JPH0954291A - 光位相シフタ及びこれを用いた光スイッチ - Google Patents
光位相シフタ及びこれを用いた光スイッチInfo
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- JPH0954291A JPH0954291A JP20560695A JP20560695A JPH0954291A JP H0954291 A JPH0954291 A JP H0954291A JP 20560695 A JP20560695 A JP 20560695A JP 20560695 A JP20560695 A JP 20560695A JP H0954291 A JPH0954291 A JP H0954291A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短い時間で伝播光の位相を変化させることが
できる光位相シフタを提供する。 【解決手段】 本発明の光位相シフタは、導電性のシリ
コン基板１上の光導波路２の真上に金属薄膜電極４を配
置した構造を有している。この光位相シフタでは、シリ
コン基板１と金属薄膜電極４との間に電圧をかけて光導
波路２に電界を印加することにより、電気光学効果によ
って光導波路２の屈折率を変化させて光導波路２を伝播
する光の位相を変化させることができる。この位相シフ
タは、従来の熱光学的なものと異なり、電気光学効果を
利用しているので電極間の抵抗，容量積で定まるような
極めて短い時間で伝播光の位相を変化させることができ
る。
できる光位相シフタを提供する。 【解決手段】 本発明の光位相シフタは、導電性のシリ
コン基板１上の光導波路２の真上に金属薄膜電極４を配
置した構造を有している。この光位相シフタでは、シリ
コン基板１と金属薄膜電極４との間に電圧をかけて光導
波路２に電界を印加することにより、電気光学効果によ
って光導波路２の屈折率を変化させて光導波路２を伝播
する光の位相を変化させることができる。この位相シフ
タは、従来の熱光学的なものと異なり、電気光学効果を
利用しているので電極間の抵抗，容量積で定まるような
極めて短い時間で伝播光の位相を変化させることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路を伝播す
る光の位相を変化させる光位相シフタと、これを用いて
光路の切り替えを行う光スイッチに関するものである。
る光の位相を変化させる光位相シフタと、これを用いて
光路の切り替えを行う光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】石英系光導波路は伝播損失が０．１ｄＢ
／ｃｍと小さく、熱的に安定で長期信頼性に優れている
ことから、実用的な光部品として注目されている。これ
までにこの石英系光導波路と光位相シフタを用いた光ス
イッチが製作され、良好に動作することが確認されてい
る。
／ｃｍと小さく、熱的に安定で長期信頼性に優れている
ことから、実用的な光部品として注目されている。これ
までにこの石英系光導波路と光位相シフタを用いた光ス
イッチが製作され、良好に動作することが確認されてい
る。
【０００３】図１０にはこの種従来の光スイッチを概略
構成を示してある。この光スイッチは、２個の３ｄＢ光
方向性結合器１１１を直列に接続したマッハ・ツェンダ
干渉計の分岐１１２の一方に光位相シフタ１１３を備え
ている。光位相シフタ１１３は熱光学的なもので、周囲
より屈折率の高いコアをクラッドで囲んだ光導波路の上
部に、クロムや窒化タンタル等の高抵抗金属を用いた薄
膜ヒータを配置した構造を有している。
構成を示してある。この光スイッチは、２個の３ｄＢ光
方向性結合器１１１を直列に接続したマッハ・ツェンダ
干渉計の分岐１１２の一方に光位相シフタ１１３を備え
ている。光位相シフタ１１３は熱光学的なもので、周囲
より屈折率の高いコアをクラッドで囲んだ光導波路の上
部に、クロムや窒化タンタル等の高抵抗金属を用いた薄
膜ヒータを配置した構造を有している。
【０００４】この光スイッチは、光位相シフタ１１３を
駆動して一方の分岐１１２を伝播する光の位相を変化さ
せ、マッハ・ツェンダ干渉計の位相差を変えることによ
って光路の切り替えを行う。具体的には、薄膜ヒータの
両端に通電し光導波路を加熱することにより、熱光学効
果によって光導波路の実効屈折率を高めて該光導波路を
伝播する光の位相を変化させる。
駆動して一方の分岐１１２を伝播する光の位相を変化さ
せ、マッハ・ツェンダ干渉計の位相差を変えることによ
って光路の切り替えを行う。具体的には、薄膜ヒータの
両端に通電し光導波路を加熱することにより、熱光学効
果によって光導波路の実効屈折率を高めて該光導波路を
伝播する光の位相を変化させる。
【０００５】この光スイッチは低光損失，高消光比であ
ると共に、これらの光学特性に偏波依存性が非常に小さ
いことから、光ファイバ伝送路を伝播し偏波状態が変動
した光信号の光路切り替えに適した実用的な光スイッチ
であると言える。また、上記の光スイッチを６４個集積
した８×８マトリックススイッチも知られており、さら
に、このマトリックススイッチを用い、光信号を電気信
号に変換することなく光信号のまま光伝送路の切り替え
を行う光交換方式の実験も行われている。
ると共に、これらの光学特性に偏波依存性が非常に小さ
いことから、光ファイバ伝送路を伝播し偏波状態が変動
した光信号の光路切り替えに適した実用的な光スイッチ
であると言える。また、上記の光スイッチを６４個集積
した８×８マトリックススイッチも知られており、さら
に、このマトリックススイッチを用い、光信号を電気信
号に変換することなく光信号のまま光伝送路の切り替え
を行う光交換方式の実験も行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の光
スイッチは、熱光学的な光位相シフタを利用しているた
め光導波路の加熱に要する時間が１ｍｓと長く、光路切
り替えを高速で行うことが不可能であった。このため、
高速の光路切り替えが必要な光通信システムに使用する
ことができず、応用範囲が限定されていた。また、所定
の光路を保持するためには、ヒータへの継続的な通電加
熱が必要であり、８×８マトリックススイッチ等のスイ
ッチ素子数の多い大規模光スイッチでは消費電力が極め
て大きくなる問題があった。
スイッチは、熱光学的な光位相シフタを利用しているた
め光導波路の加熱に要する時間が１ｍｓと長く、光路切
り替えを高速で行うことが不可能であった。このため、
高速の光路切り替えが必要な光通信システムに使用する
ことができず、応用範囲が限定されていた。また、所定
の光路を保持するためには、ヒータへの継続的な通電加
熱が必要であり、８×８マトリックススイッチ等のスイ
ッチ素子数の多い大規模光スイッチでは消費電力が極め
て大きくなる問題があった。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、短い時間で伝播光の位相
を変化させることができる光位相シフタと、短いスイッ
チング時間で光路切り替えを行える光スイッチを提供す
ることにある。
で、その目的とするところは、短い時間で伝播光の位相
を変化させることができる光位相シフタと、短いスイッ
チング時間で光路切り替えを行える光スイッチを提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明に係る光位相シフタは、平面基板上
に形成されたコアと該コアを囲むクラッドより成り、前
記コアの屈折率が前記クラッドの屈折率よりも高い光導
波路と、該光導波路に電界を印加するための複数の電極
とを具備した、ことを特徴としている。また、請求項２
の発明にかかる光位相シフタは、請求項１記載の光位相
シフタにおいて、前記複数の電極のうちの１つが前記平
面基板である、ことを特徴としている。さらに、請求項
３の発明にかかる光位相シフタは、請求項１または２記
載の光位相シフタにおいて、前記光導波路が石英系光導
波路である、ことを特徴としている。
め、請求項１の発明に係る光位相シフタは、平面基板上
に形成されたコアと該コアを囲むクラッドより成り、前
記コアの屈折率が前記クラッドの屈折率よりも高い光導
波路と、該光導波路に電界を印加するための複数の電極
とを具備した、ことを特徴としている。また、請求項２
の発明にかかる光位相シフタは、請求項１記載の光位相
シフタにおいて、前記複数の電極のうちの１つが前記平
面基板である、ことを特徴としている。さらに、請求項
３の発明にかかる光位相シフタは、請求項１または２記
載の光位相シフタにおいて、前記光導波路が石英系光導
波路である、ことを特徴としている。
【０００９】これら請求項１，２及び３の発明に係る光
位相シフタでは、複数の電極間に電圧をかけて光導波路
に電界を印加させることにより、電気光学効果によって
光導波路の屈折率を変化させて光導波路を伝播する光の
位相を変化させることができる。この位相シフタは、従
来の熱光学的なものと異なり、電気光学効果を利用して
いるので、電極間の抵抗，容量積で定まるような極めて
短い時間で伝播光の位相を変化させることができる。
位相シフタでは、複数の電極間に電圧をかけて光導波路
に電界を印加させることにより、電気光学効果によって
光導波路の屈折率を変化させて光導波路を伝播する光の
位相を変化させることができる。この位相シフタは、従
来の熱光学的なものと異なり、電気光学効果を利用して
いるので、電極間の抵抗，容量積で定まるような極めて
短い時間で伝播光の位相を変化させることができる。
【００１０】請求項４の発明に係る光位相シフタは、請
求項１乃至３の何れか１項に記載の光位相シフタにおい
て、複数の電極のうち少なくとも１つの電極が電流印加
端子を備える、ことを特徴としている。
求項１乃至３の何れか１項に記載の光位相シフタにおい
て、複数の電極のうち少なくとも１つの電極が電流印加
端子を備える、ことを特徴としている。
【００１１】この請求項４の発明にかかる光位相シフタ
では、光導波路に対しポーリング処理を行う際に電流印
加端子を通じて電極に電流を流すことにより、該電極を
発熱させてポーリング効果の増強や所要時間の短縮を実
現することができる。
では、光導波路に対しポーリング処理を行う際に電流印
加端子を通じて電極に電流を流すことにより、該電極を
発熱させてポーリング効果の増強や所要時間の短縮を実
現することができる。
【００１２】請求項５の発明に係る光スイッチは、２個
の光方向性結合器を直列に接続したマッハ・ツェンダ干
渉計の分岐の少なくとも一方に、請求項１乃至４の何れ
か１項に記載の光位相シフタを設けた、ことを特徴とし
ている。
の光方向性結合器を直列に接続したマッハ・ツェンダ干
渉計の分岐の少なくとも一方に、請求項１乃至４の何れ
か１項に記載の光位相シフタを設けた、ことを特徴とし
ている。
【００１３】この請求項５の発明に係る光スイッチで
は、電気光学効果を利用した光位相シフタをマッハ・ツ
ェンダ干渉計の分岐の少なくとも一方に設けてあるの
で、該光位相シフタによる位相変化によって光路切り替
えを高速で行うことができる。また、光位相シフタの電
極間に流れる電流は極めて小さいので、微小な電力で光
路を保持することができる。
は、電気光学効果を利用した光位相シフタをマッハ・ツ
ェンダ干渉計の分岐の少なくとも一方に設けてあるの
で、該光位相シフタによる位相変化によって光路切り替
えを高速で行うことができる。また、光位相シフタの電
極間に流れる電流は極めて小さいので、微小な電力で光
路を保持することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１には本発明を適用した光スイ
ッチの上面図を、図２には同斜視図を、図３には光スイ
ッチに用いられる光位相シフタの構造図をそれぞれ示し
てある。
ッチの上面図を、図２には同斜視図を、図３には光スイ
ッチに用いられる光位相シフタの構造図をそれぞれ示し
てある。
【００１５】この光スイッチは、導電性のシリコン基板
１上に一対の光導波路２を対称形状で屈曲して有してお
り、該光導波路２は端部近傍位置において相互を近接配
置され該部分で光方向性結合器部３を形成している。各
光導波路２は石英系コアを該コアよりも屈折率の低いク
ラッドで囲んで構成されており、一方の光導波路２上の
光方向性結合器部３の間に当たる部分には、該光導波路
２よりも幅が大きな金または白金製の金属薄膜電極４が
光導波路２に沿って設けられている。また、金属薄膜電
極４の一端には駆動電圧印加用の端子５が形成されてい
る。
１上に一対の光導波路２を対称形状で屈曲して有してお
り、該光導波路２は端部近傍位置において相互を近接配
置され該部分で光方向性結合器部３を形成している。各
光導波路２は石英系コアを該コアよりも屈折率の低いク
ラッドで囲んで構成されており、一方の光導波路２上の
光方向性結合器部３の間に当たる部分には、該光導波路
２よりも幅が大きな金または白金製の金属薄膜電極４が
光導波路２に沿って設けられている。また、金属薄膜電
極４の一端には駆動電圧印加用の端子５が形成されてい
る。
【００１６】つまり、上記の光スイッチは、２個の光方
向性結合器を直列に接続したマッハ・ツェンダ干渉計の
一方の分岐に光位相シフタを設けて構成されており、光
位相シフタはシリコン基板１上の光導波路２の真上に金
属薄膜電極４を配置した構造を有している。
向性結合器を直列に接続したマッハ・ツェンダ干渉計の
一方の分岐に光位相シフタを設けて構成されており、光
位相シフタはシリコン基板１上の光導波路２の真上に金
属薄膜電極４を配置した構造を有している。
【００１７】この光スイッチは以下のようにして製造さ
れる。まず、不純物を添加したｎ型シリコン基板（抵抗
率１オームｃｍ）の上に、火炎堆積法によって石英系下
部クラッド層（厚さ１０ミクロン）とゲルマニウム添加
石英系コア層（厚さ５ミクロン）を形成する。コア層に
は屈折率を高めるため７．５モル％のＧｅＯ2 を加える
と共に、透明化温度を低減するため微量のＰ2Ｏ5及びＢ
2Ｏ3を添加してあり、該コア層の屈折率は下部クラッド
層よりも０．７５％高い。
れる。まず、不純物を添加したｎ型シリコン基板（抵抗
率１オームｃｍ）の上に、火炎堆積法によって石英系下
部クラッド層（厚さ１０ミクロン）とゲルマニウム添加
石英系コア層（厚さ５ミクロン）を形成する。コア層に
は屈折率を高めるため７．５モル％のＧｅＯ2 を加える
と共に、透明化温度を低減するため微量のＰ2Ｏ5及びＢ
2Ｏ3を添加してあり、該コア層の屈折率は下部クラッド
層よりも０．７５％高い。
【００１８】次に、フォトリソグラフィと反応性イオン
エッチングを用いて上記のコア層を所定のパターンを有
するコアに加工した後、火炎堆積法によって上部クラッ
ド層（厚さ１５ミクロン）を形成して埋め込み光導波路
を形成する。そして、上記のコア加工と同様のパターン
化技術を用いて光導波路上に金属薄膜電極となる金膜ま
たは白金膜を形成する。ちなみに、金属薄膜電極４とシ
リコン基板１との距離間隔は２５ミクロンであり、九十
九折りパターンの光導波路を用いて構成した対称マッハ
・ツェンダ干渉計の分岐２の長さは３０ｃｍである。
エッチングを用いて上記のコア層を所定のパターンを有
するコアに加工した後、火炎堆積法によって上部クラッ
ド層（厚さ１５ミクロン）を形成して埋め込み光導波路
を形成する。そして、上記のコア加工と同様のパターン
化技術を用いて光導波路上に金属薄膜電極となる金膜ま
たは白金膜を形成する。ちなみに、金属薄膜電極４とシ
リコン基板１との距離間隔は２５ミクロンであり、九十
九折りパターンの光導波路を用いて構成した対称マッハ
・ツェンダ干渉計の分岐２の長さは３０ｃｍである。
【００１９】さらに、石英系光導波路の電気光学効果を
発現させるため、光導波路を電気炉中で３００℃に加熱
しながら、導電性のシリコン基板１と端子５を通じて石
英系光導波路に＋３０００Ｖの高電圧を印加してポーリ
ング処理を行う。このポーリング処理により、光導波路
中の双極子モーメントを配向させて光導波路に電気分極
を発生させる。ポーリング処理により誘起した自発分極
は電界を印加することにより変化し、従って誘電率（屈
折率）も電界によって変化することになる。尚、このポ
ーリング処理は経時的な使用によって光導波路の電気光
学効果が低下した際に繰り返し実施するようにしてもよ
い。
発現させるため、光導波路を電気炉中で３００℃に加熱
しながら、導電性のシリコン基板１と端子５を通じて石
英系光導波路に＋３０００Ｖの高電圧を印加してポーリ
ング処理を行う。このポーリング処理により、光導波路
中の双極子モーメントを配向させて光導波路に電気分極
を発生させる。ポーリング処理により誘起した自発分極
は電界を印加することにより変化し、従って誘電率（屈
折率）も電界によって変化することになる。尚、このポ
ーリング処理は経時的な使用によって光導波路の電気光
学効果が低下した際に繰り返し実施するようにしてもよ
い。
【００２０】上記の光スイッチは、導電性のシリコン基
板１と金属薄膜電極４の間に電圧をかけてポーリング電
界と逆向きの電界を光導波路２に印加することによって
駆動される。図４には、波長１５５０ｎｍの光を入力
し、２つの出力用ポートからの出射光強度を測定した場
合における、出射光強度と印加電圧との関係を示してあ
る。
板１と金属薄膜電極４の間に電圧をかけてポーリング電
界と逆向きの電界を光導波路２に印加することによって
駆動される。図４には、波長１５５０ｎｍの光を入力
し、２つの出力用ポートからの出射光強度を測定した場
合における、出射光強度と印加電圧との関係を示してあ
る。
【００２１】同図から分かるように、各出力用ポートか
らの出射光強度は印加電圧に応じて変化し、１５００Ｖ
の電圧を印加したところで光路がポート１からポート２
に切り替わる。この光路切り替えに要した時間は１００
ｎｓ以下と高速であり、光路切り替えに要するスイッチ
ング電圧や光損失の偏波依存性は小さく、測定誤差の範
囲内であった。
らの出射光強度は印加電圧に応じて変化し、１５００Ｖ
の電圧を印加したところで光路がポート１からポート２
に切り替わる。この光路切り替えに要した時間は１００
ｎｓ以下と高速であり、光路切り替えに要するスイッチ
ング電圧や光損失の偏波依存性は小さく、測定誤差の範
囲内であった。
【００２２】上記のポーリング処理をより的確に行うに
は、図５に示すように、金属薄膜電極４の他端にも端子
６を形成し、ポーリング処理中に電力源７から両端子
５，６を通じて金属薄膜電極４に電力を供給してこれを
発熱させるようにするとよい。この場合の金属薄膜電極
４は耐熱性に優れた白金であることが好ましい。
は、図５に示すように、金属薄膜電極４の他端にも端子
６を形成し、ポーリング処理中に電力源７から両端子
５，６を通じて金属薄膜電極４に電力を供給してこれを
発熱させるようにするとよい。この場合の金属薄膜電極
４は耐熱性に優れた白金であることが好ましい。
【００２３】つまり、ポーリング用電圧源８から導電性
のシリコン基板１と端子５を通じて石英系光導波路に電
圧を印加すると同時に、金属薄膜電極４に別途電力を供
給してこれを発熱させれば、ポーリング中の光導波路２
の温度を周囲温度よりも上昇させてポーリング効果の増
強や所用時間の短縮が実現することができ、また電気炉
を用いずにポーリングを行うことも可能となる。
のシリコン基板１と端子５を通じて石英系光導波路に電
圧を印加すると同時に、金属薄膜電極４に別途電力を供
給してこれを発熱させれば、ポーリング中の光導波路２
の温度を周囲温度よりも上昇させてポーリング効果の増
強や所用時間の短縮が実現することができ、また電気炉
を用いずにポーリングを行うことも可能となる。
【００２４】図６乃至図９には上記光スイッチに適用可
能な光位相シフタの他の構造例をそれぞれ示してある。
能な光位相シフタの他の構造例をそれぞれ示してある。
【００２５】図６の光位相シフタは、シリコン基板１上
の光導波路２の真上に一対の金属薄膜電極４を所定間隔
を置いて平行に配置したものであり、他は図３に示した
ものと同様の構造を有している。ちなみに、一対の金属
薄膜電極４間の距離は１０ミクロンで、コア中心軸と電
極との距離は１４ミクロンである。
の光導波路２の真上に一対の金属薄膜電極４を所定間隔
を置いて平行に配置したものであり、他は図３に示した
ものと同様の構造を有している。ちなみに、一対の金属
薄膜電極４間の距離は１０ミクロンで、コア中心軸と電
極との距離は１４ミクロンである。
【００２６】この光位相シフタを用いた光スイッチは、
一対の金属薄膜電極４の間に電圧をかけてポーリング電
界と逆向きの電界を光導波路２に印加することで駆動さ
れるものであり、波長１３００ｎｍの光を入力し２つの
出力用ポートからの出射光強度を上記と同様に測定した
ところ、スイッチング電圧が１７００Ｖで、スイッチン
グ速度１００ｎｓの以下の特性が得られた。
一対の金属薄膜電極４の間に電圧をかけてポーリング電
界と逆向きの電界を光導波路２に印加することで駆動さ
れるものであり、波長１３００ｎｍの光を入力し２つの
出力用ポートからの出射光強度を上記と同様に測定した
ところ、スイッチング電圧が１７００Ｖで、スイッチン
グ速度１００ｎｓの以下の特性が得られた。
【００２７】図７の光位相シフタは、光導波路１２を構
成する石英系コアの組成を、５モル％Ｐ2Ｏ5添加ＳｉＯ
2 に変えたものであり、他は図３に示したものと同様の
構造を有している。
成する石英系コアの組成を、５モル％Ｐ2Ｏ5添加ＳｉＯ
2 に変えたものであり、他は図３に示したものと同様の
構造を有している。
【００２８】この光位相シフタを用いた光スイッチは、
導電性のシリコン基板１と金属薄膜電極４の間に電圧を
かけてポーリング電界と逆向きの電界を光導波路１２に
印加することによって駆動されるものであり、波長１３
００ｎｍの光を入力し２つの出力用ポートからの出射光
強度を上記と同様に測定したところ、スイッチング電圧
が２４００Ｖで、スイッチング速度１００ｎｓの以下の
特性が得られた。勿論、図６に示すような一対の金属薄
膜電極４を採用しこれに電界を印加した場合でも同様の
特性が得られる。
導電性のシリコン基板１と金属薄膜電極４の間に電圧を
かけてポーリング電界と逆向きの電界を光導波路１２に
印加することによって駆動されるものであり、波長１３
００ｎｍの光を入力し２つの出力用ポートからの出射光
強度を上記と同様に測定したところ、スイッチング電圧
が２４００Ｖで、スイッチング速度１００ｎｓの以下の
特性が得られた。勿論、図６に示すような一対の金属薄
膜電極４を採用しこれに電界を印加した場合でも同様の
特性が得られる。
【００２９】図８の光位相シフタは、光導波路２２を構
成する石英系コアの組成を、１モル％ＴｉＯ2 添加Ｓｉ
Ｏ2 に変えたものであり、他は図３に示したものと同様
の構造を有している。
成する石英系コアの組成を、１モル％ＴｉＯ2 添加Ｓｉ
Ｏ2 に変えたものであり、他は図３に示したものと同様
の構造を有している。
【００３０】この光位相シフタを用いた光スイッチは、
導電性のシリコン基板１と金属薄膜電極４の間に電圧を
かけてポーリング電界と逆向きの電界を光導波路２２に
印加することによって駆動されるものであり、波長１３
００ｎｍの光を入力し２つの出力用ポートからの出射光
強度を上記と同様に測定したところ、スイッチング電圧
が２０００Ｖで、スイッチング速度１００ｎｓの以下の
特性が得られた。勿論、図６に示すような一対の金属薄
膜電極４を採用しこれに電界を印加した場合でも同様の
特性が得られる。
導電性のシリコン基板１と金属薄膜電極４の間に電圧を
かけてポーリング電界と逆向きの電界を光導波路２２に
印加することによって駆動されるものであり、波長１３
００ｎｍの光を入力し２つの出力用ポートからの出射光
強度を上記と同様に測定したところ、スイッチング電圧
が２０００Ｖで、スイッチング速度１００ｎｓの以下の
特性が得られた。勿論、図６に示すような一対の金属薄
膜電極４を採用しこれに電界を印加した場合でも同様の
特性が得られる。
【００３１】図９の光位相シフタは、光導波路３２を構
成する石英系コアの組成を、７．５モル％のＧｅＯ2 と
同時に微量のアルカリイオンを添加したＳｉＯ2 に変え
たものであり、他は図３に示したものと同様の構造を有
している。コアの組成は、０．１モル％Ｒ2Ｏ −７．５
モル％ＧｅＯ2 −９２．４モル％ＳｉＯ2 （ここでのＲ
は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）である。
成する石英系コアの組成を、７．５モル％のＧｅＯ2 と
同時に微量のアルカリイオンを添加したＳｉＯ2 に変え
たものであり、他は図３に示したものと同様の構造を有
している。コアの組成は、０．１モル％Ｒ2Ｏ −７．５
モル％ＧｅＯ2 −９２．４モル％ＳｉＯ2 （ここでのＲ
は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）である。
【００３２】この光位相シフタを用いた光スイッチは、
導電性のシリコン基板１と金属薄膜電極４の間に電圧を
かけてポーリング電界と逆向きの電界を光導波路に印加
することによって駆動されるものであり、波長１３００
ｎｍの光を入力し２つの出力用ポートからの出射光強度
を上記と同様に測定したところ、スイッチング電圧が１
０００〜１８００Ｖで、スイッチング速度１００ｎｓの
以下の特性が得られた。勿論、図６に示すような一対の
金属薄膜電極４を採用しこれに電界を印加した場合でも
同様の特性が得られる。
導電性のシリコン基板１と金属薄膜電極４の間に電圧を
かけてポーリング電界と逆向きの電界を光導波路に印加
することによって駆動されるものであり、波長１３００
ｎｍの光を入力し２つの出力用ポートからの出射光強度
を上記と同様に測定したところ、スイッチング電圧が１
０００〜１８００Ｖで、スイッチング速度１００ｎｓの
以下の特性が得られた。勿論、図６に示すような一対の
金属薄膜電極４を採用しこれに電界を印加した場合でも
同様の特性が得られる。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る光位
相シフタによれば、光導波路に電界を印加することによ
り、極めて短い時間にて伝播光の位相を変化させること
ができる。また、本発明に係る光スイッチによれば、極
めて短いスイッチング時間にて光路を切り替えることが
できると共に、微小な電力で光路を保持することができ
る。
相シフタによれば、光導波路に電界を印加することによ
り、極めて短い時間にて伝播光の位相を変化させること
ができる。また、本発明に係る光スイッチによれば、極
めて短いスイッチング時間にて光路を切り替えることが
できると共に、微小な電力で光路を保持することができ
る。
【図１】本発明を適用した光スイッチの上面図
【図２】図１に示した光スイッチの斜視図
【図３】図１に示した光スイッチに用いられる光位相シ
フタの構造図
フタの構造図
【図４】図１に示した光スイッチにおける出射光強度と
印加電圧との関係を示す図
印加電圧との関係を示す図
【図５】本発明を適用した他の光スイッチの斜視図
【図６】光スイッチに適用可能な光位相シフタの他の構
造例を示す図
造例を示す図
【図７】光スイッチに適用可能な光位相シフタの他の構
造例を示す図
造例を示す図
【図８】光スイッチに適用可能な光位相シフタの他の構
造例を示す図
造例を示す図
【図９】光スイッチに適用可能な光位相シフタの他の構
造例を示す図
造例を示す図
【図１０】従来の光スイッチの概略構成を示す図
１…シリコン基板、２…光導波路、３…光方向性結合器
部、４…金属薄膜電極、５，６…端子、７…電力源、８
…電圧源、１２，２２，３２…光導波路。
部、４…金属薄膜電極、５，６…端子、７…電力源、８
…電圧源、１２，２２，３２…光導波路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 邦典 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小熊 学 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 平面基板上に形成されたコアと該コアを
囲むクラッドより成り、前記コアの屈折率が前記クラッ
ドの屈折率よりも高い光導波路と、 該光導波路に電界を印加するための複数の電極とを具備
した、 ことを特徴とする光位相シフタ。 - 【請求項２】 前記複数の電極のうちの１つが前記平面
基板である、 ことを特徴とする請求項１記載の光位相シフタ。 - 【請求項３】 前記光導波路が石英系光導波路である、 ことを特徴とする請求項１または２記載の光位相シフ
タ。 - 【請求項４】 複数の電極のうち少なくとも１つの電極
が電流印加端子を備える、 ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の
光位相シフタ。 - 【請求項５】 ２個の光方向性結合器を直列に接続した
マッハ・ツェンダ干渉計の分岐の少なくとも一方に、請
求項１乃至４の何れか１項に記載の光位相シフタを設け
た、 ことを特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20560695A JPH0954291A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 光位相シフタ及びこれを用いた光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20560695A JPH0954291A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 光位相シフタ及びこれを用いた光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954291A true JPH0954291A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16509656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20560695A Pending JPH0954291A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 光位相シフタ及びこれを用いた光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0954291A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005221874A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Fujitsu Ltd | 光変調器 |
| US7177490B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide |
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| JP2008224740A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Anritsu Corp | 光変調デバイス |
| WO2012103823A2 (zh) * | 2012-03-14 | 2012-08-09 | 华为技术有限公司 | 一种移相器和耦合器及其制造方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP20560695A patent/JPH0954291A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7177490B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide |
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| JP4485218B2 (ja) * | 2004-02-06 | 2010-06-16 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光変調器 |
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
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| WO2012103823A2 (zh) * | 2012-03-14 | 2012-08-09 | 华为技术有限公司 | 一种移相器和耦合器及其制造方法 |
| WO2012103823A3 (zh) * | 2012-03-14 | 2013-02-28 | 华为技术有限公司 | 一种移相器和耦合器及其制造方法 |
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