JPS6348535A - 光スイツチ - Google Patents

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、小型かつ集積化の可能な光スイッチに関する
ものである。

（従来の技術及び問題点） 従来、この種の光スイッチとしては第２図に示すような
構造のものがある（特願昭５９−２１２５４９号「光ス
イツチ素子」）。第２図において、１，２゜３．４は導
波路、５，６．７はＰＮ接合を持つ導波路であって、上
面に電極を有し、８は半導体基板を表わしている。第２
図（ａ）は平面図、第２図（ト））はＡ−Ａ　′から見
た断面図を示しており、７ａは電極、７ｂはＰ層、７ｃ
はＮ層で、ＰＮ接合を形成している。

また第２図（ａ）の５，６と７の間のハツチの施してな
い部分は、この部分だけ７の電極部分７ａが無いことを
示している。

第２図では２×２の光スイツチ素子として動作する。例
えば、導波路２から入射してきた光信号は、導波路７の
電極に順方向電流が印加されていると導波路４へ増幅さ
れて出射し、導波路６の電極に順方向電流が印加されて
いる場合には導波路３へ増幅されで出射する。この場合
には導波路２から入射した光信号は分岐部で直進する光
パワーと曲がりの導波路へ結合する光パワーとに分岐さ
れるが、導波路形状のみで分岐比が決定されるため曲が
り部への結合パワーが小さくなり、出力導波路３と出力
導波路４への出射光パワーが均等になりにくいという欠
点がある。また、従来のこの種の光スイッチでは直進導
波路以外は、できるだけ分岐角を小さくして損失を小さ
くするために曲がり導波路で各端子間を結んで光スイツ
チネットワークを構成していたため、曲がり部での放射
損失や散乱損失が大きくなり、低損失で小型の光スイッ
チを構成することが困難であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は曲がり部での損失をなくし、かつ分岐部で任意
の分岐比を得られるようにするものである。

本発明は各入出力端子間を結ぶＰＮ接合を有した導波路
を全て直線状導波路で構成し、かつ分岐部に導波路部を
切断する溝を設け、その溝部に屈折率を制御する物質を
付着させて所望の分岐比を得るようにしたことを特徴と
するものである。

（実施例） 以下に、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したものである。

第１図は光信号の端子が４個ある２×２の光スイッチの
平面図を示し、１，２，３．４は各々入力および出力導
波路である。本例では各々の端子を直交して配置する。

５，６．７は各々ＰＮ接合を有する光導波路で、かつ上
面に各々分離した電極を持っている。その構造は埋込型
ダブルへテロ構造の半導体レーザと同様である。９は該
ＰＮ接合を有する光導波路を切断する間隔１μｍ程度の
狭い溝で、その壁面に！よ屈折率を制御する物質が付着
されている。第１図に示したような構造の光スイッチは
以下のようにして作製した。先づ基板８としてｎ−Ｉｎ
Ｐを用い、通常のレーザダイオードを作製する場合と同
様に液相エピタキシャル成長によってｎ−ＩｎＰのクラ
フト層、ＩｎＧａＡｓＰの活性層、ｐ−ＩｎＰのクラッ
ド層、ｎ−ＩｎＰのギヤ・ノブ層を各々成長させダブル
へテロ構造のウェハを作製する。

この場合に活性層の組成比を制御することによって光ス
イッチの使用波長を制御することができる。

本例では１．２μｍから１．６５μｍの波長域まで可能
である。次にＢＣＩＩガスを用いた反応性イオンビーム
エツチング（ＲＩＢＥ）技術によって導波路パターンと
溝切りを同時に行なった。次に溝の壁面に屈折率を制御
した物質をイオンビームスパッタリング（ＩＢＳ）技術
によって付着させた。本例では１対１の分岐比を得るた
めにＳｉ３Ｎ４膜を使用し、屈折率を波長１．３μｍで
２．９５に制御して付着させた。

Ｓｉ３Ｎ４の屈折重刷′４２１１はイオンビームスパッ
タ時のガス組成比Ｎｚ／Ａｒを変化させて行ない、Ｎ２
ガス１８χでほぼ所期の値となった。なお１対１の分岐
比を得る屈折率は導波路の屈折率を３．２、分岐角を４
５“とし、無偏波光に対して求めた値であり、実際に付
着させた場合にもほぼ近い値が得られた。

５ｉＪ４の屈折率はＮ２の分圧比を変えることによって
１．８から３まで変化させることができるので、分岐比
を１００χから１０％まで任意に変化させることができ
る。

本実施例の２×２光スイツチの動作については第２図で
説明した時と同様であるが、入射導波路２から出射導波
路３へのス・イツチングに関しては、放射・散乱損失が
減少したことと分岐比が大きくなったことでスイッチン
グに要する注入電流が小さくて良いと言う結果となった
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では導波路を全て直線で構
成すること、分岐部において任意の分岐比を得ることが
できるため、以下のような利点が得られる。

（１）導波損失が小さいため小型集積化ができる。

（２）スイッチングに要する注入電流を小さくできる。

（３）分岐導波路の配置と同じにして任意の分岐比を設
定できる。

（４）マスクの作製精度、加工精度が上る。

（５）マスクの作′：Ａ費が低減化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光スイッチの一実施例の構造を示す
平面図、 第２図（ａｌ、　（ｂｌは、それぞれ従来の晃スイッチ
素子の構造を示す平面図及び断面図である。 １．２・・・入力導波路　　　３．４・・・出力導波路
５．６．７・・・光導波路　　　７ａ・・・電極７ｂ・
・・２層　　　　　　　７ｃ・・・Ｎ層８・・・半う５
体基板 ９・・・屈折率を制御する物質を壁面に付着した溝特許
出願人　　日本電信電話株式会社 代理人弁理士　　杉　　村　　暁　　秀同　　弁　　理
　　士　　　　杉　　　　村　　　　興　　　　作第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の入力端子および複数の出力端子を有し、これ
   ら入力および出力端子間にＰＮ接合を有する光導波路を
   配置し、該ＰＮ接合に注入する電流を制御することによ
   って端子間における光信号の伝ぱんを制御する光スイッ
   チにおいて、各端子間を結ぶ光導波路を直線状の光導波
   路で構成し、分岐部に設けた溝に屈折率を制御する物質
   を付着させることによって分岐部における分岐比を決定
   することを特徴とする光スイッチ。