JPH04288530A - 半導体４ポート光スイッチ - Google Patents
半導体４ポート光スイッチInfo
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- JPH04288530A JPH04288530A JP5274791A JP5274791A JPH04288530A JP H04288530 A JPH04288530 A JP H04288530A JP 5274791 A JP5274791 A JP 5274791A JP 5274791 A JP5274791 A JP 5274791A JP H04288530 A JPH04288530 A JP H04288530A
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- optical
- port
- optical switch
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- semiconductor
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、全体が半導体で構成さ
れていて、光通信等において用いる半導体４ポート光ス
イッチに関する。
れていて、光通信等において用いる半導体４ポート光ス
イッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】光スイッチ、例えば、図６に示す４個の
光ポートＰ１ 〜Ｐ４ を備えた２入力・２出力（以後
、２×２という）光スイッチにおいては、光経路を、光
ポートＰ１ →光ポートＰ３ ，光ポートＰ２ →光ポ
ートＰ４ 、あるいは光ポートＰ１ →光ポートＰ４
，光ポートＰ２ →光ポートＰ３ へと切り替えており
、１個所の光ポートに対し、この光ポートを切替接続可
能な相手方の光ポートの数は２個のみであった。
光ポートＰ１ 〜Ｐ４ を備えた２入力・２出力（以後
、２×２という）光スイッチにおいては、光経路を、光
ポートＰ１ →光ポートＰ３ ，光ポートＰ２ →光ポ
ートＰ４ 、あるいは光ポートＰ１ →光ポートＰ４
，光ポートＰ２ →光ポートＰ３ へと切り替えており
、１個所の光ポートに対し、この光ポートを切替接続可
能な相手方の光ポートの数は２個のみであった。
【０００３】このような２×２光スイッチの場合、１個
の光ポートは、スイッチングによって接続できる相手方
の光ポートの数が２個に限られ、上記接続状態に加えて
、更に、入射光ポートＰ１ →入射光ポートＰ２ への
切替機能をも有しているものはなかった。このため、光
通信等において、種々の通信状態を実現すべく光経路の
切替を行ううえで、光スイッチの数が増加し、中継点等
に設置した切替器が大型化する等の問題があった。
の光ポートは、スイッチングによって接続できる相手方
の光ポートの数が２個に限られ、上記接続状態に加えて
、更に、入射光ポートＰ１ →入射光ポートＰ２ への
切替機能をも有しているものはなかった。このため、光
通信等において、種々の通信状態を実現すべく光経路の
切替を行ううえで、光スイッチの数が増加し、中継点等
に設置した切替器が大型化する等の問題があった。
【０００４】このような問題への対策として、１個の光
ポートに対し、切替可能な相手方の光ポートの数を３個
にした光スイッチが提案されている（特願平１−１３７
８２７号公報参照）。しかしながら、上記の光スイッチ
は各光ポートの接続状態が等価にならない構造であり、
そのため、光ポートの切替接続時において、接続状態に
差が生ずるという問題が生ずる。
ポートに対し、切替可能な相手方の光ポートの数を３個
にした光スイッチが提案されている（特願平１−１３７
８２７号公報参照）。しかしながら、上記の光スイッチ
は各光ポートの接続状態が等価にならない構造であり、
そのため、光ポートの切替接続時において、接続状態に
差が生ずるという問題が生ずる。
【０００５】このような問題を解決するために、特願平
１−３０６１５７号公報では、例えば図７に示したよう
な４ポート光スイッチが提案されている。この光スイッ
チでは、４個の１入力・２出力（以下、１×２という）
Ｙ分岐型光スイッチＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ ，Ｓ４ の
各分岐側光ポートｐ１ａ，ｐ１ｂ，ｐ２ａ，ｐ２ｂ，ｐ
３ａ，ｐ３ｂ，ｐ４ａ，ｐ４ｂをそれぞれ図のように互
いに接続して、図の点線で囲ったような２×２光スイッ
チＡが形成されている。そして、この２×２光スイッチ
Ａの入力側と出力側には、２個の１×２光スイッチＳ５
とＳ６ 、同じくＳ７ とＳ８ を並設して２組の光
スイッチ群Ｂ１ ，Ｂ２ を配設し、光スイッチＳ１
の光ポートｐ１ｃと光スイッチＳ５ の一方の分岐側光
ポートｐ５ａ；光スイッチＳ３ の光ポートｐ３ｃと光
スイッチＳ６ の一方の分岐側光ポートｐ６ａ；光スイ
ッチＳ２ の光ポートｐ２ｃと光スイッチＳ７ の一方
の分岐側光ポートｐ７ａ；光スイッチＳ４ の光ポート
ｐ４ｃと光スイッチＳ８ の一方の分岐側光ポートｐ８
ａ；とを接続し、また、光スイッチＳ５ の他方の分岐
側光ポートｐ５ｂと光スイッチＳ６ の他方の分岐側光
ポートｐ６ｂとを全反射型光路変更部Ｒ１ で接続し、
光スイッチＳ７ の他方の分岐側光ポートｐ７ｂと光ス
イッチＳ８ の他方の分岐側光ポートｐ８ｂとを全反射
型光路変更部Ｒ２ で接続し、更に、光スイッチＳ５
の光ポートｐ５ｃと光ポートＰ１ ，光スイッチＳ６
の光ポートｐ６ｃと光ポートＰ２ ，光スイッチＳ７
の光ポートｐ７ｃと光ポートＰ３ ，光スイッチＳ８
の光ポートｐ８ｃと光ポートＰ４ をそれぞれ接続した
構造になっている。
１−３０６１５７号公報では、例えば図７に示したよう
な４ポート光スイッチが提案されている。この光スイッ
チでは、４個の１入力・２出力（以下、１×２という）
Ｙ分岐型光スイッチＳ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ ，Ｓ４ の
各分岐側光ポートｐ１ａ，ｐ１ｂ，ｐ２ａ，ｐ２ｂ，ｐ
３ａ，ｐ３ｂ，ｐ４ａ，ｐ４ｂをそれぞれ図のように互
いに接続して、図の点線で囲ったような２×２光スイッ
チＡが形成されている。そして、この２×２光スイッチ
Ａの入力側と出力側には、２個の１×２光スイッチＳ５
とＳ６ 、同じくＳ７ とＳ８ を並設して２組の光
スイッチ群Ｂ１ ，Ｂ２ を配設し、光スイッチＳ１
の光ポートｐ１ｃと光スイッチＳ５ の一方の分岐側光
ポートｐ５ａ；光スイッチＳ３ の光ポートｐ３ｃと光
スイッチＳ６ の一方の分岐側光ポートｐ６ａ；光スイ
ッチＳ２ の光ポートｐ２ｃと光スイッチＳ７ の一方
の分岐側光ポートｐ７ａ；光スイッチＳ４ の光ポート
ｐ４ｃと光スイッチＳ８ の一方の分岐側光ポートｐ８
ａ；とを接続し、また、光スイッチＳ５ の他方の分岐
側光ポートｐ５ｂと光スイッチＳ６ の他方の分岐側光
ポートｐ６ｂとを全反射型光路変更部Ｒ１ で接続し、
光スイッチＳ７ の他方の分岐側光ポートｐ７ｂと光ス
イッチＳ８ の他方の分岐側光ポートｐ８ｂとを全反射
型光路変更部Ｒ２ で接続し、更に、光スイッチＳ５
の光ポートｐ５ｃと光ポートＰ１ ，光スイッチＳ６
の光ポートｐ６ｃと光ポートＰ２ ，光スイッチＳ７
の光ポートｐ７ｃと光ポートＰ３ ，光スイッチＳ８
の光ポートｐ８ｃと光ポートＰ４ をそれぞれ接続した
構造になっている。
【０００６】この構造の４ポート光スイッチの場合、光
ポートＰ１ →光ポートＰ４ または光ポートＰ２ →
光ポートＰ３ という切替え状態（以下、クロス状態と
いう）、光ポートＰ１ →光ポートＰ３ または光ポー
トＰ２ →光ポートＰ４ という切替え状態（以下、バ
ー状態という）、光ポートＰ１ →光ポートＰ２ また
は光ポートＰ３ →光ポートＰ４ という切替え状態（
以下、ループバック状態という）の各状態において、光
は、入射してから出射するまでの間、同数の光スイッチ
を通過するため、接続される２本の経路の差異を解消す
ることができる。
ポートＰ１ →光ポートＰ４ または光ポートＰ２ →
光ポートＰ３ という切替え状態（以下、クロス状態と
いう）、光ポートＰ１ →光ポートＰ３ または光ポー
トＰ２ →光ポートＰ４ という切替え状態（以下、バ
ー状態という）、光ポートＰ１ →光ポートＰ２ また
は光ポートＰ３ →光ポートＰ４ という切替え状態（
以下、ループバック状態という）の各状態において、光
は、入射してから出射するまでの間、同数の光スイッチ
を通過するため、接続される２本の経路の差異を解消す
ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
スイッチにおいて、光経路を切り替えた場合、その切替
え状態の変化に伴って通過する光スイッチの状態や数が
変化する。例えば、バー状態においては、２本の経路と
も、光はＯＦＦ状態にある４個の光スイッチ（Ｓ５ −
Ｓ１ −Ｓ２ −Ｓ７ またはＳ６ −Ｓ３ −Ｓ４
−Ｓ８ ）を通過しているが、これがクロス状態になる
と、２本の経路とも、光はＯＦＦ状態にある２個の光ス
イッチとＯＮ状態にある２個の光スイッチ（Ｓ５ −Ｓ
１ −Ｓ４ −Ｓ８ またはＳ６ −Ｓ３ −Ｓ２ −
Ｓ７ ）を通過する。すなわち、光が通過する光スイッ
チの総数はバー状態と同じであるが、上記切替えでは、
完全に等価な状態間で切替えが行われているということ
はできない。
スイッチにおいて、光経路を切り替えた場合、その切替
え状態の変化に伴って通過する光スイッチの状態や数が
変化する。例えば、バー状態においては、２本の経路と
も、光はＯＦＦ状態にある４個の光スイッチ（Ｓ５ −
Ｓ１ −Ｓ２ −Ｓ７ またはＳ６ −Ｓ３ −Ｓ４
−Ｓ８ ）を通過しているが、これがクロス状態になる
と、２本の経路とも、光はＯＦＦ状態にある２個の光ス
イッチとＯＮ状態にある２個の光スイッチ（Ｓ５ −Ｓ
１ −Ｓ４ −Ｓ８ またはＳ６ −Ｓ３ −Ｓ２ −
Ｓ７ ）を通過する。すなわち、光が通過する光スイッ
チの総数はバー状態と同じであるが、上記切替えでは、
完全に等価な状態間で切替えが行われているということ
はできない。
【０００８】したがって、上記構造の４ポート光スイッ
チの場合、クロス状態，バー状態，ループバック状態の
３種類の切替え状態の間では、挿入損失とクロストーク
特性で若干の差異が生じてくる。また、上記４ポート光
スイッチは半導体で構成されているが、一般に半導体光
導波路型の光スイッチでは、出射光強度が入射光強度よ
りも大幅に弱くなる、すなわち、挿入損失が顕著である
という問題が不可避である。
チの場合、クロス状態，バー状態，ループバック状態の
３種類の切替え状態の間では、挿入損失とクロストーク
特性で若干の差異が生じてくる。また、上記４ポート光
スイッチは半導体で構成されているが、一般に半導体光
導波路型の光スイッチでは、出射光強度が入射光強度よ
りも大幅に弱くなる、すなわち、挿入損失が顕著である
という問題が不可避である。
【０００９】本発明は、上記構造の４ポート光スイッチ
における問題を解決し、クロス状態，バー状態，ループ
バック状態の３種類の切替え状態のいずれの場合におい
ても、光の挿入損失が極めて小さく、クロストーク特性
も略同じである半導体４ポート光スイッチの提供を目的
とする。
における問題を解決し、クロス状態，バー状態，ループ
バック状態の３種類の切替え状態のいずれの場合におい
ても、光の挿入損失が極めて小さく、クロストーク特性
も略同じである半導体４ポート光スイッチの提供を目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、半導体から成る４個のＹ分
岐型１×２光スイッチの各分岐側光ポートが、半導体光
増幅器を介して互いに接続された構造の２×２光スイッ
チの入力側と出力側に、半導体から成る２個のＹ分岐型
１×２光スイッチを並設して成る２組の光スイッチ群を
配置し、前記各組のＹ分岐型光スイッチの１本の分岐側
光ポートを、半導体光増幅器を介して全反射型光路変更
部で互いに接続し、前記各組のＹ分岐型光スイッチの残
りの分岐側光ポートを、それぞれ、前記２×２光スイッ
チの入力側と出力側に接続したことを特徴とする半導体
４ポート光スイッチが提供される。
ために、本発明においては、半導体から成る４個のＹ分
岐型１×２光スイッチの各分岐側光ポートが、半導体光
増幅器を介して互いに接続された構造の２×２光スイッ
チの入力側と出力側に、半導体から成る２個のＹ分岐型
１×２光スイッチを並設して成る２組の光スイッチ群を
配置し、前記各組のＹ分岐型光スイッチの１本の分岐側
光ポートを、半導体光増幅器を介して全反射型光路変更
部で互いに接続し、前記各組のＹ分岐型光スイッチの残
りの分岐側光ポートを、それぞれ、前記２×２光スイッ
チの入力側と出力側に接続したことを特徴とする半導体
４ポート光スイッチが提供される。
【００１１】
【作用】本発明の４ポート光スイッチの場合、クロス状
態，バー状態，ループバック状態の切替え状態のいずれ
においても、光は入射から出射までの過程で必ず半導体
光増幅器を通過するため、挿入損失が補償される。しか
も、不必要な光の成分は、動作していない半導体光増幅
器で吸収されることになるので、クロストーク特性は向
上する。更に、半導体光増幅器に注入する電流値を適宜
に調整することによってその動作条件を選定して、クロ
ス状態，バー状態，ループバック状態の３種類の状態の
間における差異を解消することができる。
態，バー状態，ループバック状態の切替え状態のいずれ
においても、光は入射から出射までの過程で必ず半導体
光増幅器を通過するため、挿入損失が補償される。しか
も、不必要な光の成分は、動作していない半導体光増幅
器で吸収されることになるので、クロストーク特性は向
上する。更に、半導体光増幅器に注入する電流値を適宜
に調整することによってその動作条件を選定して、クロ
ス状態，バー状態，ループバック状態の３種類の状態の
間における差異を解消することができる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の４ポート光スイッチを添付
図面に基づいて説明する。図１は、半導体光導波路を有
する本発明の光スイッチの基本構成例を示す概略図であ
る。図において、光スイッチの中央部には、後述する２
×２光スイッチＡが配置され、この２×２光スイッチＡ
の入力側と出力側には、それぞれ、光スイッチ群Ｂ１
と光スイッチ群Ｂ２ が配置されている。
図面に基づいて説明する。図１は、半導体光導波路を有
する本発明の光スイッチの基本構成例を示す概略図であ
る。図において、光スイッチの中央部には、後述する２
×２光スイッチＡが配置され、この２×２光スイッチＡ
の入力側と出力側には、それぞれ、光スイッチ群Ｂ１
と光スイッチ群Ｂ２ が配置されている。
【００１３】これらの２×２光スイッチＡ，光スイッチ
群Ｂ１ ，光スイッチ群Ｂ２ を構成する各光スイッチ
；Ｓ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ ，Ｓ４ ，Ｓ５ ，Ｓ６ ，
Ｓ７ ，Ｓ８ は、いずれも、図２および図２のＩＩＩ
−ＩＩＩ 線に沿う断面図である図３で示したように、
半導体で構成されたＹ分岐型の１×２光スイッチである
。すなわち、これらの１×２光スイッチにおいては、ｎ
＋ ＩｎＰのような半導体の基板１の下面にＡｕＧｅＮ
ｉ／Ａｕのような材料で下部電極２が形成され、半導体
基板１の上には、ｎ＋ ＩｎＧａＡｓＰのような半導体
から成る下部クラッド層３，ｎ− ＩｎＧａＡｓＰのよ
うな半導体から成るコア層４，ｎ− ＩｎＧａＡｓＰの
ような半導体から成るリッジ状の上部クラッド層５，ｎ
− ＩｎＧａＡｓＰのような半導体から成るキャップ層
６が順次積層され、その上面全面は絶縁薄膜７で被覆さ
れている。
群Ｂ１ ，光スイッチ群Ｂ２ を構成する各光スイッチ
；Ｓ１ ，Ｓ２ ，Ｓ３ ，Ｓ４ ，Ｓ５ ，Ｓ６ ，
Ｓ７ ，Ｓ８ は、いずれも、図２および図２のＩＩＩ
−ＩＩＩ 線に沿う断面図である図３で示したように、
半導体で構成されたＹ分岐型の１×２光スイッチである
。すなわち、これらの１×２光スイッチにおいては、ｎ
＋ ＩｎＰのような半導体の基板１の下面にＡｕＧｅＮ
ｉ／Ａｕのような材料で下部電極２が形成され、半導体
基板１の上には、ｎ＋ ＩｎＧａＡｓＰのような半導体
から成る下部クラッド層３，ｎ− ＩｎＧａＡｓＰのよ
うな半導体から成るコア層４，ｎ− ＩｎＧａＡｓＰの
ような半導体から成るリッジ状の上部クラッド層５，ｎ
− ＩｎＧａＡｓＰのような半導体から成るキャップ層
６が順次積層され、その上面全面は絶縁薄膜７で被覆さ
れている。
【００１４】光導波路は、図２で示したように、１本の
光ポートＰｉｎがＹ分岐して２本の分岐側光ポートＰｏ
ｕｔ１，Ｐｏｕｔ２となっていて、これらの光ポートＰ
ｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２のうちの１本には、電流注入用ま
たは電圧印加用の上部電極９が形成されている。この上
部電極９は、絶縁薄膜７の一部をスリット状に除去して
窓７ａを形成し、ここからＺｎなどの金属を拡散して拡
散域８を形成したのち、ここに例えばＣｒ／Ａｕを蒸着
して形成することができる。
光ポートＰｉｎがＹ分岐して２本の分岐側光ポートＰｏ
ｕｔ１，Ｐｏｕｔ２となっていて、これらの光ポートＰ
ｏｕｔ１，Ｐｏｕｔ２のうちの１本には、電流注入用ま
たは電圧印加用の上部電極９が形成されている。この上
部電極９は、絶縁薄膜７の一部をスリット状に除去して
窓７ａを形成し、ここからＺｎなどの金属を拡散して拡
散域８を形成したのち、ここに例えばＣｒ／Ａｕを蒸着
して形成することができる。
【００１５】この１×２光スイッチにおいては、上部電
極９からの電流注入（または電圧印加）を行わない状態
で光ポートＰｉｎから光を入射すると、その光は直進し
て分岐側光ポートＰｏｕｔ２から出射する（ＯＦＦ状態
）。しかし、上部電極９から電流注入（または電圧印加
）を行うと、その下部のコア層の屈折率が低下するので
、光ポートＰｉｎに入射した光は、その低屈折率に変化
したコア層の部分で反射して分岐側光ポートＰｏｕｔ１
からのみ出射する（ＯＮ状態）。
極９からの電流注入（または電圧印加）を行わない状態
で光ポートＰｉｎから光を入射すると、その光は直進し
て分岐側光ポートＰｏｕｔ２から出射する（ＯＦＦ状態
）。しかし、上部電極９から電流注入（または電圧印加
）を行うと、その下部のコア層の屈折率が低下するので
、光ポートＰｉｎに入射した光は、その低屈折率に変化
したコア層の部分で反射して分岐側光ポートＰｏｕｔ１
からのみ出射する（ＯＮ状態）。
【００１６】まず、２×２光スイッチＡにおいては、光
スイッチＳ１ の１本の分岐側光ポートｐ１ａと光スイ
ッチＳ２ の１本の分岐側光ポートｐ２ａ，光スイッチ
Ｓ３ の１本の分岐側光ポートｐ３ａと光スイッチＳ４
の１本の分岐側光ポートｐ４ａ，光スイッチＳ１ の
残りの分岐側光ポートｐ１ｂと光スイッチＳ４ の残り
の分岐側光ポートｐ４ｂ，光スイッチＳ２ の残りの分
岐側光ポートｐ２ｂと光スイッチＳ３ の残りの分岐側
光ポートｐ３ｂがそれぞれ接続され、かつ、その接続経
路には、半導体光増幅器Ｃ１ ，Ｃ２ ，Ｃ３，Ｃ４
が介装されている。
スイッチＳ１ の１本の分岐側光ポートｐ１ａと光スイ
ッチＳ２ の１本の分岐側光ポートｐ２ａ，光スイッチ
Ｓ３ の１本の分岐側光ポートｐ３ａと光スイッチＳ４
の１本の分岐側光ポートｐ４ａ，光スイッチＳ１ の
残りの分岐側光ポートｐ１ｂと光スイッチＳ４ の残り
の分岐側光ポートｐ４ｂ，光スイッチＳ２ の残りの分
岐側光ポートｐ２ｂと光スイッチＳ３ の残りの分岐側
光ポートｐ３ｂがそれぞれ接続され、かつ、その接続経
路には、半導体光増幅器Ｃ１ ，Ｃ２ ，Ｃ３，Ｃ４
が介装されている。
【００１７】これらの半導体光増幅器は、図４で示した
ような断面構造になっている。すなわち、ｎ＋ ＩｎＰ
のような半導体基板１０の下面に下部電極１１が形成さ
れ、半導体基板１０の上には、ｎ＋ ＩｎＧａＡｓＰの
ような半導体から成る下部クラッド層１２，ｎ− Ｉｎ
ＧａＡｓＰのような半導体から成る活性層１３，ｐＩｎ
ＧａＡｓＰのような半導体から成るクラッド層１４，ｐ
＋ ＩｎＧａＡｓＰのような半導体から成るキャップ層
１５が順次積層され、その上面は絶縁薄膜１６で全面が
被覆されている。そして、この絶縁薄膜１６の一部はス
リット状に除去されて窓１６ａが形成され、窓１６ａか
らＺｎのような金属を活性層１３まで拡散して拡散域１
７を形成したのち、ここに金属を例えば蒸着して上部電
極１８が形成されている。半導体増幅器の作製方法は、
前記したような拡散を用いずに、下部クラッド層からキ
ャップ層までを全てエピタキシャル成長によって形成す
ることもできる。
ような断面構造になっている。すなわち、ｎ＋ ＩｎＰ
のような半導体基板１０の下面に下部電極１１が形成さ
れ、半導体基板１０の上には、ｎ＋ ＩｎＧａＡｓＰの
ような半導体から成る下部クラッド層１２，ｎ− Ｉｎ
ＧａＡｓＰのような半導体から成る活性層１３，ｐＩｎ
ＧａＡｓＰのような半導体から成るクラッド層１４，ｐ
＋ ＩｎＧａＡｓＰのような半導体から成るキャップ層
１５が順次積層され、その上面は絶縁薄膜１６で全面が
被覆されている。そして、この絶縁薄膜１６の一部はス
リット状に除去されて窓１６ａが形成され、窓１６ａか
らＺｎのような金属を活性層１３まで拡散して拡散域１
７を形成したのち、ここに金属を例えば蒸着して上部電
極１８が形成されている。半導体増幅器の作製方法は、
前記したような拡散を用いずに、下部クラッド層からキ
ャップ層までを全てエピタキシャル成長によって形成す
ることもできる。
【００１８】この構造において、使用する光の波長に対
応した禁制帯幅が得られるように活性層１３の組成を調
整することにより、上部電極１８から所定値の電流を注
入したとき、活性層１３を導波する光の増幅を行わせる
ことができ、また電流注入しない場合は、光の強い吸収
を行わせることができる。一方、光スイッチ群Ｂ１ に
おいて、光スイッチＳ５ の一方の分岐側光ポートｐ５
ａは２×２光スイッチＡの光スイッチＳ１ の光ポート
ｐ１ｃと接続し、光スイッチＳ６ の一方の分岐側光ポ
ートｐ６ａは２×２光スイッチＡの光スイッチＳ３ の
光ポートｐ３ｃと接続し、また、光スイッチＳ５ の残
りの分岐側光ポートｐ５ｂと光スイッチＳ６ の残りの
分岐側光ポートｐ６ｂとは、全反射型光路変更部Ｒ１
で接続し、かつこの接続経路の途中に前記した半導体光
増幅器Ｃ５ が介装されている。 そして、光スイッチＳ５ の光ポートｐ５ｃは全体の光
ポートＰ１ と、光スイッチＳ６ の光ポートｐ６ｃは
全体の光ポートＰ２ と接続している。
応した禁制帯幅が得られるように活性層１３の組成を調
整することにより、上部電極１８から所定値の電流を注
入したとき、活性層１３を導波する光の増幅を行わせる
ことができ、また電流注入しない場合は、光の強い吸収
を行わせることができる。一方、光スイッチ群Ｂ１ に
おいて、光スイッチＳ５ の一方の分岐側光ポートｐ５
ａは２×２光スイッチＡの光スイッチＳ１ の光ポート
ｐ１ｃと接続し、光スイッチＳ６ の一方の分岐側光ポ
ートｐ６ａは２×２光スイッチＡの光スイッチＳ３ の
光ポートｐ３ｃと接続し、また、光スイッチＳ５ の残
りの分岐側光ポートｐ５ｂと光スイッチＳ６ の残りの
分岐側光ポートｐ６ｂとは、全反射型光路変更部Ｒ１
で接続し、かつこの接続経路の途中に前記した半導体光
増幅器Ｃ５ が介装されている。 そして、光スイッチＳ５ の光ポートｐ５ｃは全体の光
ポートＰ１ と、光スイッチＳ６ の光ポートｐ６ｃは
全体の光ポートＰ２ と接続している。
【００１９】また、光スイッチ群Ｂ２ の場合も同様で
、光スイッチＳ７ の一方の分岐側光ポートｐ７ａは２
×２光スイッチＡの光スイッチＳ２ の光ポートｐ２ｃ
と接続し、光スイッチＳ８ の一方の分岐側光ポートｐ
８ａは２×２光スイッチＡの光スイッチＳ４ の光ポー
トｐ４ｃと接続し、また、光スイッチＳ７ の残りの分
岐側光ポートｐ７ｂと光スイッチＳ８ の残りの分岐側
光ポートｐ８ｂとは、全反射型光路変更部Ｒ２ で接続
し、かつこの接続経路の途中に前記した半導体光増幅器
Ｃ６ が介装されている。そして、光スイッチＳ７ の
光ポートｐ７ｃは全体の光ポートＰ３ と、光スイッチ
Ｓ８ の光ポートｐ８ｃは全体の光ポートＰ４ と接続
している。
、光スイッチＳ７ の一方の分岐側光ポートｐ７ａは２
×２光スイッチＡの光スイッチＳ２ の光ポートｐ２ｃ
と接続し、光スイッチＳ８ の一方の分岐側光ポートｐ
８ａは２×２光スイッチＡの光スイッチＳ４ の光ポー
トｐ４ｃと接続し、また、光スイッチＳ７ の残りの分
岐側光ポートｐ７ｂと光スイッチＳ８ の残りの分岐側
光ポートｐ８ｂとは、全反射型光路変更部Ｒ２ で接続
し、かつこの接続経路の途中に前記した半導体光増幅器
Ｃ６ が介装されている。そして、光スイッチＳ７ の
光ポートｐ７ｃは全体の光ポートＰ３ と、光スイッチ
Ｓ８ の光ポートｐ８ｃは全体の光ポートＰ４ と接続
している。
【００２０】ここで、全反射型光路変更部Ｒ１ （Ｒ２
）においては、図５で示したように、光スイッチＳ５
の分岐側光ポートｐ５ｂと光スイッチＳ６ の分岐側
光ポートｐ６ｂとの接続部が反射面を構成している。し
たがって、分岐側光ポートｐ５ｂ（ｐ６ｂ）から導波し
てきた光は、この反射面で全反射して分岐側光ポートｐ
６ｂ（ｐ５ｂ）の方向に導波していくことができる。
）においては、図５で示したように、光スイッチＳ５
の分岐側光ポートｐ５ｂと光スイッチＳ６ の分岐側
光ポートｐ６ｂとの接続部が反射面を構成している。し
たがって、分岐側光ポートｐ５ｂ（ｐ６ｂ）から導波し
てきた光は、この反射面で全反射して分岐側光ポートｐ
６ｂ（ｐ５ｂ）の方向に導波していくことができる。
【００２１】さて、この４ポート光スイッチにおいて、
光スイッチＳ１ 〜Ｓ８ の全てをＯＦＦにすれば、光
ポートＰ１ −ｐ５ａ−ｐ１ｃ−ｐ１ａ−ｐ２ａ−ｐ２
ｃ−ｐ７ａ−ｐ７ｃ−光ポートＰ３ ，または、光ポー
トＰ２ −ｐ６ｃ−ｐ６ａ−ｐ３ｃ−ｐ３ａ−ｐ４ａ−
ｐ４ｃ−ｐ８ａ−ｐ８ｃ−光ポートＰ４ のバー状態が
得られる。この動作と連動して、半導体光増幅器Ｃ１
，Ｃ２ を適宜に動作させることにより、上記の経路で
は挿入損失を補償することができる。そして、他の経路
には動作していない半導体光増幅器が必ず介装されてい
るので、不要な光成分はここで吸収され、クロストーク
特性が著しく向上する。
光スイッチＳ１ 〜Ｓ８ の全てをＯＦＦにすれば、光
ポートＰ１ −ｐ５ａ−ｐ１ｃ−ｐ１ａ−ｐ２ａ−ｐ２
ｃ−ｐ７ａ−ｐ７ｃ−光ポートＰ３ ，または、光ポー
トＰ２ −ｐ６ｃ−ｐ６ａ−ｐ３ｃ−ｐ３ａ−ｐ４ａ−
ｐ４ｃ−ｐ８ａ−ｐ８ｃ−光ポートＰ４ のバー状態が
得られる。この動作と連動して、半導体光増幅器Ｃ１
，Ｃ２ を適宜に動作させることにより、上記の経路で
は挿入損失を補償することができる。そして、他の経路
には動作していない半導体光増幅器が必ず介装されてい
るので、不要な光成分はここで吸収され、クロストーク
特性が著しく向上する。
【００２２】次に、光スイッチＳ５ 〜Ｓ８ をＯＦＦ
とし、光スイッチＳ１ 〜Ｓ４ をＯＮにすると、光ポ
ートＰ１ −ｐ５ｃ−ｐ５ａ−ｐ１ｃ−ｐ１ｂ−ｐ４ｂ
−ｐ４ｃ−ｐ８ａ−ｐ８ｃ−光ポートＰ４ ，または、
光ポートＰ２ −ｐ６ｃ−ｐ６ａ−ｐ３ｃ−ｐ３ｂ−ｐ
２ｂ−ｐ２ｃ−ｐ７ａ−ｐ７ｃ−光ポートＰ３ のクロ
ス状態が得られる。この動作と連動して、半導体光増幅
器Ｃ３ ，Ｃ４ を適宜に動作させることにより、上記
の経路では挿入損失を補償することができる。そして、
他の経路には動作していない半導体光増幅器が必ず介装
されているので、不要な光成分はここで吸収され、クロ
ストーク特性が著しく向上する。
とし、光スイッチＳ１ 〜Ｓ４ をＯＮにすると、光ポ
ートＰ１ −ｐ５ｃ−ｐ５ａ−ｐ１ｃ−ｐ１ｂ−ｐ４ｂ
−ｐ４ｃ−ｐ８ａ−ｐ８ｃ−光ポートＰ４ ，または、
光ポートＰ２ −ｐ６ｃ−ｐ６ａ−ｐ３ｃ−ｐ３ｂ−ｐ
２ｂ−ｐ２ｃ−ｐ７ａ−ｐ７ｃ−光ポートＰ３ のクロ
ス状態が得られる。この動作と連動して、半導体光増幅
器Ｃ３ ，Ｃ４ を適宜に動作させることにより、上記
の経路では挿入損失を補償することができる。そして、
他の経路には動作していない半導体光増幅器が必ず介装
されているので、不要な光成分はここで吸収され、クロ
ストーク特性が著しく向上する。
【００２３】また、光スイッチＳ１ 〜Ｓ４ をＯＦＦ
とし、光スイッチＳ５ 〜Ｓ８ をＯＮにすると、光ポ
ートＰ１ −ｐ５ｃ−ｐ５ｂ−全反射型光路変更部Ｒ１
−ｐ６ｂ−ｐ６ｃ−光ポートＰ２ ，または、光ポー
トＰ３ −ｐ７ｃ−ｐ７ｂ−全反射型光路変更部Ｒ２
−ｐ８ｂ−ｐ８ｃ−光ポートＰ４ のループバック状態
が得られる。このときも、この動作と連動して、半導体
光増幅器Ｃ５ ，Ｃ６ を適宜に動作させることにより
、上記の経路では挿入損失を補償することができる。そ
して、他の経路には動作していない半導体光増幅器が必
ず介装されているので、不要な光成分はここで吸収され
、クロストーク特性が著しく向上する。
とし、光スイッチＳ５ 〜Ｓ８ をＯＮにすると、光ポ
ートＰ１ −ｐ５ｃ−ｐ５ｂ−全反射型光路変更部Ｒ１
−ｐ６ｂ−ｐ６ｃ−光ポートＰ２ ，または、光ポー
トＰ３ −ｐ７ｃ−ｐ７ｂ−全反射型光路変更部Ｒ２
−ｐ８ｂ−ｐ８ｃ−光ポートＰ４ のループバック状態
が得られる。このときも、この動作と連動して、半導体
光増幅器Ｃ５ ，Ｃ６ を適宜に動作させることにより
、上記の経路では挿入損失を補償することができる。そ
して、他の経路には動作していない半導体光増幅器が必
ず介装されているので、不要な光成分はここで吸収され
、クロストーク特性が著しく向上する。
【００２４】このように、本発明の４ポート光スイッチ
では６個の半導体光増幅器Ｃ１ 〜Ｃ６ への注入電流
を調整することにより、クロス状態，バー状態，ループ
バック状態のいずれの場合においても挿入損失を補償す
ることができる。なお、光スイッチＳ１ 〜Ｓ８ の特
性が比較的揃っている場合には、半導体光増幅器を、Ｃ
１ とＣ２ の組，Ｃ３ とＣ４ の組，およびＣ５
とＣ６ の組という３つの組に分け、同じ組の２つ半導
体光増幅器を電気的に並列に接続することにより、３つ
の独立した電流注入または電圧印加で、クロス状態，バ
ー状態およびループバック状態にそれぞれ対処すること
ができる。
では６個の半導体光増幅器Ｃ１ 〜Ｃ６ への注入電流
を調整することにより、クロス状態，バー状態，ループ
バック状態のいずれの場合においても挿入損失を補償す
ることができる。なお、光スイッチＳ１ 〜Ｓ８ の特
性が比較的揃っている場合には、半導体光増幅器を、Ｃ
１ とＣ２ の組，Ｃ３ とＣ４ の組，およびＣ５
とＣ６ の組という３つの組に分け、同じ組の２つ半導
体光増幅器を電気的に並列に接続することにより、３つ
の独立した電流注入または電圧印加で、クロス状態，バ
ー状態およびループバック状態にそれぞれ対処すること
ができる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
４ポート光スイッチは、全て半導体を用いて製造するの
で形状が非常に小型になる。そして、バー状態，クロス
状態，ループバック状態の切替えが可能であり、そのと
きに、光の経路によって挿入損失やクロストーク特性に
変化を生ずることがない。しかも、全ての経路に介装さ
れる半導体光増幅器の働きにより、挿入損失は補償され
、クロストーク特性も非常に向上する。
４ポート光スイッチは、全て半導体を用いて製造するの
で形状が非常に小型になる。そして、バー状態，クロス
状態，ループバック状態の切替えが可能であり、そのと
きに、光の経路によって挿入損失やクロストーク特性に
変化を生ずることがない。しかも、全ての経路に介装さ
れる半導体光増幅器の働きにより、挿入損失は補償され
、クロストーク特性も非常に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の４ポート光スイッチの基本構成例を示
す概略平面図である。
す概略平面図である。
【図２】本発明で用いる１×２光スイッチの概略平面図
である。
である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ 線に沿う断面図である
。
。
【図４】本発明で用いる半導体光増幅器を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明で用いる全反射型光路変更部の概略平面
図である。
図である。
【図６】４ポート光スイッチを示す概略図である。
【図７】特願平１−３０１６５７号公報に記載されてい
る半導体４ポート光スイッチの概略平面図である。
る半導体４ポート光スイッチの概略平面図である。
１ 半導体基板
２ 下部電極
３ 下部クラッド層
４ コア層
５ 上部クラッド層
６ キャップ層
７ 絶縁薄膜
７ａ 窓
８ 拡散域
９ 上部電極
１０ 半導体基板
１１ 下部電極
１２ 下部クラッド層
１３ 活性層
１４ 上部クラッド層
１５ キャップ層
１６ 絶縁薄膜
１６ａ 窓
１７ 拡散域
１８ 上部電極
Ｐ１ 〜Ｐ４ 光ポート
Ｓ１ 〜Ｓ８ １×２光スイッチ
ｐ１ａ，ｐ１ｂ 光スイッチＳ１ の分岐側光ポート
ｐ１ｃ 光スイッチＳ１ の光ポートｐ２ａ，ｐ２ｂ
光スイッチＳ２ の分岐側光ポートｐ２ｃ 光ス
イッチＳ２ の光ポートｐ３ａ，ｐ３ｂ 光スイッチ
Ｓ３ の分岐側光ポートｐ３ｃ 光スイッチＳ３ の
光ポートｐ４ａ，ｐ１ｂ 光スイッチＳ４ の分岐側
光ポートｐ４ｃ 光スイッチＳ４ の光ポートｐ５ａ
，ｐ５ｂ 光スイッチＳ５ の分岐側光ポートｐ５ｃ
光スイッチＳ５ の光ポートｐ６ａ，ｐ６ｂ 光
スイッチＳ６ の分岐側光ポートｐ６ｃ 光スイッチ
Ｓ６ の光ポートｐ７ａ，ｐ７ｂ 光スイッチＳ７
の分岐側光ポートｐ７ｃ 光スイッチＳ７ の光ポー
トｐ８ａ，ｐ８ｂ 光スイッチＳ８ の分岐側光ポー
トｐ８ｃ 光スイッチＳ１ の光ポートＡ ２×２
光スイッチ Ｂ１ ，Ｂ２ 光スイッチ群の組 Ｃ１ 〜Ｃ６ 半導体光増幅器
ｐ１ｃ 光スイッチＳ１ の光ポートｐ２ａ，ｐ２ｂ
光スイッチＳ２ の分岐側光ポートｐ２ｃ 光ス
イッチＳ２ の光ポートｐ３ａ，ｐ３ｂ 光スイッチ
Ｓ３ の分岐側光ポートｐ３ｃ 光スイッチＳ３ の
光ポートｐ４ａ，ｐ１ｂ 光スイッチＳ４ の分岐側
光ポートｐ４ｃ 光スイッチＳ４ の光ポートｐ５ａ
，ｐ５ｂ 光スイッチＳ５ の分岐側光ポートｐ５ｃ
光スイッチＳ５ の光ポートｐ６ａ，ｐ６ｂ 光
スイッチＳ６ の分岐側光ポートｐ６ｃ 光スイッチ
Ｓ６ の光ポートｐ７ａ，ｐ７ｂ 光スイッチＳ７
の分岐側光ポートｐ７ｃ 光スイッチＳ７ の光ポー
トｐ８ａ，ｐ８ｂ 光スイッチＳ８ の分岐側光ポー
トｐ８ｃ 光スイッチＳ１ の光ポートＡ ２×２
光スイッチ Ｂ１ ，Ｂ２ 光スイッチ群の組 Ｃ１ 〜Ｃ６ 半導体光増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体から成る４個のＹ分岐型１入力
・２出力光スイッチの各分岐側光ポートが、半導体光増
幅器を介して互いに接続された構造の２入力・２出力光
スイッチの入力側と出力側に、半導体から成る２個のＹ
分岐型１入力・２出力光スイッチを並設して成る２組の
光スイッチ群を配置し、前記各組のＹ分岐型光スイッチ
の１本の分岐側光ポートを、半導体光増幅器を介して全
反射型光路変更部で互いに接続し、前記各組のＹ分岐型
光スイッチの残りの分岐側光ポートを、それぞれ、前記
２入力・２出力光スイッチの入力側と出力側に接続した
ことを特徴とする半導体４ポート光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5274791A JPH04288530A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 半導体４ポート光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5274791A JPH04288530A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 半導体４ポート光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288530A true JPH04288530A (ja) | 1992-10-13 |
Family
ID=12923508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5274791A Pending JPH04288530A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 半導体４ポート光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04288530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998037645A1 (en) * | 1997-02-25 | 1998-08-27 | Mci Communications Corporation | Method and system for equalizing pmd using incremental delay switching |
-
1991
- 1991-03-18 JP JP5274791A patent/JPH04288530A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998037645A1 (en) * | 1997-02-25 | 1998-08-27 | Mci Communications Corporation | Method and system for equalizing pmd using incremental delay switching |
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