JPH01201628A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH01201628A JPH01201628A JP2802588A JP2802588A JPH01201628A JP H01201628 A JPH01201628 A JP H01201628A JP 2802588 A JP2802588 A JP 2802588A JP 2802588 A JP2802588 A JP 2802588A JP H01201628 A JPH01201628 A JP H01201628A
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- Japan
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- optical
- electric field
- projecting part
- directional coupler
- waveguide
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- Pending
Links
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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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は光通信等において光波の変調、光路の切替え等
を行なう光スィッチに関するものである。
を行なう光スィッチに関するものである。
（従来の技術）
光通信システムの実用化が進み、大容量や多機能をもつ
さらに高度のシステムへと開発が進められている。光伝
送路網の交換機能、光データバスにおける端末間の高速
接続、切替え等の新たな機能が求められており、それら
を可能にする光スイツチングネットワークの必要性が高
まっている。現在実用されている光スィッチは、プリズ
ム、ミラー。
さらに高度のシステムへと開発が進められている。光伝
送路網の交換機能、光データバスにおける端末間の高速
接続、切替え等の新たな機能が求められており、それら
を可能にする光スイツチングネットワークの必要性が高
まっている。現在実用されている光スィッチは、プリズ
ム、ミラー。
ファイバ等を機械的に移動させるものであり、低速であ
ること、信頼性が不十分なこと、形状が大きくマトリク
ス化に不適なこと等の欠点がある。これを解決する手段
として開発が進められているものは基板上に設置した先
導波路を用いた導波形の光スィッチであり、高速、多素
子の集積化が可能、高信頼等の特長がある。特にＬｉＮ
ｂＯ３結晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が
小さく低損失であることと大きな電気光学効果を有して
いるため高効率である等の特長がある。
ること、信頼性が不十分なこと、形状が大きくマトリク
ス化に不適なこと等の欠点がある。これを解決する手段
として開発が進められているものは基板上に設置した先
導波路を用いた導波形の光スィッチであり、高速、多素
子の集積化が可能、高信頼等の特長がある。特にＬｉＮ
ｂＯ３結晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が
小さく低損失であることと大きな電気光学効果を有して
いるため高効率である等の特長がある。
従来の導波形光スイッチの一例である方向性結合形光ス
イッチの斜視図を第２図に示す。光学軸に垂直に切り出
して整形したＬｉＮｂＯ３結晶基板１０上にＴｉ等の金
属を拡散して光導波路３１．３２が形成されている。前
記光導波路３１．３２は数ｐｍ程度の間隔で近接して設
置されることにより光方向性結合器３５を構成しており
、前記光導波路３１．３２上にバッファ層であるＳｉＯ
２膜（第２図では省略）を介して制御電極３３及び３４
が設置されている。この光スィッチの基本的な動作原理
は、先ず、片方の先導波路例えば３１の端面から入射し
た光波１６は光導波路３１中を伝搬し、光方向性結合器
３５の部分で近接した先導波路３２にエネルギーが移行
し、光方向性結合器３５の長さを完全結合長り。に一致
させた場合は、はぼ１００％のエネルギーが光導波路３
２に移って出射光３７となる。一方、制御電極３３と３
４との間に電圧を印加した場合、電気光学効果によって
光導波路３１゜３２の屈折率が変化して両者の屈折率が
非対称となり、両者を伝搬する光波の間で位相不整合が
生じて結合状態が変化し、適当な印加電圧の下ではもと
の光導波路３１ヘエネルギーが移り出射光３８となる。
イッチの斜視図を第２図に示す。光学軸に垂直に切り出
して整形したＬｉＮｂＯ３結晶基板１０上にＴｉ等の金
属を拡散して光導波路３１．３２が形成されている。前
記光導波路３１．３２は数ｐｍ程度の間隔で近接して設
置されることにより光方向性結合器３５を構成しており
、前記光導波路３１．３２上にバッファ層であるＳｉＯ
２膜（第２図では省略）を介して制御電極３３及び３４
が設置されている。この光スィッチの基本的な動作原理
は、先ず、片方の先導波路例えば３１の端面から入射し
た光波１６は光導波路３１中を伝搬し、光方向性結合器
３５の部分で近接した先導波路３２にエネルギーが移行
し、光方向性結合器３５の長さを完全結合長り。に一致
させた場合は、はぼ１００％のエネルギーが光導波路３
２に移って出射光３７となる。一方、制御電極３３と３
４との間に電圧を印加した場合、電気光学効果によって
光導波路３１゜３２の屈折率が変化して両者の屈折率が
非対称となり、両者を伝搬する光波の間で位相不整合が
生じて結合状態が変化し、適当な印加電圧の下ではもと
の光導波路３１ヘエネルギーが移り出射光３８となる。
従来、導波路形光スイッチには、ここで示した方向性結
合形の他に全反射形、バランスドブリッジ形、Ｙ分岐形
等の方式があるが、光スィッチにとって重要なスイッチ
電圧やクロストークを比較的容易に低くでき、且つ構成
が最も簡単なのは方向性結合形であることが知られてお
り、なかでも光学軸に垂直に切り出した電気光学効果を
有する結晶の深さ方向に電界を作用させる手段により、
低スイッチ電圧が得られ、且つ製作が容易となることも
知られている。
合形の他に全反射形、バランスドブリッジ形、Ｙ分岐形
等の方式があるが、光スィッチにとって重要なスイッチ
電圧やクロストークを比較的容易に低くでき、且つ構成
が最も簡単なのは方向性結合形であることが知られてお
り、なかでも光学軸に垂直に切り出した電気光学効果を
有する結晶の深さ方向に電界を作用させる手段により、
低スイッチ電圧が得られ、且つ製作が容易となることも
知られている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら方向性結合形光スイッチでは、結合長りと
印加電圧■とが反比例関係にあるので、従来よりさらに
印加電圧を低くするために結合長りを長くしなければ、
所定の作用が得られないとの欠点があった。
印加電圧■とが反比例関係にあるので、従来よりさらに
印加電圧を低くするために結合長りを長くしなければ、
所定の作用が得られないとの欠点があった。
本発明の目的は、上述の従来の導波形光スイッチの欠点
を除き、結合長りを変えないで印加電圧Ｖの低い光スィ
ッチを提供することにある。
を除き、結合長りを変えないで印加電圧Ｖの低い光スィ
ッチを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は凸部形状をもち電気光学効果を有する誘電体結
晶基板の凸部に形成された互いに近接した２本の先導波
路からなる光方向性結合器と前記光方向性結合器上部に
設置された一対の制御電極、および前記凸部の両側に設
置された一対の補助電極とから構成されることを特徴と
する光スィッチである。
晶基板の凸部に形成された互いに近接した２本の先導波
路からなる光方向性結合器と前記光方向性結合器上部に
設置された一対の制御電極、および前記凸部の両側に設
置された一対の補助電極とから構成されることを特徴と
する光スィッチである。
（作用）
本発明による方向性結合形光スイッチの一例である断面
図を第３図に示す。従来の方向性結合形光スイッチは、
方向性結合器を構成する２本の導波路上にのみ制御電極
を設置し、それによる電界（図中１２に相当する電界）
で屈折率変化を生じさせているのに対し、本発明におい
ては、前記制御電極１３゜１４と補助電極１９．２０と
による各々の電界を合成させることで有効電界成分の増
大および導波路内の電界分布の対称化により、同じ屈折
率変化を低電圧で実現できる。
図を第３図に示す。従来の方向性結合形光スイッチは、
方向性結合器を構成する２本の導波路上にのみ制御電極
を設置し、それによる電界（図中１２に相当する電界）
で屈折率変化を生じさせているのに対し、本発明におい
ては、前記制御電極１３゜１４と補助電極１９．２０と
による各々の電界を合成させることで有効電界成分の増
大および導波路内の電界分布の対称化により、同じ屈折
率変化を低電圧で実現できる。
（実施例）
次に本発明の一実施例について第１図を参照して説明す
る。第１図は本発明による光スィッチの一実施例を示す
斜視図である。幅３０１１ｍ〜２００ｐｍ、高さ１００
〜８００ｐｍの凸部形状の結晶基板１０の凸部に厚さ数
百〜千人で幅が数〜数十ｐｍのＴｉ膜パタンを熱拡散し
て形成した光導波路１１．１２が近接して設置され、光
方向性結合器１５を構成している。光導波路１１゜１２
上にはバッファ層２１を介してそれぞれ制御電極１３、
１４が設置され、さらに前記凸部の両側には各々の制御
電極１３．１４に対向し、各光導波路１１．１２に近接
して補助電極１９．２０が設置されている。補助電極１
９、２０の位置は、電界の対称化のためには、図のよう
に下端が望ましい。また、補助電極１９．２０と先導波
路１１．１２の間には基板が介在するので電極による光
吸収の心配はない。光方向性結合器１５の長さは、従来
例と同様にＴＭ、 ＴＥモードに対してほぼ完全結合長
に等しくなるように設定されている。その長さは通常数
ｍｍ〜数十ｍｍである。基本的な動作原理は第２図につ
いて述べたものと同じである。
る。第１図は本発明による光スィッチの一実施例を示す
斜視図である。幅３０１１ｍ〜２００ｐｍ、高さ１００
〜８００ｐｍの凸部形状の結晶基板１０の凸部に厚さ数
百〜千人で幅が数〜数十ｐｍのＴｉ膜パタンを熱拡散し
て形成した光導波路１１．１２が近接して設置され、光
方向性結合器１５を構成している。光導波路１１゜１２
上にはバッファ層２１を介してそれぞれ制御電極１３、
１４が設置され、さらに前記凸部の両側には各々の制御
電極１３．１４に対向し、各光導波路１１．１２に近接
して補助電極１９．２０が設置されている。補助電極１
９、２０の位置は、電界の対称化のためには、図のよう
に下端が望ましい。また、補助電極１９．２０と先導波
路１１．１２の間には基板が介在するので電極による光
吸収の心配はない。光方向性結合器１５の長さは、従来
例と同様にＴＭ、 ＴＥモードに対してほぼ完全結合長
に等しくなるように設定されている。その長さは通常数
ｍｍ〜数十ｍｍである。基本的な動作原理は第２図につ
いて述べたものと同じである。
例えば各電極間に極性が交互に異なる電圧を印加すれば
第２図に示した従来の光スィッチの場合に比べ電界強度
が増・太し且つ電界分布の対称化が図れ、印加電圧を低
減し光スィッチが得られる。
第２図に示した従来の光スィッチの場合に比べ電界強度
が増・太し且つ電界分布の対称化が図れ、印加電圧を低
減し光スィッチが得られる。
（発明の効果）
以上、述べたように本発明によれば、従来よりもスイッ
チ電圧が低い光スィッチが得られる。
チ電圧が低い光スィッチが得られる。
第１図は本発明による光スィッチの一実施例を示す斜視
図、第２図は従来の光スィッチの一例を示す斜視図、第
３図は本発明による光スィッチの一実施例を示す断面図
である。 １０・・・光学異方性を有する結晶基板、１１．１２．
３１゜３２・・・先導波路、１３．１４．３３．３４・
・・制御電極、１５゜３５、・・光方向性結合器、１６
・・・光波、１７．１８．３７゜３８・・・出射光、１
９．２０・・・補助電極、２１．、、バッファ層。
図、第２図は従来の光スィッチの一例を示す斜視図、第
３図は本発明による光スィッチの一実施例を示す断面図
である。 １０・・・光学異方性を有する結晶基板、１１．１２．
３１゜３２・・・先導波路、１３．１４．３３．３４・
・・制御電極、１５゜３５、・・光方向性結合器、１６
・・・光波、１７．１８．３７゜３８・・・出射光、１
９．２０・・・補助電極、２１．、、バッファ層。
Claims (1)
- 凸部形状をもち電気光学効果を有する誘電体結晶基板の
凸部に形成された互いに近接した２本の光導波路からな
る光方向性結合器と前記光方向性結合器上部に設置され
た一対の制御電極、および前記凸部の両側に設置された
一対の補助電極とから構成されることを特徴とする光ス
イッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2802588A JPH01201628A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2802588A JPH01201628A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201628A true JPH01201628A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12237209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2802588A Pending JPH01201628A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201628A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993014439A1 (en) * | 1992-01-21 | 1993-07-22 | Ibiden Co., Ltd. | Waveguide type light directional coupler |
| US20130287332A1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Hsin-Shun Huang | Low power electro-optic modulator |
| US20130301990A1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Optical waveguide directional coupler |
| CN103424810A (zh) * | 2012-05-14 | 2013-12-04 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光波导方向耦合器 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP2802588A patent/JPH01201628A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993014439A1 (en) * | 1992-01-21 | 1993-07-22 | Ibiden Co., Ltd. | Waveguide type light directional coupler |
| US5371812A (en) * | 1992-01-21 | 1994-12-06 | Ibden Co., Ltd. | Waveguide type optical directional coupler |
| US20130287332A1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Hsin-Shun Huang | Low power electro-optic modulator |
| US20130301990A1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Optical waveguide directional coupler |
| CN103424810A (zh) * | 2012-05-14 | 2013-12-04 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光波导方向耦合器 |
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