JPS5993431A - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
- Publication number
- JPS5993431A JPS5993431A JP20306782A JP20306782A JPS5993431A JP S5993431 A JPS5993431 A JP S5993431A JP 20306782 A JP20306782 A JP 20306782A JP 20306782 A JP20306782 A JP 20306782A JP S5993431 A JPS5993431 A JP S5993431A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- optical
- region
- circuit element
- 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.)
- Granted
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
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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】
（ａ）発明の技術分野
本発明は低電圧動作を可能とした光スィッチに関する。
（ｂ） 技術の背景
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ５） 、タンタル酸リチ
ウム（ＬｉＴａ０ａ ）などのような電気光学結晶上に
チタン（Ｔｉ）薄膜よりなる導波路パターンをリフトオ
フ法により形成し、次にこれに熱処理を行ってＴｉを結
晶内に拡散せしめ屈折率が基板結晶より増加した領域を
作ったものは光導波路として使用されている。
ウム（ＬｉＴａ０ａ ）などのような電気光学結晶上に
チタン（Ｔｉ）薄膜よりなる導波路パターンをリフトオ
フ法により形成し、次にこれに熱処理を行ってＴｉを結
晶内に拡散せしめ屈折率が基板結晶より増加した領域を
作ったものは光導波路として使用されている。
こ＼で電気光学結晶はこれに電界を加えると屈折率が変
化することから、か＼る結晶基板上に形成された光導波
路を用いて光スィッチが実用化されている。
化することから、か＼る結晶基板上に形成された光導波
路を用いて光スィッチが実用化されている。
本発明は低電圧動作が可能な光スィッチに関するもので
ある。
ある。
（Ｃ） 従来技術と間融点
光導波路スイッチとしては方向性結合器スイッチ、全反
射スイッチ等が知られている。
射スイッチ等が知られている。
すなわち前者は例えばＬｉＮｂ０＋結晶基板上に数〔μ
ｍ〕程の僅かの間隔を保って平行な光導波路を形成する
と共にこの上に電極を形成し、光の滲み出し効果と電界
による光導波路の屈折率変化を利用して相互の光導波路
の間で光スイッチングを行うものである。
ｍ〕程の僅かの間隔を保って平行な光導波路を形成する
と共にこの上に電極を形成し、光の滲み出し効果と電界
による光導波路の屈折率変化を利用して相互の光導波路
の間で光スイッチングを行うものである。
然し製作に当っては高い寸法精度を必要とし、温度依存
性が強くまた素子長が長くなると云う問照点がある。
性が強くまた素子長が長くなると云う問照点がある。
また後者は交叉する２つの光導波路の交点」二に電極を
設は光導波路に電界を加えることにより、屈折率の小さ
い障壁を光導波路内に作り、この部分で光を反射させて
光の進行方向を変えスイッチング作用を行うものである
。
設は光導波路に電界を加えることにより、屈折率の小さ
い障壁を光導波路内に作り、この部分で光を反射させて
光の進行方向を変えスイッチング作用を行うものである
。
然しこの場合は高い動作電圧を必要とすると云う問題点
がある。
がある。
（ｄ） 発明の目的
本発明は低電圧動作が可能な光スィッチを提供すること
を目的とする。
を目的とする。
（ｅ） 発明の構成
本発明の目的は２本の導波路が結合して長方形の導波域
を形成した後再分離して光回路素子を形成すると共にこ
の導波域の中央部にこれに沿って電界印加用の狭い電極
を設けることにより光回路素子の中央部に狭い長方形の
屈折率変化領域を設けた光スィッチにより達成すること
かできる。
を形成した後再分離して光回路素子を形成すると共にこ
の導波域の中央部にこれに沿って電界印加用の狭い電極
を設けることにより光回路素子の中央部に狭い長方形の
屈折率変化領域を設けた光スィッチにより達成すること
かできる。
（ｆ） 発明の実施例
本発明は電気光学結晶例えばＺ板ＬｉＮｂ０ｇ結晶基板
上に第１図に示すような長方形の導波域Ｊをもち、その
上に電極２を設けると共にこの両側に２本の入射光導波
路３．４と２本の出射光導波路５．６を備えた長方形の
光回路素子７を用いて光スィッチを行うものである。
上に第１図に示すような長方形の導波域Ｊをもち、その
上に電極２を設けると共にこの両側に２本の入射光導波
路３．４と２本の出射光導波路５．６を備えた長方形の
光回路素子７を用いて光スィッチを行うものである。
例えば入射光導波路４からの入射光を何れかの出射光導
波路５，６へ選択的にスイッチさせるもので、これは長
方形の導波域１にその方向と大きさを変えて電界を垂直
に与えることにより行うことができる。
波路５，６へ選択的にスイッチさせるもので、これは長
方形の導波域１にその方向と大きさを変えて電界を垂直
に与えることにより行うことができる。
第１図において長方形の光回路素子７の両側に設けであ
る２つの電極８，９は電界附与のための電極であり、こ
れは両電極の間に電圧を印加することにより達成せられ
る。
る２つの電極８，９は電界附与のための電極であり、こ
れは両電極の間に電圧を印加することにより達成せられ
る。
第２図は第１図のＸＸ／純における断面図であって、長
方形の導波域１の上に設けた電極２とこの光回路素子７
の両側に設けた２つの電極８，９の間に電圧を印加する
と破線で示すような電気力線１０を生じ、この垂直成分
により長方形の導波域１の屈折率が変化し、スイッチ作
用を行うことが３− できる。
方形の導波域１の上に設けた電極２とこの光回路素子７
の両側に設けた２つの電極８，９の間に電圧を印加する
と破線で示すような電気力線１０を生じ、この垂直成分
により長方形の導波域１の屈折率が変化し、スイッチ作
用を行うことが３− できる。
然し乍らこのスイッチ作用を行うに盛装な屈折率の変化
量は長方形の導波域に対する電極幅によって大きく変化
する。
量は長方形の導波域に対する電極幅によって大きく変化
する。
第３図は幅が１５〔μｍ〕の長方形の導波域１の上にこ
れと同面積の電極１１を設けた光回路素子７についてス
イッチ作用を行うのに必要な屈折率差（Δｎ）と導波路
長との関係を示すものである。
れと同面積の電極１１を設けた光回路素子７についてス
イッチ作用を行うのに必要な屈折率差（Δｎ）と導波路
長との関係を示すものである。
すなわち第３図（Ａ）は第１図の光回路素子７に対応す
るもので入射光導波路４から単一モード光１２を入射す
ると、電界により生ずる屈折率差（Δｎ）に依存して長
方形の導波域の中を左寄り次は右寄りと光濃度分布が変
化し乍ら伝播して行く。
るもので入射光導波路４から単一モード光１２を入射す
ると、電界により生ずる屈折率差（Δｎ）に依存して長
方形の導波域の中を左寄り次は右寄りと光濃度分布が変
化し乍ら伝播して行く。
例えば第３図（Ｂ）の一点斜線１３で示すように光回路
素子７の電極に電圧を加えて導波域１に０．０３の屈折
率差を生じた場合を考えると入射側から測定してＱ、４
〔ｍ＋ａ）の位置（イ）では光は導波域の全域に互っ
て拡がり、０．８ （ｉｍ）の位置（０）では左寄りに
、１．２〔關〕の位置（／うでは全域に拡がり、１．６
（ｉｍ）Ｍｅ狛替ｌ−１７ＨｆＳｌ／１１ｒ Ｊ−ｆｆ
ｉ２〒１．−Ｌ；Ｈｌ−の−１＝６７’：ｒ−４＝ 変化をしながら伝播して行く。
素子７の電極に電圧を加えて導波域１に０．０３の屈折
率差を生じた場合を考えると入射側から測定してＱ、４
〔ｍ＋ａ）の位置（イ）では光は導波域の全域に互っ
て拡がり、０．８ （ｉｍ）の位置（０）では左寄りに
、１．２〔關〕の位置（／うでは全域に拡がり、１．６
（ｉｍ）Ｍｅ狛替ｌ−１７ＨｆＳｌ／１１ｒ Ｊ−ｆｆ
ｉ２〒１．−Ｌ；Ｈｌ−の−１＝６７’：ｒ−４＝ 変化をしながら伝播して行く。
それでこの第３図（Ｂ）から導波路長が２．５（ｍｍ）
の光回路素子を用いる場合は矢印１４で示す範囲の屈折
率変化を起させればスイッチング作用をすることが判る
。
の光回路素子を用いる場合は矢印１４で示す範囲の屈折
率変化を起させればスイッチング作用をすることが判る
。
すなわちｏ、ｏ ｏ ｏ ｓの屈折率変化を起させれば
光は右寄りの導波路へ出射し、一方０．００２５の屈折
率変化を起させれば左側の導波路へ出射する。
光は右寄りの導波路へ出射し、一方０．００２５の屈折
率変化を起させれば左側の導波路へ出射する。
然し乍らこの構成では導波路長が１〔酊〕程度の光回路
素子７を実現することは不可能である。
素子７を実現することは不可能である。
本発明は長方形の導波域工に対する電極１１の幅を狭く
することによりこれを実現するものである。
することによりこれを実現するものである。
第４図はこの状態を示すもので同図囚は導波域１と電極
との関係を示す平面図で、この実施例の場合は幅１５〔
μ−〕の導波域に対し、幅６〔μｍ〕の電極が設けられ
ている。
との関係を示す平面図で、この実施例の場合は幅１５〔
μ−〕の導波域に対し、幅６〔μｍ〕の電極が設けられ
ている。
また同図（Ｂ）は第３図において屈折率差（△ｎ）が０
．００４の場合を基準としてスイッチ作用を行うのに必
要な屈折率差（△ｎ ｅ）と導波路長との関係を示した
図である。
．００４の場合を基準としてスイッチ作用を行うのに必
要な屈折率差（△ｎ ｅ）と導波路長との関係を示した
図である。
図から導波路長が１〔關〕の光回路素子について考える
と基準値より−ｏ、ｏ ｏ ｏ ｓ変化させれば左側の
導波路へ光が出射し一方０．０００９変化させれば右側
の導波路へ出射することが判る。
と基準値より−ｏ、ｏ ｏ ｏ ｓ変化させれば左側の
導波路へ光が出射し一方０．０００９変化させれば右側
の導波路へ出射することが判る。
以上のように本発明は電極１１の幅を導波域の幅の１よ
りも狭く形成することにより光スイッチングに必要な屈
折率差を減少させるものである。
りも狭く形成することにより光スイッチングに必要な屈
折率差を減少させるものである。
すなわち光回路素子の導波域１と電極１１の幅が従来の
ように等しい場合は光回路素子への電界附与により実現
可能な屈折率変化範囲で光スイッチングを行うζこは第
３図（Ｂ）で判るように導波路長の増加が避けられなか
ったが本発明に係るように電極１１の幅を導波域１より
少くすることにより導波路長の短い光回路素子の実現が
可能となった。
ように等しい場合は光回路素子への電界附与により実現
可能な屈折率変化範囲で光スイッチングを行うζこは第
３図（Ｂ）で判るように導波路長の増加が避けられなか
ったが本発明に係るように電極１１の幅を導波域１より
少くすることにより導波路長の短い光回路素子の実現が
可能となった。
（ｇ） 発明の効果
本発明の実施により導波路長の短い光回路素子を用いて
低電圧で光スイツチ動作を行うことができた。
低電圧で光スイツチ動作を行うことができた。
第１図は本発明に係る光スィッチの平面図、第２図は第
１図のｘ−ｘ’線における断面図、第３図は光回路素子
の導波域全面に電極を設けた場合で同図囚は平面図、（
Ｂ）は特性図また第４図は導波域の中央部に電極を設け
る場合で同図（５）は平面図また（Ｂ）はこの場合の特
性図である。 図において、 １は導波域、２，８，９．１１は電極、３，４は入射光
導波路、５，６は出射光導波路、７は光回路素子、１０
は電気力線。
１図のｘ−ｘ’線における断面図、第３図は光回路素子
の導波域全面に電極を設けた場合で同図囚は平面図、（
Ｂ）は特性図また第４図は導波域の中央部に電極を設け
る場合で同図（５）は平面図また（Ｂ）はこの場合の特
性図である。 図において、 １は導波域、２，８，９．１１は電極、３，４は入射光
導波路、５，６は出射光導波路、７は光回路素子、１０
は電気力線。
Claims (1)
- 電気光学結晶上に形成されている２本の導波路が結合し
て長方形の導波域を形成した後再分離して光回路素子を
形成すると共に該導波域の中央部にこれに沿って電界印
加用の狭い電極を設けることにより該光回路素子の中央
部に狭い長方形の屈折率変化領域を設けてなることを特
徴とする光スィッチ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20306782A JPS5993431A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 光スイツチ |
| DE8383305761T DE3381598D1 (de) | 1982-09-30 | 1983-09-27 | Optischer bipolarschalter mit spannungssteuerung mittels sich kreuzenden wellenleitern. |
| EP83305761A EP0105693B1 (en) | 1982-09-30 | 1983-09-27 | Bipolar voltage controlled optical switch using intersecting waveguide |
| US06/890,974 US4730884A (en) | 1982-09-30 | 1986-07-29 | Bipolar voltage controlled optical switch using intersecting waveguides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20306782A JPS5993431A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 光スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993431A true JPS5993431A (ja) | 1984-05-29 |
| JPH0361932B2 JPH0361932B2 (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=16467789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20306782A Granted JPS5993431A (ja) | 1982-09-30 | 1982-11-19 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993431A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6136726A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-21 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 光スイツチ |
| JPS6165223A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-03 | Fujitsu Ltd | 導波路型光スイツチ |
| JPS6167838A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-08 | Fujitsu Ltd | 導波路型光スイツチ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5276049A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-25 | Western Electric Co | Optical switch |
| JPS5396853A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-24 | Thomson Csf | Photoconductive wave instrument |
| JPS5659218A (en) * | 1979-09-06 | 1981-05-22 | Thomson Csf | Integrated optical circuit |
| JPS57161837A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Nec Corp | Optical switching method |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP20306782A patent/JPS5993431A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5276049A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-25 | Western Electric Co | Optical switch |
| JPS5396853A (en) * | 1977-01-31 | 1978-08-24 | Thomson Csf | Photoconductive wave instrument |
| JPS5659218A (en) * | 1979-09-06 | 1981-05-22 | Thomson Csf | Integrated optical circuit |
| JPS57161837A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Nec Corp | Optical switching method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6136726A (ja) * | 1984-07-30 | 1986-02-21 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 光スイツチ |
| JPS6165223A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-03 | Fujitsu Ltd | 導波路型光スイツチ |
| JPS6167838A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-08 | Fujitsu Ltd | 導波路型光スイツチ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361932B2 (ja) | 1991-09-24 |
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