ＬｉＮｂＯ３基板
を用いて方向性結合器型光スイッチを６４素子集積した
８×８７１・リクス光スイッチを得ている。

一方、外部光変調器のような単一の光スイツチ素子から
なるデバイスの研究開発も盛んに進められている。この
ような光スイツチデバイスの特性項目には、スイッチン
グ電圧（電力）、クロスト一り、消光比、損失、切替え
速度、温湿度等の環境に対する動作の安定性等かある。

第３図に従来の導波路型光デバイスの一例である基板表
面に形成された方向性結合器からなる光スィッチ、変調
器の斜視図を示す。

図において、基板１にＴｉを熱拡散することにより光導
波路２Ａ、２Ｂを形成させた導波路型光デバイスである
。基板１の電気光学効果を利用して光導波路２Ａ、２Ｂ
の各屈折率を夫々変化させるために、光導波路２Ａ、２
Ｂ上部にはハソコア層３を介して電極４Ａ、４Ｂか夫々
形成されている。

このバッファ層３は、電極４Ａ、４Ｂが金属膜であるの
で、この金属膜か光導波路２Ａ、２Ｂの上部に夫々直接
形成されると、光導波路の２Ａ。

２Ｂを導波する光のＴＭモート光のパワーが電極４Ａ、
４Ｂに夫々吸収され損失か大きくなるのを防く役割をし
ている。

本例では、バッファ層３として酸化シリコン（ＳｉＯ２
）膜を用いている。ポートａ、ポー１．ｃには光ファイ
バか固着される。

例えば、電極４Ａに電圧か印加されないときに、ポート
ａから入力された光は方向性結合器６の部分て近接する
他方の光導波路２にパワーが移り、光がポートＣから出
射するように製作した時、ある一定の電圧か電極４Ａに
印加されたときには、光導波路２Ａの屈折率が変化し、
方向性結合器６０部分て光導波路２ＡとＢとの光パワー
の移動は起こらす、光はポートｂがら出射する。

例えば、光フアイバ破断点測定用計測器に用いる光スィ
ッチの場合、ポートｂが光源、ポートａに被測定光ファ
イバ、ポートｃには受光素子が接続される。

この計測器は光源から被測定光ファイバに光を送り、被
測定光ファイバからの戻り光を受光素子で測定し、被測
定光ファイバの破断点を調べるものでポートｃが（ｎ号
光の出力である。

また、変調器の場合は、方向性結合器の部分で光路を切
替えることによりポートＣての光出力がオンオフされ信
号として伝搬される。尚、ポートｂても同様に光出力が
オンオフされるが、ここではポートｃを信号光出力とし
ている。

この構造では、方向性結合器の部分から出力端までの光
導波路２Ａ、２Ｂか曲っているので、光かポートｂに出
射する場合、光が光導波路２Ａ。

２Ｂの曲りの部分で放射し、この放射した光がポートｃ
に漏れる。そのために、ポートｃての光出力（信号光）
の消光比及びクロストークか劣化するという欠点かある
。

発明の目的 本発明の目的は、光導波路の曲りの部分での光の放射を
なくし、信号光か出ツノされるポートての高消光比を得
ることが可能な導波路型光デバイスを提供することであ
る。

発明の構成 本発明によれば、基板と、この基板の一主表面に形成さ
れた複数本の光導波路と、前記導波路相互間の光結合部
分の上部にバッファ層を介して形成された電極とを含む
導波路型光デバイスであって、前記光導波路のうち信号
光の伝搬に用いられる光導波路に直近の光導波路の上部
及びその近傍に、前記バッファ層を介在することなく直
接金属膜を形成したことを特徴とする導波路型光デバイ
スか得られる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例の斜視図であり、第３図と同等
部分は同一符号により示している。ポートａから入力さ
れた光は、電極への電圧無印加時には信号出力であるポ
ートｃより出射され、電圧印加時にはダミーの出力ポー
トであるポートｂから出射される。

ポートＣの信号光の消光比及びクロストークが良くなる
ように方向性結合器６の部分からダミーポートであるポ
ートｂまでの光導波路２Ａの上部及び近傍のバッファ層
３が取除かれ、金属膜５か直接光導波路２Ａの上部及び
近傍に形成されている。

このような構造にすることにより、金属膜５の部分で光
導波路２Ａを伝搬する光及び光導波路２Ａの曲りの部分
て放射した光のＴ　Ｍモートの先パワーか、金属膜５に
吸収されポートｃに結合するダミーポートからの漏れ光
か少なくなる。

このように信号光か出射されない光導波路２Ａの土部及
び近傍のバッファ層３を取除き、金属膜５を直接形成す
ることにより信号光の高消光比及び高クロスト−りか得
られる。

例えば、光ファイバの破断点測定用Ｊ１測器に用いる光
スィッチの場合、ポートｂか光源、ポートａに被測定光
ファイバ、ポートＣには受光素子か夫々接続される。

この肩測器は光源から被測定光ファイバに光を送り、被
測定光ファイバからの戻り光を受光素子て測定し、被測
定光ファイバの破断点を調べるもので、上述したように
信号光か伝搬しない光導波路２Ａの上部及び近傍のバッ
ファ層３を取除き金属膜５を直接形成することにより、
Ｔ　ＭモーＦ　ｃ）光パワーか吸収され、受光素子への
ノイズか低減し高分解能を有する測定か可能である。

また、この構造は全反射型光スイッチ等の他の導波路型
デバイス及びＧａＡｓ、ＩｎＰ等化合物半導体基板を用
いた導波路型光デバイスにも適用できることは明らかで
ある。

第２図は本発明の他の実施例の斜視図である。

本例は方向性結合器を複数集積した場合の１つの例であ
る光スィッチを２段接続した構造を示し、信号光の出力
であるポートｃの近傍の光導波路２Ｂの上部及び近傍の
バッファ層３か取除かれ、金属膜５が直接形成されてい
る。

この光スィッチの効果は第３図と同して、ポートｂに光
源、ポートａに被測定光ファイバ、ポートｃに受光素子
が接続される。

なお、金属膜５はＡＩ、Ａｕ、ＰＬ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ
、Ｍｏ等何てもよく、また合金も含まれる。金属膜の形
成方法はスパッタ法、蒸着法等向でも良い。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、信号光か伝搬され
ない光導波路の上部及び近傍のバッファ層を取除き、そ
の部分に金属膜を直接形成することにより、Ｔ　Ｍモー
トの光パワーが吸収され光導波路の曲りの部分での光の
放射か少なくなり、信号光か出力するポートの高消光比
が得られるという効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の各実施例の斜視図、第３図
は従来の導波路型光デバイスの斜視図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・基板 ２Ａ、２Ｃ・・・光導波路 ４Ａ、４Ｃ・・・・・電極 ５・・・・・・金属膜 ６・・　方向性結合器 出願人　日本電気株式会′ｆ−１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、この基板の一主表面に形成された複数本
   の光導波路と、前記導波路相互間の光結合部分の上部に
   バッファ層を介して形成された電極とを含む導波路型光
   デバイスであって、前記光導波路のうち信号光の伝搬に
   用いられる光導波路に直近の光導波路の上部及びその近
   傍に、前記バッファ層を介在することなく直接金属膜を
   形成したことを特徴とする導波路型光デバイス。