JPS6024522A - 可変波長光スイツチ - Google Patents
可変波長光スイツチInfo
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- JPS6024522A JPS6024522A JP13331783A JP13331783A JPS6024522A JP S6024522 A JPS6024522 A JP S6024522A JP 13331783 A JP13331783 A JP 13331783A JP 13331783 A JP13331783 A JP 13331783A JP S6024522 A JPS6024522 A JP S6024522A
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- acoustic wave
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- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 11
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- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 abstract 3
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 abstract 3
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
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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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—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 intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—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 intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
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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】
本発明は、平面導波路内で弾性表面波によシ光を回折さ
せることによシ、複数の相異なる波長の光のうち任意の
１つを分岐させる光スィッチに関するものである。
せることによシ、複数の相異なる波長の光のうち任意の
１つを分岐させる光スィッチに関するものである。
光フアイバ通信の特徴の一つは、大容量化による伝送路
コストの低減化であるが、波長多重伝送はさらに光フア
イバコストの低減化を実現しうるものである。波長多重
伝送は上記利点の他、双方向伝送が可能、異種信号（例
えばディジタル信号とアナログ信号）の同時伝送が可能
、独立なチャンネルを数多く設置可能などの長所を有す
る。このような波長多重伝送系を実現するためには、特
性の良好な分波器光スイッチが必要となる。
コストの低減化であるが、波長多重伝送はさらに光フア
イバコストの低減化を実現しうるものである。波長多重
伝送は上記利点の他、双方向伝送が可能、異種信号（例
えばディジタル信号とアナログ信号）の同時伝送が可能
、独立なチャンネルを数多く設置可能などの長所を有す
る。このような波長多重伝送系を実現するためには、特
性の良好な分波器光スイッチが必要となる。
従来分波器としてはプリズム、干渉膜フィルタ、回折格
子などが知られているが、これらはいずれもある固定さ
れた波長に対して分波機能をはたすもので、あるノード
で任意のチャンネルのすなわち任意の波長の光を分岐さ
せるようなより柔軟なシステムには適用できない。この
よう表システムに適用しうる分波器として従来知られて
いるデバイスとして音響光学効果を利用したプラグセル
がある。その動作原理は、音波によって媒体中に生じた
周期的な密度の粗密がグレイティングの役目をなし光を
回折させる現象を利用するものである。
子などが知られているが、これらはいずれもある固定さ
れた波長に対して分波機能をはたすもので、あるノード
で任意のチャンネルのすなわち任意の波長の光を分岐さ
せるようなより柔軟なシステムには適用できない。この
よう表システムに適用しうる分波器として従来知られて
いるデバイスとして音響光学効果を利用したプラグセル
がある。その動作原理は、音波によって媒体中に生じた
周期的な密度の粗密がグレイティングの役目をなし光を
回折させる現象を利用するものである。
この場合、回折角θは入射光の波長４．と音波の波長Ａ
の此の関数であるから、音波の波長したがって音波の周
波数を適当に選ぶことにより波長多重された光信号から
ある波長の光のみを回折させることが可能である。回折
された光の伝搬方向は一定であるのでこの回折光は一定
の場所に設けた出力手段によって媒体外に取出さ５．非
回折光と空間的に分離される。但しこの構造では所望の
波長の光を１００％回折させることは実際上困難であｐ
ｌまた１００％に近づけるには、よシ大きなパワーの音
波を発生させる必要がある。したがって上記の構造では
非回折光に回折光の波長成分が幾分かは含まれている（
これを漏洩光と称す）のが現実である。そのため後続の
ノードで新たに前記回折光と同波長の光信号を前記波長
多重信号に加える場合、前記漏洩光とミックスされ信号
対雑音比が低下する欠点がある。
の此の関数であるから、音波の波長したがって音波の周
波数を適当に選ぶことにより波長多重された光信号から
ある波長の光のみを回折させることが可能である。回折
された光の伝搬方向は一定であるのでこの回折光は一定
の場所に設けた出力手段によって媒体外に取出さ５．非
回折光と空間的に分離される。但しこの構造では所望の
波長の光を１００％回折させることは実際上困難であｐ
ｌまた１００％に近づけるには、よシ大きなパワーの音
波を発生させる必要がある。したがって上記の構造では
非回折光に回折光の波長成分が幾分かは含まれている（
これを漏洩光と称す）のが現実である。そのため後続の
ノードで新たに前記回折光と同波長の光信号を前記波長
多重信号に加える場合、前記漏洩光とミックスされ信号
対雑音比が低下する欠点がある。
本発明の目的は、上記の漏洩成分が充分抑圧された可変
波長光スイッチを提供すること＆Ｃ１る。
波長光スイッチを提供すること＆Ｃ１る。
本発明の可変波長光スイッチは、波長の異なる複数の光
を導波させるガイド層および前記ガイド層を伝搬する光
を弾性表面波により回折させる第１および第２のプラグ
セルを具えだ光学媒体であシ、前ｔｆ１３ ｍ ｌのプ
ラグセルは前記制御信号によシある１つの波長の光のみ
を回折させ、前記第２のプラグセルは前記制御信号によ
シ導波光に含まれる他のすべての波長の光を回折させる
ことを特徴とするものである。
を導波させるガイド層および前記ガイド層を伝搬する光
を弾性表面波により回折させる第１および第２のプラグ
セルを具えだ光学媒体であシ、前ｔｆ１３ ｍ ｌのプ
ラグセルは前記制御信号によシある１つの波長の光のみ
を回折させ、前記第２のプラグセルは前記制御信号によ
シ導波光に含まれる他のすべての波長の光を回折させる
ことを特徴とするものである。
以下本発明について実施例を示す図面を参照しながら説
明する。第１図に本発明による可変波長光スイッチの一
実施例を示す。図においてｌは基板である。弾性表面波
の励振のために、基板１は圧電性を有し、かつ良好な光
ガイドを形成できる材料が望ましく、リチウム・ナイオ
ベート（ＬｉＮｂＯｓ）結晶などが適当な材料である。
明する。第１図に本発明による可変波長光スイッチの一
実施例を示す。図においてｌは基板である。弾性表面波
の励振のために、基板１は圧電性を有し、かつ良好な光
ガイドを形成できる材料が望ましく、リチウム・ナイオ
ベート（ＬｉＮｂＯｓ）結晶などが適当な材料である。
この基板１上に光導波層２を形成する。この場合、導波
層２の屈折率が基板ｌの深さ方向に徐々に変化するタイ
プでもステップ状に変化するタイプでもよい。基板１が
Ｌ ｉ Ｎ ｂ Ｏ＊である場合Ｔｉを内部に拡散させ
るか、あるいは内部のＬｉを外部へ逆拡散（ｏｕｔ ｃ
ｈｉｆｆｕｓｉｏｎ）させることにょシー前者の屈折率
分布を得ることができる。一方ステ、プ状屈折率分布の
例としては基板ｌ上にカラスあるいはＡｓ５ｅｓの薄膜
をスパッタリング等にょシ堆積する方法がある。第１図
は基板１が圧電性を有する場合を示している。したがっ
て電気信号を弾性表面波信号に変換するすだれ状ｉ！！
！！３および４は、通常よく知られているフォトリング
シフィ技術によって製作される。また基板が非圧電体の
場合にはＺｎＯ等の圧電薄膜を堆積した上にすだれ状変
換器肴ン を決成すればよい。すだれ状変換器３および４は第２図
に示すように電極指のピッチＰが弾性表面波５および６
のそれぞれの伝搬方向に沿って徐々に変化するいわゆる
チャープ電極から成っている。
層２の屈折率が基板ｌの深さ方向に徐々に変化するタイ
プでもステップ状に変化するタイプでもよい。基板１が
Ｌ ｉ Ｎ ｂ Ｏ＊である場合Ｔｉを内部に拡散させ
るか、あるいは内部のＬｉを外部へ逆拡散（ｏｕｔ ｃ
ｈｉｆｆｕｓｉｏｎ）させることにょシー前者の屈折率
分布を得ることができる。一方ステ、プ状屈折率分布の
例としては基板ｌ上にカラスあるいはＡｓ５ｅｓの薄膜
をスパッタリング等にょシ堆積する方法がある。第１図
は基板１が圧電性を有する場合を示している。したがっ
て電気信号を弾性表面波信号に変換するすだれ状ｉ！！
！！３および４は、通常よく知られているフォトリング
シフィ技術によって製作される。また基板が非圧電体の
場合にはＺｎＯ等の圧電薄膜を堆積した上にすだれ状変
換器肴ン を決成すればよい。すだれ状変換器３および４は第２図
に示すように電極指のピッチＰが弾性表面波５および６
のそれぞれの伝搬方向に沿って徐々に変化するいわゆる
チャープ電極から成っている。
ピッチの粗い電極指の動作中心周波数をｆ１１ピッチの
細かい電極指の動作中心周波数をｆＮとすれば、この変
換器は全体としてｂ＋からｆＮまでの周波数に対し応答
をもつ。例えば、異方ノンコリニア・プラグ回折を利用
する場合を考えると、回折光の波長λと弾性表面波ｆの
関係は次式で与えられる。たソし入射光はＴＥｏモード
、回折光はＴ Ｍ 。
細かい電極指の動作中心周波数をｆＮとすれば、この変
換器は全体としてｂ＋からｆＮまでの周波数に対し応答
をもつ。例えば、異方ノンコリニア・プラグ回折を利用
する場合を考えると、回折光の波長λと弾性表面波ｆの
関係は次式で与えられる。たソし入射光はＴＥｏモード
、回折光はＴ Ｍ 。
モードであるとする。
と＼で■け弾性表面波の伝搬速度、Ｎ０１Ｎｅはそれぞ
れ波長λの導波モード光に対する常光および異常光屈折
率で、いずれも波長λおよび導波路構造の関数である。
れ波長λの導波モード光に対する常光および異常光屈折
率で、いずれも波長λおよび導波路構造の関数である。
また角度θｉは入射光がＺ軸となす角度、角度θａは弾
性表面波伝搬方向がＸ軸となす角度である。（１）式か
ら戸らかなように上記ｆ１およびｆＮを適当な値に設定
することにより、所望の波長領域λ凰からλＮの入射光
のうち任意の波長の光を回折させることができる。具体
的数値例として、Ｙカッ）ＬｉＮｂＯ，媒体と用いＴｉ
を拡散させて深さ２μｍの導波路を形成し、θ１＝７０
゜Ｏａ ＝ １６°とした場合、弾性表面波の周波数を
３５０ＭＨ２から６７０ＭＨｚまで変化させることによ
り、回折光の波長を８３０ＯＡから５００ＯＡまで変え
ることができる。
性表面波伝搬方向がＸ軸となす角度である。（１）式か
ら戸らかなように上記ｆ１およびｆＮを適当な値に設定
することにより、所望の波長領域λ凰からλＮの入射光
のうち任意の波長の光を回折させることができる。具体
的数値例として、Ｙカッ）ＬｉＮｂＯ，媒体と用いＴｉ
を拡散させて深さ２μｍの導波路を形成し、θ１＝７０
゜Ｏａ ＝ １６°とした場合、弾性表面波の周波数を
３５０ＭＨ２から６７０ＭＨｚまで変化させることによ
り、回折光の波長を８３０ＯＡから５００ＯＡまで変え
ることができる。
電気的制御手段３１により周波数ｆｉの電気信号がすだ
れ状変換器３に印加されると１同じ周波数の弾性表面波
５が励振される。この弾性表面波５が入射光７のうち、
プラグ回折の条件式（１）を満足する波長λｉの光のみ
を回折光８として回折させ、他の波長の光は非回折光９
となって直進する。プラグ回折の回折効率は、弾性表面
波のパワーを増大することにより、高めうるが１００％
回折させることは実際上不可能であシ、非回折光９にも
波長λｉの光が幾分かは含まれ、漏洩光となっている。
れ状変換器３に印加されると１同じ周波数の弾性表面波
５が励振される。この弾性表面波５が入射光７のうち、
プラグ回折の条件式（１）を満足する波長λｉの光のみ
を回折光８として回折させ、他の波長の光は非回折光９
となって直進する。プラグ回折の回折効率は、弾性表面
波のパワーを増大することにより、高めうるが１００％
回折させることは実際上不可能であシ、非回折光９にも
波長λｉの光が幾分かは含まれ、漏洩光となっている。
本発明においてはこの漏洩光を除去するため、非回折光
９を第２のすだれ状変換器４によシ励振された多周波弾
性表面波信号６で回折させる。この弾性表面波６は電気
的制御手段３１に含−まれ、かつ周波数ｆ１、ｆ２、・
・・・・・ｆＮで発振するＮ個の発振器の出力のうち、
周波ｆ２ ｆ ｉの発振器出力を除く、（Ｎ−１）個の
几Ｆ電気信号をすだれ状変換器４に印加することによシ
励振されたものであり、このため弾性表面波６により回
折された回折光１０での波長λｉの成分は充分減少して
いる。 したがってこの分岐スイッチ以降の光回路ある
いは光ネットワークにおいて再び波長λｉを使用するこ
とが可能となる。
９を第２のすだれ状変換器４によシ励振された多周波弾
性表面波信号６で回折させる。この弾性表面波６は電気
的制御手段３１に含−まれ、かつ周波数ｆ１、ｆ２、・
・・・・・ｆＮで発振するＮ個の発振器の出力のうち、
周波ｆ２ ｆ ｉの発振器出力を除く、（Ｎ−１）個の
几Ｆ電気信号をすだれ状変換器４に印加することによシ
励振されたものであり、このため弾性表面波６により回
折された回折光１０での波長λｉの成分は充分減少して
いる。 したがってこの分岐スイッチ以降の光回路ある
いは光ネットワークにおいて再び波長λｉを使用するこ
とが可能となる。
上記実施例ではすだれ状変換器３は単一のチャープ電極
から成っているが、これは離散的周波数ｆＩ、：ｈ ・
・・・−・、ｆＮのいずれかで動作すればよいから、第
３図に示すようにＮ個の単一ピッチすだれ状変換器１１
．１２、・・・・・・、ＩＮを電気的に並列に接続して
もよい。すだれ状変換器４の他の望ましい構造例は第４
図に示すように離散的周波数ｆ１、ｆｘ、・・・・・・
、ｆＮで最大応答を有するＮ個の単一ピッチすだれ状電
極２１．２２、・・・・・・、２Ｎを独立して設け、電
気的制御手段３１とそれぞれ別個に接続するものである
。この場合、Ｎ個のすだれ状変換器のうち１個のすだれ
状変換器２ｉＫ電気信号を印加しないようにするだけで
所望の機能を実現できるので、電気制御手段３１の構成
が簡単になる利点がある。
から成っているが、これは離散的周波数ｆＩ、：ｈ ・
・・・−・、ｆＮのいずれかで動作すればよいから、第
３図に示すようにＮ個の単一ピッチすだれ状変換器１１
．１２、・・・・・・、ＩＮを電気的に並列に接続して
もよい。すだれ状変換器４の他の望ましい構造例は第４
図に示すように離散的周波数ｆ１、ｆｘ、・・・・・・
、ｆＮで最大応答を有するＮ個の単一ピッチすだれ状電
極２１．２２、・・・・・・、２Ｎを独立して設け、電
気的制御手段３１とそれぞれ別個に接続するものである
。この場合、Ｎ個のすだれ状変換器のうち１個のすだれ
状変換器２ｉＫ電気信号を印加しないようにするだけで
所望の機能を実現できるので、電気制御手段３１の構成
が簡単になる利点がある。
第１図は本発明による可変波長光スイッチの一実施例を
示す斜視図で、１は基板、２は光導波層、３．４はすだ
れ状変換器、７．８．９．１０はいずれも導波光で、そ
れぞれ入射光、回折光、非回折光、回折光を示す。３１
はすだれ状変換器３．４に適当な周波数ＲＦ電気信号を
供給する電気的制御手段である。第２．３および４図は
本発明によるすだれ状変換器の具体的なパターンを示す
図である。 、。 代理人弁理士 内原 晋 ７１−１ 図 ７１−２図 ７１−３図 ７４図
示す斜視図で、１は基板、２は光導波層、３．４はすだ
れ状変換器、７．８．９．１０はいずれも導波光で、そ
れぞれ入射光、回折光、非回折光、回折光を示す。３１
はすだれ状変換器３．４に適当な周波数ＲＦ電気信号を
供給する電気的制御手段である。第２．３および４図は
本発明によるすだれ状変換器の具体的なパターンを示す
図である。 、。 代理人弁理士 内原 晋 ７１−１ 図 ７１−２図 ７１−３図 ７４図
Claims (1)
- 波長の異なる複数の光を導波させるガイド層１よび前記
ガイド層を伝搬する光を制御信号によシ発生する弾性表
面波により回折させる第１および第２のプラグセルを備
えた光学媒体であシ、前記第１のプラグセルは制御信号
によシある１つの波長の光のみを回折させ、前記第２の
プラグセルは制御信号によυ導波光に含まれる他のすべ
ての波長の光を回折させることを特徴とする可変波長光
スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13331783A JPS6024522A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | 可変波長光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13331783A JPS6024522A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | 可変波長光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024522A true JPS6024522A (ja) | 1985-02-07 |
Family
ID=15101857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13331783A Pending JPS6024522A (ja) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | 可変波長光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024522A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6317428A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | ブラツグセル |
| JPS6311619U (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-26 |
-
1983
- 1983-07-21 JP JP13331783A patent/JPS6024522A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6317428A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | ブラツグセル |
| JPS6311619U (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-26 |
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