JPH0785152B2 - 導波路光スイツチ - Google Patents
導波路光スイツチInfo
- Publication number
- JPH0785152B2 JPH0785152B2 JP14291486A JP14291486A JPH0785152B2 JP H0785152 B2 JPH0785152 B2 JP H0785152B2 JP 14291486 A JP14291486 A JP 14291486A JP 14291486 A JP14291486 A JP 14291486A JP H0785152 B2 JPH0785152 B2 JP H0785152B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propagation constant
- optical switch
- switch
- waveguide optical
- waveguides
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は、反転Δβ型方向性結合器型導波路光スイッチ
であって、２本の近接する光導波路間に伝播定数差を予
め与えておくことにより、スイッチ動作切換えのための
動作電圧を低減し、またバイアス電圧を不要としたもの
である。
であって、２本の近接する光導波路間に伝播定数差を予
め与えておくことにより、スイッチ動作切換えのための
動作電圧を低減し、またバイアス電圧を不要としたもの
である。
本発明は、光スイッチ、特に反転Δβ型方向性結合器型
導波路光スイッチに関する。
導波路光スイッチに関する。
導波路光スイッチは、小型、集積化が可能、また動作電
圧が低く、高速動作の可能性があり、しかも大量生産に
適しているため、その実用化が期待されている。導波路
光スイッチには、方向性結合器型、交差導波路型、全反
射型、などがあるが、中でも方向性結合器型のスイッチ
は比較的動作電圧が低いという特長を有する。しかし、
このスイッチは、結合長を厳密に制御しなければならな
いなど、高精度が要求され、製作が容易でないという問
題がある。
圧が低く、高速動作の可能性があり、しかも大量生産に
適しているため、その実用化が期待されている。導波路
光スイッチには、方向性結合器型、交差導波路型、全反
射型、などがあるが、中でも方向性結合器型のスイッチ
は比較的動作電圧が低いという特長を有する。しかし、
このスイッチは、結合長を厳密に制御しなければならな
いなど、高精度が要求され、製作が容易でないという問
題がある。
この問題を解決するため、電極を分割して動作点を電気
的に調整できるようにした反転Δβ型スイッチがある。
的に調整できるようにした反転Δβ型スイッチがある。
反転Δβ型方向性結合器型導波路光スイッチは、例えば
昭和60年オーム者発行の「光集積回路」第306〜309頁に
記載されている。第２図及び第３図はそのような反転Δ
β型方向性結合器型導波路光スイッチの従来例を示し、
第２図のスイッチは電極３を２分割したもの、また第３
図のスイッチは電極３を３分割したものである。なお、
こらの各図において（Ａ）図はスイッチの構成を、また
（Ｂ）図はその動作モードを示す。これらの図におい
て、符号1,2はLiNbO3の基板にTiを拡散して形成した同
じ特性の光導波路を示し、符号３は電極を示す。また、
素子長をＬ、完全結合長をｌ、両導波路間の伝播定数差
をΔβとし、L/lおよびΔβL/πをそれぞれ縦軸および
横軸にとって動作モードを表してあり、この動作モード
図表中、記号＝を結ぶ線が光導波路1,2の非結合状態
（光路直進状態）を示し、また記号×を結ぶ線が光導波
路１、２の結合状態（光路交差状態）を示している。
昭和60年オーム者発行の「光集積回路」第306〜309頁に
記載されている。第２図及び第３図はそのような反転Δ
β型方向性結合器型導波路光スイッチの従来例を示し、
第２図のスイッチは電極３を２分割したもの、また第３
図のスイッチは電極３を３分割したものである。なお、
こらの各図において（Ａ）図はスイッチの構成を、また
（Ｂ）図はその動作モードを示す。これらの図におい
て、符号1,2はLiNbO3の基板にTiを拡散して形成した同
じ特性の光導波路を示し、符号３は電極を示す。また、
素子長をＬ、完全結合長をｌ、両導波路間の伝播定数差
をΔβとし、L/lおよびΔβL/πをそれぞれ縦軸および
横軸にとって動作モードを表してあり、この動作モード
図表中、記号＝を結ぶ線が光導波路1,2の非結合状態
（光路直進状態）を示し、また記号×を結ぶ線が光導波
路１、２の結合状態（光路交差状態）を示している。
これらのスイッチは、図示の如く各電極ごとに逆極性の
電圧を印加して各区分領域に正負が逆の伝播定数差＋Δ
β，−Δβを生じせしめ、そして電圧を変えて伝播定数
差Δβを変えることにより非結合状態（＝）と結合状態
（×）とを切換えるようにしてある。
電圧を印加して各区分領域に正負が逆の伝播定数差＋Δ
β，−Δβを生じせしめ、そして電圧を変えて伝播定数
差Δβを変えることにより非結合状態（＝）と結合状態
（×）とを切換えるようにしてある。
しかしこれらのスイッチは、動作電圧が絶対値および変
化幅ともに大きく、従ってまた高速化が困難であり、更
にDCバイアスが必要であるという欠点がある。
化幅ともに大きく、従ってまた高速化が困難であり、更
にDCバイアスが必要であるという欠点がある。
本発明は、上記問題点を解決するため、反転Δβ型方向
性結合型光スイッチにおいて、２本の近接する光導波路
を光進行方向に複数の領域に区分し、隣接領域間で互い
に符号が異なり絶対値が同一であるような伝播定数差を
各領域における光導波路間に予め与えておき、該各領域
において、スイッチの動作切換えに必要な最も少ない量
の伝播定数差を電極を用いて生じさせるように構成した
ものである。
性結合型光スイッチにおいて、２本の近接する光導波路
を光進行方向に複数の領域に区分し、隣接領域間で互い
に符号が異なり絶対値が同一であるような伝播定数差を
各領域における光導波路間に予め与えておき、該各領域
において、スイッチの動作切換えに必要な最も少ない量
の伝播定数差を電極を用いて生じさせるように構成した
ものである。
上記の構成によれば、スイッチの動作状態切換えに必要
な動作電圧が、予め付与した伝播定数差に相当する電圧
分だけ低減される。
な動作電圧が、予め付与した伝播定数差に相当する電圧
分だけ低減される。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示し、その（Ａ）図は構成
を、また（Ｂ）図は動作モード１を示し、（Ｃ）図は動
作モード２を示す。図中、符号11,12はLiNbO3の基板にT
iを拡散して形成した光導波路を示し、符号13は電極を
示す。
を、また（Ｂ）図は動作モード１を示し、（Ｃ）図は動
作モード２を示す。図中、符号11,12はLiNbO3の基板にT
iを拡散して形成した光導波路を示し、符号13は電極を
示す。
このスイッチは、２本の光導波路11,12の互いに近接す
る結合部分（長さＬ）を２つの領域I,IIに分け、電極13
を各領域ごとに分割して形成してある。そして領域I,II
における光導波路11の幅をそれぞれW1,W2（W1＞W2）
に、また光導波路12の幅をそれぞれW2,W1とすることに
より、予め光導波路11と光導波路12との間に領域Ｉでは
伝播定数差＋Δβを、また領域IIでは伝播定数−Δβを
それぞれ与えてある。
る結合部分（長さＬ）を２つの領域I,IIに分け、電極13
を各領域ごとに分割して形成してある。そして領域I,II
における光導波路11の幅をそれぞれW1,W2（W1＞W2）
に、また光導波路12の幅をそれぞれW2,W1とすることに
より、予め光導波路11と光導波路12との間に領域Ｉでは
伝播定数差＋Δβを、また領域IIでは伝播定数−Δβを
それぞれ与えてある。
なお、伝播定数差を予め与えるには、上記のように光導
波路の幅を変える以外に、非導波路の厚さを異ならしめ
たり、Tiの拡散量を変えて屈折率を異ならしめる方法で
も可能である。
波路の幅を変える以外に、非導波路の厚さを異ならしめ
たり、Tiの拡散量を変えて屈折率を異ならしめる方法で
も可能である。
予め付与する伝播定数差Δβの値としては種々任意であ
るが、実用的には以下のような例が有利である。
るが、実用的には以下のような例が有利である。
例 １ 予め付与する伝播定数差Δβを、第１図（Ｂ）に示すよ
うに結合状態（×）の動作電圧V1に対応する伝播定数差
Δβ１にする。この場合、電極13に動作電圧Ｖを印加し
ていないとき（Ｖ＝０）は、スイッチが結合状態（×）
となっている。従って、伝播定数差がΔβ３である非結
合状態（＝）に切換えるためには、非結合状態（＝）の
動作電圧V3と結合状態（×）の動作電圧V1との差、つま
りV3−V1＝Vsを電極13に印加してやればよい。
うに結合状態（×）の動作電圧V1に対応する伝播定数差
Δβ１にする。この場合、電極13に動作電圧Ｖを印加し
ていないとき（Ｖ＝０）は、スイッチが結合状態（×）
となっている。従って、伝播定数差がΔβ３である非結
合状態（＝）に切換えるためには、非結合状態（＝）の
動作電圧V3と結合状態（×）の動作電圧V1との差、つま
りV3−V1＝Vsを電極13に印加してやればよい。
すなわち、上記のスイッチの動作電圧は、非結合状態
（＝）の動作電圧V3ではなくそれよりもV1だけ低い小さ
いVsとなる。
（＝）の動作電圧V3ではなくそれよりもV1だけ低い小さ
いVsとなる。
しかも、結合状態（×）では動作電圧V1の印加が不要で
あり、DCバイアス電圧が不要となる。
あり、DCバイアス電圧が不要となる。
例 ２ 予め付与する伝播定数差Δβを、第１図（Ｃ）に示すよ
うに結合状態（×）の動作電圧V1と非結合状態（＝）の
動作電圧V3との和の1/2、つまり（V1＋V3）/2＝V2、に
対応する伝播定数差Δβ２にする。この場合、結合状態
（×）および非結合状態（＝）に切換えるための動作電
圧をそれぞれ−Vs/2、＋Vs/2とすればよく、従って電圧
の極性が正負に変わるだけでその絶対値は半分となる。
うに結合状態（×）の動作電圧V1と非結合状態（＝）の
動作電圧V3との和の1/2、つまり（V1＋V3）/2＝V2、に
対応する伝播定数差Δβ２にする。この場合、結合状態
（×）および非結合状態（＝）に切換えるための動作電
圧をそれぞれ−Vs/2、＋Vs/2とすればよく、従って電圧
の極性が正負に変わるだけでその絶対値は半分となる。
なお、上記実施例は２分割型スイッチの場合であるが、
第３図のような３分割型スイッチにも適用可能である。
第３図のような３分割型スイッチにも適用可能である。
以上のように、本発明による導波路光スイッチは、光導
波路に予めた伝播定数差を与えておくことにより、以下
のように効果が得られる。
波路に予めた伝播定数差を与えておくことにより、以下
のように効果が得られる。
動作電圧（絶対値）が低減され、従ってまたＶ・Ｌ
積が小さくなり、高速化が図れる。
積が小さくなり、高速化が図れる。
DCバイアスが不要となる。
反転Δβ型光スイッチの基本的特長である結合長の
制作誤差に対する大きな許容度はそのまま維持される。
制作誤差に対する大きな許容度はそのまま維持される。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す図、 第２図および第３図は従来例を示す図。 〔符号の説明〕 11,12……光導波路 13……電極
Claims (3)
- 【請求項１】反転Δβ型方向性結合器型導波路光スイッ
チであって、２本の近接する光導波路を光進行方向に複
数の領域に区分し、隣接領域間で互いに符号が異なり絶
対値が同一であるような伝播定数差を各領域における光
導波路間に予め与えておき、該各領域において、スイッ
チの動作切換えに必要な最も少ない量の伝播定数差を電
極を用いて生じさせるように構成したことを特徴とする
導波路光スイッチ。 - 【請求項２】両導波路の幅を互いに異ならしめて、伝播
定数差を予め与えたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の導波路光スイッチ。 - 【請求項３】両導波路の屈折率を互いに異ならしめて、
伝播定数差を予め与えたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の導波路光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14291486A JPH0785152B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 導波路光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14291486A JPH0785152B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 導波路光スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62299947A JPS62299947A (ja) | 1987-12-26 |
| JPH0785152B2 true JPH0785152B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=15326555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14291486A Expired - Lifetime JPH0785152B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 導波路光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785152B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0381706A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Δβ型光方向性結合器 |
| JP2912039B2 (ja) * | 1991-03-08 | 1999-06-28 | 日本電気株式会社 | 光制御デバイス |
| DE19549245C2 (de) * | 1995-12-19 | 2000-02-17 | Hertz Inst Heinrich | Thermo-optischer Schalter |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14291486A patent/JPH0785152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62299947A (ja) | 1987-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |