JPH07318986A - 導波路型光スイッチ - Google Patents
導波路型光スイッチInfo
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- JPH07318986A JPH07318986A JP6110655A JP11065594A JPH07318986A JP H07318986 A JPH07318986 A JP H07318986A JP 6110655 A JP6110655 A JP 6110655A JP 11065594 A JP11065594 A JP 11065594A JP H07318986 A JPH07318986 A JP H07318986A
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- switch
- optical switch
- light
- waveguide
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/06—Polarisation independent
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単なプロセスで作製可能な構造を有する、
入力光の偏波状態に依らず、一定の光出力が得られる導
波路型光スイッチを提供する。 【構成】 方向性結合型スイッチ部１６の出力端にマッ
ハツェンダ型干渉分岐部１９を形成して、導波路型光ス
イッチを構成する。マッハツェンダ型干渉部１９には、
方向性結合型スイッチ部１６によって生ずる挿入損失偏
光依存性を相殺するような電圧が加えられる。この導波
路型光スイッチでは、プロセス上の問題（ばらつき）に
因って、方向性結合型スイッチ部１６の特性が目標とし
たものと異なった場合でも、マッハツェンダ型干渉部１
９への印加電圧を制御することにより、容易に、導波路
型光スイッチの挿入損失偏光依存性を無くすることがで
きる。また、通常の導波路型光スイッチと異なる特別な
処理を用いることなく形成できる構成となっているの
で、その作製も容易である。
入力光の偏波状態に依らず、一定の光出力が得られる導
波路型光スイッチを提供する。 【構成】 方向性結合型スイッチ部１６の出力端にマッ
ハツェンダ型干渉分岐部１９を形成して、導波路型光ス
イッチを構成する。マッハツェンダ型干渉部１９には、
方向性結合型スイッチ部１６によって生ずる挿入損失偏
光依存性を相殺するような電圧が加えられる。この導波
路型光スイッチでは、プロセス上の問題（ばらつき）に
因って、方向性結合型スイッチ部１６の特性が目標とし
たものと異なった場合でも、マッハツェンダ型干渉部１
９への印加電圧を制御することにより、容易に、導波路
型光スイッチの挿入損失偏光依存性を無くすることがで
きる。また、通常の導波路型光スイッチと異なる特別な
処理を用いることなく形成できる構成となっているの
で、その作製も容易である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導波路型光スイッチに
係わり、たとえば、光通信システムにおいて用いられる
導波路型光スイッチに関する。
係わり、たとえば、光通信システムにおいて用いられる
導波路型光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムを構成する場合には、伝
送すべき情報信号に応じて光を変調することや、光伝送
路の切り替え、交換を行うことが必要とされる。このう
ち、情報信号に応じて光を変調する方式は、直接変調方
式と外部変調方式に大別され、直接変調方式では、光源
である半導体レーザや発光ダイオードに対する注入電流
を情報信号に応じて変化させることにより、光変調が行
われる。また、外部変調方式では、光源が出力する光の
レベルは一定に維持され、その一定レベルの光に対して
外部デバイスによる変調が施される。
送すべき情報信号に応じて光を変調することや、光伝送
路の切り替え、交換を行うことが必要とされる。このう
ち、情報信号に応じて光を変調する方式は、直接変調方
式と外部変調方式に大別され、直接変調方式では、光源
である半導体レーザや発光ダイオードに対する注入電流
を情報信号に応じて変化させることにより、光変調が行
われる。また、外部変調方式では、光源が出力する光の
レベルは一定に維持され、その一定レベルの光に対して
外部デバイスによる変調が施される。
【０００３】現在、実用化されている光通信システムの
ほとんどが、直接変調方式を用いている。しかし、この
直接変調方式では、緩和振動等の影響により数ＧＨｚ
（ギガヘルツ）以上の高速変調が難しく、また、波長変
動が発生するためコヒーレント光伝送方式には適用が困
難である。このため、外部変調方式、特に導波路型の変
調器を用いたものの研究が進められている。
ほとんどが、直接変調方式を用いている。しかし、この
直接変調方式では、緩和振動等の影響により数ＧＨｚ
（ギガヘルツ）以上の高速変調が難しく、また、波長変
動が発生するためコヒーレント光伝送方式には適用が困
難である。このため、外部変調方式、特に導波路型の変
調器を用いたものの研究が進められている。
【０００４】一方、光伝送路の切り換えや交換を行うた
めの光スイッチとしては、プリズムやミラー、光ファイ
バ等を機械的に移動して光路を切り換えるものが使用さ
れているが、これらの機械的な動作を伴う光スイッチ
は、高速に切り換えが行えない、小型化が困難であると
いった問題を有しており、光導波路を用いた光スイッチ
の開発が進められている。
めの光スイッチとしては、プリズムやミラー、光ファイ
バ等を機械的に移動して光路を切り換えるものが使用さ
れているが、これらの機械的な動作を伴う光スイッチ
は、高速に切り換えが行えない、小型化が困難であると
いった問題を有しており、光導波路を用いた光スイッチ
の開発が進められている。
【０００５】図４に、導波路型光スイッチの構成を示
す。この図に示した導波路型光スイッチは、方向性結合
器型光スイッチなどと呼ばれているものであり、ニオブ
酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）からなる基板１２の表面に
は、光導波路１３A 、１３B が図示したような形状に作
製される。なお、基板１２より僅かに高い屈折率を持つ
部分が光導波路１３となり、光導波路１３はチタン（Ｔ
ｉ）を基板１２中に熱拡散させることにより形成され
る。また、光導波路１３上には、二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2 ）などで構成されるバッファ層１４が設けられ、光
導波路１３A 、１３B が近接している部分のバッファ層
１４上には、制御電極１５A 、１５B が設けられる。
す。この図に示した導波路型光スイッチは、方向性結合
器型光スイッチなどと呼ばれているものであり、ニオブ
酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）からなる基板１２の表面に
は、光導波路１３A 、１３B が図示したような形状に作
製される。なお、基板１２より僅かに高い屈折率を持つ
部分が光導波路１３となり、光導波路１３はチタン（Ｔ
ｉ）を基板１２中に熱拡散させることにより形成され
る。また、光導波路１３上には、二酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2 ）などで構成されるバッファ層１４が設けられ、光
導波路１３A 、１３B が近接している部分のバッファ層
１４上には、制御電極１５A 、１５B が設けられる。
【０００６】導波路型光スイッチでは、光導波路１
３A 、１３B が近接している部分（方向性結合型スイッ
チ部１６）における近接部分の長さ（結合長）は、入力
ポート１７A から入力された光が、出力ポート１８B か
ら出力されるような長さ（完全結合長）に設定され、入
力ポート１７A から入力された光を、出力ポート１８A
から出力させる際には、制御電極１５A 、１５B に所定
の電圧が印加される。
３A 、１３B が近接している部分（方向性結合型スイッ
チ部１６）における近接部分の長さ（結合長）は、入力
ポート１７A から入力された光が、出力ポート１８B か
ら出力されるような長さ（完全結合長）に設定され、入
力ポート１７A から入力された光を、出力ポート１８A
から出力させる際には、制御電極１５A 、１５B に所定
の電圧が印加される。
【０００７】なお、このような導波路型光スイッチの高
密度集積化に関する研究開発も盛んに行われており、た
とえば、電子情報通信学会「ＯＱＢ８８−１４７」に
は、２×２方向性結合型光スイッチを６４素子集積した
８×８マトリックス光スイッチも報告されている。
密度集積化に関する研究開発も盛んに行われており、た
とえば、電子情報通信学会「ＯＱＢ８８−１４７」に
は、２×２方向性結合型光スイッチを６４素子集積した
８×８マトリックス光スイッチも報告されている。
【０００８】さて、一方の光導波路から他方の光導波路
へ光を完全に移行するために必要とされる結合長（完全
結合長）は、通常、ＴＥ(transverse electric) モード
光とＴＭ(transverse magnetic) モード光で異なり、あ
る結合長を有する方向性結合型スイッチ部の一方の光導
波路に、同一レベルのＴＥモード光とＴＭモード光を入
力した際に、他方の光導波路から出力される光は、それ
ぞれ異なった強度を持つものとなる。
へ光を完全に移行するために必要とされる結合長（完全
結合長）は、通常、ＴＥ(transverse electric) モード
光とＴＭ(transverse magnetic) モード光で異なり、あ
る結合長を有する方向性結合型スイッチ部の一方の光導
波路に、同一レベルのＴＥモード光とＴＭモード光を入
力した際に、他方の光導波路から出力される光は、それ
ぞれ異なった強度を持つものとなる。
【０００９】光通信システムにおいては、一般に、伝送
路内の光の偏波状態は一定でないため、そこで用いられ
る導波路型光スイッチには、入力光の偏波状態によりそ
の出力光強度が依存しないこと（挿入損失偏光依存性を
持たないこと）が強く望まれる。
路内の光の偏波状態は一定でないため、そこで用いられ
る導波路型光スイッチには、入力光の偏波状態によりそ
の出力光強度が依存しないこと（挿入損失偏光依存性を
持たないこと）が強く望まれる。
【００１０】このため、導波路型光スイッチに挿入損失
偏光依存性を持たせないための、さまざまな技術が開発
されており、たとえば、光導波路の作製条件を特定のも
のにして、両モード光に対する完全結合長を実質的に一
致させる技術が知られている。
偏光依存性を持たせないための、さまざまな技術が開発
されており、たとえば、光導波路の作製条件を特定のも
のにして、両モード光に対する完全結合長を実質的に一
致させる技術が知られている。
【００１１】また、特開平３−９９０３６号公報には、
挿入損失偏光依存性を改善するために、導波路型光スイ
ッチを構成する光導波路上に、ＴＥモード光を減衰させ
るためのＴＥモード吸収膜を設けることが提案されてい
る。
挿入損失偏光依存性を改善するために、導波路型光スイ
ッチを構成する光導波路上に、ＴＥモード光を減衰させ
るためのＴＥモード吸収膜を設けることが提案されてい
る。
【００１２】図５に、上記公報に記載されている導波路
型光スイッチの構成を示す。図示したように、この導波
路型光スイッチは、従来の導波路型光スイッチにＴＥモ
ード吸収膜２１を付加したものとなっている。方向性結
合型スイッチ部１６は、電圧無印加時にＴＥモード光が
他方の光導波路に完全に移行するように設計され、ＴＥ
モード吸収膜２１は、その下に位置する光導波路中を伝
播する光のうち、ＴＥモード光だけを、所定割合（挿入
損失偏光依存性を相殺する割合）吸収するように、その
サイズおよびバッファ層１４の厚さが設計される。
型光スイッチの構成を示す。図示したように、この導波
路型光スイッチは、従来の導波路型光スイッチにＴＥモ
ード吸収膜２１を付加したものとなっている。方向性結
合型スイッチ部１６は、電圧無印加時にＴＥモード光が
他方の光導波路に完全に移行するように設計され、ＴＥ
モード吸収膜２１は、その下に位置する光導波路中を伝
播する光のうち、ＴＥモード光だけを、所定割合（挿入
損失偏光依存性を相殺する割合）吸収するように、その
サイズおよびバッファ層１４の厚さが設計される。
【００１３】この導波路型光スイッチにＴＥモード光が
入力された場合には、方向性結合型スイッチ部１６か
ら、ＴＭモード光入力時の光出力よりも大きな光が出力
されることになるが、その出力光は、ＴＥモード吸収膜
による所定の減衰を受け、ＴＭモード光入力に対する出
力と同レベルのものとなって導波路型光スイッチから出
力される。
入力された場合には、方向性結合型スイッチ部１６か
ら、ＴＭモード光入力時の光出力よりも大きな光が出力
されることになるが、その出力光は、ＴＥモード吸収膜
による所定の減衰を受け、ＴＭモード光入力に対する出
力と同レベルのものとなって導波路型光スイッチから出
力される。
【００１４】また、特開平３−１２５７９７号公報で
は、逆に、光導波路上にＴＭモード光を減衰させるため
の金属膜を設けることが提案されている。
は、逆に、光導波路上にＴＭモード光を減衰させるため
の金属膜を設けることが提案されている。
【００１５】図６に、上記公報に記載されている導波路
型光スイッチの構成を示す。図示したように、この導波
路型光スイッチでは、バッファ層１４の一部が除去され
た部分に、金属膜２２が装荷されている。この金属膜２
２は、ＴＭモード光が完全に移行されるように作製され
ている方向性結合型スイッチ部１６によって生ずる挿入
損失偏光依存性を相殺するような長さに形成されてい
る。
型光スイッチの構成を示す。図示したように、この導波
路型光スイッチでは、バッファ層１４の一部が除去され
た部分に、金属膜２２が装荷されている。この金属膜２
２は、ＴＭモード光が完全に移行されるように作製され
ている方向性結合型スイッチ部１６によって生ずる挿入
損失偏光依存性を相殺するような長さに形成されてい
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したいずれの
技術によっても、挿入損失偏光依存性を低減することは
可能である。しかし、ＴＥモード光とＴＭモード光に対
する実質的な完全結合長さを一致させるように構成した
場合には、プロセス上の制御精度に応じた挿入損失偏光
依存性が発生してしまうことを避けることができない。
技術によっても、挿入損失偏光依存性を低減することは
可能である。しかし、ＴＥモード光とＴＭモード光に対
する実質的な完全結合長さを一致させるように構成した
場合には、プロセス上の制御精度に応じた挿入損失偏光
依存性が発生してしまうことを避けることができない。
【００１７】また、特開平３−９９０３６号公報に記載
の技術では、挿入損失偏光依存性を無くするために必要
とされるＴＥモード吸収膜の膜厚が、実際の光スイッチ
に適用できない場合があり、また、適用できる場合であ
っても、挿入損失偏光依存性を十分に低減するために
は、そのバッファ層厚、ＴＥモード吸収膜の厚さおよび
長さを高精度に制御しなければならず、導波路型光スイ
ッチの作製の際に、たとえば、レーザエッチングなどの
特別な処理を行う必要が生じ、導波路型光スイッチの製
造工程が複雑となってしまう。
の技術では、挿入損失偏光依存性を無くするために必要
とされるＴＥモード吸収膜の膜厚が、実際の光スイッチ
に適用できない場合があり、また、適用できる場合であ
っても、挿入損失偏光依存性を十分に低減するために
は、そのバッファ層厚、ＴＥモード吸収膜の厚さおよび
長さを高精度に制御しなければならず、導波路型光スイ
ッチの作製の際に、たとえば、レーザエッチングなどの
特別な処理を行う必要が生じ、導波路型光スイッチの製
造工程が複雑となってしまう。
【００１８】特開平３−１２５７９７号公報の技術にお
いても、バッファ層が存在しない部分の形成と、その部
分への所定のサイズの金属膜の装荷といった従来の作製
工程には存在しなかった作製工程が必要となり、やは
り、導波路型光スイッチの製造工程が複雑となってしま
う。
いても、バッファ層が存在しない部分の形成と、その部
分への所定のサイズの金属膜の装荷といった従来の作製
工程には存在しなかった作製工程が必要となり、やは
り、導波路型光スイッチの製造工程が複雑となってしま
う。
【００１９】そして、当然のことではあるが、ＴＥモー
ド吸収膜を設ける技術は、プロセス上の問題により、Ｔ
Ｍモード光の出力光強度が大きくなった場合には適用で
きず、ＴＭモードを吸収するための金属膜を設ける技術
は、ＴＥモード光の出力光強度が大きくなった場合には
適用できないという問題も存在する。
ド吸収膜を設ける技術は、プロセス上の問題により、Ｔ
Ｍモード光の出力光強度が大きくなった場合には適用で
きず、ＴＭモードを吸収するための金属膜を設ける技術
は、ＴＥモード光の出力光強度が大きくなった場合には
適用できないという問題も存在する。
【００２０】そこで、本発明の目的は、簡単なプロセス
で作製可能な構造を有する、入力光の偏波状態に依ら
ず、一定の光出力が得られる導波路型光スイッチを提供
することにある。
で作製可能な構造を有する、入力光の偏波状態に依ら
ず、一定の光出力が得られる導波路型光スイッチを提供
することにある。
【００２１】
【００２２】請求項１記載の発明は、（イ）電気光学効
果を有する基板と、（ロ）基板上に形成された、光結合
により光スイッチを行う方向性結合型スイッチ部と、
（ハ）方向性結合型スイッチ部の出力光の強度制御のた
めに方向性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波
路の一方に設けられた分岐干渉部とを具備する。
果を有する基板と、（ロ）基板上に形成された、光結合
により光スイッチを行う方向性結合型スイッチ部と、
（ハ）方向性結合型スイッチ部の出力光の強度制御のた
めに方向性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波
路の一方に設けられた分岐干渉部とを具備する。
【００２３】すなわち、請求項１記載の発明では、分岐
干渉部の特性（印加電圧・出力光強度特性）が、入力光
の偏波状態に応じて異なることを利用して、方向性結合
型スイッチ部において生じた偏光依存性を相殺させる。
なお、この導波路型光スイッチに用いる基板としては、
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）を用いることが好ま
しい。
干渉部の特性（印加電圧・出力光強度特性）が、入力光
の偏波状態に応じて異なることを利用して、方向性結合
型スイッチ部において生じた偏光依存性を相殺させる。
なお、この導波路型光スイッチに用いる基板としては、
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）を用いることが好ま
しい。
【００２４】請求項２記載の発明では、（イ）電気光学
効果を有する基板と、（ロ）基板上に形成された、光結
合により光スイッチを行う方向性結合型スイッチ部と、
（ハ）方向性結合型スイッチ部の出力光の強度制御のた
めに方向性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波
路のそれぞれに対して設けられた分岐干渉部とを具備す
る。
効果を有する基板と、（ロ）基板上に形成された、光結
合により光スイッチを行う方向性結合型スイッチ部と、
（ハ）方向性結合型スイッチ部の出力光の強度制御のた
めに方向性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波
路のそれぞれに対して設けられた分岐干渉部とを具備す
る。
【００２５】すなわち、請求項２記載の発明では、方向
性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波路それぞ
れに分岐干渉部を設け、それら２つの分岐干渉部を用い
て、方向性結合型スイッチ部において生じた偏光依存性
を相殺させる。
性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波路それぞ
れに分岐干渉部を設け、それら２つの分岐干渉部を用い
て、方向性結合型スイッチ部において生じた偏光依存性
を相殺させる。
【００２６】
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００２７】図１に、本発明の一実施例による導波路型
光スイッチの構成を示す。実施例の導波路型光スイッチ
は、Ｚカットのニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶
を基板１２として用いており、光導波路１３は、基板１
２上に所定のパターンのチタン（Ｔｉ）薄膜を形成した
後に、それを基板１２中に熱拡散させることにより作製
されている。光導波路１３が形成された基板１２上に
は、二酸化珪素（ＳｉＯ 2 ）からなるバッファ層１４が
形成されており、バッファ層１４上の所定の位置には、
金（Ａｕ）からなる制御電極１５が形成されている。
光スイッチの構成を示す。実施例の導波路型光スイッチ
は、Ｚカットのニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）結晶
を基板１２として用いており、光導波路１３は、基板１
２上に所定のパターンのチタン（Ｔｉ）薄膜を形成した
後に、それを基板１２中に熱拡散させることにより作製
されている。光導波路１３が形成された基板１２上に
は、二酸化珪素（ＳｉＯ 2 ）からなるバッファ層１４が
形成されており、バッファ層１４上の所定の位置には、
金（Ａｕ）からなる制御電極１５が形成されている。
【００２８】図示したように、実施例の導波路型光スイ
ッチは、２系統の光導波路１３A 、１３B によって、方
向性結合型スイッチ部１６とマッハツェンダ型分岐干渉
部１９が構成されており、方向性結合型スイッチ部１６
は、ＴＥモードおよびＴＭモード両偏光に対する完全結
合長が実質的に一致するように設計・作製されており、
マッハツェンダ型分岐干渉部１９B は、一方の光導波路
１３B に対してだけ設けられている。
ッチは、２系統の光導波路１３A 、１３B によって、方
向性結合型スイッチ部１６とマッハツェンダ型分岐干渉
部１９が構成されており、方向性結合型スイッチ部１６
は、ＴＥモードおよびＴＭモード両偏光に対する完全結
合長が実質的に一致するように設計・作製されており、
マッハツェンダ型分岐干渉部１９B は、一方の光導波路
１３B に対してだけ設けられている。
【００２９】実施例の導波路型光スイッチにおける挿入
損失偏光依存性の低減は、マッハツェンダ型分岐干渉部
の出力光強度が入力光の偏波状態に依存することを利用
して行われる。
損失偏光依存性の低減は、マッハツェンダ型分岐干渉部
の出力光強度が入力光の偏波状態に依存することを利用
して行われる。
【００３０】図２に、マッハツェンダ型分岐干渉部にお
ける、ＴＥモード光およびＴＭモード光に対する印加電
圧・光出力強度特性を示す。この図において、横軸に示
した値は、印加電圧“Ｖ”を、ＴＭモード光に対する半
波長電圧“Ｖπ”で規格化した値であり、縦軸に示した
光出力強度は、マッハツェンダ型分岐干渉部における、
入力光に対する出力光の強度の割合を百分率で示したも
のである。
ける、ＴＥモード光およびＴＭモード光に対する印加電
圧・光出力強度特性を示す。この図において、横軸に示
した値は、印加電圧“Ｖ”を、ＴＭモード光に対する半
波長電圧“Ｖπ”で規格化した値であり、縦軸に示した
光出力強度は、マッハツェンダ型分岐干渉部における、
入力光に対する出力光の強度の割合を百分率で示したも
のである。
【００３１】このように、印加電圧と光出力強度との関
係は、入力光がＴＥモード光であるか、ＴＭモード光で
あるかによって異なり、また、それぞれのモードの光に
対する光出力強度は固有の周期で変化している。このた
め、一方のモード光に対する光出力強度を決定しても、
他方のモード光に対する光出力強度が一義的に決定され
ることはなく、その光出力強度は選択可能となる。
係は、入力光がＴＥモード光であるか、ＴＭモード光で
あるかによって異なり、また、それぞれのモードの光に
対する光出力強度は固有の周期で変化している。このた
め、一方のモード光に対する光出力強度を決定しても、
他方のモード光に対する光出力強度が一義的に決定され
ることはなく、その光出力強度は選択可能となる。
【００３２】たとえば、ＴＭモード光に対する光出力強
度を１００％に決定した場合には、マッハツェンダ型分
岐干渉部への印加電圧“Ｖ”は、半波長電圧“Ｖπ”の
偶数倍に限定されることになるが、図２から明らかなよ
うに、印加電圧“Ｖ”が半波長電圧“Ｖπ”の偶数倍で
あるときのＴＥモード光に対する光出力強度はそれぞれ
異なっており、そのなかから、必要とされる光出力強度
を選択できることになる。
度を１００％に決定した場合には、マッハツェンダ型分
岐干渉部への印加電圧“Ｖ”は、半波長電圧“Ｖπ”の
偶数倍に限定されることになるが、図２から明らかなよ
うに、印加電圧“Ｖ”が半波長電圧“Ｖπ”の偶数倍で
あるときのＴＥモード光に対する光出力強度はそれぞれ
異なっており、そのなかから、必要とされる光出力強度
を選択できることになる。
【００３３】したがって、図１に示した構成において、
方向性結合型スイッチ部１６が、そのプロセス上の誤差
により、ＴＥモード光に対する出力光強度の方が大きく
なるように形成された場合には、マッハツェンダ型分岐
干渉部１９に、ＴＭモード光に対する光出力強度の方が
大きくなる電圧を印加することにより、挿入損失偏光依
存性を低減することができ、そのような電圧のうち、特
定の電圧を印加すれば、挿入損失偏光依存性をなくする
ことができることになる。
方向性結合型スイッチ部１６が、そのプロセス上の誤差
により、ＴＥモード光に対する出力光強度の方が大きく
なるように形成された場合には、マッハツェンダ型分岐
干渉部１９に、ＴＭモード光に対する光出力強度の方が
大きくなる電圧を印加することにより、挿入損失偏光依
存性を低減することができ、そのような電圧のうち、特
定の電圧を印加すれば、挿入損失偏光依存性をなくする
ことができることになる。
【００３４】逆に、方向性結合型スイッチ部１６が、Ｔ
Ｍモード光に対する出力光強度の方が大きくなるように
形成された場合には、マッハツェンダ型分岐干渉部１９
に、ＴＥモード光に対する光出力強度の方が大きくなる
特定の電圧を印加することにより、挿入損失偏光依存性
を無くすることができる。
Ｍモード光に対する出力光強度の方が大きくなるように
形成された場合には、マッハツェンダ型分岐干渉部１９
に、ＴＥモード光に対する光出力強度の方が大きくなる
特定の電圧を印加することにより、挿入損失偏光依存性
を無くすることができる。
【００３５】なお、マッハツェンダ型分岐干渉部１９に
加える電圧は、一方の光出力強度を１００％にするもの
でなくてもよく、たとえば、ＴＥモード光を８０％に減
衰させる必要がある場合において、ＴＭモード光に対す
る光出力強度を１００％にすると、印加電圧が大きくな
りすぎるときなどには、ＴＭモード光に対する光出力強
度が９０％であり、ＴＥモード光に対する光出力強度が
７２％となる印加電圧を選択してもよい。
加える電圧は、一方の光出力強度を１００％にするもの
でなくてもよく、たとえば、ＴＥモード光を８０％に減
衰させる必要がある場合において、ＴＭモード光に対す
る光出力強度を１００％にすると、印加電圧が大きくな
りすぎるときなどには、ＴＭモード光に対する光出力強
度が９０％であり、ＴＥモード光に対する光出力強度が
７２％となる印加電圧を選択してもよい。
【００３６】このように、実施例の導波路型光スイッチ
は、方向性結合型スイッチ部がプロセス上の問題により
設計した特性を示さず、挿入損失偏光依存性を生ずるよ
うになっても、その挿入損失偏光依存性を必要なだけ低
減させることができる。また、実施例の導波路型光スイ
ッチは、拡散させる材料のパターン形状を変え、制御電
極を設ける部分を増やすだけで作製することができるの
で、従来の導波路型光スイッチの作製工程に、新たな工
程を加える必要がない。
は、方向性結合型スイッチ部がプロセス上の問題により
設計した特性を示さず、挿入損失偏光依存性を生ずるよ
うになっても、その挿入損失偏光依存性を必要なだけ低
減させることができる。また、実施例の導波路型光スイ
ッチは、拡散させる材料のパターン形状を変え、制御電
極を設ける部分を増やすだけで作製することができるの
で、従来の導波路型光スイッチの作製工程に、新たな工
程を加える必要がない。
【００３７】なお、実施例の導波路型光スイッチにおけ
る方向性結合型スイッチ部１６は、ＴＥモードおよびＴ
Ｍモード両偏光に対する完全結合長が実質的に一致する
ように設計・作製したものであったが、単に、いずれか
のモード光の完全結合長となるようにして、マッハツェ
ンダ型分岐干渉部１９でそのモード光を所定割合減衰さ
せるようにしてもよいことは当然である。
る方向性結合型スイッチ部１６は、ＴＥモードおよびＴ
Ｍモード両偏光に対する完全結合長が実質的に一致する
ように設計・作製したものであったが、単に、いずれか
のモード光の完全結合長となるようにして、マッハツェ
ンダ型分岐干渉部１９でそのモード光を所定割合減衰さ
せるようにしてもよいことは当然である。
【００３８】また、基板として用いる材料は、その特性
上、ＬｉＮｂＯ3 が好ましいが、これに限定されるもの
ではなく、他の電気光学効果を有する材料、たとえば、
ＬｉＴａＯ3 を用いて構成しても良く、図３に示すよう
に、両方の光導波路にそれぞれマッハツェンダ型分岐干
渉部１９A 、１９B を設けても良い。
上、ＬｉＮｂＯ3 が好ましいが、これに限定されるもの
ではなく、他の電気光学効果を有する材料、たとえば、
ＬｉＴａＯ3 を用いて構成しても良く、図３に示すよう
に、両方の光導波路にそれぞれマッハツェンダ型分岐干
渉部１９A 、１９B を設けても良い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項３記載の導波路型光スイッチでは、方向性結合型ス
イッチ部が挿入損失偏光依存性を有するものであって
も、分岐干渉部に加える電圧を制御することにより、常
に、入力光の偏波状態に依らず、一定の光出力が得られ
ることになる。また、その作製に通常の導波路型光スイ
ッチと異なる特別な処理が必要とされることもない。こ
のように、本発明によれば、光通信システムなど、入力
光の偏波状態が一定でないシステムで使用するのに適し
た導波路型光スイッチを構成することができる。
求項３記載の導波路型光スイッチでは、方向性結合型ス
イッチ部が挿入損失偏光依存性を有するものであって
も、分岐干渉部に加える電圧を制御することにより、常
に、入力光の偏波状態に依らず、一定の光出力が得られ
ることになる。また、その作製に通常の導波路型光スイ
ッチと異なる特別な処理が必要とされることもない。こ
のように、本発明によれば、光通信システムなど、入力
光の偏波状態が一定でないシステムで使用するのに適し
た導波路型光スイッチを構成することができる。
【図１】本発明の一実施例による導波路型光スイッチの
概要を示した斜視図である。
概要を示した斜視図である。
【図２】実施例の導波路型光スイッチに設けられている
マッハツェンダ型分岐干渉部のＴＥモード光とＴＭモー
ド光に対する印加電圧・光出力強度特定を示した特性図
である。
マッハツェンダ型分岐干渉部のＴＥモード光とＴＭモー
ド光に対する印加電圧・光出力強度特定を示した特性図
である。
【図３】本発明による、両方の光導波路に対してマッハ
ツェンダ型分岐干渉部を設けた導波路型光スイッチの概
要を示した斜視図である。
ツェンダ型分岐干渉部を設けた導波路型光スイッチの概
要を示した斜視図である。
【図４】従来の導波路型光スイッチの概要を示した斜視
図である。
図である。
【図５】従来の、挿入損失偏光依存性の低減のためにＴ
Ｅモード吸収膜を設けた導波路型光スイッチの概要を示
した斜視図である。
Ｅモード吸収膜を設けた導波路型光スイッチの概要を示
した斜視図である。
【図６】従来の、挿入損失偏光依存性の低減のために金
属膜を設けた導波路型光スイッチの概要を示した斜視図
である。
属膜を設けた導波路型光スイッチの概要を示した斜視図
である。
１２ 基板 １３ 光導波路 １４ バッファ層 １５ 制御電極 １６ 方向性結合型スイッチ部 １７ 入力ポート １８ 出力ポート １９ マッハツェンダ型分岐干渉部 ２１ ＴＥモード吸収膜 ２２ 金属膜
Claims (3)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する基板と、 前記基板上に形成された、光結合により光スイッチを行
う方向性結合型スイッチ部と、 前記方向性結合型スイッチ部の出力光の強度制御のため
に方向性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波路
の一方に設けられた分岐干渉部とを具備することを特徴
とする導波路型光スイッチ。 - 【請求項２】 電気光学効果を有する基板と、 前記基板上に形成された、光結合により光スイッチを行
う方向性結合型スイッチ部と、 前記方向性結合型スイッチ部の出力光の強度制御のため
に方向性結合型スイッチ部を構成する２系統の光導波路
のそれぞれに対して設けられた分岐干渉部とを具備する
ことを特徴とする導波路型光スイッチ。 - 【請求項３】 前記基板がニオブ酸リチウムであること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の導波路型光
スイッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6110655A JPH07318986A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 導波路型光スイッチ |
| US08/718,292 US5699465A (en) | 1994-05-25 | 1996-09-20 | Polarization independent branched optical waveguide switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6110655A JPH07318986A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 導波路型光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318986A true JPH07318986A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14541162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6110655A Pending JPH07318986A (ja) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | 導波路型光スイッチ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5699465A (ja) |
| JP (1) | JPH07318986A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000305117A (ja) * | 1999-02-19 | 2000-11-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 光デバイス、光デバイスの駆動方法、及び光デバイスの製造方法 |
| WO2001033264A1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-05-10 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
| EP1211528A3 (en) * | 2000-11-01 | 2002-11-27 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
| US6699341B2 (en) | 2000-06-20 | 2004-03-02 | Schott Glas | Process for the fabrication of glass ceramic structures |
| US6882782B2 (en) | 2000-11-01 | 2005-04-19 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
| US7302140B2 (en) | 2004-08-20 | 2007-11-27 | Keio University | Optical switch and matrix optical switch |
| CN111290191A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-16 | 联合微电子中心有限责任公司 | 定向耦合器及基于氮化硅平台的光开关 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5838218A (en) * | 1996-11-25 | 1998-11-17 | Methode Electronics, Inc. | Waveguide switch |
| DE19809887A1 (de) * | 1998-03-07 | 1999-09-09 | Bosch Gmbh Robert | Optisches Signalübertragungssystem |
| US6298180B1 (en) | 1999-09-15 | 2001-10-02 | Seng-Tiong Ho | Photon transistors |
| US6473541B1 (en) * | 1999-09-15 | 2002-10-29 | Seng-Tiong Ho | Photon transistors |
| US6359530B1 (en) | 2000-03-24 | 2002-03-19 | General Signal Corporation | Switching waveguide directional coupler and method |
| GB2389898A (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-24 | Bookham Technology Plc | Optical power monitoring device having reduced polarisation dependence |
| JP2004288921A (ja) * | 2003-03-24 | 2004-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光集積回路 |
| US10788689B1 (en) * | 2019-10-18 | 2020-09-29 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Heterogeneously integrated electro-optic modulator |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01285919A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光導波路型偏光素子 |
| JPH01287623A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ |
| JPH02212810A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 導波路形モード光選択器 |
| JPH04328720A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-17 | Nec Corp | 導波路型光デバイス |
| JPH04350826A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-04 | Nec Corp | 導波路型光デバイス |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4262992A (en) * | 1979-04-18 | 1981-04-21 | The United States Of America As Represented By The Director Of The National Security Agency | Variable integrated optical logic element |
| US4679893A (en) * | 1983-08-26 | 1987-07-14 | Hughes Aircraft Company | High switching frequency optical waveguide switch, modulator, and filter devices |
| US5166913A (en) * | 1988-01-27 | 1992-11-24 | Nec Corporation | Optical disk device for record and reproduction of additional information besides reproducing of basic information |
| GB8812180D0 (en) * | 1988-05-23 | 1988-06-29 | Bt & D Technologies Ltd | Electro-optic device |
| JP2754774B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1998-05-20 | 株式会社島津製作所 | 導波路型光回路素子 |
| CA2021572C (en) * | 1989-07-20 | 1994-08-16 | Hisao Kawashima | Optical control device |
| JP2514443B2 (ja) * | 1989-10-11 | 1996-07-10 | 日本鋼管株式会社 | 地中削進工法における拡孔ビット |
| JP3001943B2 (ja) * | 1990-08-30 | 2000-01-24 | 株式会社東芝 | 偏波スイッチング光源、光受信装置及びコヒーレント光伝送システム |
| JP2856880B2 (ja) * | 1990-10-08 | 1999-02-10 | 富士通株式会社 | 偏光無依存性光スイッチ／変調器及びその製造方法 |
| US5202941A (en) * | 1991-12-02 | 1993-04-13 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson | Four section optical coupler |
| DE69331979T2 (de) * | 1992-02-28 | 2003-01-23 | Hitachi, Ltd. | Optische integrierte Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung und Verwendung in einem Lichtempfänger |
| US5303315A (en) * | 1992-09-01 | 1994-04-12 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson | Near Z digital switch |
| US5373393A (en) * | 1993-06-01 | 1994-12-13 | General Electric Company | Opical interferometric device with spatial light modulators for switching substantially coherent light |
| DE69426103T2 (de) * | 1993-08-25 | 2001-05-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo | Optischer Schalter |
| US5375180A (en) * | 1993-10-04 | 1994-12-20 | At&T Corp. | Process tolerant reverse delta-beta directional coupler switch and method of fabricating same |
-
1994
- 1994-05-25 JP JP6110655A patent/JPH07318986A/ja active Pending
-
1996
- 1996-09-20 US US08/718,292 patent/US5699465A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01285919A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光導波路型偏光素子 |
| JPH01287623A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体光導波路型偏波ビームスプリッタ |
| JPH02212810A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 導波路形モード光選択器 |
| JPH04328720A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-17 | Nec Corp | 導波路型光デバイス |
| JPH04350826A (ja) * | 1991-05-29 | 1992-12-04 | Nec Corp | 導波路型光デバイス |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000305117A (ja) * | 1999-02-19 | 2000-11-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 光デバイス、光デバイスの駆動方法、及び光デバイスの製造方法 |
| US6470125B1 (en) | 1999-02-19 | 2002-10-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical device, driving method of optical device and manufacture of optical device |
| WO2001033264A1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-05-10 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
| US6652972B1 (en) | 1999-11-01 | 2003-11-25 | Schott Glass Technologies Inc. | Low temperature joining of phosphate glass |
| US6699341B2 (en) | 2000-06-20 | 2004-03-02 | Schott Glas | Process for the fabrication of glass ceramic structures |
| EP1211528A3 (en) * | 2000-11-01 | 2002-11-27 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
| US6882782B2 (en) | 2000-11-01 | 2005-04-19 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
| US7302140B2 (en) | 2004-08-20 | 2007-11-27 | Keio University | Optical switch and matrix optical switch |
| CN111290191A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-16 | 联合微电子中心有限责任公司 | 定向耦合器及基于氮化硅平台的光开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5699465A (en) | 1997-12-16 |
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