JPH04301820A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導波路型光デバイスに関
し、特に光導波路の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、光通信システムの実用化に伴い、
大容量で多機能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り替え、光交換等の新た
な機能が必要とされている。現在の実用システムでは光
信号は半導体レーザや発光ダイオードの注入電流を変調
する方法（直接変調方式）が採用されている。この直接
変調方式では緩和振動のため数ＧＨｚ以上の高速変調が
難しいこと、また波長安定性の点でコヒーレント光伝送
方式には適用が難しい等の欠点がある。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る。特に
、電気光学結晶基板を用いた導波路型の光変調器は小型
、高効率、高速と言う特長がある。

【０００３】一方、光伝送路の切り替えやネットワーク
の交換機能を得る手段としては、光スイッチが使用され
ている。現在実用化されている光スイッチは、プリズム
、ミラー、ファイバ等を機械的に移動させて光路を切り
替えるものであるが、この光スイッチは低速であること
、形状が大きくマトリクス化に不適当であるという欠点
がある。

【０００４】これを解決する手段としても光導波路を用
いた導波路型の光スイッチの開発が進められている。こ
の光スイッチは、高速であり、またマトリクス化が可能
、高信頼等の特長がある。特に、ニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉＮｂＯ３　）結晶の強誘電体材料を用いたものは、光
吸収が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等の特長がある。これには
、方向性結合器型光変調器あるいは光スイッチ、全反射
型光スイッチ、マッハツェンダ型光変調器等の種々の方
式の導波路型光デバイスが報告されている。

【０００５】近年、この導波路型光スイッチの高密度集
積化の研究開発が盛んに行われており、西本裕らの文献
、電子情報通信学会ＯＱＥ８８−１４７によれば、Ｌｉ
ＮｂＯ３　基板を用いて方向性結合器型光スイッチを６
４素子集積した８×８マト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ッチ素子か
らなるデバイスの研究開発も盛んに進められている。 このような光スイッチデバイスの特性項目には、スイッ
チング電圧（電力）、クロストーク、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等が挙げ
られる。

【０００６】図３、図４に従来の導波路型光デバイスの
一例を示す。本実施例の光デバイスは、基板１の表面に
形成された方向性結合器２からなる光スイッチ、変調器
である。この導波路型光デバイスでは、電極３に電圧が
印加されないとき第１のポート４から入力された光は方
向性結合器２の部分で近接する光導波路５に光のパワー
が移り、光が第３のポート６から出射する。

【０００７】このような構成では、ある特定の電圧が電
極３に印加された場合、光導波路５、７の屈折率が変化
し、方向性結合器２の部分で光導波路５、７間で光パワ
ーの移動は起こらず、光は第２のポート８から出射し、
光路の切り替えが行われる。

【０００８】実用例として、光ファイバの破断点測定用
計測器に用いる光スイッチの場合、第２のポート８が光
源、第１のポート４に被測定光ファイバ、第３のポート
６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等
を調べるものである。また、変調器の場合は、方向性結
合器２の部分で光路を切り替えることにより第３のポー
ト６での出力がオン、オフされる。なお、第２のポート
８でも同様に光出力がオン、オフされる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】今、この構造の光スイ
ッチを光ファイバ破断測定計測器に採用した場合の問題
について考える。電極３にある特定の電圧を印加して、
光源から被測定光ファイバに光を送り込む場合、光導波
路７と基板１の端面とが垂直であるため、この基板１の
端面で光源からの送り光が反射される。光ファイバ破断
測定用計測器では光スイッチが高速（数ｎｓ）で切り換
えられるので、この反射光が受光素子が接続された光導
波路を伝搬し、ノイズ光となり、測定の感度が劣化する
という問題があった。

【００１０】本発明の目的は上述した問題に鑑みなされ
たもので、基板端面での反射減衰量を低減することを可
能とした導波路型光デバイスを提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
表面に形成されかつ導波光の導入部および信号光の出力
部を有する複数本の光導波路と、この光導波路の上部ま
たは上部近傍に形成された電極を有する制御部とから成
る導波路型光デバイスにおいて、前記光導波路の導入部
および出力部の少なくとも片側を、基板の端面に対して
所定角度をもって形成したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】このように本発明によれば、光導波路を基板端
面に対して所定の角度をなして形成することにより、光
導波路を伝搬する光の基板端面での反射が低減し、反射
減衰量を大幅に低減することが可能となる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１４】図１は本発明に係わる導波路型光デバイス
の一実施例を示す斜視図、図２は同導波路型光デバイス
の平面図である。本実施例の導波路型光デバイスは、方
向性結合器を用いた光スイッチの場合を示しており、基
板１０にＴｉを熱拡散することにより光導波路１１、１
２を形成させた構成としている。光導波路１１の両端部
には第１のポート１３、第２のポート１４が設けられて
おり、かつ光導波路１２の一端部には第３のポート１５
が設けられている。また、基板１０の電気光学効果を利
用して光導波路１１、１２の屈折率を変化させるために
、光導波路１１、１２の方向性結合器１６の上部にはバ
ッファ層１７を介して電極１８が形成されている。この
バッファ層１７は、電極１８が金属膜であるので、光導
波路１１、１２の上部に直接形成されると、光導波路１
１、１２を伝搬する光のＴＭモード光のパワーが電極１
８に吸収され、損失が大きくなるのを防止する役割を果
たしている。本実施例では、バッファ層１７として二酸
化ケイ素（ＳｉＯ２　）膜を用いている。

【００１５】ところで、基板１０の端面での反射光を低
減するために、光導波路１１の第１のポート１３側を基
板１０の端面に対して所定角度θをもつように形成して
いる。このような構造にすることによって、第１のポー
ト１３を伝搬する光の基板１０端面での反射が減少し、
反射減衰量が１２ｄＢから４０ｄＢに改善される。

【００１６】なお、上述した実施例においては、光導波
路１１の第１のポート１３側のみを基板１０の端面に対
して所定角度θをもって形成した構造としたが、別にこ
れに限定されるものではなく、光導波路１１の第１のポ
ート１３、第２のポート１４側の両側、さらには光導波
路１２の第３のポート１５側を基板１０の端面に対して
所定角度θをもって形成した構造としてもよいことはも
ちろんである。また、本発明構造は、全反射型光スイッ
チ等の他の導波路型デバイスおよびＧａＡｓ、ＩｎＰ等
化合物半導体基板を採用した導波路型光デバイスにも適
用できることはもちろんである。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる導波
路型光デバイスによれば、光導波路の導入部および出力
部の少なくとも片側を、基板の端面に対して所定角度を
もって形成したことにより、光導波路を伝搬する光の基
板端面での反射を低減することが可能となった。これに
よって、反射減衰量を大幅に低減することができ、高感
度な測定ができる導波路型光デバイスを提供できるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる導波路型光デバイスの一実施例
を示す斜視図である。

【図２】同導波路型光デバイスの平面図である。

【図３】従来の導波路型光デバイスの一例を示す斜視図
である。

【図４】従来の導波路型光デバイスの一例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１０　　基板 １１　　光導波路 １２　　光導波路 １３　　第１のポート １４　　第２のポート １５　　第３のポート １６　　方向性結合器 １８　　電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板表面に形成されかつ導波光の導入
   部および信号光の出力部を有する複数本の光導波路と、
   この光導波路の上部または上部近傍に形成された電極を
   有する制御部とから成る導波路型光デバイスにおいて、
   前記光導波路の導入部および出力部の少なくとも片側を
   、基板の端面に対して所定角度をもって形成したことを
   特徴とする導波路型光デバイス。