JP2707898B2 - 光スイッチ - Google Patents
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- G02F1/3133—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type the optical waveguides being made of semiconducting materials
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
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- 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
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信や光情
報処理等の分野において用いる光スイッチに関する。
報処理等の分野において用いる光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】光スイッチは、光通信システムや光情報
処理システムにおいて、必要不可欠な素子である。光ス
イッチには、おもに、高透過率、高速、低スイッチング
エネルギーの３つの性能が求められる。
処理システムにおいて、必要不可欠な素子である。光ス
イッチには、おもに、高透過率、高速、低スイッチング
エネルギーの３つの性能が求められる。
【０００３】光スイッチの形態は、高透過率であって、
カスケード接続や集積化が可能であることが望ましいの
で、導波路型が良いと考えられる。導波路型の光スイッ
チの例としては、方向性結合器、マッハ・ツェンダー
型、全反射型などが挙げられる。
カスケード接続や集積化が可能であることが望ましいの
で、導波路型が良いと考えられる。導波路型の光スイッ
チの例としては、方向性結合器、マッハ・ツェンダー
型、全反射型などが挙げられる。
【０００４】方向性結合器は２本の導波路により構成さ
れ、２本の導波路が近接した結合部分において光は一方
の導波路から他方の導波路へ移行しうる。結合部分の長
さが結合の強さによって定まる完全結合長に等しい場
合、２本の導波路の伝搬定数の差を変化させることによ
って、一方の導波路から入った光の出口のスイッチング
が起こる。この伝搬定数の差の変化は、一方の導波路の
屈折率変化によって引き起こされる。
れ、２本の導波路が近接した結合部分において光は一方
の導波路から他方の導波路へ移行しうる。結合部分の長
さが結合の強さによって定まる完全結合長に等しい場
合、２本の導波路の伝搬定数の差を変化させることによ
って、一方の導波路から入った光の出口のスイッチング
が起こる。この伝搬定数の差の変化は、一方の導波路の
屈折率変化によって引き起こされる。
【０００５】また、マッハ・ツェンダー型は、１本の導
波路を分岐して再び合流させる構造をとる。分岐した２
本の導波路を通る光を合流点で干渉させ、２光波の位相
差の変化によって、光をスイッチングする。この位相差
の変化は、一方の導波路の屈折率変化によって引き起こ
される。
波路を分岐して再び合流させる構造をとる。分岐した２
本の導波路を通る光を合流点で干渉させ、２光波の位相
差の変化によって、光をスイッチングする。この位相差
の変化は、一方の導波路の屈折率変化によって引き起こ
される。
【０００６】上記のように、導波路型光スイッチにおい
ては、導波路で屈折率変化を起こさせることが必要であ
る。従来、屈折率変化を起こす方法は、電界印加による
方法がとられてきたが、高速のスイッチングの可能性を
持つ方法として、光励起による方法が注目されている。
半導体の光吸収を利用して屈折率変化を起こす場合、高
速化のためには、光吸収によって生成されたキャリアを
導波路の光路からできるだけ短い時間で消滅させること
が必要である。電界印加によって導波路の光路からキャ
リアを引き抜くことは一つの方法である。この方法によ
れば、光吸収によって生成されたキャリアは、印加され
ている電界によって導波路の光路外へ出ていき、光路に
おける屈折率変化の回復時間は短縮される（特願平２−
１０４９４３）。
ては、導波路で屈折率変化を起こさせることが必要であ
る。従来、屈折率変化を起こす方法は、電界印加による
方法がとられてきたが、高速のスイッチングの可能性を
持つ方法として、光励起による方法が注目されている。
半導体の光吸収を利用して屈折率変化を起こす場合、高
速化のためには、光吸収によって生成されたキャリアを
導波路の光路からできるだけ短い時間で消滅させること
が必要である。電界印加によって導波路の光路からキャ
リアを引き抜くことは一つの方法である。この方法によ
れば、光吸収によって生成されたキャリアは、印加され
ている電界によって導波路の光路外へ出ていき、光路に
おける屈折率変化の回復時間は短縮される（特願平２−
１０４９４３）。
【０００７】低スイッチングエネルギーを実現するため
には、制御光が十分大きな屈折率変化を起こし、また被
制御光が屈折率変化によって大きな位相変調を受けるこ
とが必要である。このためには、半導体導波路を用い、
半導体に吸収される制御光と半導体を透過する被制御光
の両方を一本の導波路に入射することによって、導波路
内で制御光の吸収による屈折率変化を引き起こし、また
屈折率変化の起こる導波路の長さを長くとって被制御光
を位相変調するという方法が適している。
には、制御光が十分大きな屈折率変化を起こし、また被
制御光が屈折率変化によって大きな位相変調を受けるこ
とが必要である。このためには、半導体導波路を用い、
半導体に吸収される制御光と半導体を透過する被制御光
の両方を一本の導波路に入射することによって、導波路
内で制御光の吸収による屈折率変化を引き起こし、また
屈折率変化の起こる導波路の長さを長くとって被制御光
を位相変調するという方法が適している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】制御光の吸収により被
制御光のスイッチングを行う導波路型光スイッチにおい
ては、低スイッチングエネルギー化にためには、制御光
と被制御光を同じ導波路に入射させ、屈折率変化を起こ
させる部分の導波路でのみ制御光を吸収させ、それ以外
の部分の導波路では制御光を透過させることが必要にな
る。すなわち、光スイッチを構成する導波路の一部分で
の光吸収端波長を、他の部分での光吸収端波長よりも長
くする必要がある。しかし、それぞれの部分の導波路に
エネルギー・ギャップの異なる材料を用いて、光スイッ
チを作成することは容易ではない。
制御光のスイッチングを行う導波路型光スイッチにおい
ては、低スイッチングエネルギー化にためには、制御光
と被制御光を同じ導波路に入射させ、屈折率変化を起こ
させる部分の導波路でのみ制御光を吸収させ、それ以外
の部分の導波路では制御光を透過させることが必要にな
る。すなわち、光スイッチを構成する導波路の一部分で
の光吸収端波長を、他の部分での光吸収端波長よりも長
くする必要がある。しかし、それぞれの部分の導波路に
エネルギー・ギャップの異なる材料を用いて、光スイッ
チを作成することは容易ではない。
【０００９】本発明は、制御光の吸収により被制御光を
スイッチングする導波路型光スイッチにおいて、制御光
を一部分の導波路でのみ吸収させ他の部分の導波路では
透過させることを、簡単な構造で実現することを目的と
する。
スイッチングする導波路型光スイッチにおいて、制御光
を一部分の導波路でのみ吸収させ他の部分の導波路では
透過させることを、簡単な構造で実現することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、制御光の
吸収により被制御光をスイッチングする導波路型光スイ
ッチにおいて、電界がかかっていない状態では制御光を
吸収せず電界がかかっている状態では制御光を吸収する
半導体をコア層に用い、制御光の吸収により屈折率変化
を起こさせる部分の導波路の両側に定電圧をかける電極
を形成したことを特徴とする導波路型光スイッチであ
る。
吸収により被制御光をスイッチングする導波路型光スイ
ッチにおいて、電界がかかっていない状態では制御光を
吸収せず電界がかかっている状態では制御光を吸収する
半導体をコア層に用い、制御光の吸収により屈折率変化
を起こさせる部分の導波路の両側に定電圧をかける電極
を形成したことを特徴とする導波路型光スイッチであ
る。
【００１１】第２の発明は、コア層を含むノンドーピン
グ層をｐ+ 層とｎ+ 層とではさんだＰＩＮ構造でなり、
制御光の吸収により被制御光をスイッチングする導波路
型光スイッチにおいて、電界がかかっていない状態では
制御光を吸収せず電界がかかっている状態では制御光を
吸収する半導体を前記コア層に用い、制御光の吸収によ
り屈折率変化を起こさせる部分の導波路とそれ以外の部
分の導波路とを電気的に絶縁する手段を有し、前記の屈
折率変化を起こさせる部分のｐ+ 層表面とｎ+ 層表面に
定電圧をかける電極を形成したことを特徴とする導波路
型光スイッチである。
グ層をｐ+ 層とｎ+ 層とではさんだＰＩＮ構造でなり、
制御光の吸収により被制御光をスイッチングする導波路
型光スイッチにおいて、電界がかかっていない状態では
制御光を吸収せず電界がかかっている状態では制御光を
吸収する半導体を前記コア層に用い、制御光の吸収によ
り屈折率変化を起こさせる部分の導波路とそれ以外の部
分の導波路とを電気的に絶縁する手段を有し、前記の屈
折率変化を起こさせる部分のｐ+ 層表面とｎ+ 層表面に
定電圧をかける電極を形成したことを特徴とする導波路
型光スイッチである。
【００１２】
【作用】第１の発明による導波路型光スイッチでは、屈
折率変化を起こさせる部分の導波路の両側の電極に定電
圧をかけると、その部分の導波路における光吸収端の波
長は、フランツ・ケルディッシュ効果によって、電圧が
かかっていない場合に比べて長くなる。したがって、屈
折率変化を起こさせる部分での光吸収端波長をλ1 、そ
れ以外の部分での光吸収端波長をλ2 とすると、λ1 ＞
λ＞λ2 なる波長λの制御光を入射すれば、制御光は屈
折率変化を起こさせる部分でのみ吸収され、それ以外の
部分を透過する。所定の位置で制御光が吸収され屈折率
が変化し、被制御光のスイッチングが起こる。本発明に
よる導波路型光スイッチの構造は、屈折率変化を起こさ
せる部分の導波路の両側に電極を形成すれば得られるの
で、簡単な構造である。
折率変化を起こさせる部分の導波路の両側の電極に定電
圧をかけると、その部分の導波路における光吸収端の波
長は、フランツ・ケルディッシュ効果によって、電圧が
かかっていない場合に比べて長くなる。したがって、屈
折率変化を起こさせる部分での光吸収端波長をλ1 、そ
れ以外の部分での光吸収端波長をλ2 とすると、λ1 ＞
λ＞λ2 なる波長λの制御光を入射すれば、制御光は屈
折率変化を起こさせる部分でのみ吸収され、それ以外の
部分を透過する。所定の位置で制御光が吸収され屈折率
が変化し、被制御光のスイッチングが起こる。本発明に
よる導波路型光スイッチの構造は、屈折率変化を起こさ
せる部分の導波路の両側に電極を形成すれば得られるの
で、簡単な構造である。
【００１３】第２の発明による導波路型光スイッチで
は、屈折率変化を起こさせる部分のｐ+ 層表面とｎ+ 層
表面の電極に逆バイアスの定電圧をかけると、その部分
の道路における光吸収端の波長は、フランツ・ケルディ
ッシュ効果によって、電圧がかかっていない場合に比べ
て長くなる。屈折率変化を起こさせる部分とそれ以外の
部分とは電気的に絶縁されているので、電圧は屈折率変
化を起こさせる部分だけにかかる。したがって、屈折率
変化を起こさせる部分での光吸収端波長をλ1 、それ以
外の部分での光吸収端波長をλ2 とすると、λ1 ＞λ＞
λ2 なる波長λの制御光を入射すれば、制御光は屈折率
変化を起こさせる部分でのみ吸収され、それ以外の部分
を透過する。所定の位置で制御光が吸収され屈折率が変
化し、被制御光のスイッチングが起こる。また、導波路
にかかっている電界は、光吸収によって生成されたキャ
リアを導波路の光路外へ引き抜き、屈折率変化の回復時
間を短縮する効果をもつ。ＰＩＮ構造の導波路では、大
きな電界を導波路にかけることができるので、電圧印加
によって屈折率変化の回復時間を短縮する効果も大きく
なる。したがって、ＰＩＮ構造の導波路型光スイッチで
は、高速のスイッチングも実現できる。
は、屈折率変化を起こさせる部分のｐ+ 層表面とｎ+ 層
表面の電極に逆バイアスの定電圧をかけると、その部分
の道路における光吸収端の波長は、フランツ・ケルディ
ッシュ効果によって、電圧がかかっていない場合に比べ
て長くなる。屈折率変化を起こさせる部分とそれ以外の
部分とは電気的に絶縁されているので、電圧は屈折率変
化を起こさせる部分だけにかかる。したがって、屈折率
変化を起こさせる部分での光吸収端波長をλ1 、それ以
外の部分での光吸収端波長をλ2 とすると、λ1 ＞λ＞
λ2 なる波長λの制御光を入射すれば、制御光は屈折率
変化を起こさせる部分でのみ吸収され、それ以外の部分
を透過する。所定の位置で制御光が吸収され屈折率が変
化し、被制御光のスイッチングが起こる。また、導波路
にかかっている電界は、光吸収によって生成されたキャ
リアを導波路の光路外へ引き抜き、屈折率変化の回復時
間を短縮する効果をもつ。ＰＩＮ構造の導波路では、大
きな電界を導波路にかけることができるので、電圧印加
によって屈折率変化の回復時間を短縮する効果も大きく
なる。したがって、ＰＩＮ構造の導波路型光スイッチで
は、高速のスイッチングも実現できる。
【００１４】
【実施例】第１の発明による導波路型光スイッチについ
て、方向性結合器型光スイッチを一実施例にとって説明
する。図１（ａ）は、本実施例の方向性結合器の構造を
示す上面図である。方向性結合器は、ストライプ装荷型
の２本の導波路を近接させた結合部分１とそれ以外の非
結合部分２とで構成される。そして、結合部分の両側に
は電極３、４を設ける。
て、方向性結合器型光スイッチを一実施例にとって説明
する。図１（ａ）は、本実施例の方向性結合器の構造を
示す上面図である。方向性結合器は、ストライプ装荷型
の２本の導波路を近接させた結合部分１とそれ以外の非
結合部分２とで構成される。そして、結合部分の両側に
は電極３、４を設ける。
【００１５】本実施例の方向性結合器の結合部分の断面
図を図２（ａ）に示し、層構造を説明する。本実施例で
は、ＧａＡｓ基板１１上にＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ＝０．
０７）の厚さ２．５μｍの下部クラッド１２が形成され
ている。その上に、ＧａＡｓの厚さ０．５μｍのコア１
３が形成されている。さらにその上に、ＡｌxＧａ1-xＡ
ｓ（ｘ＝０．０７）の上部クラッド１４が形成され、こ
れは高さ０．９μｍ、幅２μｍのリブ構造となってい
て、リブのない部分は厚さ０．１μｍである。結合部分
では、２本の導波路は間隔２μｍまで接近している。電
極３、４は、２本の導波路の外側に形成されている。
図を図２（ａ）に示し、層構造を説明する。本実施例で
は、ＧａＡｓ基板１１上にＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ＝０．
０７）の厚さ２．５μｍの下部クラッド１２が形成され
ている。その上に、ＧａＡｓの厚さ０．５μｍのコア１
３が形成されている。さらにその上に、ＡｌxＧａ1-xＡ
ｓ（ｘ＝０．０７）の上部クラッド１４が形成され、こ
れは高さ０．９μｍ、幅２μｍのリブ構造となってい
て、リブのない部分は厚さ０．１μｍである。結合部分
では、２本の導波路は間隔２μｍまで接近している。電
極３、４は、２本の導波路の外側に形成されている。
【００１６】方向性結合器の場合、被制御光のスイッチ
ングのために屈折率変化を起こさせる部分は、結合部分
における導波路である。電極３、４の間に電圧をかける
と、結合部分には電界が存在し、フランツ・ケルディッ
シュ効果によって光吸収端の波長が長くなる。本実施例
の方向性結合器に対しては、波長８９０ｎｍの制御光、
波長９１０ｎｍの被制御光を用いる。制御光は、電界の
かかっていないＧａＡｓを透過し、１０4Ｖ／ｃｍ 程度
の電界のかかっているＧａＡｓで吸収される。
ングのために屈折率変化を起こさせる部分は、結合部分
における導波路である。電極３、４の間に電圧をかける
と、結合部分には電界が存在し、フランツ・ケルディッ
シュ効果によって光吸収端の波長が長くなる。本実施例
の方向性結合器に対しては、波長８９０ｎｍの制御光、
波長９１０ｎｍの被制御光を用いる。制御光は、電界の
かかっていないＧａＡｓを透過し、１０4Ｖ／ｃｍ 程度
の電界のかかっているＧａＡｓで吸収される。
【００１７】したがって、制御光パルスを入口５から入
れる場合、制御光パルスは非結合部分を透過して結合部
分で吸収される、被制御光が入口５から入り、出口８に
出ていく状態にあるとする。制御光パルスが結合部分で
吸収されたとき、結合部分の導波路で屈折率変化を引き
起こし、被制御光は出口７に出ていくようにスイッチン
グされる。
れる場合、制御光パルスは非結合部分を透過して結合部
分で吸収される、被制御光が入口５から入り、出口８に
出ていく状態にあるとする。制御光パルスが結合部分で
吸収されたとき、結合部分の導波路で屈折率変化を引き
起こし、被制御光は出口７に出ていくようにスイッチン
グされる。
【００１８】本実施例の方向性結合器によれば、結合部
分の両側に電極を設けただけの簡単な構造で、制御光を
非結合部分では透過させ結合部分では吸収させることが
可能になる。
分の両側に電極を設けただけの簡単な構造で、制御光を
非結合部分では透過させ結合部分では吸収させることが
可能になる。
【００１９】第２の発明による導波路型光スイッチにつ
いて、方向性結合器型光スイッチを一実施例にとって説
明する。図１（ｂ）は、本実施例の方向性結合器の構造
を示す上面図である。方向性結合器は、ストライプ装荷
型の２本の導波路を近接させた結合部分１とそれ以外の
非結合部分２とで構成される。そして、表面の２本のス
トライプ上の電極につながる２個の電極パッド９と裏面
全面の電極を設ける。
いて、方向性結合器型光スイッチを一実施例にとって説
明する。図１（ｂ）は、本実施例の方向性結合器の構造
を示す上面図である。方向性結合器は、ストライプ装荷
型の２本の導波路を近接させた結合部分１とそれ以外の
非結合部分２とで構成される。そして、表面の２本のス
トライプ上の電極につながる２個の電極パッド９と裏面
全面の電極を設ける。
【００２０】本実施例の方向性結合器の結合部分の断面
図を図２（ｂ）に示し、層構造を説明する。本実施例で
は、Ｓｉを１０18ｃｍ-3ドーピングしたＧａＡｓ基板１
１上にＳｉを１０18ｃｍ-3ドーピングしたＡｌxＧａ1-x
Ａｓ（ｘ＝０．０７）の厚さ２．５μｍの下部クラッド
１２が形成されている。その上に、ノンドーピングのＧ
ａＡｓの厚さ０．５μｍのコア１３が形成されている。
さらにその上に、ノンドーピングのＡｌxＧａ1-xＡｓ
（ｘ＝０．０７）の層１５を厚さ０．２μｍ、Ｂｅを１
０18ｃｍ-3ドーピングしたＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ＝０．
０７）の層１６を厚さ０．６μｍ、Ｂｅを１０18ｃｍ-3
ドーピングしたＧａＡｓの層１７を厚さ０．２μｍ積層
することによって上部クラッド１４が形成されている。
上部クラッドは高さ０．９μｍ、幅２μｍのリブ構造と
なっていて、リブのない部分は厚さ０．１μｍである。
結合部分では、２本の導波路は間隔２μｍまで接近して
いる。表面にはｐ+ 層側の電極９、裏面にはｎ+ 層側の
電極１８が形成されている。
図を図２（ｂ）に示し、層構造を説明する。本実施例で
は、Ｓｉを１０18ｃｍ-3ドーピングしたＧａＡｓ基板１
１上にＳｉを１０18ｃｍ-3ドーピングしたＡｌxＧａ1-x
Ａｓ（ｘ＝０．０７）の厚さ２．５μｍの下部クラッド
１２が形成されている。その上に、ノンドーピングのＧ
ａＡｓの厚さ０．５μｍのコア１３が形成されている。
さらにその上に、ノンドーピングのＡｌxＧａ1-xＡｓ
（ｘ＝０．０７）の層１５を厚さ０．２μｍ、Ｂｅを１
０18ｃｍ-3ドーピングしたＡｌxＧａ1-xＡｓ（ｘ＝０．
０７）の層１６を厚さ０．６μｍ、Ｂｅを１０18ｃｍ-3
ドーピングしたＧａＡｓの層１７を厚さ０．２μｍ積層
することによって上部クラッド１４が形成されている。
上部クラッドは高さ０．９μｍ、幅２μｍのリブ構造と
なっていて、リブのない部分は厚さ０．１μｍである。
結合部分では、２本の導波路は間隔２μｍまで接近して
いる。表面にはｐ+ 層側の電極９、裏面にはｎ+ 層側の
電極１８が形成されている。
【００２１】図１（ｂ）に示すように、結合部分と非結
合部分の間にストライプを切る幅２μｍの溝１０を設け
る。すなわち、図３のストライプに沿った断面の図に示
すように、溝１０における上部クラッドの厚さはストラ
イプのない部分の上部クラッドと同じ厚さであり、結合
部分のストライプと非結合部分のストライプは溝１０で
切れている。これによって、ｐ+ ドーピング部分につい
ては結合部分と非結合部分との間が不連続となる。電極
９と１８との間に電圧をかけると、結合部分だけに電界
が存在することになり、結合部分では、フランツ・ケル
ディッシュ効果によって光吸収端の波長が長くなる。２
個の電極パッド９それぞれと裏面電極１８との間には同
じ大きさの電圧をかけ、電圧をかけた状態でも２本の導
波路の伝搬定数は等しくなるようにする。本実施例の方
向性結合器に対しては、波長８９０ｎｍの制御光、波長
９３０ｎｍの被制御光を用いる。制御光は、電界のかか
っていないＧａＡｓを透過し、１０4ｖ／ｃｍ 程度の電
界のかかっているＧａＡｓで吸収される。
合部分の間にストライプを切る幅２μｍの溝１０を設け
る。すなわち、図３のストライプに沿った断面の図に示
すように、溝１０における上部クラッドの厚さはストラ
イプのない部分の上部クラッドと同じ厚さであり、結合
部分のストライプと非結合部分のストライプは溝１０で
切れている。これによって、ｐ+ ドーピング部分につい
ては結合部分と非結合部分との間が不連続となる。電極
９と１８との間に電圧をかけると、結合部分だけに電界
が存在することになり、結合部分では、フランツ・ケル
ディッシュ効果によって光吸収端の波長が長くなる。２
個の電極パッド９それぞれと裏面電極１８との間には同
じ大きさの電圧をかけ、電圧をかけた状態でも２本の導
波路の伝搬定数は等しくなるようにする。本実施例の方
向性結合器に対しては、波長８９０ｎｍの制御光、波長
９３０ｎｍの被制御光を用いる。制御光は、電界のかか
っていないＧａＡｓを透過し、１０4ｖ／ｃｍ 程度の電
界のかかっているＧａＡｓで吸収される。
【００２２】したがって、制御光パルスを入口５から入
れる場合、制御光パルスは非結合部分を透過して結合部
分で吸収される。被制御光が入口５から入り、出口８に
出ていく状態にあるとする。制御光パルスが結合部分で
吸収されたとき、結合部分の導波路で屈折率変化を引き
起こし、被制御光は出口７に出ていくようにスイッチン
グされる。
れる場合、制御光パルスは非結合部分を透過して結合部
分で吸収される。被制御光が入口５から入り、出口８に
出ていく状態にあるとする。制御光パルスが結合部分で
吸収されたとき、結合部分の導波路で屈折率変化を引き
起こし、被制御光は出口７に出ていくようにスイッチン
グされる。
【００２３】また、ＰＩＮ構造の導波路では、大きな電
界を導波路にかけることができるので、電圧印加によっ
て屈折率変化の回復時間を短縮する効果も大きくなる。
したがって、ＰＩＮ構造の方向性結合器では、高速のス
イッチングも実現できる。
界を導波路にかけることができるので、電圧印加によっ
て屈折率変化の回復時間を短縮する効果も大きくなる。
したがって、ＰＩＮ構造の方向性結合器では、高速のス
イッチングも実現できる。
【００２４】以上は、ＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ系の方向
性結合器型光スイッチを例に説明してきたが、本発明は
他の半導体材料を用いた場合、また、他の形式の光スイ
ッチにおいても、同様の簡単な構造を用いて屈折率変化
を起こさせる部分の導波路でのみ制御光を吸収させるこ
とができる。
性結合器型光スイッチを例に説明してきたが、本発明は
他の半導体材料を用いた場合、また、他の形式の光スイ
ッチにおいても、同様の簡単な構造を用いて屈折率変化
を起こさせる部分の導波路でのみ制御光を吸収させるこ
とができる。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の導波路型
光スイッチによれば、屈折率変化を起こさせる部分にの
みかかっている電界によって、その部分での制御光の吸
収とそれ以外の部分での制御光の透過を行わせることが
できる。本発明は、それぞれの部分を光吸収端波長の異
なる材料を用いて構成する必要はなく、屈折率変化を起
こさせる部分に電界をかける電極を設けるだけの簡単な
構造である。
光スイッチによれば、屈折率変化を起こさせる部分にの
みかかっている電界によって、その部分での制御光の吸
収とそれ以外の部分での制御光の透過を行わせることが
できる。本発明は、それぞれの部分を光吸収端波長の異
なる材料を用いて構成する必要はなく、屈折率変化を起
こさせる部分に電界をかける電極を設けるだけの簡単な
構造である。
【図１】本発明による導波路型光スイッチの実施例の構
造を示す上面図である。
造を示す上面図である。
【図２】本発明による導波路型光スイッチの実施例の層
構造を示す結合部分のストライプに垂直な断面の図であ
る。
構造を示す結合部分のストライプに垂直な断面の図であ
る。
【図３】第２の発明による導波路型光スイッチの一実施
例におけるストライプを横切る溝１０の付近のストライ
プに沿った断面を示す図である。
例におけるストライプを横切る溝１０の付近のストライ
プに沿った断面を示す図である。
１ 結合部分 ２ 非結合部分 ３ 電極 ４ 電極 ５ 入口 ６ 入口 ７ 出口 ８ 出口 ９ 電極 １０ 溝 １１ ＧａＡｓ基板 １２ 下部クラッド １３ コア １４ 上部クラッド １５ ノンドーピングのＡｌＧａＡｓ層 １６ ｐ+ ドーピングのＡｌＧａＡｓ層 １７ ｐ+ ドーピングのＧａＡｓ層 １８ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 制御光の吸収により被制御光をスイッチ
ングする導波路型光スイッチにおいて、電界がかかって
いない状態では制御光を吸収せず電界がかかっている状
態では制御光を吸収する半導体をコア層に用い、制御光
の吸収により屈折率変化を起こさせる部分の導波路の両
側に定電圧をかける電極を形成したことを特徴とする導
波路型光スイッチ。 - 【請求項２】 コア層を含むノンドーピング層をｐ+ 層
とｎ+ 層とではさんだＰＩＮ構造でなり、制御光の吸収
により被制御光をスイッチングする導波路型光スイッチ
において、電界がかかっていない状態では制御光を吸収
せず電界がかかっている状態では制御光を吸収する半導
体を前記コア層に用い、制御光の吸収により屈折率変化
を起こさせる部分の導波路とそれ以外の部分の導波路と
を電気的に絶縁する手段を有し、前記屈折率変化を起こ
させる部分のｐ+ 層表面とｎ+ 層表面に定電圧をかける
電極を形成したことを特徴とする導波路型光スイッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355742A JP2707898B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光スイッチ |
| US07/993,698 US5329601A (en) | 1991-12-20 | 1992-12-21 | Semiconductor optical waveguide type switch including light control means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355742A JP2707898B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05173202A JPH05173202A (ja) | 1993-07-13 |
| JP2707898B2 true JP2707898B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=18445534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3355742A Expired - Fee Related JP2707898B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光スイッチ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5329601A (ja) |
| JP (1) | JP2707898B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5515195A (en) * | 1993-06-25 | 1996-05-07 | Optivision Incorporated | Optical bus using controllable optical devices |
| US5502781A (en) * | 1995-01-25 | 1996-03-26 | At&T Corp. | Integrated optical devices utilizing magnetostrictively, electrostrictively or photostrictively induced stress |
| US5621833A (en) * | 1995-06-12 | 1997-04-15 | Lau; Ronnie C. | Superposition of two-dimensional arrays |
| US5682455A (en) * | 1996-02-29 | 1997-10-28 | Northern Telecom Limited | Semiconductor optical waveguide |
| FR2758669B1 (fr) * | 1997-01-23 | 1999-02-19 | Alsthom Cge Alcatel | Procede de modulation et modulateur optique a semi conducteur |
| KR100363848B1 (ko) * | 1999-07-26 | 2002-12-06 | 한국전자통신연구원 | 평면 도파로형 광증폭기 스위치 |
| EP1109049A1 (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-20 | Corning Incorporated | Photothermal optical switch and variable attenuator |
| US6411754B1 (en) * | 2000-08-25 | 2002-06-25 | Corning Incorporated | Micromechanical optical switch and method of manufacture |
| US6778723B1 (en) | 2000-11-09 | 2004-08-17 | Sarnoff Corporation | Integrated optical switch |
| US20030039447A1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-02-27 | Clapp Terry V. | Strip-loaded optical waveguide |
| US7082235B2 (en) * | 2001-09-10 | 2006-07-25 | California Institute Of Technology | Structure and method for coupling light between dissimilar waveguides |
| US6990257B2 (en) * | 2001-09-10 | 2006-01-24 | California Institute Of Technology | Electronically biased strip loaded waveguide |
| US6895148B2 (en) * | 2001-09-10 | 2005-05-17 | California Institute Of Technology | Modulator based on tunable resonant cavity |
| US6766083B2 (en) * | 2001-10-16 | 2004-07-20 | International Business Machines Corporation | Tunable coupler device and optical filter |
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| US20100284645A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Semiconductor thermooptic phase shifter |
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| US8923666B2 (en) * | 2012-05-16 | 2014-12-30 | International Business Machines Corporation | Electrically controlled optical fuse and method of fabrication |
| US20170255079A1 (en) * | 2016-03-02 | 2017-09-07 | Jia Jiang | Tunable optical directional coupler |
| CN107315224B (zh) * | 2017-08-14 | 2018-09-28 | 河南仕佳光子科技股份有限公司 | 一种可调宽谱波长不灵敏定向耦合器 |
| US11733468B2 (en) * | 2021-12-08 | 2023-08-22 | Viavi Solutions Inc. | Photonic structure using optical heater |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4878723A (en) * | 1986-02-06 | 1989-11-07 | Gte Laboratories Incorporated | Optically controlled semiconductor waveguide interferometer apparatus |
| US4861130A (en) * | 1986-10-29 | 1989-08-29 | Hitachi, Ltd. | Optical modulating device utilizing polariton substance |
| JPH01224731A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイッチ |
| JP2928532B2 (ja) * | 1988-05-06 | 1999-08-03 | 株式会社日立製作所 | 量子干渉光素子 |
| JP2698394B2 (ja) * | 1988-09-30 | 1998-01-19 | キヤノン株式会社 | 非線形光学素子 |
| US4904039A (en) * | 1988-11-18 | 1990-02-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Electro-optic devices utilizing a sapphire substrate |
| JPH03228032A (ja) * | 1990-02-01 | 1991-10-09 | Mitsubishi Electric Corp | 光方向性結合器 |
| JPH043125A (ja) * | 1990-04-20 | 1992-01-08 | Nec Corp | 非線形光学素子 |
| US5247594A (en) * | 1991-03-22 | 1993-09-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Waveguide-type optical matrix switch |
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-
1991
- 1991-12-20 JP JP3355742A patent/JP2707898B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-21 US US07/993,698 patent/US5329601A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴ．，ＶＯＬ．５８ ＮＯ．１９ Ｐ．２０５５−Ｐ．２０５７（１９９１月５年１３日） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05173202A (ja) | 1993-07-13 |
| US5329601A (en) | 1994-07-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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