JPS63146018A

JPS63146018A - 光可変分岐器

Info

Publication number: JPS63146018A
Application number: JP29237986A
Authority: JP
Inventors: Takashi Habara; 葉原　敬士
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-06-18
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH071358B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光通信、光情報処理等の分野において用いら
れる導波路形光デバイスのうち、１つの光信号を２つの
光路に分岐する光分岐器に関し、特に分岐する際の分岐
比を可変とする光可変分岐器に関する。

〔従来の技術〕

従来、導波路形の光分岐器として第３図に示すものが知
られている。第３Ｍに示す光分岐器は通常、方向性結合
形光スイッチとしてよく知られているものであり、その
動作原理は例えば解説的な論文Ｒ，Ｃ，Ａｌｆｅｒｎｅ
ｓｓ　、　　”　Ｇｕｉｄｅｄ−Ｗａｖｅ　　Ｄｅｖｉ
ｃｅｓｆｏｒ　　０ｐｔｉｃａｌ　　Ｃｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｎ”、　ＩＥＥＥ　　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ｑ
ｕａｎｔｕｍ　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　、　　ｖｏ
ｌ、　ＱＥ１７　、　Ｎ１６゜ｐｐ、９４６−９５９　
、　Ｊｕｎｅ　、　１９８１　　などに詳しく述べられ
ている。

以下、簡単に動作を説明する。同図において１は電気光
学基板、２１．２２は電気光学基板ｌの表面近傍に平行
隣接して作製された第１．第２の光導波路、３．４はそ
れぞれ光導波路２１．２２の上に作製された電極、Ｅは
電極への印加電圧、しは基板の長手方向の長さ、すなわ
ち光導波路の長さである。

２本の光導波路２１．２２が平行隣接して作製されてい
るため、両光導波路間に方向性結合効果が生じ、例えば
第１の光導波路２１に入射した入力光パワーＰ０は２本
の光導波路の間で移行を繰り返しながら伝搬する。ここ
で、基板長しとして２本の光導波路間の方向性結合の完
全結合長（すなわち１本の先導波路に入射した光のパワ
ーが他の一方の光導波路に完全に移行する長さ）Ｌｏを
とるものとしておくと、先導波路２１より入射した光パ
ワーＰ０は光導波路２２より出力される。

すなわち、光導波路２１からの出力光をＰｌ、光導波路
２２からの出力光をＰ２とすると、Ｐ２＝ｐｏ　、ＰＩ
　＝Ｏという状態が実現される。

一方、電気光学基板１が電気光学効果を有するため、電
極４に印加電圧Ｅを加えると２本の光導波路の屈折率変
化がおこり、方向性結合の状態を変えることができる。

この時、印加電圧Ｅを調整することにより光導波路２１
より入射した光パワー　Ｐ　ｏは光導波路２１より出力
される。すなわち、Ｐｇ　＝Ｏ，Ｐｔ　＝Ｐｏという状
態が実現される。

従って、印加電圧Ｅを変えることにより先導波路２１よ
り入射した光を光導波路２１から出力する状態と、先導
波路２２から出力する状態の間で切り替えることができ
、光スィッチとして用いることができる。また、印加電
圧Ｅを両状態の間の電圧に設定すれば両状態の中間の状
態、すなわち先導波路２１より入射した光を光導波路２
１と光導波路２２に分岐して出力することができるため
光分岐器が実現される。

〔発明が解決しようとする問題点３以上で述べたように、第３図の光分岐器で１つの光信号
を２つの光路に分岐することが可能であるが、分岐パワ
ー比を変える場合には印加電圧を分岐比ごとに変える必
要がある。従って、電圧の異なる電源を複数用意するな
どの対策が必要であり制御回路が複雑になるという問題
点があった。

本発明の目的は、印加電圧は一定のままで分岐パワー比
を可変することのできる光可変分岐器を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、従来の技術で述べた光分岐器の電極を光導
波路上で複数に分割し、電圧を印加する電極を分岐比に
応してそれら複数の中から選択することにより分岐比を
可変とするものである。

〔作用〕

分割された各電極に加える電圧は一種類であり、簡単な
ディジタル論理回路により制御可能な光可変分岐器を提
供することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図である。同
図において１は電気光学基板、２１，２２はそれぞれ電
気光学基板１の表面近傍に平行隣接して作製された第１
．第２の光導波路、３は光導波路２１の上に作製された
電極、４１〜４８は光導波路２２の上に作製された電極
であり、同図では光導波路の長手方向に電極が８分割さ
れている。一般には分割数は任意の自然数である。５１
〜５８は各電極４１〜４８への電圧印加を制御するスイ
ッチ、Ｅは印加電圧、Ｌは基板の長手方向の長さ、すな
わち光導波路の長さである。また、Ｌ、−Ｌ、は各電極
４１〜４８それぞれの光導波路長手方向の長さであり、
Ｌ１〜Ｌ８の長さの和はしてある。

この実施例の動作は後で説明する。

第２図は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。第
１図の場合と同様、１は電気光学基板、２１．２２は電
気光学基板１の表面近傍に平行隣接して作製された第１
．第２の光導波路、３は光導波路２１の上に作製された
電極、４１〜４５は光導波路２２の上に作製された電極
であり、同図では先導波路の長手方向に電極が５分割さ
れている。一般には分割数は任意の自然数である。５１
〜５５は各電極４１〜４５への電圧印加を制御するスイ
ッチ、Ｅは印加電圧、Ｌは基板の長手方向の長さ、すな
わち光導波路の長さである。また、Ｌ１〜Ｌ、は各電極
４１〜４５それぞれの光導波路長手方向の長さであり、
Ｌ、−Ｌ、の長さの和はＬである。ここで、第２の実施
例における光可変分岐器が第１の実施例における光可変
分岐器と異なるのは、電極４５の長さし、が基板長のＬ
の半分に設定されている点である。すなわち、Ｌ。

＝Ｌ／２となっている。

以下、第１図、第２図の実施例としての光可変分岐器の
動作を説明するわけであるが、その前に、第４図は本発
明による光可変分岐器の基本動作を説明するための図で
あるので、この図によって基本動作を説明しておく。

同図において１は電気光学基板、２１．２２は電気光学
基板ｌの表面近傍に平行隣接して作製された第１．第２
の光導波路、３は光導波路２１の上に作製された電極、
４は光導波路２２の上に作製された電極であり、その長
さはＬｏである。Ｅは印加電圧、Ｌは基板の長手方向の
長さ、すなわち光導波路の長さである。

ここで、基板長りを方向性結合の完全結合長Ｌ０とした
場合、印加電圧を加えない場合は従来技術で説明したよ
うに、光導波路２１に入射した光はすべて光導波路２２
より出力される。一方、電極４の長さり、＝Ｌの場合を
考えると、第４図は第３図に示した従来の光分岐回路と
同一の構成となり、電極への印加電圧Ｅを調整すること
により、光導波路２１に入射した光をすべて光導波路２
１より出力することができる。

印加電圧をその状態に保ったまま、電極４の長さＬｏを
第４図のように短くした場合、電極の存在する部分の光
導波路のみ電気光学効果による屈折率変化が起こるため
、光導波路２１より入射した光は光導波路２１．２２に
分岐されて出力される中間状態となり、分岐比は電極長
し、により決定される。

第５図は、分岐比が変化する様子を計算した例であり、
横軸は電極４の長さＬｌｌ、縦軸は光導波路２１より出
力される光パワーＰ１を入力光パワＰｏで規格化したも
のである。同図より、電極長し、−〇の場合に光導波路
２２より出力されていた光が、電極長を長くするに従っ
て光導波路２１に出力され、Ｐ、が増加する様子がわか
る。

以上で述べたように、電圧を印加する光導波路部分の長
さを変えることにより、分岐比を変えることができる。

したがって、あらかじめ電極を分割しておき、特定の電
極のみに印加電圧を加えることにより同様の効果が可能
である。

例えば第１図で示した第１の実施例において、各電極の
長さＬ　Ｉ”　Ｌ　ａの長さを第６図のように設定した
場合を例として考える。第６図においてＬ１〜Ｌ８の長
さはそれぞれ光導波路２１から出力される光パワーがＯ
，ｌ／８．２／８．３／８゜４／８．５／８．６／８．
７／８．１となるように選んである。この場合、同図の
曲線は電極長し。

＝Ｌ。／２の点に対して点対称の関係にあるため、Ｌｓ
　＝Ｌ、ａ　、　　Ｌｂ　＝Ｌ３　、　　Ｌ７　＝Ｌｚ
　、　　Ｌｓ　＝Ｌ＋の関係になっている。この時各電
極に電圧を印加する場合を“１”、印加しない場合を“
０”と表わして、分岐比が変化する様子を第７図に示す
。

本例は分岐比が１／８ごとの等間隔の場合であるが、さ
らに電極長を適宜設定しておくことにより任意の間隔の
分岐比の得られる光可変分岐器が実現可能である。

一方、第１の実施例で述べたように各電極の長さがＬｓ
　−Ｌａ　、　Ｌ、ｈ　＝Ｌ：ｌ　１．　Ｌ？　＝Ｌ２
　、　　Ｌｅ＝Ｌ、と対称な関係になっている場合には
所要電極の数を少なくすることができる。このような関
係は分岐比をｘ　（０≦Ｘ≦１）と（１−ｘ）と選ぶ場
合に得られる。

例えば第１の実施例において１／８と７／８．２／８と
６／８などの関係に設定する場合である。

このような場合、第２図で示した第２の実施例のように
、電極４５の長さＬｓ”ｌ／２としておくことにより第
１の実施例と同様の動作を行うことができる。例えば、
第７図に示した第１の実施例の動作において光出力ＰＩ
＝５／８の場合、Ｌ１〜Ｌ、が“ｌ”、すなわち電圧の
印加されている部分の電極長の合計がＬ＋　＋Ｌｚ　＋
Ｌ、＋Ｌ、＋ＬＳ　＝Ｌ／２＋ＬＳ　＝Ｌ／２＋Ｌ４の
関係にあるため、第２の実施例において電極４４と４５
を“１”にした場合の印加電圧が加わる部分の長さと等
しくなる。

第７図と同様に第２の実施例について分岐比が変化する
様子を第８図に示す。同図より５個の電極への印加電圧
を制御することにより第１の実施例の場合と同様の動作
が行われていることがわかる。

なお、第１あるいは第２の実施例では第１光導波路上の
第１電極を一様とし、第２光４波路上の第２電極を長手
方向に複数の小電極に分割した例について説明したが、
この他にも（ａ）第２電極を一様とし、第１電極の方を分割する、（ｂ）第１．第２電極の両方を、小電極の数、長さとも
同じ様にあるいは、数もしくは長さをちがえて分割する
、（ｃ）分割状態を、長手方向にとられれずに、例えば２
次元的な島状の分布とする、などの配置が可能である。

〔発明の効果〕本発明による光可変分岐器では、複数に分割された電極
のうちから分岐比に応じて選択した電極に印加電圧を加
えることにより分岐比を変えることができる。印加電圧
は一種類であり、第７図、第８図で示したように、各電
極に加える電圧は“０”、“１”の２状態で表わされる
。したがって、制御回路は簡略化され、簡単なディジタ
ル論理回路により制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す斜視図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す斜視図、第３図は従来の光
可変分岐器を示す斜視図、第４図は本発明による光可変
分岐器の動作原理を説明するための斜視図、第５図は光
パワーの分岐特性を示す特性図、第６図は本発明による
光可変分岐器の電極長を示すための特性図、第７図は第
１の実施例の動作例を示す説明図、第８図は第２の実施
例の動作例を示す説明図である。符号の説明１・・・電気光学基板、２１・・・第１の先導波路、２
２・・・第２の光導波路、３，４・・・電極、４１〜４
８・・・電極、５１〜５８・・・スイッチ、Ｌ・・・基
板長、Ｅ・・・印加電圧、Ｌ、〜Ｌ、・・・電極長、Ｌ
８・・・電極長、Ｐｏ・・・入力光パワー、Ｐ、、Ｐ、
・・・出力光パワー代理人　弁理士　並　木　昭　夫代理人　弁理士　松　崎　　　清第５図

Claims

【特許請求の範囲】１）電気光学効果を有する光学基板の表面近傍に２本の
互いに平行、隣接した第１、第２の直線光導波路を形成
し、該第１の光導波路の上に設けた第１の電極と該第２
の光導波路の上に設けた第２の電極との何れか一方に基
準電位を接続し他方に電圧を印加することにより、前記
第１、第２の光導波路の何れか一方に入射した光が他方
に分岐して両光導波路より出力するようにした光可変分
岐器において、前記電圧を印加される方の電極を複数個の区分された電
極で構成し、該複数個の電極の中から特定の１或いは複
数の電極を選択して一定電圧を印加することにより、両
光導波路の間で分岐する光の分岐パワー比を可変するこ
とを特徴とする光可変分岐器。