JP2002040378A - 光位相器及び導波型光回路 - Google Patents
光位相器及び導波型光回路Info
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- JP2002040378A JP2002040378A JP2000226840A JP2000226840A JP2002040378A JP 2002040378 A JP2002040378 A JP 2002040378A JP 2000226840 A JP2000226840 A JP 2000226840A JP 2000226840 A JP2000226840 A JP 2000226840A JP 2002040378 A JP2002040378 A JP 2002040378A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光位相器を有する導波型光回路を提供する。
【解決手段】 本光位相器は、基板３０１上にコア及び
そのコア３０２を囲むクラッドよりなり、コアの屈折率
がクラッドの屈折率よりも高い光導波路と、その光導波
路に熱をかけるための薄膜ヒーター３０６を光導波路上
部近傍に装苛した光位相器において、薄膜ヒーターのク
ラッドの屈折率３０４をコア３０２近傍のクラッド３０
３の屈折率より低くした。
そのコア３０２を囲むクラッドよりなり、コアの屈折率
がクラッドの屈折率よりも高い光導波路と、その光導波
路に熱をかけるための薄膜ヒーター３０６を光導波路上
部近傍に装苛した光位相器において、薄膜ヒーターのク
ラッドの屈折率３０４をコア３０２近傍のクラッド３０
３の屈折率より低くした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波型光部品に関
するものであり、光位相器を有する導波型光回路に関す
るものである。
するものであり、光位相器を有する導波型光回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】インターネット利用の世界的な広がりに
より、大容量データを高速に伝達できる光波長多重（Ｗ
ＤＭ）技術等を用いた光通信システムの構築が米国を中
心に始まっている光通信システムを構成する光回路の実
現形態としての導波型光回路は、ＬＳＩ微細加工技術等
を応用して平面基板上に光導波路を一括形成することか
ら集積性、量産性に優れ、複雑な回路構成を有する高機
能回路を実現できる。特に、シリコン基板などの基板上
に石英系ガラスにて形成された石英系光導波路は、石英
系光ファイバとの整合性が良く、動作特性が安定で、高
い信頼性を有する光回路を作製できることから、光分岐
回路、光合分波回路、及び、光スイッチ等の種々の光回
路が実用化されている。
より、大容量データを高速に伝達できる光波長多重（Ｗ
ＤＭ）技術等を用いた光通信システムの構築が米国を中
心に始まっている光通信システムを構成する光回路の実
現形態としての導波型光回路は、ＬＳＩ微細加工技術等
を応用して平面基板上に光導波路を一括形成することか
ら集積性、量産性に優れ、複雑な回路構成を有する高機
能回路を実現できる。特に、シリコン基板などの基板上
に石英系ガラスにて形成された石英系光導波路は、石英
系光ファイバとの整合性が良く、動作特性が安定で、高
い信頼性を有する光回路を作製できることから、光分岐
回路、光合分波回路、及び、光スイッチ等の種々の光回
路が実用化されている。
【０００３】石英系光導波路を用いた光回路では、光ス
イッチ等の能動的な光回路を熱光学効果による光位相器
と光干渉回路を組み合わせて実現している。熱光学効果
による光位相器を用いた熱光学スイッチでは切り替え速
度が約１ｍｓと低速のため、最近、電気光学効果による
光位相器を用いた電気光学スイッチの研究が進められ約
１００ｎｓ以下で動作することを確認している。
イッチ等の能動的な光回路を熱光学効果による光位相器
と光干渉回路を組み合わせて実現している。熱光学効果
による光位相器を用いた熱光学スイッチでは切り替え速
度が約１ｍｓと低速のため、最近、電気光学効果による
光位相器を用いた電気光学スイッチの研究が進められ約
１００ｎｓ以下で動作することを確認している。
【０００４】図９に石英系熱光学光スイッチの構成例を
示し、図１０にその断面構造を示す。図９に示すよう
に、熱光学スイッチ１０１は、２本の光導波路１０２及
び１０３と、２本の光導波路１０２及び１０３を２箇所
で近接させた方向性結合器１０４及び１０５にて構成し
たマッハ・ツェンダ光干渉計に、方向性結合器１０４及
び１０５の間の光導波路上（ここでは光導波路１０２）
に薄膜ヒーター１０７を装苛した熱光学光位相器１０６
により構成している。
示し、図１０にその断面構造を示す。図９に示すよう
に、熱光学スイッチ１０１は、２本の光導波路１０２及
び１０３と、２本の光導波路１０２及び１０３を２箇所
で近接させた方向性結合器１０４及び１０５にて構成し
たマッハ・ツェンダ光干渉計に、方向性結合器１０４及
び１０５の間の光導波路上（ここでは光導波路１０２）
に薄膜ヒーター１０７を装苛した熱光学光位相器１０６
により構成している。
【０００５】上記熱光学位相器１０６の断面Ａ−Ａ′を
図１０に示す。図１０に示すように、基板１０８上にコ
ア１０９とコアを囲むクラッド１１０により光導波路を
形成し、コア上部のクラッド表面に金属薄膜にて薄膜ヒ
ーター１１１を形成している。基板１０８は、スイッチ
速度を速くするために、熱伝導が良いシリコン基板を用
いている。光路の切り替えは、熱光学位相器１０６の薄
膜ヒーター１０７（１１１に同等）に電力を印加するこ
とで行う。薄膜ヒーター１０７に電力を印加すると、光
導波路１０２の温度が変化し、熱光学効果による光導波
路１０２の屈折率が変化する。この屈折率変化により光
導波路１０２の光路長が変化し、熱光学位相器１０６を
通過する光の位相が変化する。それゆえ、熱光学位相器
１０６の薄膜ヒーター１０７（１１１に同等）に電力
を、位相をπ／２の整数倍変化させることで光路が切り
替わる。このπ／２の整数倍の位相変化は、方向性結合
器１０４及び１０５の間の２本の光導波路１０２及び１
０３の光路長差が、（切り替える光信号波長λ／２）の
整数倍で変化することに相当する。石英系ガラスの屈折
率は、温度に対して正の係数を持つので、熱光学位相器
１０６の位相と印加電力は、おおよそ正の傾きを持つ比
例関係で変化する。位相をπ／２変化させるための電力
は、約０．５Ｗである。この値は、光導波路の構造によ
って異なる。例えば、コア１０９の下部のクラッド厚を
厚くすることや、コア１０９の上部のクラッド厚を薄く
することにより小さな電力で同じ位相変化を起こすこと
ができる。
図１０に示す。図１０に示すように、基板１０８上にコ
ア１０９とコアを囲むクラッド１１０により光導波路を
形成し、コア上部のクラッド表面に金属薄膜にて薄膜ヒ
ーター１１１を形成している。基板１０８は、スイッチ
速度を速くするために、熱伝導が良いシリコン基板を用
いている。光路の切り替えは、熱光学位相器１０６の薄
膜ヒーター１０７（１１１に同等）に電力を印加するこ
とで行う。薄膜ヒーター１０７に電力を印加すると、光
導波路１０２の温度が変化し、熱光学効果による光導波
路１０２の屈折率が変化する。この屈折率変化により光
導波路１０２の光路長が変化し、熱光学位相器１０６を
通過する光の位相が変化する。それゆえ、熱光学位相器
１０６の薄膜ヒーター１０７（１１１に同等）に電力
を、位相をπ／２の整数倍変化させることで光路が切り
替わる。このπ／２の整数倍の位相変化は、方向性結合
器１０４及び１０５の間の２本の光導波路１０２及び１
０３の光路長差が、（切り替える光信号波長λ／２）の
整数倍で変化することに相当する。石英系ガラスの屈折
率は、温度に対して正の係数を持つので、熱光学位相器
１０６の位相と印加電力は、おおよそ正の傾きを持つ比
例関係で変化する。位相をπ／２変化させるための電力
は、約０．５Ｗである。この値は、光導波路の構造によ
って異なる。例えば、コア１０９の下部のクラッド厚を
厚くすることや、コア１０９の上部のクラッド厚を薄く
することにより小さな電力で同じ位相変化を起こすこと
ができる。
【０００６】図１１（Ａ）及び（Ｂ）に石英系電気光学
スイッチの２つの構成例を示し、図１２（Ａ）及び
（Ｂ）に各構成の電気光学光位相器の断面構造を示す。
図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電気光学スイッ
チ２０１と２０２は、図９のマッハ・ツェンダ光干渉計
の熱光学位相器を電気光学位相器に置き換えたものであ
る。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）の電気光学スイッチ
２０１と電気光学スイッチ２０２の違いは、電気光学位
相器２０７と電気光学位相器２０９の構成が異なる点で
ある。図１１（Ａ）の電気光学スイッチ２０１は、図９
と同様に、２本の光導波路２０３及び２０４と、２本の
光導波路２０３及び２０４を１箇所で近接させた方向性
結合器２０５及び２０６にて構成したマッハ・ツェンダ
光干渉計に、方向性結合器２０５及び２０６の間の光導
波路上（ここでは光導波路２０４）に薄膜電極２０７を
装苛した電気光学光位相器２０７により構成している。
図１１（Ａ）に示す電気光学光位相器２０７の断面Ｂ−
Ｂ′を図１２（Ａ）に示す。基板２１１上にコア２１２
とコアを囲むクラッド２１３により光導波路を形成し、
コア上部のクラッド表面に金属薄膜にて薄膜電極２１４
を形成している。基板は、薄膜電極２１４と対向する電
極とするために、低抵抗シリコン基板を用いている。
スイッチの２つの構成例を示し、図１２（Ａ）及び
（Ｂ）に各構成の電気光学光位相器の断面構造を示す。
図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電気光学スイッ
チ２０１と２０２は、図９のマッハ・ツェンダ光干渉計
の熱光学位相器を電気光学位相器に置き換えたものであ
る。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）の電気光学スイッチ
２０１と電気光学スイッチ２０２の違いは、電気光学位
相器２０７と電気光学位相器２０９の構成が異なる点で
ある。図１１（Ａ）の電気光学スイッチ２０１は、図９
と同様に、２本の光導波路２０３及び２０４と、２本の
光導波路２０３及び２０４を１箇所で近接させた方向性
結合器２０５及び２０６にて構成したマッハ・ツェンダ
光干渉計に、方向性結合器２０５及び２０６の間の光導
波路上（ここでは光導波路２０４）に薄膜電極２０７を
装苛した電気光学光位相器２０７により構成している。
図１１（Ａ）に示す電気光学光位相器２０７の断面Ｂ−
Ｂ′を図１２（Ａ）に示す。基板２１１上にコア２１２
とコアを囲むクラッド２１３により光導波路を形成し、
コア上部のクラッド表面に金属薄膜にて薄膜電極２１４
を形成している。基板は、薄膜電極２１４と対向する電
極とするために、低抵抗シリコン基板を用いている。
【０００７】図１１（Ｂ）の電気光学スイッチ２０２の
構成は、図１１（Ａ）の電気光学スイッチ２０１の電気
光学位相器２０７の構成が異なるもので、電気光学位相
器２０７の構成は、所定の間隔で光導波路２０４を挟む
ように平行に薄膜電極２０９，２１０を配置したもので
ある。図１１（Ｂ）に示す電気光学位相器２０９の断面
Ｃ−Ｃ′の構造を図１２（Ｂ）に示す。導波路構造は図
１２（Ａ）と同じであり、薄膜電極２１５，２１６は、
コア上部に所定の間隔を置いて一対の電極となるように
形成している。基板を電極として用いないので、高抵抗
シリコン基板や、石英基板等の絶縁性基板上に光位相器
２０９を形成できる。電気光学スイッチ２０１，２０２
の光路の切り替えは、電気光学位相器２０７，２０９に
電圧を印加することで行う。電気光学位相器２０７の薄
膜電極２１４（２０８）と基板２１１間、あるいは、薄
膜電極２０９と２１０間に電圧を印加することで、電気
光学効果により光導波路２０４の屈折率が変化し、電気
光学位相器２０７，２０９を通過する光の位相が変化す
る。位相をπ／２変化させるには、約１０００Ｖ〜数１
０００Ｖの電圧を印加する。この印加電圧の差は、ポー
リング方法、条件により異なる。ポーリングは、電気光
学効果（電気光学定数）を大きくするためのものであ
り、印加電圧を低減することができる。ポーリングとし
ては、電界を印加したまま温度を上げる熱ポーリング、
電界を印加したまま外部より紫外レーザー光を照射する
光ポーリング、電界を印加したまま紫外レーザー光を光
導波路を伝播させる伝播照射光ポーリング等がある。伝
播照射ポーリング（電気光学定数：１〜６ｐｍ／Ｖ）
は、熱ポーリング（電気光学定数：〜０．０５ｐｍ／Ｖ
オーダー）に比べて、印加電圧を低減できる。
構成は、図１１（Ａ）の電気光学スイッチ２０１の電気
光学位相器２０７の構成が異なるもので、電気光学位相
器２０７の構成は、所定の間隔で光導波路２０４を挟む
ように平行に薄膜電極２０９，２１０を配置したもので
ある。図１１（Ｂ）に示す電気光学位相器２０９の断面
Ｃ−Ｃ′の構造を図１２（Ｂ）に示す。導波路構造は図
１２（Ａ）と同じであり、薄膜電極２１５，２１６は、
コア上部に所定の間隔を置いて一対の電極となるように
形成している。基板を電極として用いないので、高抵抗
シリコン基板や、石英基板等の絶縁性基板上に光位相器
２０９を形成できる。電気光学スイッチ２０１，２０２
の光路の切り替えは、電気光学位相器２０７，２０９に
電圧を印加することで行う。電気光学位相器２０７の薄
膜電極２１４（２０８）と基板２１１間、あるいは、薄
膜電極２０９と２１０間に電圧を印加することで、電気
光学効果により光導波路２０４の屈折率が変化し、電気
光学位相器２０７，２０９を通過する光の位相が変化す
る。位相をπ／２変化させるには、約１０００Ｖ〜数１
０００Ｖの電圧を印加する。この印加電圧の差は、ポー
リング方法、条件により異なる。ポーリングは、電気光
学効果（電気光学定数）を大きくするためのものであ
り、印加電圧を低減することができる。ポーリングとし
ては、電界を印加したまま温度を上げる熱ポーリング、
電界を印加したまま外部より紫外レーザー光を照射する
光ポーリング、電界を印加したまま紫外レーザー光を光
導波路を伝播させる伝播照射光ポーリング等がある。伝
播照射ポーリング（電気光学定数：１〜６ｐｍ／Ｖ）
は、熱ポーリング（電気光学定数：〜０．０５ｐｍ／Ｖ
オーダー）に比べて、印加電圧を低減できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
光学位相器を用いた光回路、たとえば、上記の熱光学ス
イッチは、所定のスイッチの光位相器のヒーターに継続
的な電力を印加する必要があり、熱光学スイッチを組み
合わせた大規模なマトリクススイッチや、熱光学スイッ
チを複数集積したスイッチアレイでは、消費電力が極め
て大きくなる問題がある。また、電気光学位相器を用い
た光回路、例えば、電気光学スイッチでは、熱光学スイ
ッチに比べて消費電力は少ないものの、電気光学位相器
の駆動電圧が約１０００Ｖ〜数１０００Ｖの高電圧を継
続的に印加する必要があり、実用的でない。
光学位相器を用いた光回路、たとえば、上記の熱光学ス
イッチは、所定のスイッチの光位相器のヒーターに継続
的な電力を印加する必要があり、熱光学スイッチを組み
合わせた大規模なマトリクススイッチや、熱光学スイッ
チを複数集積したスイッチアレイでは、消費電力が極め
て大きくなる問題がある。また、電気光学位相器を用い
た光回路、例えば、電気光学スイッチでは、熱光学スイ
ッチに比べて消費電力は少ないものの、電気光学位相器
の駆動電圧が約１０００Ｖ〜数１０００Ｖの高電圧を継
続的に印加する必要があり、実用的でない。
【０００９】本発明の目的は、規模拡大にともなう熱光
学スイッチの消費電力増化や、電気光学スイッチの実用
的でない高い印加電圧を低減し、低消費電力及び低印加
電圧で動作する光回路を提供することにある。
学スイッチの消費電力増化や、電気光学スイッチの実用
的でない高い印加電圧を低減し、低消費電力及び低印加
電圧で動作する光回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の［請求項１］の光位相器の発明は、基板上にコア及
びそのコアを囲むクラッドよりなり、コアの屈折率がク
ラッドの屈折率よりも高い光導波路と、その光導波路に
熱をかけるための薄膜ヒーターを光導波路上部近傍に装
苛した光位相器において、上記薄膜ヒーター近傍のクラ
ッドの屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くす
ることを特徴とする。
明の［請求項１］の光位相器の発明は、基板上にコア及
びそのコアを囲むクラッドよりなり、コアの屈折率がク
ラッドの屈折率よりも高い光導波路と、その光導波路に
熱をかけるための薄膜ヒーターを光導波路上部近傍に装
苛した光位相器において、上記薄膜ヒーター近傍のクラ
ッドの屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くす
ることを特徴とする。
【００１１】［請求項２］の発明は、基板上にコア及び
そのコアを囲むクラッドよりなり、コアの屈折率がクラ
ッドの屈折率よりも高い光導波路と、その光導波路に電
界をかけるための薄膜電極を光導波路上部近傍に装苛し
た光位相器において、上記薄膜電極近傍あるいは基板近
傍のクラッドの屈折率の少なくとも一方をコア近傍のク
ラッドの屈折率より低くすることを特徴とする。
そのコアを囲むクラッドよりなり、コアの屈折率がクラ
ッドの屈折率よりも高い光導波路と、その光導波路に電
界をかけるための薄膜電極を光導波路上部近傍に装苛し
た光位相器において、上記薄膜電極近傍あるいは基板近
傍のクラッドの屈折率の少なくとも一方をコア近傍のク
ラッドの屈折率より低くすることを特徴とする。
【００１２】［請求項３］の発明は、請求項２の光位相
器において、上記薄膜電極近傍及び基板近傍のクラッド
の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くするこ
とを特徴とする。ここで、上記薄膜電極近傍のクラッド
の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くするよ
うにするとよい。
器において、上記薄膜電極近傍及び基板近傍のクラッド
の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くするこ
とを特徴とする。ここで、上記薄膜電極近傍のクラッド
の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くするよ
うにするとよい。
【００１３】［請求項４］の発明は、基板上にコア及び
そのコアを囲むクラッドよりなり、コアの屈折率がクラ
ッドの屈折率よりも高い光導波路において、コアの両側
に電極を形成したことを特徴とする。
そのコアを囲むクラッドよりなり、コアの屈折率がクラ
ッドの屈折率よりも高い光導波路において、コアの両側
に電極を形成したことを特徴とする。
【００１４】［請求項５］の発明は、請求項４記載の光
位相器において、上記電極近傍のクラッドの少なくとも
一方の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くす
ることを特徴とする。ここで、上記電極近傍のクラッド
の両方の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低く
するようにするとよい。
位相器において、上記電極近傍のクラッドの少なくとも
一方の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くす
ることを特徴とする。ここで、上記電極近傍のクラッド
の両方の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低く
するようにするとよい。
【００１５】［請求項６］の発明は、請求項１〜５記載
のいずれか一項の光位相器において、光導波路が石英系
ガラスよりなることを特徴とする。
のいずれか一項の光位相器において、光導波路が石英系
ガラスよりなることを特徴とする。
【００１６】［請求項７］の発明は、請求項６記載の光
位相器において、上記コアにＧｅＯ 2 が添加されている
ことを特徴とする。
位相器において、上記コアにＧｅＯ 2 が添加されている
ことを特徴とする。
【００１７】［請求項８］の発明は、請求項７記載の光
位相器において、上記基板に平行な方向、あるいは、基
板に垂直方向に複数のＧｅＯ2 濃度が異なる層より形成
した多層コアよりなることを特徴とする。
位相器において、上記基板に平行な方向、あるいは、基
板に垂直方向に複数のＧｅＯ2 濃度が異なる層より形成
した多層コアよりなることを特徴とする。
【００１８】［請求項９］の発明は、請求項６〜８記載
のいずれか一項の光位相器において、光導波路のクラッ
ドにＧｅＯ2 が添加されていることを特徴とする。
のいずれか一項の光位相器において、光導波路のクラッ
ドにＧｅＯ2 が添加されていることを特徴とする。
【００１９】［請求項１０］の光導波路の発明は、請求
項１〜９記載のいずれか一項の光位相器を具えたことを
特徴とする。
項１〜９記載のいずれか一項の光位相器を具えたことを
特徴とする。
【００２０】［請求項１１］の導波型マッハ・ツェンダ
光干渉計からなる光導波回路の発明は、請求項１０記載
の導波型光回路において、導波型マッハ・ツェンダ光干
渉計の結合器間の導波路の少なくとも一方の導波路に光
位相器を具備したことを特徴とする。
光干渉計からなる光導波回路の発明は、請求項１０記載
の導波型光回路において、導波型マッハ・ツェンダ光干
渉計の結合器間の導波路の少なくとも一方の導波路に光
位相器を具備したことを特徴とする。
【００２１】［請求項１２］のアレイ導波路格子からな
る光導波回路の発明は、請求項１０記載の導波型光回路
において、アレイ導波路格子のスラブ導波路間のアレイ
導波路の少なくとも一本の導波路に光位相器を具備した
ことを特徴とする。
る光導波回路の発明は、請求項１０記載の導波型光回路
において、アレイ導波路格子のスラブ導波路間のアレイ
導波路の少なくとも一本の導波路に光位相器を具備した
ことを特徴とする。
【００２２】［請求項１３］の光スイッチとなる光導波
回路の発明は、導波型マッハ・ツェンダ光干渉計からな
る導波型光回路において、使用する波長がλであり、光
結合器間の２本の導波路の両方に光位相器を具備し、光
結合器間の２本の光路長差がおおよそλ／４であり、２
つの光位相器の少なくとも一方を動作させ、光路長差を
λ／２xi（ｉ：整数）となるように光位相器を設定する
ことで光路を切り替えることを特徴とする。
回路の発明は、導波型マッハ・ツェンダ光干渉計からな
る導波型光回路において、使用する波長がλであり、光
結合器間の２本の導波路の両方に光位相器を具備し、光
結合器間の２本の光路長差がおおよそλ／４であり、２
つの光位相器の少なくとも一方を動作させ、光路長差を
λ／２xi（ｉ：整数）となるように光位相器を設定する
ことで光路を切り替えることを特徴とする。
【００２３】［請求項１４］の光導波路の発明は、請求
項１３において、請求項１０記載の光位相器を具備した
ことを特徴とする。
項１３において、請求項１０記載の光位相器を具備した
ことを特徴とする。
【００２４】［請求項１５］の光スイッチとなる光導波
回路の発明は、アレイ導波路格子において、スラブ導波
路間のアレイ導波路の少なくとも２つの導波路にそれぞ
れ少なくとも２つの光位相器を具備し、導波路アレイ間
の少なくとも２つの導波路の光路長差を、各導波路の一
方の光位相器では、増加させ、他方の光位相器では、減
少させることを特徴とする。
回路の発明は、アレイ導波路格子において、スラブ導波
路間のアレイ導波路の少なくとも２つの導波路にそれぞ
れ少なくとも２つの光位相器を具備し、導波路アレイ間
の少なくとも２つの導波路の光路長差を、各導波路の一
方の光位相器では、増加させ、他方の光位相器では、減
少させることを特徴とする。
【００２５】［請求項１６］の光導波路の発明は、請求
項１５において、請求項１０記載の光位相器を具備した
ことを特徴とする。
項１５において、請求項１０記載の光位相器を具備した
ことを特徴とする。
【００２６】
【作用】熱光学光位相器の薄膜ヒーターのクラッドの屈
折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くすることに
より、コアを伝播する光が薄膜ヒーターにより損失を生
じさせることなく薄膜ヒーターとコア間のクラッドの厚
みを薄くでき、薄膜ヒーターとコアを近接させることが
できる。薄膜ヒーターとコアを近接できることは、コア
の温度を薄膜ヒーターの加熱温度により近づけることが
できることから、効率よくコアの温度を変化させること
ができ、低電力で位相を変化させることができる。これ
により、本発明の目的である低消費電力の光回路を提供
することができる。
折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くすることに
より、コアを伝播する光が薄膜ヒーターにより損失を生
じさせることなく薄膜ヒーターとコア間のクラッドの厚
みを薄くでき、薄膜ヒーターとコアを近接させることが
できる。薄膜ヒーターとコアを近接できることは、コア
の温度を薄膜ヒーターの加熱温度により近づけることが
できることから、効率よくコアの温度を変化させること
ができ、低電力で位相を変化させることができる。これ
により、本発明の目的である低消費電力の光回路を提供
することができる。
【００２７】電気光学位相器の薄膜電極近傍のクラッド
の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くするこ
とにより、コアを伝播する光が薄膜電極により損失を生
じさせることなく薄膜電極とコア間のクラッドの厚みを
薄くできる。また、基板近傍のクラッドの屈折率をコア
近傍のクラッドの屈折率より低くすることで、コアを伝
播する光が基板により損失を生じさせることなく、基板
とコア間のクラッドの厚みを薄くでき、薄膜電極と基板
の間隔を狭くできる。図１２（Ｂ）の構造をもつ電気光
学位相器では、コアを薄膜電極に近接させることで、コ
アにかかる電界強度を高くできることから、低電圧で位
相器の位相を変化させることができる。また、図１２
（Ａ）の構造をもつ電気光学位相器では、薄膜電極と基
板の間隔を狭くできることから、コアにかかる電界を低
電圧で実現でき、位相器の位相を低電圧で変化させるこ
とができる。これらにより、本発明の目的である低印加
電圧の光回路を提供することができる。
の屈折率をコア近傍のクラッドの屈折率より低くするこ
とにより、コアを伝播する光が薄膜電極により損失を生
じさせることなく薄膜電極とコア間のクラッドの厚みを
薄くできる。また、基板近傍のクラッドの屈折率をコア
近傍のクラッドの屈折率より低くすることで、コアを伝
播する光が基板により損失を生じさせることなく、基板
とコア間のクラッドの厚みを薄くでき、薄膜電極と基板
の間隔を狭くできる。図１２（Ｂ）の構造をもつ電気光
学位相器では、コアを薄膜電極に近接させることで、コ
アにかかる電界強度を高くできることから、低電圧で位
相器の位相を変化させることができる。また、図１２
（Ａ）の構造をもつ電気光学位相器では、薄膜電極と基
板の間隔を狭くできることから、コアにかかる電界を低
電圧で実現でき、位相器の位相を低電圧で変化させるこ
とができる。これらにより、本発明の目的である低印加
電圧の光回路を提供することができる。
【００２８】電気光学位相器の電極をコアの両側に配置
することにより、基板を電極として用いることなく、か
つ、図１２（Ａ）の構造に比例して電界強度の高いよい
領域にコアを配置できることによる低電圧化が図れる。
さらに、電極近傍のクラッドの屈折率をコア近傍の屈折
率より低くすることで、コアを伝播する光が薄膜電極に
より損失を生じさせることなく、薄膜電極間の間隔を狭
くできることから、コアに掛かる電界強度を高くでき、
低電圧化が図れる。これらにより、本発明の目的である
低印加電圧の光回路を提供することができる。
することにより、基板を電極として用いることなく、か
つ、図１２（Ａ）の構造に比例して電界強度の高いよい
領域にコアを配置できることによる低電圧化が図れる。
さらに、電極近傍のクラッドの屈折率をコア近傍の屈折
率より低くすることで、コアを伝播する光が薄膜電極に
より損失を生じさせることなく、薄膜電極間の間隔を狭
くできることから、コアに掛かる電界強度を高くでき、
低電圧化が図れる。これらにより、本発明の目的である
低印加電圧の光回路を提供することができる。
【００２９】また、石英系光導波路では、電気光学位相
器の位相を変えるのに必要な印加電圧は、コアにＧｅＯ
2 を添加することで低減できる。その印加電圧は、Ｇｅ
Ｏ2濃度にほぼ比例して減少させることができ、その傾
きは−１より大きいことから、ＧｅＯ2 濃度が高いほど
効率よく印加電圧を低減できる。それゆえ、コアをＧｅ
Ｏ2 濃度の異なる複数の層により形成することで、屈折
率を増加させるドーパントであるＧｅＯ2 濃度の高い部
分を有しながら、クラッドとコアの比屈折率差を所定の
値にできる。これにより、コア内のＧｅＯ2 濃度が均一
な電気光学光位相器に比べて、位相を低電圧で変化で
き、本発明の目的である低印加電圧の光回路を提供する
ことができる。
器の位相を変えるのに必要な印加電圧は、コアにＧｅＯ
2 を添加することで低減できる。その印加電圧は、Ｇｅ
Ｏ2濃度にほぼ比例して減少させることができ、その傾
きは−１より大きいことから、ＧｅＯ2 濃度が高いほど
効率よく印加電圧を低減できる。それゆえ、コアをＧｅ
Ｏ2 濃度の異なる複数の層により形成することで、屈折
率を増加させるドーパントであるＧｅＯ2 濃度の高い部
分を有しながら、クラッドとコアの比屈折率差を所定の
値にできる。これにより、コア内のＧｅＯ2 濃度が均一
な電気光学光位相器に比べて、位相を低電圧で変化で
き、本発明の目的である低印加電圧の光回路を提供する
ことができる。
【００３０】また、クラッドの屈折率を高くすること
は、クラッドとコアの比屈折率差を所定の値にしたま
ま、コアのＧｅＯ2 濃度を高くでき、電気光学位相器の
位相を変える電圧を低減でき、本発明の目的である低駆
動電圧の光回路を提供することができる。
は、クラッドとコアの比屈折率差を所定の値にしたま
ま、コアのＧｅＯ2 濃度を高くでき、電気光学位相器の
位相を変える電圧を低減でき、本発明の目的である低駆
動電圧の光回路を提供することができる。
【００３１】また、クラッドにＧｅＯ2 をドープするこ
とで、コアを伝播する光が感じるコア近傍のクラッドの
屈折率を電気光学効果により効率よく変化させることが
でき、電気光学位相器の位相を変える電圧を低減でき、
本発明の目的である低駆動電圧の光回路を提供すること
ができる。
とで、コアを伝播する光が感じるコア近傍のクラッドの
屈折率を電気光学効果により効率よく変化させることが
でき、電気光学位相器の位相を変える電圧を低減でき、
本発明の目的である低駆動電圧の光回路を提供すること
ができる。
【００３２】導波型光回路の中で、マッハ・ツェンダ光
干渉計及びアレイ導波路格子において、特性の調整、光
路の切り替えのために光位相器を具備することが多く、
上記、構造の位相器を具備することは、本発明の目的で
ある低消費電力あるいは低駆動電圧の光回路を提供する
ことになる。
干渉計及びアレイ導波路格子において、特性の調整、光
路の切り替えのために光位相器を具備することが多く、
上記、構造の位相器を具備することは、本発明の目的で
ある低消費電力あるいは低駆動電圧の光回路を提供する
ことになる。
【００３３】導波型マッハ・ツェンダ光干渉計からなる
導波型光回路において、光路長差を使用する波長λの約
１／４にし、２つの光位相器の少なくとも一方を動作さ
せ光路長差のλ／２xi（ｉ：整数）となるようにして光
路を切り替える光スイッチでは、光位相器の位相を約π
／４（約λ／４に相当）変化させればよく、従来の位相
をπ／２変えるのに比べて、半分ですみ、本発明の目的
である低消費電力あるいは低駆動電圧の光回路を提供す
ることになる。また、本発明の光位相器と組み合わせる
ことで、さらに低消費電力あるいは低駆動電圧の光回路
を提供することができる。
導波型光回路において、光路長差を使用する波長λの約
１／４にし、２つの光位相器の少なくとも一方を動作さ
せ光路長差のλ／２xi（ｉ：整数）となるようにして光
路を切り替える光スイッチでは、光位相器の位相を約π
／４（約λ／４に相当）変化させればよく、従来の位相
をπ／２変えるのに比べて、半分ですみ、本発明の目的
である低消費電力あるいは低駆動電圧の光回路を提供す
ることになる。また、本発明の光位相器と組み合わせる
ことで、さらに低消費電力あるいは低駆動電圧の光回路
を提供することができる。
【００３４】アレイ導波路格子において、導波路アレイ
に導波路間の位相差を一方は増加させ、他方は減少させ
る２つの光位相器を具備することで、光路を全出力ポー
ト切り替えるのに必要であった位相変化をその半分の位
相変化で実現でき、本発明の目的である低消費電力ある
いは低駆動電圧の光回路を提供することになる。また、
本発明の光位相器と組み合わせることで、さらに低消費
電力あるいは低駆動電圧の光回路を提供することができ
る。
に導波路間の位相差を一方は増加させ、他方は減少させ
る２つの光位相器を具備することで、光路を全出力ポー
ト切り替えるのに必要であった位相変化をその半分の位
相変化で実現でき、本発明の目的である低消費電力ある
いは低駆動電圧の光回路を提供することになる。また、
本発明の光位相器と組み合わせることで、さらに低消費
電力あるいは低駆動電圧の光回路を提供することができ
る。
【００３５】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施形態について述
べるが、本発明はこれに限定されるものではない。
べるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】［実施の形態１］図１は本発明の光位相器
の第１の実施形態を示すもので、熱光学位相器の断面構
造である。基板３０１にシリコン基板を用い、コア３０
２及び高屈折率クラッド３０３及び低屈折率クラッド３
０４は石英系ガラスにより形成し、薄膜ヒーター３０５
はＣｒ金属薄膜により形成している。コア３０２は、高
屈折率クラッド３０３に対する比屈折率差は０．７５％
であり、寸法が６μｍ×６μｍである。低屈折率クラッ
ド３０４の屈折率は、石英ガラスと同等とし、コア３０
２との比屈折率差で１．５％とし、厚さは２μｍとし
た。高屈折率クラッド３０３の厚さは、コア下端で２０
μｍ、コア上端で３μｍとした。薄膜ヒーターは、長さ
５ｍｍ、幅５０μｍとした。本実施の形態では、この位
相器を有する図９に示す熱光学スイッチを形成した。
の第１の実施形態を示すもので、熱光学位相器の断面構
造である。基板３０１にシリコン基板を用い、コア３０
２及び高屈折率クラッド３０３及び低屈折率クラッド３
０４は石英系ガラスにより形成し、薄膜ヒーター３０５
はＣｒ金属薄膜により形成している。コア３０２は、高
屈折率クラッド３０３に対する比屈折率差は０．７５％
であり、寸法が６μｍ×６μｍである。低屈折率クラッ
ド３０４の屈折率は、石英ガラスと同等とし、コア３０
２との比屈折率差で１．５％とし、厚さは２μｍとし
た。高屈折率クラッド３０３の厚さは、コア下端で２０
μｍ、コア上端で３μｍとした。薄膜ヒーターは、長さ
５ｍｍ、幅５０μｍとした。本実施の形態では、この位
相器を有する図９に示す熱光学スイッチを形成した。
【００３７】本実施の形態の位相器を有する熱光学スイ
ッチは次のように製造した。基板３０１としてシリコン
基板を用い、基板３０１上に火炎堆積法により石英系下
部クラッド層（コア下部のクラッド）とコア層を形成す
る。下部クラッド層及びコア層には、屈折率を高めるた
めにＧｅＯ2 がそれぞれ７．５ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％
添加されており、透明化温度を下げるために微量のＢ2
Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 を添加している。次に、コア層の不要部
分を反応性イオンエッチング法により除去し、リッジ状
のコアを形成した後、コアをおおうように下部クラッド
と同等の屈折率を有する上部クラッドを火炎堆積法によ
り形成する。この下部クラッドと上部クラッドにより、
高屈折率クラッド３０３が構成される。この高屈折率ク
ラッド３０３の上部に火炎堆積法により低屈折率クラッ
ド３０４を形成する。低屈折率クラッド３０４には、Ｇ
ｅＯ2 を添加していない。下部クラッド層とコア層、及
び、上部クラッド層とその上に形成した低屈折率クラッ
ド層の形成には、個別に２層を形成しても良く、あるい
は、２層を連続で形成しても良い。そして、低屈折率ク
ラッド３０４上部にＣｒ薄膜金属を蒸着・加工して薄膜
ヒーター３０５を形成した。作製した熱光学スイッチの
波長１．５μｍ信号光の光路を切り替えるのに必要な電
力は４０ｍＷであった。
ッチは次のように製造した。基板３０１としてシリコン
基板を用い、基板３０１上に火炎堆積法により石英系下
部クラッド層（コア下部のクラッド）とコア層を形成す
る。下部クラッド層及びコア層には、屈折率を高めるた
めにＧｅＯ2 がそれぞれ７．５ｍｏｌ％、１５ｍｏｌ％
添加されており、透明化温度を下げるために微量のＢ2
Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 を添加している。次に、コア層の不要部
分を反応性イオンエッチング法により除去し、リッジ状
のコアを形成した後、コアをおおうように下部クラッド
と同等の屈折率を有する上部クラッドを火炎堆積法によ
り形成する。この下部クラッドと上部クラッドにより、
高屈折率クラッド３０３が構成される。この高屈折率ク
ラッド３０３の上部に火炎堆積法により低屈折率クラッ
ド３０４を形成する。低屈折率クラッド３０４には、Ｇ
ｅＯ2 を添加していない。下部クラッド層とコア層、及
び、上部クラッド層とその上に形成した低屈折率クラッ
ド層の形成には、個別に２層を形成しても良く、あるい
は、２層を連続で形成しても良い。そして、低屈折率ク
ラッド３０４上部にＣｒ薄膜金属を蒸着・加工して薄膜
ヒーター３０５を形成した。作製した熱光学スイッチの
波長１．５μｍ信号光の光路を切り替えるのに必要な電
力は４０ｍＷであった。
【００３８】比較のため図１０に示す従来構造の熱光学
位相器を有する光スイッチを作製した。コア１０９は、
クラッド１１０に対する比屈折率差は０．７５％であ
り、寸法が６μｍ×６μｍである。クラッド１１０の屈
折率は、石英ガラスと同等とし、厚さは、コア下端で２
０μｍ、コア上端で２５μｍとした。薄膜ヒーターは、
長さ５ｍｍ、幅５０μｍとした。この従来構成にて、波
長１．５μｍ信号光の光スイッチの光路を切り替えるの
に必要な電力は６００ｍＷであった。これにより、本発
明の光位相器の構成により光位相器への印加電力の低減
を図れ、本光位相器を用いた光回路の消費電力を低減で
きることがわかる。
位相器を有する光スイッチを作製した。コア１０９は、
クラッド１１０に対する比屈折率差は０．７５％であ
り、寸法が６μｍ×６μｍである。クラッド１１０の屈
折率は、石英ガラスと同等とし、厚さは、コア下端で２
０μｍ、コア上端で２５μｍとした。薄膜ヒーターは、
長さ５ｍｍ、幅５０μｍとした。この従来構成にて、波
長１．５μｍ信号光の光スイッチの光路を切り替えるの
に必要な電力は６００ｍＷであった。これにより、本発
明の光位相器の構成により光位相器への印加電力の低減
を図れ、本光位相器を用いた光回路の消費電力を低減で
きることがわかる。
【００３９】［実施の形態２］図２は本発明の光位相器
の第２の実施形態を示すもので、電気光学位相器の断面
構造である。基板４０１に高抵抗シリコン基板を用い、
コア４０２及び高屈折率クラッド４０３及び低屈折率ク
ラッド４０４は石英系ガラスにより形成し、薄膜電極４
０５，４０６は、Ｐｔ金属薄膜により形成した。導波路
パラメータは実施例１と同じとした。薄膜電極は、長さ
３００ｍｍであり、薄膜電極４０５，４０６の間隔は１
０μｍである。
の第２の実施形態を示すもので、電気光学位相器の断面
構造である。基板４０１に高抵抗シリコン基板を用い、
コア４０２及び高屈折率クラッド４０３及び低屈折率ク
ラッド４０４は石英系ガラスにより形成し、薄膜電極４
０５，４０６は、Ｐｔ金属薄膜により形成した。導波路
パラメータは実施例１と同じとした。薄膜電極は、長さ
３００ｍｍであり、薄膜電極４０５，４０６の間隔は１
０μｍである。
【００４０】本実施の形態では、この位相器を有する図
１１（Ｂ）に示す電気光学スイッチを形成した。本実施
の形態の位相器を有する電気光学スイッチは、実施例１
と同じ手順で作製した。本実施例ではＣｒの代わりにＰ
ｔを用いたことが異なる。電極形成の後、電気炉中に
て、薄膜電極４０５，４０６に高電界を印加する熱ポー
リングを行った。波長１．３μｍの信号光の光路を切り
替えるのに必要な電圧は４００Ｖであった。比較のた
め、図１２（Ｂ）に示す電気光学位相器の構造を有する
光スイッチを作製した。コア２０２は、クラッド２１３
に対する比屈折率差は０．７５％であり、寸法が６μｍ
×６μｍである。クラッド２１３の屈折率は、石英ガラ
スと同等とし、厚さは、コア下端で２０μｍ、コア上端
で１３μｍとした。薄膜電極は、長さ３００ｍｍであ
り、薄膜電極２１５，２１６の間隔は１０μｍである。
この従来構成の光スイッチにて波長１．３μｍの信号光
の光路を切り替えるのに必要な電圧は１７００Ｖであっ
た。本実施例で低印加電圧化ができたのは、従来に比例
して、コアと電極が近接し、コアのＧｅＯ2 濃度が２倍
になったことによる。本発明の光位相器の構成により光
位相器への印加電圧を低減でき、本光位相器を用いた光
回路の低印加電圧化ができる。
１１（Ｂ）に示す電気光学スイッチを形成した。本実施
の形態の位相器を有する電気光学スイッチは、実施例１
と同じ手順で作製した。本実施例ではＣｒの代わりにＰ
ｔを用いたことが異なる。電極形成の後、電気炉中に
て、薄膜電極４０５，４０６に高電界を印加する熱ポー
リングを行った。波長１．３μｍの信号光の光路を切り
替えるのに必要な電圧は４００Ｖであった。比較のた
め、図１２（Ｂ）に示す電気光学位相器の構造を有する
光スイッチを作製した。コア２０２は、クラッド２１３
に対する比屈折率差は０．７５％であり、寸法が６μｍ
×６μｍである。クラッド２１３の屈折率は、石英ガラ
スと同等とし、厚さは、コア下端で２０μｍ、コア上端
で１３μｍとした。薄膜電極は、長さ３００ｍｍであ
り、薄膜電極２１５，２１６の間隔は１０μｍである。
この従来構成の光スイッチにて波長１．３μｍの信号光
の光路を切り替えるのに必要な電圧は１７００Ｖであっ
た。本実施例で低印加電圧化ができたのは、従来に比例
して、コアと電極が近接し、コアのＧｅＯ2 濃度が２倍
になったことによる。本発明の光位相器の構成により光
位相器への印加電圧を低減でき、本光位相器を用いた光
回路の低印加電圧化ができる。
【００４１】［実施の形態３］図３は本発明の光位相器
の第３の実施形態を示すもので、電気光学位相器の断面
構造である。基板５０１に低抵抗シリコン基板を用い、
コア５０２及び高屈折率クラッド５０３及び低屈折率ク
ラッド５０４，５０５は石英系ガラスにより形成し、薄
膜電極５０６は、Ｐｔ金属薄膜により形成した。コア５
０２は、高屈折率クラッド５０３に対する比屈折率差は
１．５％であり、寸法が４μｍ×４μｍである。低屈折
率クラッド５０４，５０５の屈折率は、石英ガラスと同
等とし、コア５０２との比屈折率差で３％とし、厚さは
１．５μｍとした。高屈折率クラッド５０３の厚さは、
コア上下端から２．５μｍとした。薄膜電極は、長さ３
００ｍｍである。本実施の形態では、この位相器を有す
る図１１（Ａ）に示す電気光学スイッチを形成した。本
実施の形態の位相器を有する電気光学スイッチは、基板
上に低屈折率クラッド層５０５を火炎堆積法により形成
した後、実施例１と同じ手順で作製した。低屈折率クラ
ッド層、下部クラッド層とコア層の形成は、３層を個別
に形成しても良く、連続で形成しても良い。高屈折率ク
ラッド５０３及びコア５０２には、屈折率を高めるため
にＧｅＯ2 がそれぞれ１５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％添加
されており、コア５０２、高屈折率クラッド５０３、及
び低屈折率クラッド５０４，５０５には透明化温度を下
げるために微量のＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 を添加している。
電極形成の後、電気炉中にて、薄膜電極５０６に高電界
を印加する熱ポーリングを行なった。波長１．３μｍの
信号光の光路を切りえるのに必要な電圧は３５０Ｖであ
った。
の第３の実施形態を示すもので、電気光学位相器の断面
構造である。基板５０１に低抵抗シリコン基板を用い、
コア５０２及び高屈折率クラッド５０３及び低屈折率ク
ラッド５０４，５０５は石英系ガラスにより形成し、薄
膜電極５０６は、Ｐｔ金属薄膜により形成した。コア５
０２は、高屈折率クラッド５０３に対する比屈折率差は
１．５％であり、寸法が４μｍ×４μｍである。低屈折
率クラッド５０４，５０５の屈折率は、石英ガラスと同
等とし、コア５０２との比屈折率差で３％とし、厚さは
１．５μｍとした。高屈折率クラッド５０３の厚さは、
コア上下端から２．５μｍとした。薄膜電極は、長さ３
００ｍｍである。本実施の形態では、この位相器を有す
る図１１（Ａ）に示す電気光学スイッチを形成した。本
実施の形態の位相器を有する電気光学スイッチは、基板
上に低屈折率クラッド層５０５を火炎堆積法により形成
した後、実施例１と同じ手順で作製した。低屈折率クラ
ッド層、下部クラッド層とコア層の形成は、３層を個別
に形成しても良く、連続で形成しても良い。高屈折率ク
ラッド５０３及びコア５０２には、屈折率を高めるため
にＧｅＯ2 がそれぞれ１５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％添加
されており、コア５０２、高屈折率クラッド５０３、及
び低屈折率クラッド５０４，５０５には透明化温度を下
げるために微量のＢ2 Ｏ3 とＰ2 Ｏ5 を添加している。
電極形成の後、電気炉中にて、薄膜電極５０６に高電界
を印加する熱ポーリングを行なった。波長１．３μｍの
信号光の光路を切りえるのに必要な電圧は３５０Ｖであ
った。
【００４２】比較のため、図１２（Ａ）に示す電気光学
位相器の構造を有する光スイッチを作製した。コア２１
２は、クラッド２１３に対する比屈折率差は１．５％で
あり、寸法が４μｍ×４μｍである。クラッド２１３の
屈折率は、石英ガラスと同等とし、厚さは、コア下端で
１０μｍ、コア上端で１０μｍとした。薄膜電極は、長
さ３００ｍｍである。この従来構成の光スイッチの光路
を切り替えるのに必要な電圧は７００Ｖであった。これ
により、本発明の位相器の構成により位相器への印加電
圧を低減でき、本位相器を用いた光回路の低印加電圧化
ができる。
位相器の構造を有する光スイッチを作製した。コア２１
２は、クラッド２１３に対する比屈折率差は１．５％で
あり、寸法が４μｍ×４μｍである。クラッド２１３の
屈折率は、石英ガラスと同等とし、厚さは、コア下端で
１０μｍ、コア上端で１０μｍとした。薄膜電極は、長
さ３００ｍｍである。この従来構成の光スイッチの光路
を切り替えるのに必要な電圧は７００Ｖであった。これ
により、本発明の位相器の構成により位相器への印加電
圧を低減でき、本位相器を用いた光回路の低印加電圧化
ができる。
【００４３】［実施の形態４］図４は本発明の光位相器
の第４の実施の形態を示すもので、電気光学位相器の断
面構造である。基板６０１にシリコン基板を用い、コア
６０２及び高屈折率クラッド６０５、及び低屈折率クラ
ッド６０６，６０７は石英系ガラスにより形成し、薄膜
電極６０７は、Ｐｔ金属薄膜により形成した。コア６０
４は、第１コア層６０２、及び、第２コア層６０３の多
層構造である。実施の形態３のコア５０２を多層構造の
コア６０４に置き換えたものである。コア６０４を構成
する第１コア層６０２、及び、第２コア層６０３の高屈
折率クラッド６０５との比屈折率差Δ、層厚ｔ、総数Ｎ
を、第１コア層６０２ Δ＝1.91％、ｔ＝0.42μｍ、Ｎ
＝７第２コア層６０３ Δ＝0.37％、ｔ＝0.18μｍ、Ｎ
＝６とし、高屈折率クラッド６０５とコアの比屈折率差
１．５％、コア寸法４μｍ×４μｍとした。他のパラメ
ータは、実施の形態３と同じである。本実施の形態で
は、この位相器を有する図１１（Ａ）に示す電気光学ス
イッチを形成した。
の第４の実施の形態を示すもので、電気光学位相器の断
面構造である。基板６０１にシリコン基板を用い、コア
６０２及び高屈折率クラッド６０５、及び低屈折率クラ
ッド６０６，６０７は石英系ガラスにより形成し、薄膜
電極６０７は、Ｐｔ金属薄膜により形成した。コア６０
４は、第１コア層６０２、及び、第２コア層６０３の多
層構造である。実施の形態３のコア５０２を多層構造の
コア６０４に置き換えたものである。コア６０４を構成
する第１コア層６０２、及び、第２コア層６０３の高屈
折率クラッド６０５との比屈折率差Δ、層厚ｔ、総数Ｎ
を、第１コア層６０２ Δ＝1.91％、ｔ＝0.42μｍ、Ｎ
＝７第２コア層６０３ Δ＝0.37％、ｔ＝0.18μｍ、Ｎ
＝６とし、高屈折率クラッド６０５とコアの比屈折率差
１．５％、コア寸法４μｍ×４μｍとした。他のパラメ
ータは、実施の形態３と同じである。本実施の形態で
は、この位相器を有する図１１（Ａ）に示す電気光学ス
イッチを形成した。
【００４４】本実施の形態の位相器を有する電気光学ス
イッチは、実施の形態３と同じ手順で作製した。多層構
造のコア６０４は、第１コア層にＧｅＯ2 を３４．１ｍ
ｏｌ％添加し、第２コア層はＧｅＯ2 を１８．７ｍｏｌ
％添加し、形成には火炎堆積法を用いた。波長１．３μ
ｍの信号光の光路を切りえるのに必要な電圧は１５０Ｖ
であった。実施の形態３よりさらに印加電圧を低減で
き、本位相器を用いた光回路の低印加電圧化ができる。
イッチは、実施の形態３と同じ手順で作製した。多層構
造のコア６０４は、第１コア層にＧｅＯ2 を３４．１ｍ
ｏｌ％添加し、第２コア層はＧｅＯ2 を１８．７ｍｏｌ
％添加し、形成には火炎堆積法を用いた。波長１．３μ
ｍの信号光の光路を切りえるのに必要な電圧は１５０Ｖ
であった。実施の形態３よりさらに印加電圧を低減で
き、本位相器を用いた光回路の低印加電圧化ができる。
【００４５】［実施の形態５］図５は本発明の光位相器
の第５の実施の形態を示すもので、電気光学位相器の断
面構造である。基板７０１に高抵抗シリコン基板を用
い、コア７０２及び高屈折率クラッド７０３、及び低屈
折率クラッド７０４，７０５は石英系ガラスにより形成
し、薄膜電極７０６，７０７は、コア７０２の両側に基
板７０１とほぼ垂直方向となるようにＰｔ金属薄膜によ
り形成した。実施の形態３では、基板５０１と薄膜電極
コア５０６を電極とし、基板に垂直方向に電界を掛ける
構成としたが、本実施例では、薄膜電極７０６，７０７
を電極とし、基板に水平方向に電界を掛ける構成とした
ことが異なる。コア７０２は、高屈折率クラッド７０３
に対する比屈折率差は１．５％であり、寸法が４μｍ×
４μｍである。低屈折率クラッド７０４，７０５の屈折
率は、石英ガラスと同等とし、コア７０２との比屈折率
差で３％とし、厚さは１．５μｍとした。高屈折率クラ
ッド７０３の厚さは、コア左右端から２．５とし、コア
上下端から１０μｍとした。薄膜電極は、長さ３００ｍ
ｍである。本実施の形態では、この位相器を有する図１
１（Ｂ）に示す電気光学スイッチを形成した。
の第５の実施の形態を示すもので、電気光学位相器の断
面構造である。基板７０１に高抵抗シリコン基板を用
い、コア７０２及び高屈折率クラッド７０３、及び低屈
折率クラッド７０４，７０５は石英系ガラスにより形成
し、薄膜電極７０６，７０７は、コア７０２の両側に基
板７０１とほぼ垂直方向となるようにＰｔ金属薄膜によ
り形成した。実施の形態３では、基板５０１と薄膜電極
コア５０６を電極とし、基板に垂直方向に電界を掛ける
構成としたが、本実施例では、薄膜電極７０６，７０７
を電極とし、基板に水平方向に電界を掛ける構成とした
ことが異なる。コア７０２は、高屈折率クラッド７０３
に対する比屈折率差は１．５％であり、寸法が４μｍ×
４μｍである。低屈折率クラッド７０４，７０５の屈折
率は、石英ガラスと同等とし、コア７０２との比屈折率
差で３％とし、厚さは１．５μｍとした。高屈折率クラ
ッド７０３の厚さは、コア左右端から２．５とし、コア
上下端から１０μｍとした。薄膜電極は、長さ３００ｍ
ｍである。本実施の形態では、この位相器を有する図１
１（Ｂ）に示す電気光学スイッチを形成した。
【００４６】本実施の形態の位相器を有する電気光学ス
イッチは次のように製造した。低屈折率クラッド層の形
成までは、実施の形態１と同じであり、情報上部クラッ
ド層を形成した後、低屈折率クラッド７０４，７０５、
及び、薄膜電極７０６，７０７を形成するための溝７０
８，７０９を形成し、スパッタ法により低屈折率クラッ
ド７０４，７０５、薄膜電極７０６，７０７を形成し
た。図に示していないが、溝７０８，７０９の低部，側
壁，高屈折率クラッドの上層に低屈折率クラッドの層が
できているが、本実施の形態の機能に影響はない。ま
た、同様に薄膜電極も形成されるが、不要な部分は除去
している。コア７０２に均一な電界を掛けるために、溝
７０８，７０９の深さは、コアの下部より下方の深さに
薄膜電極７０６，７０７が形成できる深さとし、溝７０
８，７０９の幅は、基板方向を変えながら膜形成をする
スパッタ法により溝７０８，７０９のコア側の側壁に低
屈折率クラッド７０４，７０５、及び、薄膜電極７０
６，７０７が形成できる幅が必要である。今回は、深さ
が２０μｍ、幅が３００μｍとした。高屈折率クラッド
７０３及びコア７０２には、屈折率を高めるためにＧｅ
Ｏ2 がそれぞれ１５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％添加されて
おり、コア７０２、高屈折率クラッド７０３、及び低屈
折率クラッド７０４，７０５には透明化温度を下げるた
めに微量のＢ2 Ｏ3とＰ2 Ｏ5 を添加している。電極形
成の後、電気炉中にて、薄膜電極７０６，７０７に高電
界を印加する熱ポーリングを行なった。波長１．３μｍ
の信号光の光路を切りえるのに必要な電圧は、実施の形
態３と同程度の３７０Ｖであった。
イッチは次のように製造した。低屈折率クラッド層の形
成までは、実施の形態１と同じであり、情報上部クラッ
ド層を形成した後、低屈折率クラッド７０４，７０５、
及び、薄膜電極７０６，７０７を形成するための溝７０
８，７０９を形成し、スパッタ法により低屈折率クラッ
ド７０４，７０５、薄膜電極７０６，７０７を形成し
た。図に示していないが、溝７０８，７０９の低部，側
壁，高屈折率クラッドの上層に低屈折率クラッドの層が
できているが、本実施の形態の機能に影響はない。ま
た、同様に薄膜電極も形成されるが、不要な部分は除去
している。コア７０２に均一な電界を掛けるために、溝
７０８，７０９の深さは、コアの下部より下方の深さに
薄膜電極７０６，７０７が形成できる深さとし、溝７０
８，７０９の幅は、基板方向を変えながら膜形成をする
スパッタ法により溝７０８，７０９のコア側の側壁に低
屈折率クラッド７０４，７０５、及び、薄膜電極７０
６，７０７が形成できる幅が必要である。今回は、深さ
が２０μｍ、幅が３００μｍとした。高屈折率クラッド
７０３及びコア７０２には、屈折率を高めるためにＧｅ
Ｏ2 がそれぞれ１５ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％添加されて
おり、コア７０２、高屈折率クラッド７０３、及び低屈
折率クラッド７０４，７０５には透明化温度を下げるた
めに微量のＢ2 Ｏ3とＰ2 Ｏ5 を添加している。電極形
成の後、電気炉中にて、薄膜電極７０６，７０７に高電
界を印加する熱ポーリングを行なった。波長１．３μｍ
の信号光の光路を切りえるのに必要な電圧は、実施の形
態３と同程度の３７０Ｖであった。
【００４７】［実施の形態６］図６は本発明の導波型光
回路の第６の実施の形態を示すもので、マッハ・ツェン
ダ干渉計で構成した熱光学スイッチ８０１の回路構成で
ある。熱光学スイッチ８０１の構成は、図９の熱光学ス
イッチ１０１の方向性結合器１０４，１０５間の２本の
導波路１０２，１０３に熱光学位相器を具備し、方向性
結合器１０４，１０５間の２本の導波路１０２，１０３
の光路長差を光路を切り替える信号のおおよそ中心とな
る波長λのおよそ１／４設けたことが異なる。すなわ
ち、２本の光導波路８０２及び８０３と、２本の光導波
路８０２及び８０３を２箇所で近接させた方向性結合器
８０４及び８０５にて３ｄＢ結合器とした構成であるマ
ッハ・ツェンダ光干渉計に、方向性結合器８０４及び８
０５の間の光導波路上に薄膜ヒーター８０７，８０９を
装苛して熱光学位相器８０６，８０８を形成した構成で
ある。光路を切り替える信号が１．５３μｍであるの
で、光導波路８０２は光導波型８０３に比べて、光路長
差で０．３８μｍ長くした。熱光学位相器８０６，８０
８は、実施の形態１と同じ熱光学位相器を用いた。入力
光を光導波路８０３に入力した場合、熱光学位相器８０
８の薄膜ヒーター８０９に０．２０Ｗの電力を印加する
と、光導波路８０２側が光路長差としてさらに０．３８
μｍ長くなり、光導波路８０２と８０３の位相差の大き
さがπ／２（λ／２に相当）となり、入力光は光導波路
７０３の出力に出射する。熱光学位相器８０６の薄膜ヒ
ーター８０７に０．２Ｗの電力を印加すると、光導波路
８０２と８０３の光路長差が０となり、光導波路８０２
と８０３の位相差が０となり、入力光は光導波路８０２
の出力に出射する。実施の形態１と比較すると、本実施
の形態により、光スイッチの光路切り替えに必要な印加
電力が低減しており、本発明の目的である導波型回路の
低消費電力化が図れることがわかる。熱光学位相器の代
わりに電気光学位相器を用いた場合は、従来構成に比較
して、印加電圧を半分にできる。
回路の第６の実施の形態を示すもので、マッハ・ツェン
ダ干渉計で構成した熱光学スイッチ８０１の回路構成で
ある。熱光学スイッチ８０１の構成は、図９の熱光学ス
イッチ１０１の方向性結合器１０４，１０５間の２本の
導波路１０２，１０３に熱光学位相器を具備し、方向性
結合器１０４，１０５間の２本の導波路１０２，１０３
の光路長差を光路を切り替える信号のおおよそ中心とな
る波長λのおよそ１／４設けたことが異なる。すなわ
ち、２本の光導波路８０２及び８０３と、２本の光導波
路８０２及び８０３を２箇所で近接させた方向性結合器
８０４及び８０５にて３ｄＢ結合器とした構成であるマ
ッハ・ツェンダ光干渉計に、方向性結合器８０４及び８
０５の間の光導波路上に薄膜ヒーター８０７，８０９を
装苛して熱光学位相器８０６，８０８を形成した構成で
ある。光路を切り替える信号が１．５３μｍであるの
で、光導波路８０２は光導波型８０３に比べて、光路長
差で０．３８μｍ長くした。熱光学位相器８０６，８０
８は、実施の形態１と同じ熱光学位相器を用いた。入力
光を光導波路８０３に入力した場合、熱光学位相器８０
８の薄膜ヒーター８０９に０．２０Ｗの電力を印加する
と、光導波路８０２側が光路長差としてさらに０．３８
μｍ長くなり、光導波路８０２と８０３の位相差の大き
さがπ／２（λ／２に相当）となり、入力光は光導波路
７０３の出力に出射する。熱光学位相器８０６の薄膜ヒ
ーター８０７に０．２Ｗの電力を印加すると、光導波路
８０２と８０３の光路長差が０となり、光導波路８０２
と８０３の位相差が０となり、入力光は光導波路８０２
の出力に出射する。実施の形態１と比較すると、本実施
の形態により、光スイッチの光路切り替えに必要な印加
電力が低減しており、本発明の目的である導波型回路の
低消費電力化が図れることがわかる。熱光学位相器の代
わりに電気光学位相器を用いた場合は、従来構成に比較
して、印加電圧を半分にできる。
【００４８】［実施の形態７］図７は本発明の導波型光
回路の第７の実施の形態を示すもので、アレイ導波路格
子による熱光学スイッチである。アレイ導波路格子は、
２つのスラブ導波路９０５，９０６間に導波路アレイ９
０７を接続し、入力導波路９０３と出力導波路９０４を
それぞれ別のスラブ導波路９０５，９０６に接続した構
成である。導波路アレイ９０７には、薄膜ヒーター９０
９，９１０により、２つの熱光学位相器にて構成される
熱光学位相器９０８を具備している。導波路アレイ９０
７の各導波路間の長さは一定の光路長差に設定してい
る。薄膜ヒーター９０９と９１０の導波路アレイ９０７
の各導波路上での長さは、一方は一定の割合で長くな
り、他方は一定の割合で短くなっている。図７では、薄
膜ヒーター９０９の長さは、導波路長の長い導波路で長
くなり、薄膜ヒーター９１０は、逆に、短くなってい
る。この場合、薄膜ヒーター９０９は、印加電力に比例
して導波路長の長い導波路の光路長が長くなる、すなわ
ち、導波路アレイ９０７の導波路間の位相差を大きくす
る光位相器として働き、薄膜ヒーター９１０は、印加電
力に比例して、導波路アレイ９０７の導波路間の光路長
差を短くする、すなわち、アレイ導波路の導波路間の位
相差を小さくする光位相器として働く。熱光学位相器９
０８に電力を印加しない状態で、入力光が出力導波路９
０４の中央付近に出力するように導波路アレイ９０７の
光路長差を設定すると、熱光学位相器９０８の一方の熱
光学位相器により出力導波路９０４の中央の出力から一
方の端の出力まで入力光が切り替わり、熱光学位相器９
０８の他方の熱光学位相器により出力導波路９０４の中
央の出力から他方の端の出力まで入力光を切り替えられ
る。導波路構造、及び、光位相器の断面構造は、実施の
形態１と同じ構造とした。アレイ導波路格子は、１００
ＧＨｚ間隔で光を分波するために、スラブ導波路９０
５，９０６の曲率半径を９３８１μｍ、導波路アレイの
導波路間光路長差を１８３μｍとした。薄膜ヒーター９
０９，９１０は、ヒーター幅を５０μｍ、ヒーター長さ
を最短で１ｍｍとし、順次１ｍｍづつ長くしている。本
構造で、薄膜ヒーター９０９，９１０に最大１１Ｗ電力
を印加することで、全ての出力に入力光を切り替えるこ
とができる。従来のように一方の薄膜ヒーターのみを用
いた熱光学位相器では、最大２２Ｗの電力を必要とし
た。これにより、本発明の目的である導波型回路の低消
費電力化が図れることがわかる。
回路の第７の実施の形態を示すもので、アレイ導波路格
子による熱光学スイッチである。アレイ導波路格子は、
２つのスラブ導波路９０５，９０６間に導波路アレイ９
０７を接続し、入力導波路９０３と出力導波路９０４を
それぞれ別のスラブ導波路９０５，９０６に接続した構
成である。導波路アレイ９０７には、薄膜ヒーター９０
９，９１０により、２つの熱光学位相器にて構成される
熱光学位相器９０８を具備している。導波路アレイ９０
７の各導波路間の長さは一定の光路長差に設定してい
る。薄膜ヒーター９０９と９１０の導波路アレイ９０７
の各導波路上での長さは、一方は一定の割合で長くな
り、他方は一定の割合で短くなっている。図７では、薄
膜ヒーター９０９の長さは、導波路長の長い導波路で長
くなり、薄膜ヒーター９１０は、逆に、短くなってい
る。この場合、薄膜ヒーター９０９は、印加電力に比例
して導波路長の長い導波路の光路長が長くなる、すなわ
ち、導波路アレイ９０７の導波路間の位相差を大きくす
る光位相器として働き、薄膜ヒーター９１０は、印加電
力に比例して、導波路アレイ９０７の導波路間の光路長
差を短くする、すなわち、アレイ導波路の導波路間の位
相差を小さくする光位相器として働く。熱光学位相器９
０８に電力を印加しない状態で、入力光が出力導波路９
０４の中央付近に出力するように導波路アレイ９０７の
光路長差を設定すると、熱光学位相器９０８の一方の熱
光学位相器により出力導波路９０４の中央の出力から一
方の端の出力まで入力光が切り替わり、熱光学位相器９
０８の他方の熱光学位相器により出力導波路９０４の中
央の出力から他方の端の出力まで入力光を切り替えられ
る。導波路構造、及び、光位相器の断面構造は、実施の
形態１と同じ構造とした。アレイ導波路格子は、１００
ＧＨｚ間隔で光を分波するために、スラブ導波路９０
５，９０６の曲率半径を９３８１μｍ、導波路アレイの
導波路間光路長差を１８３μｍとした。薄膜ヒーター９
０９，９１０は、ヒーター幅を５０μｍ、ヒーター長さ
を最短で１ｍｍとし、順次１ｍｍづつ長くしている。本
構造で、薄膜ヒーター９０９，９１０に最大１１Ｗ電力
を印加することで、全ての出力に入力光を切り替えるこ
とができる。従来のように一方の薄膜ヒーターのみを用
いた熱光学位相器では、最大２２Ｗの電力を必要とし
た。これにより、本発明の目的である導波型回路の低消
費電力化が図れることがわかる。
【００４９】［実施の形態８］図８は本発明の導波型光
回路の第８の実施の形態を示すもので、実施の形態７の
熱光学位相器９０８を電気光学位相器９１１に置き換え
たものである。電気光学位相器９１１は、導波路アレイ
９０７上に薄膜電極９１３，９１４に装苛した２つの電
気光学位相器により形成した。薄膜電極９１２は、薄膜
電極９１２と９１３の導波路アレイ９０７の各導波路上
での長さは、一方は一定の割合で長くなり、他方は一定
の割合で短くなっている。図８では、薄膜電極９１２の
長さは、導波路長の長い導波路で長くなり、薄膜電極９
１３は、逆に、短くなっている。それゆえ、薄膜電極９
１２は、印加電圧に比例して導波路長の長い導波路で光
路長が長くなる、すなわち、導波路アレイ９０７の導波
路間の位相差を大きくする光位相器として働き、薄膜電
極９１３は、印加電圧に比例して、導波路アレイ９０７
の導波路間の光路長差を短くする、すなわち、アレイ導
波路の導波路間の位相差を小さくする光位相器として働
く。アレイ導波路格子の構成は、実施の形態６と同等と
し、電気光学位相器の断面構造は、実施の形態４と同等
とした。本構造で、薄膜電極９１２，９１３に最大電圧
を７５Ｖ印加することで、全ての出力に入力光を切り替
えることができる。従来のように一方の薄膜電極のみを
用いた電気光学位相器では、最大１５０Ｖの電圧を必要
とした。これにより、本発明の目的である導波型回路の
低印加電圧化が図れることがわかる。上記実施の形態で
は、ガラス膜の形成に火炎堆積法を用いたが、その他、
スパッタ法、プラズマＣＶＤやＥＣＲ−ＣＶＤ等ＣＶＤ
法などで形成しても良い。また、上記実施の形態では、
光導波路を石英系ガラスにて形成したが、プラスチック
導波路、半導体導波路、ＬＮなどの他の材料系導波路に
も適用できる。特に、高濃度になるほど非線形性が強く
なる材料では、実施の形態４で述べた多層構造のコアな
どは有効である。また、上記の実施形態で、基板を電極
として用いる場合は、低抵抗シリコン基板を、電極とし
て用いない場合は、高抵抗シリコン基板を用いたが、基
板を電極として用いる場合は、導電性の基板、または、
基板表面に導電性薄膜を形成し電極とした基板を用いて
も良く、電極として用いない場合は、石英基板等の絶縁
性基板を用いても良い。また、上記の実施形態で、低屈
折率クラッドを一定屈折率層としているが、高屈折率ク
ラッド層に比較して屈折率が低く、屈折率が分布してい
る層でも良い。
回路の第８の実施の形態を示すもので、実施の形態７の
熱光学位相器９０８を電気光学位相器９１１に置き換え
たものである。電気光学位相器９１１は、導波路アレイ
９０７上に薄膜電極９１３，９１４に装苛した２つの電
気光学位相器により形成した。薄膜電極９１２は、薄膜
電極９１２と９１３の導波路アレイ９０７の各導波路上
での長さは、一方は一定の割合で長くなり、他方は一定
の割合で短くなっている。図８では、薄膜電極９１２の
長さは、導波路長の長い導波路で長くなり、薄膜電極９
１３は、逆に、短くなっている。それゆえ、薄膜電極９
１２は、印加電圧に比例して導波路長の長い導波路で光
路長が長くなる、すなわち、導波路アレイ９０７の導波
路間の位相差を大きくする光位相器として働き、薄膜電
極９１３は、印加電圧に比例して、導波路アレイ９０７
の導波路間の光路長差を短くする、すなわち、アレイ導
波路の導波路間の位相差を小さくする光位相器として働
く。アレイ導波路格子の構成は、実施の形態６と同等と
し、電気光学位相器の断面構造は、実施の形態４と同等
とした。本構造で、薄膜電極９１２，９１３に最大電圧
を７５Ｖ印加することで、全ての出力に入力光を切り替
えることができる。従来のように一方の薄膜電極のみを
用いた電気光学位相器では、最大１５０Ｖの電圧を必要
とした。これにより、本発明の目的である導波型回路の
低印加電圧化が図れることがわかる。上記実施の形態で
は、ガラス膜の形成に火炎堆積法を用いたが、その他、
スパッタ法、プラズマＣＶＤやＥＣＲ−ＣＶＤ等ＣＶＤ
法などで形成しても良い。また、上記実施の形態では、
光導波路を石英系ガラスにて形成したが、プラスチック
導波路、半導体導波路、ＬＮなどの他の材料系導波路に
も適用できる。特に、高濃度になるほど非線形性が強く
なる材料では、実施の形態４で述べた多層構造のコアな
どは有効である。また、上記の実施形態で、基板を電極
として用いる場合は、低抵抗シリコン基板を、電極とし
て用いない場合は、高抵抗シリコン基板を用いたが、基
板を電極として用いる場合は、導電性の基板、または、
基板表面に導電性薄膜を形成し電極とした基板を用いて
も良く、電極として用いない場合は、石英基板等の絶縁
性基板を用いても良い。また、上記の実施形態で、低屈
折率クラッドを一定屈折率層としているが、高屈折率ク
ラッド層に比較して屈折率が低く、屈折率が分布してい
る層でも良い。
【００５０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、低消費電力化を図った熱光学位相器及び低印加電圧
化を図った電気光学位相器を具備したマッハ・ツェンダ
光干渉計やアレイ導波路格子で構成した光スイッチなど
の導波型光回路を提供することができる。
ば、低消費電力化を図った熱光学位相器及び低印加電圧
化を図った電気光学位相器を具備したマッハ・ツェンダ
光干渉計やアレイ導波路格子で構成した光スイッチなど
の導波型光回路を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の熱光学位相器の断
面構造を示す説明図。
面構造を示す説明図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の電気光学位相器の
断面構造を示す説明図。
断面構造を示す説明図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の電気光学位相器の
断面構造を示す説明図。
断面構造を示す説明図。
【図４】本発明の第４の実施の形態の電気光学位相器の
断面構造を示す説明図。
断面構造を示す説明図。
【図５】本発明の第５の実施の形態の電気光学位相器の
断面構造を示す説明図。
断面構造を示す説明図。
【図６】本発明の第６の実施の形態のマッハ・ツェンダ
光干渉計による熱光学光スイッチの構成を示す説明図。
光干渉計による熱光学光スイッチの構成を示す説明図。
【図７】本発明の第７の実施の形態のアレイ導波路格子
による熱光学光スイッチの構成を示す説明図。
による熱光学光スイッチの構成を示す説明図。
【図８】本発明の第８の実施の形態のアレイ導波路格子
による電気光学光スイッチの構成を示す説明図。
による電気光学光スイッチの構成を示す説明図。
【図９】従来のマッハ・ツェンダ光干渉計による熱光学
スイッチの構成を示す説明図。
スイッチの構成を示す説明図。
【図１０】従来の熱光学位相器の断面構造を示す説明
図。
図。
【図１１】マッハ・ツェンダ光干渉計による電気光学ス
イッチの構成を示す説明図。
イッチの構成を示す説明図。
【図１２】従来電気光学位相器の断面構造を示す説明
図。
図。
１０１ 熱光学スイッチ １０２，１０３ 光導波路 １０４，１０５ 方向性結合器 １０６ 熱光学位相器 １０７ 薄膜ヒーター １０８ 基板 １０９ コア １１０ クラッド １１１ 薄膜ヒーター ２０１，２０２ 電気光学スイッチ ２０３，２０４ 光導波路 ２０５，２０６ 方向性結合器 ２０７，２０９ 電気光学位相器 ２０８，２１０ 薄膜電極 ２１１ 基板 ２１２ コア ２１３ クラッド ２１４，２１５，２１６ 薄膜電極 ３０１ 基板 ３０２ コア ３０３ 高屈折率クラッド ３０４ 低屈折率クラッド ３０５ 薄膜ヒーター ４０１ 基板 ４０２ コア ４０３ 高屈折率クラッド ４０４ 低屈折率クラッド ４０５，４０６ 薄膜電極 ５０１ 基板 ５０２ コア ５０３ 高屈折率クラッド ５０４，５０５ 低屈折率クラッド ５０６ 薄膜電極 ６０１ 基板 ６０２ 第１コア層 ６０３ 第２コア層 ６０３ コア ６０４ 高屈折率クラッド ６０５ 低屈折率クラッド ５０７ 薄膜電極 ７０１ 基板 ７０２ コア ７０３ 高屈折率クラッド ７０４，７０５ 低屈折率クラッド ７０６，７０７ 薄膜電極 ７０８，７０９ 溝 ８０１ 熱光学スイッチ ８０２，８０３ 光導波路 ８０４，８０５ 方向性結合器 ８０６，８０８ 熱光学位相器 ８０７，８０９ 薄膜ヒーター ９０１ 熱光学スイッチ ９０２ 電気光学スイッチ ９０３ 入力導波路 ９０４，９０６ スラブ導波路 ９０５ 出力導波路 ９０７ 導波路アレイ ９０８ 熱光学位相器 ９０９，９１０ 薄膜ヒーター ９１１ 電気光学位相器 ９１２，９１３ 薄膜電極
フロントページの続き (72)発明者 安 光保 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 井藤 幹隆 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 阿部 淳 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA11 LA18 NA01 TA00 2H079 AA02 AA06 AA12 BA03 CA05 DA05 DA17 DA22 EA05 EB04 EB05 GA03 HA12 2K002 AA02 AB04 AB13 BA06 BA13 CA02 DA08 EB02 FA01 FA22 GA07 HA02 HA11
Claims (16)
- 【請求項１】 基板上にコア及びそのコアを囲むクラッ
ドよりなり、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも高
い光導波路と、その光導波路に熱をかけるための薄膜ヒ
ーターを光導波路上部近傍に装苛した光位相器におい
て、 上記薄膜ヒーター近傍のクラッドの屈折率をコア近傍の
クラッドの屈折率より低くすることを特徴とする光位相
器。 - 【請求項２】 基板上にコア及びそのコアを囲むクラッ
ドよりなり、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも高
い光導波路と、その光導波路に電界をかけるための薄膜
電極を光導波路上部近傍に装苛した光位相器において、 上記薄膜電極近傍あるいは基板近傍のクラッドの屈折率
の少なくとも一方をコア近傍のクラッドの屈折率より低
くすることを特徴とする光位相器。 - 【請求項３】 請求項２の光位相器において、 上記薄膜電極近傍及び基板近傍のクラッドの屈折率をコ
ア近傍のクラッドの屈折率より低くすることを特徴とす
る光位相器。 - 【請求項４】 基板上にコア及びそのコアを囲むクラッ
ドよりなり、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも高
い光導波路において、 コアの両側に電極を形成したことを特徴とする光位相
器。 - 【請求項５】 請求項４記載の光位相器において、 上記電極近傍のクラッドの少なくとも一方の屈折率をコ
ア近傍のクラッドの屈折率より低くすることを特徴とす
る光位相器。 - 【請求項６】 請求項１〜５記載のいずれか一項の光位
相器において、 光導波路が石英系ガラスよりなることを特徴とする光位
相器。 - 【請求項７】 請求項６記載の光位相器において、 上記コアにＧｅＯ2 が添加されていることを特徴とする
光位相器。 - 【請求項８】 請求項７記載の光位相器において、 上記基板に平行な方向、あるいは、基板に垂直方向に複
数のＧｅＯ2 濃度が異なる層より形成した多層コアより
なることを特徴とする光位相器。 - 【請求項９】 請求項６〜８記載のいずれか一項の光位
相器において、 光導波路のクラッドにＧｅＯ2 が添加されていることを
特徴とする光位相器。 - 【請求項１０】 請求項１〜９記載のいずれか一項の光
位相器を具えたことを特徴とする導波型光回路。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の導波型光回路におい
て、 導波型マッハ・ツェンダ光干渉計の結合器間の導波路の
少なくとも一方の導波路に光位相器を具備したことを特
徴とする導波型マッハ・ツェンダ光干渉計からなる光導
波回路。 - 【請求項１２】 請求項１０記載の導波型光回路におい
て、 アレイ導波路格子のスラブ導波路間のアレイ導波路の少
なくとも一本の導波路に光位相器を具備したことを特徴
とするアレイ導波路格子からなる光導波回路。 - 【請求項１３】 導波型マッハ・ツェンダ光干渉計から
なる導波型光回路において、 使用する波長がλであり、光結合器間の２本の導波路の
両方に光位相器を具備し、光結合器間の２本の光路長差
がおおよそλ／４であり、２つの光位相器の少なくとも
一方を動作させ、光路長差をλ／２xi（ｉ：整数）とな
るように光位相器を設定することで光路を切り替えるこ
とを特徴とする光スイッチとなる光導波回路。 - 【請求項１４】 請求項１３の光導波回路において、 請求項１０記載の光位相器を具備したことを特徴とする
光導波回路。 - 【請求項１５】 アレイ導波路格子において、スラブ導
波路間のアレイ導波路の少なくとも２つの導波路にそれ
ぞれ少なくとも２つの光位相器を具備し、導波路アレイ
間の少なくとも２つの導波路の光路長差を、各導波路の
一方の光位相器では、増加させ、他方の光位相器では、
減少させることを特徴とする光スイッチとなる光導波回
路。 - 【請求項１６】 請求項１５の光導波路において、 請求項１０記載の光位相器を具備したことを特徴とする
光導波回路。
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