JPS5850517A - 光マトリクス・スイツチ - Google Patents
光マトリクス・スイツチInfo
- Publication number
- JPS5850517A JPS5850517A JP14878181A JP14878181A JPS5850517A JP S5850517 A JPS5850517 A JP S5850517A JP 14878181 A JP14878181 A JP 14878181A JP 14878181 A JP14878181 A JP 14878181A JP S5850517 A JPS5850517 A JP S5850517A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- semiconductor
- switching
- switch
- matrix switch
- 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.)
- Pending
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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
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
- G02F1/3138—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions the optical waveguides being made of semiconducting materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
・トリクス・スイッチに関するものである。
従来の光マトリクス・スイッチとしては、第１図に示す
ようなミラー可動形のものが考えられている。第１図に
おいて、／は入力用光導波路、コは出力用光導波路、Ｊ
は光ビームを平行ビームにするためのレンズ、ダは可動
梁ラーである。このスイッチでは光路中にミラーを挿入
することによってスイッチング動作゛させる構成となっ
ている。したがって高速なスイッチング動作が難がしい
こと、小形化することが雌かしい等の欠点がある。また
他の例としてマトリクス・スイッチのスイッチ素子を第
２図に示すような方向性結合器形の光スィッチで構成す
る方正が考えられている・第一図において、Ｓは電極、
１６は電気光学結晶基板であり、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴ
ａＯ，が用いられる。導波路はＴ１等を拡散した方法が
用いられるみこのスイッチではクロストークが大きく約
一／θ〜一〃ｄＢのものが報告されている。また高い製
作精度が要求されることやスイッチングに安する電圧が
ｕ − ｓｏ ｖと高いことや、単一モード用のスイッ
チしか作れない等の欠点があった。
ようなミラー可動形のものが考えられている。第１図に
おいて、／は入力用光導波路、コは出力用光導波路、Ｊ
は光ビームを平行ビームにするためのレンズ、ダは可動
梁ラーである。このスイッチでは光路中にミラーを挿入
することによってスイッチング動作゛させる構成となっ
ている。したがって高速なスイッチング動作が難がしい
こと、小形化することが雌かしい等の欠点がある。また
他の例としてマトリクス・スイッチのスイッチ素子を第
２図に示すような方向性結合器形の光スィッチで構成す
る方正が考えられている・第一図において、Ｓは電極、
１６は電気光学結晶基板であり、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴ
ａＯ，が用いられる。導波路はＴ１等を拡散した方法が
用いられるみこのスイッチではクロストークが大きく約
一／θ〜一〃ｄＢのものが報告されている。また高い製
作精度が要求されることやスイッチングに安する電圧が
ｕ − ｓｏ ｖと高いことや、単一モード用のスイッ
チしか作れない等の欠点があった。
また光信号を電気信号に変換する所でスイッチングする
方式（参考文献：広帯域オプトエレクトロニック・ｖト
リクス・スイッチ、ｌＦｌエルマー・Ｈ・八つ、町田進
、神戸宏、池田正宏、電子通信学会研究金技術資料 ０
ＱＩＣ１０−９０、／９１０ ）のものが報告されてい
るが、光−光のスイッチングをさせるためには、出力の
電気信号を光信号に、さらに変換してやらなければなら
ない等の欠点があった。
方式（参考文献：広帯域オプトエレクトロニック・ｖト
リクス・スイッチ、ｌＦｌエルマー・Ｈ・八つ、町田進
、神戸宏、池田正宏、電子通信学会研究金技術資料 ０
ＱＩＣ１０−９０、／９１０ ）のものが報告されてい
るが、光−光のスイッチングをさせるためには、出力の
電気信号を光信号に、さらに変換してやらなければなら
ない等の欠点があった。
本発明はこれらの欠点を除去するため、光スイツチ素子
として半導体ＰＮ接合素子を使用して、直接、光のスイ
ッチングを行うようにしたもので、高速で小形の光マト
リクス・スイッチとすることができる。以下図面により
本発明の詳細な説明するＯ 第３図は本発明に用いる光スイツチ素子を示し、ｌは入
力用先導波路、コは、出方用光導波路、７は導波構造を
持った半導体ＰＮ接合素子で、たとえばＧａＡＪＡｓ／
ＧａムＳのダブルへテロ接合形の半導体し−□ザ構造の
ものでもよい。なお■は注入電流印加用・の電圧、ＲＬ
は負荷抵抗である。
として半導体ＰＮ接合素子を使用して、直接、光のスイ
ッチングを行うようにしたもので、高速で小形の光マト
リクス・スイッチとすることができる。以下図面により
本発明の詳細な説明するＯ 第３図は本発明に用いる光スイツチ素子を示し、ｌは入
力用先導波路、コは、出方用光導波路、７は導波構造を
持った半導体ＰＮ接合素子で、たとえばＧａＡＪＡｓ／
ＧａムＳのダブルへテロ接合形の半導体し−□ザ構造の
ものでもよい。なお■は注入電流印加用・の電圧、ＲＬ
は負荷抵抗である。
この光スィッチの動作は、半導体ＰＮｉｉ１合素子への
注入電流をオン・オフすることによって達成される。第
１図は半導体レーザのバイアス電流に対する入力光の増
幅度を表わしたものであるＣ＃参考文献半導体レーザ増
Ｓａの利得、利得飽和および雑音特性１着１ｉ：向井孝
彰、山本喜久、１子通信学会研究会技術資料 ＯＱＢ
１０−７／ ）。第４図かられかるようにバイアス電流
（Ｊ）が半導体し□−ザの閾値電流（Ｊｔｈ）の近傍で
増幅度がＪ７１ｉＢ以上とれている。信号光の波長とし
て、半導体レーザの発振波長を使用すると、バイアス電
流が。の場合には、半導体レーザ媒質は基礎吸収による
非常に大きい損失媒質となるので、増幅度で挨算すると
、−３θｄ１３以下となる。したがってバイアス電流を
Ｏと閾値近傍とで切り替えることによって、アイソレー
ションは３０６Ｂ以上とることが可能となるＯ この半導体ＰＮ接合素子は半導体レーザのように両端面
の反射率が高い必要はなく、注入電流に１よって損失分
を打ち消すことができればよい＠注入電流は１００ Ｉ
ｎ五以下で充分であり、１０ ｎ８ｅｏ以下の高速切替
が可能である。また半導体ＰＭ接合素子そのものの帯域
は、半導体レーザでの帯域かられかるように、直流から
／ＧＨｚ以上と広いので、広帯域信号を通すことができ
る。
注入電流をオン・オフすることによって達成される。第
１図は半導体レーザのバイアス電流に対する入力光の増
幅度を表わしたものであるＣ＃参考文献半導体レーザ増
Ｓａの利得、利得飽和および雑音特性１着１ｉ：向井孝
彰、山本喜久、１子通信学会研究会技術資料 ＯＱＢ
１０−７／ ）。第４図かられかるようにバイアス電流
（Ｊ）が半導体し□−ザの閾値電流（Ｊｔｈ）の近傍で
増幅度がＪ７１ｉＢ以上とれている。信号光の波長とし
て、半導体レーザの発振波長を使用すると、バイアス電
流が。の場合には、半導体レーザ媒質は基礎吸収による
非常に大きい損失媒質となるので、増幅度で挨算すると
、−３θｄ１３以下となる。したがってバイアス電流を
Ｏと閾値近傍とで切り替えることによって、アイソレー
ションは３０６Ｂ以上とることが可能となるＯ この半導体ＰＮ接合素子は半導体レーザのように両端面
の反射率が高い必要はなく、注入電流に１よって損失分
を打ち消すことができればよい＠注入電流は１００ Ｉ
ｎ五以下で充分であり、１０ ｎ８ｅｏ以下の高速切替
が可能である。また半導体ＰＭ接合素子そのものの帯域
は、半導体レーザでの帯域かられかるように、直流から
／ＧＨｚ以上と広いので、広帯域信号を通すことができ
る。
第ｊ図は本発明のコχコ光！トリクス・スイッチの一実
施例を示し、ｌは入力用光導波路、コは出力用光導波路
、７は導波構造を持つ半導体ＰＮ接合素子（たとえば半
導体レーザ）、ｔは光合波回路、９は光合波回路である
。スイッチングは入力側と出力側の各素子７の注入電流
の切替えで達成される。各構成素子は半導体素子と光重
０化された分岐・合波回路で作製で１きるので非常に小
形にできる。
施例を示し、ｌは入力用光導波路、コは出力用光導波路
、７は導波構造を持つ半導体ＰＮ接合素子（たとえば半
導体レーザ）、ｔは光合波回路、９は光合波回路である
。スイッチングは入力側と出力側の各素子７の注入電流
の切替えで達成される。各構成素子は半導体素子と光重
０化された分岐・合波回路で作製で１きるので非常に小
形にできる。
以上説明したように、本発明の光マトリクス。
スイッチはスイッチング素子として導波構造を持つ半導
体ＰＮ接合素子を使用するので、光−光のスイッチング
が可能であり、かつ増幅機能を有す□゛るので、クロス
トークが少なく、挿入損失が小さ・い０まだ可動１部分
ｉなく、−’連で広帯域なマ） ＩＪクス・スイッチを
実現できや利点がある。
体ＰＮ接合素子を使用するので、光−光のスイッチング
が可能であり、かつ増幅機能を有す□゛るので、クロス
トークが少なく、挿入損失が小さ・い０まだ可動１部分
ｉなく、−’連で広帯域なマ） ＩＪクス・スイッチを
実現できや利点がある。
第１図は従来の光マド′リクス・スイッチで造う−可動
形の構成図、第２図は方向性結合器形の光スイツチ構成
図、第３図は本発明の光マトリク ス・スイッチに
用いる導波構造を持ったＰＮ接合素子の構成図、第４図
は光スィッチの規格化した印加電流（注入電流）と光出
力との関係を示す図□第ｊ図は本発明の一実施例の構成
図である。 ｌ・・・入力用光導波路、−・・・出力用光導波路、３
・・・レンズ、参・・・可動ミラー、！・・・１極、６
・・・電気光学結晶基板、・７・・・導波構造を持った
半導体ＰＮ接合素子、ｌ・・・光合波回路、？・・・光
合波回路。
形の構成図、第２図は方向性結合器形の光スイツチ構成
図、第３図は本発明の光マトリク ス・スイッチに
用いる導波構造を持ったＰＮ接合素子の構成図、第４図
は光スィッチの規格化した印加電流（注入電流）と光出
力との関係を示す図□第ｊ図は本発明の一実施例の構成
図である。 ｌ・・・入力用光導波路、−・・・出力用光導波路、３
・・・レンズ、参・・・可動ミラー、！・・・１極、６
・・・電気光学結晶基板、・７・・・導波構造を持った
半導体ＰＮ接合素子、ｌ・・・光合波回路、？・・・光
合波回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 光信号を切り替えるマトリクス状スイッチにおいて
、各光入力信号を入力数に対応して設けた導波構造を持
った半導体ＰＮ ＆合素子の片端面より入射させ、他の
片端面より出射する光信号を、出力数に応じた分岐数を
持つ光分岐回路に入射させ、人力数に対応して得られる
分岐された光信号を、人力数に応じた合波数を持つ光。 合波回路に入射させ、合波された光信壱を出力数に対応
して設けた導波構造を持った半導体ＰＮ接合素子の片端
面より入射させ、他の片端面より出射する光信号を光出
力信号とし、該半導体ＰＮ接合素子への注入電流をオン
・オフすることによって、スイッチング動作させること
を特徴とする光マトリクス・スイッチ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14878181A JPS5850517A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光マトリクス・スイツチ |
| DE3210980A DE3210980C2 (de) | 1981-04-01 | 1982-03-25 | Optisches Schaltelement und optische Schaltmatrix |
| FR8205325A FR2503394B1 (fr) | 1981-04-01 | 1982-03-29 | Element de commutation optique et matrice de commutation optique avec de tels elements |
| CA000399956A CA1178703A (en) | 1981-04-01 | 1982-03-31 | Optical switch |
| US06/364,486 US4521069A (en) | 1981-04-01 | 1982-04-01 | Optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14878181A JPS5850517A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 光マトリクス・スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850517A true JPS5850517A (ja) | 1983-03-25 |
Family
ID=15460525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14878181A Pending JPS5850517A (ja) | 1981-04-01 | 1981-09-22 | 光マトリクス・スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850517A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5081787A (ja) * | 1973-11-24 | 1975-07-02 | ||
| JPS5084280A (ja) * | 1973-11-24 | 1975-07-08 | ||
| JPS54155876A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-08 | Itt | Mechanical resonator |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP14878181A patent/JPS5850517A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5081787A (ja) * | 1973-11-24 | 1975-07-02 | ||
| JPS5084280A (ja) * | 1973-11-24 | 1975-07-08 | ||
| JPS54155876A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-08 | Itt | Mechanical resonator |
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