JPH0695175A

JPH0695175A - ４ポート光スイッチ

Info

Publication number: JPH0695175A
Application number: JP24608092A
Authority: JP
Inventors: Kanmei Baku; 漢明麦; Yoshiyuki Kamata; 良行鎌田; Hisaharu Yanagawa; 久治柳川
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】スルー状態，クロス状態，ループバック状態
の切り替えが可能で、挿入損失が小さく、クロストーク
特性も優れている半導体４ポート光スイッチを提供す
る。【構成】Ｘ交差型光スイッチ素子ＳＷ₁の入力側光ポ
ートの一方ＷＧ_1a，ＷＧ_1bには他の光スイッチ素子ＳＷ
₂，ＳＷ₃の出力側分岐光ポートの一方ＷＧ_2d，ＷＧ_3c
がそれぞれ光接続され、かつ、前記光スイッチ素子ＳＷ
₂，ＳＷ₃の出力側分岐光ポートの他方ＷＧ_2c，ＷＧ _3d
は光路変更素子ＲＭ₁，ＲＭ₂を介して互いに光接続さ
れ、前記光スイッチ素子ＳＷ₂，ＳＷ₃の入力側光ポー
トＷＧ_2a，ＷＧ_3bおよび前記Ｘ交差型光スイッチ素子の
出力側光ポートＷＧ_1C，ＷＧ_1Dはそれぞれ半導体光増幅
器素子ＡＭ₁，ＡＭ₂，ＡＭ₃，ＡＭ₄を介して全体の
光ポートＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄に光接続されている４
ポート光スイッチ。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００２】

【従来の技術】光スイッチ、例えば、図１３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Ｐ ₁→光ポートＰ₃（以後、この状態をスルー状態
という）、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Ｐ
₃（以後、この状態をクロス状態という）へと切り替え
ており、１個の光ポートに対し、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
り替えを行ううえで、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】しかしながら、最近、光通信網の切り替え
システムにおいては、とりわけＦＡＭ（Fiber Access M
odule)システムにおいては、光ポートＰ₁→光ポートＰ
₂（以後、この状態をループバック状態という）への切
り替えが要求されている。このような問題への対策とし
て、図１４で示したように、導波路がＸ字型に交差し、
１入力・２出力動作を行う４個の光スイッチＳを格子状
に配置してそれぞれの光スイッチを光ポートで図のよう
に接続することにより、例えば、１個の光ポートＰ₁に
対し、切り替え可能な相手方の光ポートの数を光ポート
Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄の３個にした光スイッチが提案されて
いる（特願平１−１３７８２７号公報参照）。

【０００５】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、とくに、
光ポートＰ₁→光ポートＰ₂や光ポートＰ₃→光ポート
Ｐ₄のループバック状態においては、光経路の長さは、
他のスルー状態やクロス状態の場合に比べて約２倍程度
長くなる。そのため、光ポートの切り替え接続時におい
ては、接続状態に差が生ずるという問題が引き起され
る。

【０００６】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１５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、１入力・２出力（以下、１×２という）動作
をする４個のＹ分岐型光スイッチＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ
₄の各分岐側光ポートｐ_1a，ｐ_1b，ｐ_2a，ｐ_2b，ｐ_3a，
ｐ_3b，ｐ_4a，ｐ_4b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とＢ
₂を配設し、光スイッチＳ₁の光ポートｐ_1cと光スイッ
チＳ₅の一方の分岐側光ポートｐ_5a；光スイッチＳ₃の
光ポートｐ_3cと光スイッチＳ₆の一方の分岐側光ポート
ｐ_6a；光スイッチＳ₂の光ポートｐ_2cと光スイッチＳ₇
の一方の分岐側光ポートｐ_7a；光スイッチＳ₄の光ポー
トｐ_4cと光スイッチＳ₈の一方の分岐側光ポートｐ_8a；
とを接続し、また、光スイッチＳ₅の他方の分岐側光ポ
ートｐ_5bと光スイッチＳ₆の他方の分岐側光ポートｐ_6b
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ｐ_7bと光スイッチＳ₈の他方の
分岐側光ポートｐ_8b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ｐ_5cと光ポートＰ
₁，光スイッチＳ₆の光ポートｐ_6cと光ポートＰ₂，光
スイッチＳ₇の光ポートｐ_7cと光ポートＰ₃，光スイッ
チＳ₈の光ポートｐ_8cと光ポートＰ₄をそれぞれ接続し
た構造になっている。

【０００７】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というクロス状態、光ポートＰ₁→光ポートＰ₃
または光ポートＰ₂→光ポートＰ₄というスルー状態、
光ポートＰ₁→光ポートＰ₂または光ポートＰ₃→光ポ
ートＰ₄というループバック状態の各状態において、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。

【０００８】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、その切り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、スルー状態においては、２本の経路とも、光はＯＦ
Ｆ状態にある４個の光スイッチ（Ｓ₅−Ｓ₁−Ｓ₂−Ｓ
₇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ＯＦ
Ｆ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−Ｓ₁−Ｓ₄−Ｓ₈またはＳ ₆−Ｓ₃
−Ｓ₂−Ｓ₇）を通過する。すなわち、光が通過する光
スイッチの総数はスルー状態と同じであるが、上記切り
替えでは、完全に等価な状態間で切り替えが行われてい
るということはできない。

【０００９】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，スルー状態，ループバック状態
の３種類の切り替え状態の間では、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。

【００１０】上記した４ポート光スイッチにおけるこの
ような問題を解決するために、図１６で示したような構
造の光スイッチが提案されている（特願平３−５２７４
７号公報参照）。この光スイッチは、図１５で示した光
スイッチの各光経路に半導体光増幅器Ｃ ₁，Ｃ₂，
Ｃ₃，Ｃ₄，Ｃ₅，Ｃ₆を配設した構造になっている。
したがって、クロス状態，スルー状態，ループバック状
態の切り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、また、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，スルー状態，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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
で示した４ポート光スイッチの場合にも次のような問題
がある。すなわち、まず、この光スイッチの場合、それ
を構成する光スイッチ素子は少なくとも８個必要である
ため、全体の形状が大型化するという問題である。

【００１２】また、ループバック状態を実現するために
配設されている全反射型光路変更部Ｒ₁，Ｒ₂は、その
光路変化角が極めて大きくなっている。そのため、光路
変更部付近においては、光を光路変更部に導く導波路と
反射光が伝搬していく導波路との相互の間隔は非常に短
くなっている。したがって、光路変更部に入射してきた
光は、光路変更部で反射する前に、隣接する反射光用の
導波路との間で結合を起こしてしまい、光接続されてい
る反射光用の導波路に伝搬しないことが起こり、光路変
更に伴う損失が極めて大きくなってしまう。

【００１３】このような状態が引き起こされると、光路
変更した光を半導体光増幅器で増幅しても、光通信にお
ける実使用はできなくなる。本発明は、図１６で示した
４ポート光スイッチの利点を生かしつつ、その光スイッ
チにおける上記した問題を解決し、光路変更による損失
の異常増大を抑制することができる４ポート光スイッチ
の提供を目的とする。

【００１４】

【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、２本の入力ポートと２本の
出力ポートを有し、１入力・２出力動作をする半導体光
スイッチ素子を集積して成る４ポート光スイッチにおい
て、２本の入力側光ポートと２本の出力側光ポートを有
するＸ交差型光スイッチ素子が少なくとも１個含まれて
いる少なくとも３個の光スイッチ素子を配置し、前記Ｘ
交差型光スイッチ素子の入力側光ポートの一方または／
および出力側光ポートの一方には他の前記光スイッチ素
子の出力側分岐光ポートの一方がそれぞれ光接続され、
かつ、前記光スイッチ素子の出力側分岐光ポートの他方
は光路変更素子を介して互いに光接続され、前記光スイ
ッチ素子の入力側光ポートおよび前記Ｘ交差型光スイッ
チ素子の出力側光ポートはそれぞれ半導体光増幅器素子
を介して前記入力ポートおよび前記出力ポートが光接続
されている４ポート光スイッチが提供される。

【００１５】

【作用】本発明の４ポート光スイッチは、集積される光
スイッチ素子の数は最少でも３個でよいので全体形状を
小型化することができる。また、光スイッチ素子，光路
変更素子，光増幅器素子の相互の配置関係を後述の例示
のように適宜に設定することにより、スルー状態，クロ
ス状態，ループバック状態における光経路の長さを一致
させることもできるので、各状態での光出力の差異を解
消することができるようになる。

【００１６】更に、クロス状態，スルー状態，ループバ
ック状態の切り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素子を通過す
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素子で吸収され
ることになるので、クロストーク特性は向上する。更
に、半導体光増幅器素子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，スルー状態，ループバック状態の３種類の切り替え
状態の間における出力強度の差異を解消することができ
る。

【００１７】

【発明の実施例】

実施例１図１は本発明の４ポート光スイッチの基本構成を示す概
略平面図である。図において、光スイッチの中央部に
は、２本の入力側光ポートＷＧ_1a，ＷＧ_1bと２本の出力
側光ポートＷＧ_1c，ＷＧ_1dを有し、１入力・２出力動作
をするＸ交差型光スイッチ素子ＳＷ₁が配置されてい
る。

【００１８】このＸ交差型光スイッチＳＷ₁の一方の入
力側光ポートＷＧ_1aは、構造は導波路のＸ交差型である
が、１本の入力側光ポートＷＧ_2aと２本の出力側分岐光
ポートＷＧ_2c，ＷＧ_2dを有し、１入力・２出力動作をす
る光スイッチ素子ＳＷ₂の前記出力側分岐光ポートＷＧ
_2dと光接続している。また、Ｘ交差型光スイッチ素子Ｓ
Ｗ₁の別の入力側光ポートＷＧ_1bは、前記した光スイッ
チＳＷ₂を同じ構造で同じ機能を果たす光スイッチ素子
ＳＷ₃の一方の出力側分岐光ポートＷＧ_3cと光接続され
ている。

【００１９】そして、光スイッチ素子ＳＷ₂の別の出力
側分岐光ポートＷＧ_2cと光スイッチ素子ＳＷ₃の別の出
力側分岐光ポートＷＧ_3dは、例えば反射面ＲＭ_1aを有す
る光路変更素子ＲＭ₁と反射面ＲＭ_2aを有する光路変更
素子ＲＭ₂を配設し、これら光路変更素子ＲＭ₁，ＲＭ
₂の各反射面を結ぶ光ポートＷＧ_R1を形成することによ
り互いに光接続されている。

【００２０】したがって、光スイッチ素子ＳＷ₂と光ス
イッチ素子ＳＷ₃の間には閉じた光経路（光ポートＷＧ
_2c−光路変更素子ＲＭ₁−光ポートＷＧ_R1−光路変更素
子ＲＭ₂−光ポートＷＧ_3d）が形成され、光ポートＷＧ
_2cから反射面ＲＭ_1aに入射した光は、変更角度φ（rad)
で光ポートＷＧ_3dに導かれるようになっている。また、
光スイッチ素子ＳＷ₂の入力側光ポートＷＧ_2aは、全体
の入力ポートＰ ₁と光接続する半導体光増幅器素子ＡＭ
₁と光接続し、光スイッチ素子ＳＷ₃の入力側光ポート
ＷＧ_3bは、全体の入力ポートＰ₂と光接続する半導体光
増幅器素子ＡＭ₂と光接続している。

【００２１】そして最後に、Ｘ交差型光スイッチＳＷ₁
の一方の出力側分岐光ポートＷＧ_1cと他方の出力側分岐
光ポートＷＧ_1dは、それぞれ、全体の出力ポートＰ₃と
光接続する半導体光増幅器素子ＡＭ₃、および、全体の
入力ポートＰ₄と光接続する半導体光増幅器素子ＡＭ₄
に光接続されている。光スイッチ素子ＳＷ₁，ＳＷ₂，
ＳＷ₃，ＳＷ₄は、いずれも、図２の平面図で示したよ
うに、２本の光ポートがＸ字型に交差して入力側光ポー
トＡ，Ｂ、出力側分岐光ポートＣ，Ｄが形成されその交
差部に上部電極１０が装荷され、上部電極１０を作動さ
せることにより１入力・２出力動作を行う光スイッチ素
子である。

【００２２】ここで、これら各光ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の断面構造は、図２のIII-III 線に沿う断面図である図
３で示したように、下面にＡｕＧｅＮｉ／Ａｕのような
材料で下部電極２が形成され、例えばｎ⁺ＩｎＰのよう
な半導体材料から成る基板１の上に、ｎ⁺ＩｎＰのよう
な半導体材料から成るバッファ層３、および下部クラッ
ド層４、ｎ^-ＩｎＧａＡｓＰのような半導体材料から成
るコア層５が順次形成され、更にこのコア層５の上にｎ
^-ＩｎＰのような半導体材料から成るリッジ状の上部ク
ラッド層６、ｎ^-ＩｎＧａＡｓのような半導体材料から
成るキャップ層７が形成され、その上面全体が絶縁薄膜
８で被覆されている。

【００２３】また、交差部の断面構造においては、図２
のIV−IV線に沿う断面図である図４に示したように、交
差部を覆う絶縁薄膜８の一部を光路方向にスリット状に
除去して窓８ａが形成され、ここから、上部クラッド層
６の中にコア層５の界面まで例えばＺｎを拡散せしめて
Ｚｎ拡散域が形成され、その窓８ａの上に例えばＴｉ／
Ｐｔ／Ａｕのような材料を蒸着することにより上部電極
１０が装荷されている。

【００２４】なお、光スイッチ素子ＳＷ₂においては、
図２における光ポートＢに相当する部分が光ポートとし
て機能せず、また光スイッチ素子ＳＷ₃においては光ポ
ートＡに相当する部分が光ポートとして機能しないよう
になっている。図２に示した光スイッチ素子において
は、上部電極１０に何らの電気信号も与えることなく、
例えば入力側光ポートＡから光を入射すると光は直進し
て出力側分岐光ポートＤから出射する。しかし、上部電
極１０から所定値の電流を注入すると、Ｚｎ拡散域９の
屈折率が低下してその部分に全反射面が発現するので、
光ポートＡに入射した光は交差部で反射して光ポートＣ
へと光路変更しそこから出射する。すなわち、上部電極
１０への電流のオン／オフ動作によりスイッチング機能
が発現するので、この光スイッチ素子は１入力・２出力
動作を行うことになる。

【００２５】つぎに、光路変更素子について説明する。
図５は、図１における光路変更素子ＲＭ₁，ＲＭ₂と各
出力側分岐光ポートＷＧ_2c，ＷＧ_2dと光ポートＷＧ_R1と
の位置関係を示す概略図である。図において、光ポート
ＷＧ_2c，ＷＧ_2d，ＷＧ_R1はその断面構造がいずれも図３
で示したようになっている。

【００２６】そして光路変更素子ＲＭ₁，ＲＭ₂は、い
ずれも、それぞれが反射面ＲＭ_1a，ＲＭ_2aを有する反射
ミラー部として形成されている。反射面ＲＭ_1aにおいて
は、図１の仮想線で示したように、光ポートＷＧ_2cと光
ポートＷＧ_R1は交差角θ₁で交差するような状態で光ポ
ートＷＧ_R1が折れ曲がり、また反射面ＲＭ_2aにおいて
は、同じく図１の仮想線で示したように、光ポートＷＧ
_R1と光ポートＷＧ_3dは交差角θ₂で交差するような状態
で光ポートＷＧ_3dが折れ曲がっている。

【００２７】したがって、反射面ＲＭ_1aにおける光ポー
トＷＧ_2cと光ポートＷＧ_R1の仮想的な交差角θ₁，反射
面ＲＭ_2aにおける光ポートＷＧ_R1と光ポートＷＧ_3dの仮
想的な交差角θ₂とは、いずれも、これら反射面におけ
る光の臨界角よりも大きくなっていて、各光ポートから
反射面に伝搬してきた光はこれら反射面で全反射するよ
うになっている。

【００２８】これらの反射ミラー部は、所定の位置に、
例えば通常のドライエッチング法を適用して、通常は図
３における下部クラッド層４にまで達する深さの凹所を
刻設することによって形成すればよい。半導体材料と凹
所内の空気との界面として存在する反射面ＲＭ_1a，ＲＭ
_2aにおいては屈折率差が大きくなるからである。なお、
前記した交差角θ₁またはθ₂が光の臨界角よりも小さ
い場合は、その反射面ＲＭ_1a，ＲＭ_2aに適当な金属を蒸
着して反射面における光の屈折率差を大きくすればよ
い。

【００２９】かくして、光スイッチ素子ＳＷ₂の出力側
分岐光ポートＷＧ_2cを矢印ｐ₁のように直進してきた光
は、反射ミラー部ＲＭ₁の反射面ＲＭ_1aで全反射して矢
印ｐ ₂のように光ポートＷＧ_R1へと光路変更し、反射ミ
ラー部ＲＭ₂の反射面ＲＭ_2aで全反射して矢印ｐ₃のよ
うに光ポートＷＧ_3dへと光路変更し、光スイッチ素子Ｓ
Ｗ₃に光路変更角φで入射する。

【００３０】ところで、上記した光の進行に関する挙動
において、光ポートＷＧ_2cを伝搬してきた光は、交差角
θ₁で仮想的に交差する１番目の光ポートＷＧ_2cと２番
目の光ポートＷＧ_R1とがなす反射面ＲＭ_1a、および、交
差角θ₂で仮想的に交差する２番目の光ポートＷＧ_R1と
３番目の光ポートＷＧ_3dとがなす反射面ＲＭ_2aで２回全
反射して、最初の光の進行方向に対し、角度φだけ光路
変更して光ポートＷＧ _3dを伝搬する。

【００３１】したがって、光スイッチ素子ＳＷ₂からの
光が、光スイッチ素子ＳＷ₃へ光路変更角度φで伝搬し
てくる場合には、上記したθ₁，θ₂は、いずれも、θ
₁，θ₂≦φでなければならないことになる。より一般
化していえば、光路変更角度φが、０〜ｍπ（ｍは正の
整数）の範囲にある場合は、反射面で仮想的に交差する
光ポートの数が２〜ｎ（ｎは２より大きい整数）である
とき、そのｉ番目の光ポートとｉ＋１番目の光ポートが
仮想的に交差する交差角θ_i（ｉ＝１，２，……ｎ−
１）は、いずれもθ_i≦φの関係を満足しなければなら
ない。

【００３２】つぎに、半導体光増幅器素子について説明
する。これらの半導体光増幅器素子ＡＭ₁，ＡＭ₂，Ａ
Ｍ₃，ＡＭ₄はいずれも、図６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１１の下面に下部電極１２が形成され、半導体基板１
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１３，ｎ^-ＩｎＧａＡｓＰのような半導
体から成る活性層１４，ｐ⁺ＩｎＧａＡｓＰのような半
導体から成るクラッド層１５，ｐ⁺ＩｎＧａＡｓのよう
な半導体から成るキャップ層１６が順次積層され、その
上面は絶縁薄膜１７で全面が被覆されている。そして、
この絶縁薄膜１７の一部は光路方向にスリット状に除去
されて窓１７ａが形成され、窓１７ａからＺｎのような
金属を活性層１４まで拡散してＺｎ拡散域１８を形成し
たのち、ここに金属を例えば蒸着して上部電極１９が形
成されている。半導体光増幅器素子の作製方法は、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。

【００３３】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１４の組成を調
整することにより、上部電極１９から所定値の電流を注
入したとき、活性層１４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。さて、この４ポート光スイッ
チにおいて、光スイッチ素子ＳＷ₁，ＳＷ₂，ＳＷ₃の
全部をオフにすれば、光ポートＰ₁−光増幅器素子ＡＭ
₁−光スイッチＳＷ₂−光スイッチ素子ＳＷ₁−光増幅
器素子ＡＭ₄−光ポートＰ₄の光経路、または、光ポー
トＰ₂−光増幅器素子ＡＭ₂−光スイッチＳＷ₃−光ス
イッチ素子ＳＷ₁−光増幅器素子ＡＭ₃−光ポートＰ₃
の光経路から成る一方または両方クロス状態が得られ
る。

【００３４】この動作に連動して、光増幅器素子ＡＭ₁
とＡＭ₄、または、光増幅器素子ＡＭ₂とＡＭ₃を動作
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、一方の光経路が動作していると
きには、他方の光経路には動作していない光増幅器素子
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。

【００３５】つぎに、光スイッチ素子ＳＷ₁をオフ、光
スイッチ素子ＳＷ₂，ＳＷ₃をオンにすると、光ポート
Ｐ₁−光増幅器素子ＡＭ₁−入力側光ポートＷＧ_2a−光
スイッチ素子ＳＷ₂−出力側光ポートＷＧ_2c−光路変更
素子ＲＭ₁−光ポートＷＧ_R1−光路変更素子ＲＭ₂−出
力側分岐光ポートＷＧ_3d−光スイッチＳＷ₃−入力側分
岐光ポートＷＧ_3b−光増幅器素子ＡＭ₂−光ポートＰ₂
の光経路から成るループバック状態が得られる。

【００３６】この動作に連動して、光増幅器素子Ａ
Ｍ₁，ＡＭ₂を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、この光経路
が動作しているときには、他方の光経路には動作してい
ない光増幅器素子ＡＭ₃，ＡＭ₄が介装されているの
で、漏洩光のような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。

【００３７】また、光スイッチ素子ＳＷ₂，ＳＷ₃をオ
フ、光スイッチ素子ＳＷ₁をオンにすると、光ポートＰ
₁−光増幅器素子ＡＭ₁−光スイッチ素子ＳＷ₂−出力
側光ポートＷＧ_2d−入力側光ポートＷＧ_1a−光スイッチ
素子ＳＷ₁−出力側光ポートＷＧ_1c−光増幅器素子ＡＭ
₃−光ポートＰ₂の光経路、または、光ポートＰ₂−−
光増幅器素子ＡＭ₂−入力側光ポートＷＧ_3b−光スイッ
チ素子ＳＷ₃−出力側光ポートＷＧ_3c−入力側光ポート
ＷＧ_1b−光スイッチ素子ＳＷ₁−出力側光ポートＷＧ_1d
−光増幅器素子ＡＭ₄−光ポートＰ₄の光経路から成る
一方または両方スルー状態が得られる。

【００３８】この動作に連動して、光増幅器素子ＡＭ₁
とＡＭ₃、または、光増幅器素子ＡＭ₂とＡＭ₄を動作
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、一方の光経路が動作していると
きには、他方の光経路には動作していない光増幅器素子
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。

【００３９】このように、この４ポート光スイッチで
は、クロス状態，スルー状態，ループバック状態のいず
れの状態も実現することができる。そして、いずれの場
合においても、それぞれの光経路の光増幅器素子を動作
させることにより挿入損失を補償することができ、その
ときに、他の光経路に介装されている非動作の光増幅器
素子の働きによりクロストーク特性の向上が達成され
る。

【００４０】また、上記したいずれの状態において、各
素子の配置関係を適切に選定することにより、各状態の
光経路の長さを一致させることができるので、光増幅器
素子の利得が０ｄＢであった場合でも各状態における光
出力強度を一致させることができ、スイッチング状態の
変更による光出力の差異を解消することができるように
なる。

【００４１】実施例２図７は別の４ポート光スイッチを示す概略平面図で、こ
れは、図１で示した４ポート光スイッチにおいて、Ｘ交
差型の光スイッチ素子ＳＷ₂，ＳＷ₃を、１入力・２出
力動作をするＹ分岐光スイッチ素子ＳＷ₄，ＳＷ₅に代
え、他の素子や光ポートは図１で示したものと同じ構造
にしたものである。

【００４２】光スイッチ素子ＳＷ₄，ＳＷ₅は、図８の
平面図で示したように、１本の入力側光ポートＡ’がＹ
分岐をして２本の出力側分岐光ポートＢ’，Ｃ’を形成
し、各出力側分岐光ポートＢ’，Ｃ’のそれぞれに上部
電極２０ａ，２０ｂが装荷された構造になっている。ま
た、その断面構造は、図８のIX−IX線に沿う断面図であ
る図９に示したように、下面にＡｕＧｅＮｉ／Ａｕのよ
うな材料で下部電極１２が形成され、例えばｎ⁺ＩｎＰ
のような半導体材料から成る基板１１の上に、ｎ⁺Ｉｎ
Ｐのような半導体材料から成るバッファ層１３、ｎ⁺Ｉ
ｎＰのような半導体材料から成る下部クラッド層１４、
ｎ^-ＩｎＧａＡｓＰのような半導体材料から成るコア層
１５が順次形成され、更にこのコア層１５の上にｎ^-Ｉ
ｎＰのような半導体材料から成るリッジ状の上部クラッ
ド層１６、ｎ^-ＩｎＧａＡｓのような半導体材料から成
るキャップ層１７が形成され、その上面全体が絶縁薄膜
１８で被覆され、その一部を適宜な広さで除去して窓１
８ａを形成したのち、ここからキャップ層１７，上部ク
ラッド層１６の中に適宜な深さで例えばＺｎを拡散せし
めてＺｎ拡散域１９を形成し、その窓１８ａの上に例え
ばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕのような材料を蒸着することにより
電流注入用（または電圧印加用）の上部電極２０ａ，２
０ｂがそれぞれ装荷されている。

【００４３】図８に示した光スイッチ素子においては、
上部電極２０ａ，２０ｂのいずれにも電気信号を与える
ことなく、入力側光ポートＡ’から光を入射すると、出
力側分岐光ポートＢ’，Ｃ’からはそれぞれ等しい出力
の光が出射する。そして、上部電極２０ｂを無駆動に
し、上部電極２０ａからのみ例えば所定値の電流を注入
すると、その直下に位置する出力側分岐光ポートＢ’の
部分の屈折率全体が低下してそこを伝搬する光モードは
カットオフされるので、入力側光ポートＡ’から入射し
た光は、全て、出力側分岐光ポートＣ’のみを伝搬して
そこから出射する。また、上部電極２０ａを無駆動に
し、上部電極２０ｂのみから所定値の電流を注入する
と、今度は、出力側分岐光ポートＣ’がモードカットオ
フ状態になり、光は出力側分岐光ポートＢ’にのみ伝搬
してそこから出射する。すなわち、上部電極２０ａ，２
０ｂへの電流注入を交互に行えば、入力側光ポートＡ’
に入射した光は、出力側分岐光ポートＢ’，出力側分岐
光ポートＣ’へと交互に光路切り替えして出射するの
で、ここにスイッチング動作が発現する。

【００４４】この４ポート光スイッチにおいて、光スイ
ッチ素子ＳＷ₁をオフにし、光スイッチ素子ＳＷ₄の出
力側分岐光ポートＷＧ_4cに装荷されている上部電極を駆
動し、また光スイッチ素子ＳＷ₅の出力側分岐光ポート
ＷＧ_5dに装荷されている上部電極のみを駆動すると、光
ポートＰ₁−光増幅器素子ＡＭ₁−入力側光ポートＷＧ
_4a−出力側分岐光ポートＷＧ_4d−入力側光ポートＷＧ_1a
−光スイッチ素子ＳＷ ₁−出力側分岐光ポートＷＧ_1d
−光増幅器素子ＡＭ₄−光ポートＰ₄の光経路、また
は、光ポートＰ₂−光増幅器素子ＡＭ₂−入力側光ポー
トＷＧ_5b−光スイッチ素子ＳＷ₅−出力側分岐光ポート
ＷＧ_5c−入力側光ポートＷＧ_1b−光スイッチ素子ＳＷ₁
−出力側分岐光ポートＷＧ_1c−光増幅器素子ＡＭ₃−光
ポートＰ₃の光経路から成る一方または両方クロス状態
が得られる。

【００４５】この動作に連動して、光増幅器素子ＡＭ₁
とＡＭ₃、または、光増幅器素子ＡＭ₂とＡＭ₄を動作
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、一方の光経路が動作していると
きには、他方の光経路には動作していない光増幅器素子
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。

【００４６】つぎに、光スイッチ素子ＳＷ₁をオフ、光
スイッチ素子ＳＷ₄の出力側分岐光ポートＷＧ_4dに装荷
されている上部電極のみを駆動し、また光スイッチ素子
ＳＷ ₅の出力側分岐光ポートＷＧ_5cに装荷されている上
部電極を駆動すると、光ポートＰ₁−光増幅器素子ＡＭ
₁−入力側光ポートＷＧ_4a−光スイッチ素子ＳＷ₄−出
力側分岐光ポートＷＧ_4c−光路変更素子ＲＭ₁−光ポー
トＷＧ_R1−光路変更素子ＲＭ₂−出力側分岐光ポートＷ
Ｇ_5d−光スイッチ素子ＳＷ₅−入力側光ポートＷＧ_5b
−光増幅器素子ＡＭ₂−光ポートＰ₂の光経路から成る
ループバック状態が得られる。

【００４７】この動作に連動して、光増幅器素子Ａ
Ｍ₁，ＡＭ₂を動作させることにより、上記の光経路で
は挿入損失を補償することができる。そして、この光経
路が動作しているときには、他方の光経路には動作して
いない光増幅器素子ＡＭ₃，ＡＭ ₄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。

【００４８】また、光スイッチ素子ＳＷ₁をオンにし、
光スイッチ素子ＳＷ₄の出力側分岐光ポートＷＧ_4cに装
荷されている上部電極のみを駆動し、かつ、光スイッチ
素子ＳＷ₅の出力側分岐光ポートＷＧ_5dに装荷されてい
る上部電極のみを駆動すると、光ポートＰ₁−光増幅器
素子ＡＭ₁−入力側光ポートＷＧ_4a−光スイッチ素子Ｓ
Ｗ₄−出力側分岐光ポートＷＧ_4d−入力側光ポートＷＧ
_1a−光スイッチ素子ＳＷ₁−出力側分岐光ポートＷＧ_1c
−光増幅器素子ＡＭ₃−光ポートＰ₃の光経路、また
は、光ポートＰ₂−光増幅器素子ＡＭ₂−入力側光ポー
トＷＧ_5b−光スイッチ素子ＳＷ₅−出力側分岐光ポート
ＷＧ_5c−入力側光ポートＷＧ_1b−光スイッチ素子ＳＷ₁
−出力側分岐光ポートＷＧ_1d−光増幅器素子ＡＭ₄−光
ポートＰ₄の光経路から成る一方または両方スルー状態
が得られる。

【００４９】この動作に連動して、光増幅器素子ＡＭ₁
とＡＭ₃、または、光増幅器素子ＡＭ₂とＡＭ₄を動作
させることにより、上記の光経路では挿入損失を補償す
ることができる。そして、一方の光経路が動作している
ときには、他方の光経路には動作していない光増幅器素
子ＡＭ₂，ＡＭ₄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。

【００５０】このように、この４ポート光スイッチの場
合も、クロス状態，スルー状態，ループバック状態のい
ずれの状態も実現することができる。そして、いずれの
場合においても、それぞれの光経路の光増幅器素子を動
作させることにより挿入損失を補償することができ、そ
のときに、他の光経路に介装されている光増幅器素子の
働きによりクロストーク特性の向上が達成される。

【００５１】また、上記したいずれの状態において、各
素子の配置関係を適切に選定することにより、各状態の
光経路の長さを一致させることができるので、光増幅器
素子の利得が０ｄＢであった場合でも各状態における光
出力強度を一致させることができ、スイッチング状態の
変更による光出力の差異を解消することができるように
なる。

【００５２】実施例３図１０に別の実施例の４ポート光スイッチを概略平面図
として示す。この４ポート光スイッチは、光スイッチ素
子ＳＷ₁を中心にして、図１で示した各素子を左右対象
に配置した構造のものである。この４ポート光スイッチ
において、光スイッチ素子ＳＷ₁，ＳＷ₂，ＳＷ'₂，Ｓ
Ｗ₃，ＳＷ'₃の全てをオフにすると、光ポートＰ₁−光
増幅器素子ＡＭ₁−入力側光ポートＷＧ_2a−光スイッチ
素子ＳＷ₂−出力側分岐光ポートＷＧ_2d−入力側光ポー
トＷＧ_1a−光スイッチ素子ＳＷ₁−出力側分岐光ポート
ＷＧ_1d−入力側光ポートＷＧ'_3c−光スイッチ素子Ｓ
Ｗ'₃−出力側分岐光ポートＷＧ'_3b−光増幅器素子ＡＭ
₄−光ポートＰ₄の光経路から成る一方クロス状態、ま
たは、光ポートＰ₂−光増幅器素子ＡＭ₂−入力側光ポ
ートＷＧ_3b−光スイッチ素子ＳＷ₃−出力側分岐光ポー
トＷＧ_3c−入力側光ポートＷＧ_1b−光スイッチ素子ＳＷ
₁−出力側分岐光ポートＷＧ_1c−入力側光ポートＷＧ'
_2d−光スイッチ素子ＳＷ'₂−出力側分岐光ポートＷＧ'
_2a−光増幅器素子ＡＭ₃−光ポートＰ₃の光経路から
成る一方クロス状態が得られる。

【００５３】つぎに、光スイッチ素子ＳＷ₁，ＳＷ'₂，
ＳＷ'₃をオフにし、光スイッチ素子ＳＷ₂，ＳＷ₃ をオ
ンにすると、光ポートＰ₁−光増幅器素子ＡＭ₁−入力
側光ポートＷＧ_2a−光スイッチ素子ＳＷ₂−出力側分岐
光ポートＷＧ_2c−光路変更素子ＲＭ₁−光ポートＷＧ_R1
−光路変更素子ＲＭ₂−出力側分岐光ポートＷＧ_3d−光
スイッチ素子ＳＷ₃−入力側光ポートＷＧ_3b−光増幅器
素子ＡＭ₂−光ポートＰ₂の光経路から成るループバッ
ク状態が得られ、また、光スイッチ素子ＳＷ₁，ＳＷ
₂ ，ＳＷ₃をオフにし、光スイッチ素子ＳＷ'₂，ＳＷ'₃
をオンにすると、光ポートＰ₃−光増幅器素子ＡＭ₃−
出力側分岐光ポートＷＧ'_2a−光スイッチ素子ＳＷ'₂−
入力側光ポートＷＧ'_2c−光路変更素子ＲＭ'₁−光ポー
トＷＧ' _R1−光路変更素子ＲＭ'₂−入力側光ポートＷ
Ｇ'_3d−光スイッチ素子ＳＷ'₃−出力側分岐光ポートＷ
Ｇ'_3b−光増幅器素子ＡＭ₄−光ポートＰ₄の光経路か
ら成る別のループバック状態が得られる。

【００５４】また、光スイッチ素子ＳＷ₁をオンにし、
光スイッチ素子ＳＷ₂，ＳＷ₃ ，ＳＷ'₂，ＳＷ'₃の全て
をオフにすると、光ポートＰ₁−光増幅器素子ＡＭ₁−
入力側光ポートＷＧ_2a−光スイッチ素子ＳＷ₂−出力側
分岐光ポートＷＧ_2d−入力側光ポートＷＧ_1a−光スイッ
チ素子ＳＷ₁−出力側分岐光ポートＷＧ_1c−入力側光ポ
ートＷＧ'_2d−光スイッチ素子ＳＷ'₂−出力側分岐光ポ
ートＷＧ'_2a−光増幅器素子ＡＭ₃−光ポートＰ₃の光
経路、または、光ポートＰ₂−光増幅器素子ＡＭ₂−入
力側光ポートＷＧ_3b−光スイッチ素子ＳＷ₃−出力側分
岐光ポートＷＧ _3c−入力側光ポートＷＧ_1b−光スイッチ
素子ＳＷ₁−出力側分岐光ポートＷＧ_1d−入力側光ポー
トＷＧ'_3c−光スイッチ素子ＳＷ'₃−出力側分岐光ポー
トＷＧ'₃ _b−光増幅器素子ＡＭ₄−光ポートＰ₄の光経
路から成る一方または両方スルー状態が得られる。

【００５５】このように、この４ポート光スイッチの場
合も、クロス状態，スルー状態，ループバック状態のい
ずれの状態も実現することができる。そして、いずれの
場合においても、それぞれの光経路の光増幅器素子を動
作させることにより挿入損失を補償することができ、そ
のときに、他の光経路に介装されている光増幅器素子の
働きによりクロストーク特性の向上が達成される。

【００５６】また、上記したいずれの状態において、各
素子の配置関係を適切に選定することにより、各状態の
光経路の長さを一致させることができるので、光増幅器
素子の利得が０ｄＢであった場合でも各状態における光
出力強度を一致させることができ、スイッチング状態の
変更による光出力の差異を解消することができるように
なる。

【００５７】実施例４図１１は更に別の実施例を示す概略平面図であり、この
４ポート光スイッチは、図１０で示した４ポート光スイ
ッチにおいて、光スイッチ素子ＳＷ₂の４本の光ポート
のうち光の伝搬に関与しない入力側光ポート（ダミー光
ポートという）ＧＷ_2bと、光スイッチ素子ＳＷ₃の４本
の光ポートのうち光の伝搬に関与しない入力側光ポート
（ダミー光ポートという）ＧＷ_3aとのそれぞれを延在し
て前記した光路変更素子（反射ミラー部）ＲＭ₃で光接
続し、また、光スイッチ素子ＳＷ'₂の４本の光ポートの
うち光の伝搬に関与しない出力側分岐光ポート（ダミー
光ポートという）ＧＷ'_2bと、光スイッチ素子ＳＷ'₃の
４本の光ポートのうち光の伝搬に関与しない出力側分岐
光ポート（ダミー光ポートという）ＧＷ'_3aをそれぞれ
延在して同じく前記した光路変更素子（反射ミラー部）
ＲＭ'₃で光接続した構造になっている。

【００５８】この４ポート光スイッチは、実施例３（図
１０）の４ポート光スイッチと同じような操作を行うこ
とにより、スルー状態，クロス状態，ループバック状態
の切り替えが可能である。そして、この４ポート光スイ
ッチは、光路変更素子ＲＭ₃，ＲＭ'₃を新たに配置した
ことにより、スイッチング動作時の漏話や迷光などを有
効に減衰させたり、または伝搬すべき個所に導くことが
できるという機能が付加されている。

【００５９】この効果を以下に説明する。例えば、実施
例３（図１０）に示した４ポート光スイッチにおいて、
光スイッチＳＷ₁，ＳＷ'₂，ＳＷ'₃をオフにし、光スイ
ッチ素子ＳＷ₂，ＳＷ₃ をオンにすると、実施例３で説
明したように、光ポートＰ₁−光増幅器素子ＡＭ₁−光
スイッチ素子ＳＷ₂−光路変更素子ＲＭ₁−光路変更素
子ＲＭ₂−光スイッチ素子ＳＷ₃−光増幅器素子ＡＭ₂
−光ポートＰ₂を結ぶループバック状態の光経路（以
下、光経路１という）が形成される。

【００６０】このとき、光スイッチ素子ＳＷ₂ を通る光
は、その光スイッチ素子ＳＷ₂ のクロストーク特性に対
応して、光出力の一部が漏洩する。そして、その漏洩光
の一部は、光スイッチ素子ＳＷ₂ −光スイッチ素子ＳＷ
₁−光スイッチ素子ＳＷ'₂−光増幅器素子ＡＭ₃−光ポ
ートＰ₃を結ぶ光経路（以下、光経路２という）と、光
スイッチ素子ＳＷ₂ −光スイッチ素子ＳＷ₁−光スイッ
チ素子ＳＷ'₃−光増幅器素子ＡＭ₄−光ポートＰ₄を結
ぶ光経路（以下、光経路３という）を伝搬する。

【００６１】これらの漏洩光は、光ポートＰ₃，光ポー
トＰ₄に到達する前に、作動していない光増幅器素子Ａ
Ｍ₃，ＡＭ₄で吸収されることになるで問題はない。し
かし、光経路１を伝搬する光が光スイッチ素子ＳＷ₃に
到達すると、その光の一部は、この光スイッチ素子ＳＷ
₃のクロストーク特性に対応して、わずかならが一部の
出力パワーがダミー光ポートＧＷ_3aに伝搬し、ダミー光
ポートの先端から放射して迷光になる。そして、この迷
光は、光増幅器素子で吸収することができないため、光
スイッチ素子ＳＷ₃のクロストーク特性に影響を与える
ことになる。

【００６２】しかし、図１１で示した構造にすると、ダ
ミー光ポートＧＷ_3aに伝搬した漏洩光は、光路変更素子
ＲＭ₃−ダミー光ポートＧＷ_2bを経由して再び光スイッ
チ素子ＳＷ₁に入射する。入射した光の大部分は光経路
１を伝搬するが、しかしその一部は、この光スイッチ素
子ＳＷ₁のクロストーク特性に基づき、光経路２または
光経路３に伝搬して光増幅器素子ＡＭ₃またはＡＭ₄で
吸収される。

【００６３】したがって、図１１で示した迷光用のルー
プ経路を配置することにより、光スイッチ素子ＳＷ₃の
一部漏洩光は、このループ経路を反復して伝搬する過程
で有効に減衰される。なお、上記した４種類の４ポート
光スイッチでは、いずれも半導体材料から成るリッジ状
光導波路から成る光スイッチ素子を採用したが、これら
光スイッチ素子に用いる光導波路はこのタイプに限定さ
れるものではなく、例えば、図１２で示したように、コ
ア層５を上部クラッド層６の中に埋込み、上部クラッド
層６にＺｎ拡散域９を形成した埋込みタイプのものであ
ってもよい。

【００６４】また、各実施例においては、光ポート
Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃，Ｐ₄にそれぞれ対応して１個ずつの
光増幅器素子が配置されているが、これら光増幅器素子
の数および配置個所はこれに限定されるものではなく、
任意の個所に任意の個数を配置してもよい。

【００６５】

【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、全て半導体材料を用いて各要素
を集積して製造されているので全体の形状は小型化す
る。そして、スルー状態，クロス状態，ループバック状
態の切り替えが可能であり、その切り替え時における挿
入損失，迷光，クロストーク特性の変化を生ずることが
ない。

【００６６】また、半導体光増幅器素子の働きにより挿
入損失は補償されてクロストーク特性が著しく向上す
る。更には、各素子の配置関係を適切に選定することに
より、切り替えに伴う光経路の長さを一致させることが
できるので、切り替えによって起こる光路変更に基づく
損失の異常増大を抑制することができる。

【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。

【図２】用いる光スイッチ素子の１例を示す概略平面図
である。

【図３】図２のIII-III 線に沿う断面図である。

【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】用いる光路変更素子の配置状態を示す概略平面
図である。

【図６】用いる光増幅器素子の断面構造例を示す概略平
面図である。

【図７】他の実施例を示す概略平面図である。

【図８】他の光スイッチ素子を示す概略平面図である。

【図９】図８のIX−IX線に沿う断面図である。

【図１０】別の実施例を示す概略平面図である。

【図１１】更に別の実施例を示す概略平面図である。

【図１２】用いる光スイッチ素子の他の例を示す概略平
面図である。

【図１３】４ポート光スイッチを示す概略図である。

【図１４】特願平１−１３７８２７号公報に記載されて
いる４ポート光スイッチを示す概略平面図である。

【図１５】特願平１−３０６１５７号公報に記載されて
いる４ポート光スイッチを示す概略平面図である。

【図１６】特願平３−５２７４７号公報に記載されてい
る４ポート光スイッチを示す概略平面図である。

【符号の説明】

１，１１半導体基板２，１２下部電極３バッファ層４，１３下部クラッド層５，１４コア層６，１５上部クラッド層７，１６キャップ層８，１７絶縁薄膜８ａ，１７ａ窓９，１８Ｚｎ拡散域１０，２０ａ，２０ｂ上部電極１４活性層ＳＷ₁，ＳＷ₂，ＳＷ'₂，ＳＷ₃，ＳＷ'₃１入力・２
出力動作をするＸ交差型光スイッチ素子ＳＷ₄，ＳＷ₅ １入力・２出力動作をするＹ分岐光ス
イッチ素子ＲＭ₁，ＲＭ'₁，ＲＭ₂，ＲＭ'₂，ＲＭ₃，ＲＭ'₃光
路変更素子（反射ミラー）ＲＭ_1a，ＲＭ_2a 反射面ＡＭ₁，ＡＭ₂，ＡＭ₃，ＡＭ₄ 光増幅器素子ＷＧ_1a，ＷＧ_1b 光スイッチ素子ＳＷ₁の入力側光ポー
トＷＧ_1c，ＷＧ_1d 光スイッチ素子ＳＷ₁の出力側分岐光
ポートＷＧ_2a 光スイッチ素子ＳＷ₂の入力側光ポートＷＧ_2b 光スイッチ素子ＳＷ₂の入力側光ポート（ダミ
ー光ポート）ＷＧ_2c，ＷＧ_2d 光スイッチ素子ＳＷ₂の出力側分岐光
ポートＷＧ_3a 光スイッチ素子ＳＷ₃の入力側光ポートＷＧ_3b 光スイッチ素子ＳＷ₃の入力側光ポート（ダミ
ー光ポート）ＷＧ_3c，ＷＧ_3d 光スイッチ素子ＳＷ₃の出力側分岐光
ポートＷＧ'_2a 光スイッチ素子ＳＷ'₂の出力側分岐光ポートＷＧ'_2b 光スイッチ素子ＳＷ'₂の出力側分岐光ポート
（ダミー光ポート）ＷＧ'_2c，ＷＧ'_2d 光スイッチ素子ＳＷ'₂の入力側光
ポートＷＧ'_3a 光スイッチ素子ＳＷ'₃の出力側分岐光ポート
（ダミー光ポート）ＷＧ'_3b 光スイッチ素子ＳＷ'₃の出力側分岐光ポートＷＧ'_3c，ＷＧ'_3d 光スイッチ素子ＳＷ'₃の入力側光
ポートＷＧ_4a 光スイッチ素子ＳＷ₄の入力側光ポートＷＧ_4c，ＷＧ_4d 光スイッチ素子ＳＷ₄の出力側分岐光
ポートＷＧ_5b 光スイッチ素子ＳＷ₅の入力側光ポートＷＧ_5c，ＷＧ_5d 光スイッチ素子ＳＷ₅の出力側分岐光
ポートＧＷ_R1，ＧＷ' _R1 光ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２本の入力ポートと２本の出力ポートを
有し、１入力・２出力動作をする半導体光スイッチ素子
を集積して成る４ポート光スイッチにおいて、２本の入
力側光ポートと２本の出力側光ポートを有するＸ交差型
光スイッチ素子が少なくとも１個含まれている少なくと
も３個の光スイッチ素子を配置し、前記Ｘ交差型光スイ
ッチ素子の入力側光ポートの一方または／および出力側
光ポートの一方には他の前記光スイッチ素子の出力側分
岐光ポートの一方がそれぞれ光接続され、かつ、前記光
スイッチ素子の出力側分岐光ポートの他方は光路変更素
子を介して互いに光接続され、前記光スイッチ素子の入
力側光ポートおよび前記Ｘ交差型光スイッチ素子の出力
側光ポートはそれぞれ半導体光増幅器素子を介して前記
入力ポートおよび前記出力ポートに光接続されているこ
とを特徴とする４ポート光スイッチ。