JPH0980490A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH0980490A JPH0980490A JP7238024A JP23802495A JPH0980490A JP H0980490 A JPH0980490 A JP H0980490A JP 7238024 A JP7238024 A JP 7238024A JP 23802495 A JP23802495 A JP 23802495A JP H0980490 A JPH0980490 A JP H0980490A
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- optical waveguide
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- 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
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/12145—Switch
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/1215—Splitter
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 動作電圧を増加させずに、クロストークの劣
化の小さい光スイッチを実現する。 【解決手段】 Ｚ−ｃｕｔ ＬｉＮｂＯ3 基板１１上
に、Ｔｉ拡散による単一モード光導波路１２を形成す
る。Ｙ分岐１３により、アーム導波路１４、１５に分
け、Ｓ字カーブ導波路１６、１７を設ける。ＳｉＯ2 膜
１８をはさんで制御用電極１１０〜１１３を設ける。２
つの制御用電極１１０、１１１はアーム導波路からＳ字
カーブ導波路にかけて、その直上に形成し、かつ、同量
・異符号の電圧を印加することでスイッチング動作す
る。
化の小さい光スイッチを実現する。 【解決手段】 Ｚ−ｃｕｔ ＬｉＮｂＯ3 基板１１上
に、Ｔｉ拡散による単一モード光導波路１２を形成す
る。Ｙ分岐１３により、アーム導波路１４、１５に分
け、Ｓ字カーブ導波路１６、１７を設ける。ＳｉＯ2 膜
１８をはさんで制御用電極１１０〜１１３を設ける。２
つの制御用電極１１０、１１１はアーム導波路からＳ字
カーブ導波路にかけて、その直上に形成し、かつ、同量
・異符号の電圧を印加することでスイッチング動作す
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は導波路型光スイッ
チ、特に分岐型デジタル光スイッチに関する。
チ、特に分岐型デジタル光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信においてＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ3 導
波路を用いた光スイッチは光交換機・光クロスコネクト
などのキーデバイスとして期待されている。特に光の界
分布変化を利用するデジタル光スイッチは、動作電圧に
マージンを持たせることにより偏光無依存動作・高信頼
化・作製トレランスの緩和を達成できるという優れた特
性をもっている。
波路を用いた光スイッチは光交換機・光クロスコネクト
などのキーデバイスとして期待されている。特に光の界
分布変化を利用するデジタル光スイッチは、動作電圧に
マージンを持たせることにより偏光無依存動作・高信頼
化・作製トレランスの緩和を達成できるという優れた特
性をもっている。
【０００３】従来この種の光スイッチは、たとえばエレ
クトロニクスレターズ２６巻１号４−５頁（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１，ｐｐ．４
−５）ないしはエレクトロニクスレターズ２７巻１号２
４−２６頁（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．２
７，Ｎｏ．１，ｐｐ．２４−２６）に示されるように、
Ｙ分岐導波路と制御用電極により構成され、動作電圧±
３５〜６０Ｖ、消光比１５ｄＢ程度の性能が実現されて
いる。
クトロニクスレターズ２６巻１号４−５頁（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１，ｐｐ．４
−５）ないしはエレクトロニクスレターズ２７巻１号２
４−２６頁（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．２
７，Ｎｏ．１，ｐｐ．２４−２６）に示されるように、
Ｙ分岐導波路と制御用電極により構成され、動作電圧±
３５〜６０Ｖ、消光比１５ｄＢ程度の性能が実現されて
いる。
【０００４】図２（ａ）、（ｂ）は従来のデジタル光ス
イッチの構造を示す構成図であり、（ａ）は上面図、
（ｂ）は上面図の切断線Ａ−Ａ′に沿った断面図であ
る。
イッチの構造を示す構成図であり、（ａ）は上面図、
（ｂ）は上面図の切断線Ａ−Ａ′に沿った断面図であ
る。
【０００５】Ｚ−ｃｕｔ ＬｉＮｂＯ3 基板２１上にＴ
ｉを拡張することにより単一モード光導波路２２が形成
されている。この光導波路２２は分岐角θのＹ分岐２３
により二つのアーム導波路２４、２５に分かれ、さらに
円弧を接続したＳ字カーブ導波路２６、２７により導波
路間隔を広げられている。
ｉを拡張することにより単一モード光導波路２２が形成
されている。この光導波路２２は分岐角θのＹ分岐２３
により二つのアーム導波路２４、２５に分かれ、さらに
円弧を接続したＳ字カーブ導波路２６、２７により導波
路間隔を広げられている。
【０００６】基板２１上にはＳｉＯ2 膜によるバッファ
層２８を挟んで４本の制御用電極が設けられている。制
御用電極２１０、２１１はそれぞれアーム導波路２４、
２５の直上に配置されており、制御用電極２１２、２１
３はそれぞれ電極２１０、２１１に対し５〜１０μm の
ギャップをおいて配置されている。
層２８を挟んで４本の制御用電極が設けられている。制
御用電極２１０、２１１はそれぞれアーム導波路２４、
２５の直上に配置されており、制御用電極２１２、２１
３はそれぞれ電極２１０、２１１に対し５〜１０μm の
ギャップをおいて配置されている。
【０００７】電極２１０と２１２、２１１と２１３は電
気的に結線されており、電極２１０と２１１間には同量
・異符号の電位が印加されている。
気的に結線されており、電極２１０と２１１間には同量
・異符号の電位が印加されている。
【０００８】電極２１０に正の電位が印加されている場
合、電気光学効果によりアーム導波路２４の屈折率は増
加し、アーム導波路２５の屈折率は逆に減少する。そし
て光導波路２２より入射した光がアーム導波路に達する
とその光の界分布はしだいに屈折率の高い導波路２４側
に集中する。
合、電気光学効果によりアーム導波路２４の屈折率は増
加し、アーム導波路２５の屈折率は逆に減少する。そし
て光導波路２２より入射した光がアーム導波路に達する
とその光の界分布はしだいに屈折率の高い導波路２４側
に集中する。
【０００９】従って導波路間の屈折率差が十分に大きい
場合すなわち制御用電極間に印加されている電位差が大
きい場合、出射光はほとんど導波路２６から出射する。
逆に電極２１０に負電位、電極２１１に正電位が印加さ
れている場合は導波光は導波路２７から出射し、導波路
２６からの出射光は減少する。
場合すなわち制御用電極間に印加されている電位差が大
きい場合、出射光はほとんど導波路２６から出射する。
逆に電極２１０に負電位、電極２１１に正電位が印加さ
れている場合は導波光は導波路２７から出射し、導波路
２６からの出射光は減少する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のデジタル光スイ
ッチでは開き角θのアーム導波路領域における導波路間
屈折率差による光の界分布変化によってスイッチングを
行っている。このデジタル光スイッチにおいて開き角θ
が大きすぎると、アーム導波路終端において導波路間の
間隔が広くなりすぎ光の界分布変化がほとんど行われな
くなってしまい動作電圧が増加する。このため開き角θ
はできるだけ小さい方が望ましい。
ッチでは開き角θのアーム導波路領域における導波路間
屈折率差による光の界分布変化によってスイッチングを
行っている。このデジタル光スイッチにおいて開き角θ
が大きすぎると、アーム導波路終端において導波路間の
間隔が広くなりすぎ光の界分布変化がほとんど行われな
くなってしまい動作電圧が増加する。このため開き角θ
はできるだけ小さい方が望ましい。
【００１１】しかしこの場合アーム導波路終端の間隔も
狭くなる。たとえば開き角θ＝２ｍｒａｄ．、アーム導
波路長（＝電極長）＝５mmのとき終端の間隔は１０μm
となる。
狭くなる。たとえば開き角θ＝２ｍｒａｄ．、アーム導
波路長（＝電極長）＝５mmのとき終端の間隔は１０μm
となる。
【００１２】このように導波路間の間隔が狭いと、アー
ム導波路に続くＳ字カーブ導波路間においても光の結合
が発生し、光スイッチのクロストークが劣化するという
問題点がある。
ム導波路に続くＳ字カーブ導波路間においても光の結合
が発生し、光スイッチのクロストークが劣化するという
問題点がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明のデジタル光スイッチでは制御用電極が
Ｙ分岐型光導波路及びＳ字カーブ型出射光導波路上に形
成されていることを特徴としている。
るため、本発明のデジタル光スイッチでは制御用電極が
Ｙ分岐型光導波路及びＳ字カーブ型出射光導波路上に形
成されていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について図面
を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明によ
るデジタル光スイッチの一実施例を示す構成図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は上面図の切断線Ａ−Ａ′に沿
った断面図である。
を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明によ
るデジタル光スイッチの一実施例を示す構成図であり、
（ａ）は上面図、（ｂ）は上面図の切断線Ａ−Ａ′に沿
った断面図である。
【００１５】Ｚ−ｃｕｔ ＬｉＮｂＯ3 基板１１上にＴ
ｉを拡散することにより単一モード光導波路１２が形成
されている。この光導波路１２は分岐角θのＹ分岐１３
により二つのアーム導波路１４、１５に分かれ（Ｙ分岐
型光導波路）、さらに円弧を接続したＳ字カーブ型出射
光導波路１６、１７により導波路間隔を広げられてい
る。
ｉを拡散することにより単一モード光導波路１２が形成
されている。この光導波路１２は分岐角θのＹ分岐１３
により二つのアーム導波路１４、１５に分かれ（Ｙ分岐
型光導波路）、さらに円弧を接続したＳ字カーブ型出射
光導波路１６、１７により導波路間隔を広げられてい
る。
【００１６】基板１１上にはＳｉＯ2 膜によるバッファ
層１８を挟んで４本の制御用電極が設けられている。制
御用電極１１０はアーム導波路１４からＳ字カーブ導波
路１６の前半部にかけて、制御用電極１１１はアーム導
波路１５からＳ字カーブ導波路１７の前半部までの直上
に配置されており、制御用電極１１２、１１３は電極１
１０、１１１に対し５〜１０μm のギャップをおいて配
置されている。電極１１０と１１２、１１１と１１３は
電気的に結線されており、電極１１０と１１１間には同
量・異符号の電位が印加されている。
層１８を挟んで４本の制御用電極が設けられている。制
御用電極１１０はアーム導波路１４からＳ字カーブ導波
路１６の前半部にかけて、制御用電極１１１はアーム導
波路１５からＳ字カーブ導波路１７の前半部までの直上
に配置されており、制御用電極１１２、１１３は電極１
１０、１１１に対し５〜１０μm のギャップをおいて配
置されている。電極１１０と１１２、１１１と１１３は
電気的に結線されており、電極１１０と１１１間には同
量・異符号の電位が印加されている。
【００１７】本実施例では図１に示すように制御電極を
アーム導波路に続くＳ字カーブ導波路部分まで延長して
いる。この制御電極によりＳ字カーブ導波路間に屈折率
差が与えられ、導波路間の光の結合が押さえられる。
アーム導波路に続くＳ字カーブ導波路部分まで延長して
いる。この制御電極によりＳ字カーブ導波路間に屈折率
差が与えられ、導波路間の光の結合が押さえられる。
【００１８】したがってＹ分岐の開き角が小さい場合に
も、光スイッチのクロストーク劣化を防ぐことができ
る。
も、光スイッチのクロストーク劣化を防ぐことができ
る。
【００１９】たとえば開き角θ＝２．５ｍｒａｄ．、電
極長＝５mmとした場合の本発明を適用したデジタル光ス
イッチ及び従来のデジタル光スイッチの電圧−光出力特
性の測定例を図３に示す。これより本発明によりクロス
トーク特性が大幅に改善されていることが分かる。
極長＝５mmとした場合の本発明を適用したデジタル光ス
イッチ及び従来のデジタル光スイッチの電圧−光出力特
性の測定例を図３に示す。これより本発明によりクロス
トーク特性が大幅に改善されていることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるデジタ
ル光スイッチは電極を制御電極をＳ字カーブ導波路部分
まで延長することにより、Ｓ字カーブ導波路間の光の結
合を押さえ、動作電圧を小さくでき（開き角が小さくて
よい）かつより良好なクロストーク特性を得ることがで
きる。
ル光スイッチは電極を制御電極をＳ字カーブ導波路部分
まで延長することにより、Ｓ字カーブ導波路間の光の結
合を押さえ、動作電圧を小さくでき（開き角が小さくて
よい）かつより良好なクロストーク特性を得ることがで
きる。
【図１】本発明の実施例を説明するための光スイッチの
構成図である。
構成図である。
【図２】従来のデジタル光スイッチの構造を示すための
図である。
図である。
【図３】本発明によるクロストークの改善効果を示す光
スイッチの電圧−光出力特性図である。
スイッチの電圧−光出力特性図である。
１１、２１ ＬｉＮｂＯ3 基板 １２、２２ 単一モード光導波路 １３、２３ Ｙ分岐 １４、１５、２４、２５ アーム光導波路 １６、１７、２６、２７ Ｓ字カーブ導波路 １８、２８ ＳｉＯ2 膜 １１０、１１１、１１２、１１３、２１０、２１１、２
１２、２１３ 制御用電極
１２、２１３ 制御用電極
Claims (2)
- 【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入射光導波路と、Ｙ分岐型光導
波路及びＳ字カーブ型出射光導波路と、 前記基板上に形成された制御用電極とからなる光スイッ
チにおいて、 前記制御用電極が前記Ｙ分岐型光導波路及び前記Ｓ字カ
ーブ型出射光導波路上に形成されていることを特徴とす
る光スイッチ。 - 【請求項２】請求項１記載の光スイッチであって、 Ｙ分岐型光導波路及びＳ字カーブ型出射光導波路上に形
成された２つの制御電極には、同量・異符号の電位が印
加されることを特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7238024A JP2705664B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 光スイッチ |
| US08/716,638 US5712935A (en) | 1995-09-18 | 1996-09-13 | Optical switch |
| DE19638099A DE19638099A1 (de) | 1995-09-18 | 1996-09-18 | Optischer Schalter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7238024A JP2705664B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980490A true JPH0980490A (ja) | 1997-03-28 |
| JP2705664B2 JP2705664B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17024036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7238024A Expired - Fee Related JP2705664B2 (ja) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | 光スイッチ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5712935A (ja) |
| JP (1) | JP2705664B2 (ja) |
| DE (1) | DE19638099A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334008B2 (en) | 1998-02-19 | 2001-12-25 | Nec Corporation | Optical circuit and method of fabricating the same |
| WO2004083953A1 (ja) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 光スイッチ、光変調器および波長可変フィルタ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100219712B1 (ko) * | 1997-02-26 | 1999-09-01 | 윤종용 | 저손실 능동광소자 및 그 제조방법 |
| KR100219714B1 (ko) | 1997-02-26 | 1999-09-01 | 윤종용 | 저손실 광능동소자의 제작방법 |
| US6064788A (en) * | 1997-08-14 | 2000-05-16 | Lucent Technologies Inc. | Adiabatic Y-branch modulator with negligible chirp |
| US6128424A (en) * | 1998-03-31 | 2000-10-03 | Litton Systems Inc. | Dual purpose input electrode structure for MIOCs (multi-function integrated optics chips) |
| KR100357629B1 (ko) * | 2000-05-03 | 2002-10-25 | 삼성전자 주식회사 | 다분기 열광학 스위치 |
| US6526193B1 (en) * | 2000-11-17 | 2003-02-25 | National Research Council Of Canada | Digital optical switch |
| US6766083B2 (en) * | 2001-10-16 | 2004-07-20 | International Business Machines Corporation | Tunable coupler device and optical filter |
| JP3929844B2 (ja) * | 2002-02-19 | 2007-06-13 | 株式会社フジクラ | 光スイッチ、光アドドロップモジュール及び光通信システム |
| US6970625B2 (en) * | 2002-07-12 | 2005-11-29 | Intel Corporation | Optimized Y-branch design |
| US7426326B2 (en) * | 2004-03-12 | 2008-09-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Low loss bridge electrode with rounded corners for electro-optic modulators |
| WO2005089332A2 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-29 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Low loss electrodes for electro-optic modulators |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4607909A (en) * | 1984-06-14 | 1986-08-26 | Polaroid Corporation | Method for modulating a carrier wave |
| US5033811A (en) * | 1988-11-04 | 1991-07-23 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical switch |
| US4940305A (en) * | 1989-03-22 | 1990-07-10 | The Boeing Company | Optical switch based on 1×2 directional coupler |
| DE69031968T2 (de) * | 1989-10-26 | 1998-06-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Optischer Wellenleiterschalter |
| NL9001157A (nl) * | 1990-05-17 | 1991-12-16 | Nederland Ptt | Digitale optische schakelaar. |
| US5333231A (en) * | 1991-05-02 | 1994-07-26 | Ricoh Company, Ltd. | Wavelength conversion element |
| CA2136752C (en) * | 1992-06-26 | 2003-04-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Multi-branch digital optical switch |
-
1995
- 1995-09-18 JP JP7238024A patent/JP2705664B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-09-13 US US08/716,638 patent/US5712935A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-18 DE DE19638099A patent/DE19638099A1/de not_active Ceased
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334008B2 (en) | 1998-02-19 | 2001-12-25 | Nec Corporation | Optical circuit and method of fabricating the same |
| WO2004083953A1 (ja) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 光スイッチ、光変調器および波長可変フィルタ |
| US7336854B2 (en) | 2003-03-19 | 2008-02-26 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
| US7340116B2 (en) | 2003-03-19 | 2008-03-04 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
| US7356227B2 (en) | 2003-03-19 | 2008-04-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
| US7492975B2 (en) | 2003-03-19 | 2009-02-17 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical switch, optical modulator and wavelength variable filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19638099A1 (de) | 1997-03-20 |
| JP2705664B2 (ja) | 1998-01-28 |
| US5712935A (en) | 1998-01-27 |
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