JPS5944607B2 - 薄膜光スイツチアレイ - Google Patents
薄膜光スイツチアレイInfo
- Publication number
- JPS5944607B2 JPS5944607B2 JP7514476A JP7514476A JPS5944607B2 JP S5944607 B2 JPS5944607 B2 JP S5944607B2 JP 7514476 A JP7514476 A JP 7514476A JP 7514476 A JP7514476 A JP 7514476A JP S5944607 B2 JPS5944607 B2 JP S5944607B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- thin film
- substrate
- switch array
- film optical
- 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
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光集積回路などに利用される薄膜光スイッチ
アレイに関するものである。
アレイに関するものである。
第１図は従来の薄膜光スイッチアレイを示す斜視図であ
る。
る。
同図において、１は基板、２はこの基板１上に形成した
薄膜光導波路、３ａおよび３ｂはそれぞれ対向させて、
上記薄膜光導波路２に付着した櫛形電極、４は上記薄膜
光導波路２に入射する入射光である。次に、上記構成に
よる薄膜光スイッチアレイの動作について説明する。
薄膜光導波路、３ａおよび３ｂはそれぞれ対向させて、
上記薄膜光導波路２に付着した櫛形電極、４は上記薄膜
光導波路２に入射する入射光である。次に、上記構成に
よる薄膜光スイッチアレイの動作について説明する。
まず、櫛形電極３ａおよび３ｂ間に所望の電圧をかける
と、その間の電界による電気光学効果により、薄膜光導
波路２内の屈折率が周期的に変する。
と、その間の電界による電気光学効果により、薄膜光導
波路２内の屈折率が周期的に変する。
したがつて、上記薄膜光導波路２に入射した光は矢印５
ａの方向に回折角度２θだけプラグ回折される。一方、
上記櫛形電極３ａおよび３ｂ間に電圧がかかつていない
状態では上記薄膜光導波路２に入射した光はそのまま矢
印５ｂの方向に直進する。したがつて、櫛形電極３ａお
よび３ｂに印加する電圧をオン・オフすることにより、
薄膜光導波路２に入射した光の光路を変えることができ
る。しかしながら、従来の薄膜光スイッチアレイでは電
極の構造が複雑であるため、その製作の作業性が悪く、
しかも回折角２θも２度前後とかなり小さく、光路を効
率よく分離することができないなどの欠点があつた。
ａの方向に回折角度２θだけプラグ回折される。一方、
上記櫛形電極３ａおよび３ｂ間に電圧がかかつていない
状態では上記薄膜光導波路２に入射した光はそのまま矢
印５ｂの方向に直進する。したがつて、櫛形電極３ａお
よび３ｂに印加する電圧をオン・オフすることにより、
薄膜光導波路２に入射した光の光路を変えることができ
る。しかしながら、従来の薄膜光スイッチアレイでは電
極の構造が複雑であるため、その製作の作業性が悪く、
しかも回折角２θも２度前後とかなり小さく、光路を効
率よく分離することができないなどの欠点があつた。
本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共に、かかる欠点を除去すべくなされたもので、その目
的は電極の構造を簡単にし、製作の作業性をよくすると
共に、低電圧で光路を効率よく分離することができ、し
かも集積化を可能とする薄膜光スイッチアレイを提供す
ることにある。
共に、かかる欠点を除去すべくなされたもので、その目
的は電極の構造を簡単にし、製作の作業性をよくすると
共に、低電圧で光路を効率よく分離することができ、し
かも集積化を可能とする薄膜光スイッチアレイを提供す
ることにある。
このような目的を達成するため、本発明は電気光学効果
を有する強誘電体結晶の基板と、この基板上に金属を選
択拡散して上記基板より屈折率を高くしたＮ行Ｍ列の光
導波路と、この光導波路のＮ行Ｍ列の各交差点部分に入
射光に対し角度θを電極に電圧非印加時にθく５．７６
゜，Ｅ＝６．５Ｖ／μｍの電界印加時にθ〈５．４９゜
の全反射条件を満すよう形成すると共にその屈折率を上
記光導波路より低いが上記基板より高くなるように金属
を選択拡散して形成したＮＸＭ個の光反射部と、この光
反射部と上記光導波路との境界線にそつて付着したＮＸ
Ｍ個の第１電極および第２電極とを備えるようにしたも
ので、以下、実施例を用いて詳細に説明する。第２図は
本発明に係る薄膜光スイツチアレイの一実施例を示す平
面図で、一例として、４行４列の薄膜光スイツチアレイ
を示す。
を有する強誘電体結晶の基板と、この基板上に金属を選
択拡散して上記基板より屈折率を高くしたＮ行Ｍ列の光
導波路と、この光導波路のＮ行Ｍ列の各交差点部分に入
射光に対し角度θを電極に電圧非印加時にθく５．７６
゜，Ｅ＝６．５Ｖ／μｍの電界印加時にθ〈５．４９゜
の全反射条件を満すよう形成すると共にその屈折率を上
記光導波路より低いが上記基板より高くなるように金属
を選択拡散して形成したＮＸＭ個の光反射部と、この光
反射部と上記光導波路との境界線にそつて付着したＮＸ
Ｍ個の第１電極および第２電極とを備えるようにしたも
ので、以下、実施例を用いて詳細に説明する。第２図は
本発明に係る薄膜光スイツチアレイの一実施例を示す平
面図で、一例として、４行４列の薄膜光スイツチアレイ
を示す。
同図において、６は例えばニオブ酸リチウム（Ｌ，Ｎｂ
Ｏ３）などの電気光学効果を有する強誘電体結晶の基板
、７はこの基板６上にチタン（Ｔｌ）などの金属を蒸着
し、熱拡散し、この熱拡散により基板６より屈折率が高
くなつた第１行〜第４行Ｌ１〜Ｌ４および第１列〜第４
列Ｃ１〜Ｃ４の光導波路、８はこの光導波路７より屈折
率が低いが、基板６より高く形成され、かつ入射光４に
対し角度θを電極に電圧非印加時にθく５．７６゜，Ｅ
＝６．５Ｖ／μｍの電界印加時にθ〈５．４９゜の全反
射条件を満すよう形成された光反射部、９ａおよび９ｂ
は上記光導波路７と光反射部８との境界線にそつて付着
した電極である。なお、基板６および光導波路７におけ
る入射光４の進行方向をＸ軸とし、紙面に垂直な方向を
Ｙ軸とし、このＸ軸およびＹ軸に直角な方向をＺ軸とす
ると、入射光４の偏光方向はＺ軸となる。次に、上記構
成による薄膜光スイツチアレイの入射光の分離角につい
て説明する。まず、上記光反射部８の屈折率は光導波路
７の屈折率より低くする必要がある。
Ｏ３）などの電気光学効果を有する強誘電体結晶の基板
、７はこの基板６上にチタン（Ｔｌ）などの金属を蒸着
し、熱拡散し、この熱拡散により基板６より屈折率が高
くなつた第１行〜第４行Ｌ１〜Ｌ４および第１列〜第４
列Ｃ１〜Ｃ４の光導波路、８はこの光導波路７より屈折
率が低いが、基板６より高く形成され、かつ入射光４に
対し角度θを電極に電圧非印加時にθく５．７６゜，Ｅ
＝６．５Ｖ／μｍの電界印加時にθ〈５．４９゜の全反
射条件を満すよう形成された光反射部、９ａおよび９ｂ
は上記光導波路７と光反射部８との境界線にそつて付着
した電極である。なお、基板６および光導波路７におけ
る入射光４の進行方向をＸ軸とし、紙面に垂直な方向を
Ｙ軸とし、このＸ軸およびＹ軸に直角な方向をＺ軸とす
ると、入射光４の偏光方向はＺ軸となる。次に、上記構
成による薄膜光スイツチアレイの入射光の分離角につい
て説明する。まず、上記光反射部８の屈折率は光導波路
７の屈折率より低くする必要がある。
そのため、適当な装着マスクを使用して、上記光導波路
７に蒸着する金属の膜厚より薄く蒸着する。例えば、基
板６の屈折率ｎは波長０．８７３μｍに対して２．１６
８８である。そして、光導波路７に蒸着するチタン（Ｔ
ｌ）の膜厚を５００人にして、光反射部８に蒸着するチ
タン（Ｔｌ）の膜厚を１００Ａとし、９７０℃で７時間
窒素ガス雰囲気中（３０００ＣＣ／冨１ｎ）で熱拡散す
ると、光導波路７の屈折率は基板６表面で、２，１８２
８となり、光反射部８の屈折率は基板６表面で、２．７
１８となる。また、上記光反射部８の傾斜の角度（０）
（第３図参照）は入射光４が光導波路７と光反射部８と
の境界部分で全反射条件を満たすように設定されている
。すなわち、の条件を満足すれば光はその境界部分で全
反射し矢印１０の方向に反射される。
７に蒸着する金属の膜厚より薄く蒸着する。例えば、基
板６の屈折率ｎは波長０．８７３μｍに対して２．１６
８８である。そして、光導波路７に蒸着するチタン（Ｔ
ｌ）の膜厚を５００人にして、光反射部８に蒸着するチ
タン（Ｔｌ）の膜厚を１００Ａとし、９７０℃で７時間
窒素ガス雰囲気中（３０００ＣＣ／冨１ｎ）で熱拡散す
ると、光導波路７の屈折率は基板６表面で、２，１８２
８となり、光反射部８の屈折率は基板６表面で、２．７
１８となる。また、上記光反射部８の傾斜の角度（０）
（第３図参照）は入射光４が光導波路７と光反射部８と
の境界部分で全反射条件を満たすように設定されている
。すなわち、の条件を満足すれば光はその境界部分で全
反射し矢印１０の方向に反射される。
このことは電極９ａおよび９ｂに電圧を加えない場合で
ある。次に、電極９ａおよび９ｂ間に所望の電圧を加え
ると、電気光学効果により、光反射部８の屈折率が大き
くなる。いま、電気光学係数γ３３はγ３３＋３０×１
０−１２ｍ／ｖであるから、光反射部８の屈折率変化△
ｎを０．００１にするにはΣＮｅ３γ３３Ｅ一△ｎの関
係式に、を代入すれば、電界の強さ［有］）＝６．５ｖ
／μｍが得られる。
ある。次に、電極９ａおよび９ｂ間に所望の電圧を加え
ると、電気光学効果により、光反射部８の屈折率が大き
くなる。いま、電気光学係数γ３３はγ３３＋３０×１
０−１２ｍ／ｖであるから、光反射部８の屈折率変化△
ｎを０．００１にするにはΣＮｅ３γ３３Ｅ一△ｎの関
係式に、を代入すれば、電界の強さ［有］）＝６．５ｖ
／μｍが得られる。
なお、この際、空気中で絶縁破かいのおそれのあるとき
には電極９ａおよび９ｂ間にＳｉＯ２などを蒸発すれば
よい。
には電極９ａおよび９ｂ間にＳｉＯ２などを蒸発すれば
よい。
したがつて、Ｅ＝６．５Ｖ／μｍの電界をかけると、そ
の全反射条件はとなるから、θが５．４９゜より小さい
ときのみ全反射が生ずる。
の全反射条件はとなるから、θが５．４９゜より小さい
ときのみ全反射が生ずる。
このように、光反射部８の傾斜θは電界をかけないとき
にはθく５．７６゜で全反射し、Ｅ＝６．５ｊｍの電界
をかけたときにはθく５．４９゜で全反射する。
にはθく５．７６゜で全反射し、Ｅ＝６．５ｊｍの電界
をかけたときにはθく５．４９゜で全反射する。
したがつて、例えばθ＝５．６゜になるように光反射部
８の角度を決めると、電界をかけないときには光反射部
８で全反射が生じ、入射光４は光反射部８で矢印１０の
方向に進み、電界をかけると、入射光４は光反射部８を
直進し、矢印１１の方向に進む。なお、矢印１０と矢印
１１の間の分離角は５．６゜×２−１１．２゜となる。
８の角度を決めると、電界をかけないときには光反射部
８で全反射が生じ、入射光４は光反射部８で矢印１０の
方向に進み、電界をかけると、入射光４は光反射部８を
直進し、矢印１１の方向に進む。なお、矢印１０と矢印
１１の間の分離角は５．６゜×２−１１．２゜となる。
また、以上は４行４列の光導波路について説明したがＮ
行Ｍ列についても同様にできることはもちろんである。
第４図は第３図のＡ−Ｎ断面図である。
行Ｍ列についても同様にできることはもちろんである。
第４図は第３図のＡ−Ｎ断面図である。
以上、詳細に説明したように、本発明に係る薄膜光スイ
ツチアレイによれば、電極の構造が簡単になり、製作の
作業性をよくすることができる。
ツチアレイによれば、電極の構造が簡単になり、製作の
作業性をよくすることができる。
そして低電圧で大きな分離角（１１．２゜）が得られ、
しかも集積化が可能になるので、光スイツチはもちろん
のこと、光偏向器、光変調器などにも使用することがで
きるなどの効果がある。
しかも集積化が可能になるので、光スイツチはもちろん
のこと、光偏向器、光変調器などにも使用することがで
きるなどの効果がある。
第１図は従来の薄膜光スイツチアレイを示す斜視図、第
２図は本発明に係る薄膜光スイツチアレイの一実施例を
示す平面図、第３図は第２図の一部詳細な平面図、第４
図は第３図のＡ−Ｎ断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・薄膜光導波路、３
ａおよび３ｂ・・・・・・櫛形電極、４・・・・・・入
射光、５ａおよび５ｂ・・・・・・矢印、６・・・・・
・基板、７・・・・・・光導波路、８・・・・・・光反
射部、９ａおよび９ｂ・・・・・・電極、１０および１
１・・・・・・矢印。
２図は本発明に係る薄膜光スイツチアレイの一実施例を
示す平面図、第３図は第２図の一部詳細な平面図、第４
図は第３図のＡ−Ｎ断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・薄膜光導波路、３
ａおよび３ｂ・・・・・・櫛形電極、４・・・・・・入
射光、５ａおよび５ｂ・・・・・・矢印、６・・・・・
・基板、７・・・・・・光導波路、８・・・・・・光反
射部、９ａおよび９ｂ・・・・・・電極、１０および１
１・・・・・・矢印。
Claims (1)
- １ 電気光学効果を有する強誘電体結晶の基板と、この
基板上に金属を選択拡散して該基板より屈折率を高くし
たＮ行Ｍ列の光導波路と、この光導波路のＮ行Ｍ列の各
交差点部分に入射光に対し角度θを電極に電圧非印加時
にθ＜５．７６°、Ｅ＝６．５Ｖ／μｍの電界印加時に
θ＜５．４９°の全反射条件を満すよう形成すると共に
その屈折率を前記光導波路より低いが前記基板より高く
なるように金属を選択拡散して形成したＮ×Ｍ個の光反
射部と、この光反射部と前記光導波路との境界線にそつ
て付着したＮ×Ｍ個の第１電極および第２電極とを備え
てなることを特徴とする薄膜光スイツチアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7514476A JPS5944607B2 (ja) | 1976-06-24 | 1976-06-24 | 薄膜光スイツチアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7514476A JPS5944607B2 (ja) | 1976-06-24 | 1976-06-24 | 薄膜光スイツチアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS531041A JPS531041A (en) | 1978-01-07 |
| JPS5944607B2 true JPS5944607B2 (ja) | 1984-10-31 |
Family
ID=13567699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7514476A Expired JPS5944607B2 (ja) | 1976-06-24 | 1976-06-24 | 薄膜光スイツチアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944607B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11793575B2 (en) | 2010-08-12 | 2023-10-24 | Heartflow, Inc. | Method and system for image processing to determine blood flow |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0063626B1 (en) * | 1981-04-28 | 1985-07-17 | International Business Machines Corporation | Bus arrangement for interconnectiong circuit chips |
| JPS62270926A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-25 | Fujitsu Ltd | 全反射型光変調素子 |
| JPH0616115B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1994-03-02 | 山口県 | 電気探査装置 |
-
1976
- 1976-06-24 JP JP7514476A patent/JPS5944607B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11793575B2 (en) | 2010-08-12 | 2023-10-24 | Heartflow, Inc. | Method and system for image processing to determine blood flow |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS531041A (en) | 1978-01-07 |
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