JPH11119268A - Optical switch and its quenching ratio improving method - Google Patents
Optical switch and its quenching ratio improving methodInfo
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- JPH11119268A JPH11119268A JP28640397A JP28640397A JPH11119268A JP H11119268 A JPH11119268 A JP H11119268A JP 28640397 A JP28640397 A JP 28640397A JP 28640397 A JP28640397 A JP 28640397A JP H11119268 A JPH11119268 A JP H11119268A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光スイッチに関
し、特に、光ファイバ通信や光情報処理等の分野で用い
られる光スイッチに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch, and more particularly, to an optical switch used in fields such as optical fiber communication and optical information processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光通信システムや光情報処理システムに
おける情報の伝送・処理速度の飛躍的な向上のために
は、システムの全光化が必要である。システムの全光化
とは、システム内の伝送路、多重／分離回路、論理回路
等を伝搬する信号が、途中で光−電気、電気−光の変換
を受けずに光のまま伝えられることを意味する。2. Description of the Related Art In order to dramatically improve the transmission and processing speed of information in an optical communication system or an optical information processing system, it is necessary to use an all-optical system. The all-optical system means that signals propagating through transmission lines, multiplexing / demultiplexing circuits, logic circuits, and the like in the system can be transmitted as light without undergoing optical-electrical or electrical-optical conversion on the way. means.
【０００３】このような全光化システムの構築には、光
信号を高速で制御する素子が要求される。従来、光制御
素子としては、電気信号により光制御を行う方法（電気
−光制御）がとられてきたが、近年、より高速性が期待
される方法として、光により光制御を行う方法（光−光
制御）が注目されている。特に、光通信システムにおい
て、超高速の光−光制御型のスイッチ（光−光スイッ
チ）が光分離回路（光デマルチプレクサ）に応用されれ
ば、光通信システムの高速化を実現する上で大きなブレ
イクスルーとなる。光−光スイッチを実用化する上で要
求される性能は、上記のような高速性だけでなく、低ス
イッチングエネルギー、高繰り返し動作、コンパクトな
サイズなど多岐にわたる。In order to construct such an all-optical system, an element for controlling an optical signal at high speed is required. Conventionally, as a light control element, a method of performing light control by an electric signal (electro-light control) has been adopted. However, in recent years, a method of performing light control by light (light -Light control). In particular, in an optical communication system, if an ultra-high-speed optical-optical control switch (optical-optical switch) is applied to an optical demultiplexing circuit (optical demultiplexer), it is a great factor in realizing high-speed optical communication systems. It becomes a breakthrough. The performance required to put the optical-optical switch into practical use is not limited to the above-described high speed, but also includes a wide range such as low switching energy, high repetition operation, and compact size.
【０００４】特に、スイッチングエネルギーに関して
は、半導体レーザ、ファイバアンプ、あるいは半導体光
アンプによって出力可能な光パルスエネルギーの範囲内
にあることが求められる。これらの性能を実現する上で
まず問題となるのは、光−光スイッチの駆動原理である
非線形光学効果のフィギュアオブメリットχ(3)／τα
（χ(3)：非線形性の大きさ、τ：応答時間、α：信号
損失）が経験的にほぼ一定という法則に従う点である。
即ち、非線形光学効果は、非共鳴励起型と共鳴励起型に
大別されるが、どちらの場合も高効率性と高速性を同時
に満足することは困難であると考えられている。In particular, switching energy is required to be within a range of light pulse energy that can be output by a semiconductor laser, a fiber amplifier, or a semiconductor optical amplifier. The first problem in realizing these performances is the figure-of-merit of the nonlinear optical effect, which is the driving principle of the optical-optical switch ス イ ッ チ(3) / τα
(Χ (3) : magnitude of nonlinearity, τ: response time, α: signal loss) obeys the rule that it is almost constant empirically.
That is, the nonlinear optical effect is roughly classified into a non-resonant excitation type and a resonance excitation type. In both cases, it is considered that it is difficult to simultaneously satisfy high efficiency and high speed.
【０００５】まず、非共鳴励起型においては、高速性が
期待されるが、効率が低い。したがって、高いスイッチ
ングエネルギーまたは長い相互作用長が要求されること
になる。これに対して、共鳴励起型の場合は、高効率で
あるが、非線形光学媒質中に実励起される電子の緩和が
遅いという点が問題であり、これが高速動作の実現を妨
げている。しかし、近年、共鳴励起型の高効率性は実用
上大きな魅力であることが再認識され、遅い緩和の問題
を克服し高速動作を実現する様々な方法が提案されてき
た。[0005] First, in the non-resonant excitation type, high speed is expected, but efficiency is low. Therefore, a high switching energy or a long interaction length will be required. On the other hand, the resonance excitation type has high efficiency, but has a problem in that relaxation of electrons actually excited in the nonlinear optical medium is slow, which hinders realization of high speed operation. However, in recent years, it has been reaffirmed that the high efficiency of the resonance excitation type is of great appeal in practical use, and various methods for overcoming the problem of slow relaxation and realizing high-speed operation have been proposed.
【０００６】例えば、特開平８−１７９３８５号公報に
記載された光−光スイッチにおいては、制御光の吸収ま
たは増幅に伴う共鳴励起型の非線形屈折率変化が利用さ
れ、しかも、スイッチの動作速度は励起された非線形屈
折率変化の遅い緩和で制限されない。図３は、従来技術
による光スイッチの構成を示す図である。非線形光導波
路１は、ＩｎＧａＡｓＰをコアとし、ＩｎＰをクラッド
とする埋め込み型の半導体光導波路である。ＩｎＧａＡ
ｓＰで成る光導波部は、吸収端波長１．５２μｍであ
り、直流電流が印加されることにより、波長１．５２μ
ｍから１．３５μｍまでの範囲の光に対し利得を示す。
複屈折結晶４および６はルチル単結晶（ＴｉＯ2）で成
る。ルチル単結晶は、光学軸に垂直な直線偏光を有する
光パルス（常光線）と光学軸に平行な直線偏光を有する
光パルス（異常光線）の伝搬時間が異なるという複屈折
性を示す。For example, in an optical-optical switch described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-179385, a resonance-excited non-linear refractive index change accompanying absorption or amplification of control light is used. It is not limited by the slow relaxation of the excited nonlinear refractive index change. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an optical switch according to the related art. The nonlinear optical waveguide 1 is a buried semiconductor optical waveguide having InGaAsP as a core and InP as a clad. InGaAs
The optical waveguide portion made of sP has an absorption edge wavelength of 1.52 μm, and has a wavelength of 1.52 μm when a direct current is applied.
The gain is shown for light ranging from m to 1.35 μm.
The birefringent crystals 4 and 6 are made of rutile single crystal (TiO 2 ). A rutile single crystal exhibits birefringence in that the propagation time of a light pulse having a linear polarization perpendicular to the optical axis (ordinary ray) and a light pulse having a linear polarization parallel to the optical axis (extraordinary ray) are different.
【０００７】また、検光子７はある直線偏光のみを透過
させる。光スイッチには、波長１．５５μｍ、パルス幅
２ｐｓ、繰り返し周波数１６０ＧＨｚの信号光パルス列
と、波長１．４０μｍ、パルス幅２ｐｓ、くり返し周波
数１０ＧＨｚの制御光パルス列が入力される。すなわ
ち、信号光波長は吸収端より長波側の透明領域２０に、
制御光波長は利得帯域２１内に設定される（（図３
（Ｂ））。The analyzer 7 transmits only a certain linearly polarized light. A signal light pulse train having a wavelength of 1.55 μm, a pulse width of 2 ps and a repetition frequency of 160 GHz, and a control light pulse train of a wavelength of 1.40 μm, a pulse width of 2 ps and a repetition frequency of 10 GHz are input to the optical switch. That is, the signal light wavelength is transmitted to the transparent region 20 on the long wave side from the absorption edge,
The control light wavelength is set within the gain band 21 (see FIG.
(B)).
【０００８】制御光は、ＷＤＭカプラ（波長選択カプ
ラ）６を経由して非線形光導波路１に入射され、光増幅
をうける。制御光の増幅により、非線形光導波路１では
キャリアが減少し、このキャリア密度変化に伴って信号
光に対する非線形位相シフトが生じる。他方、信号光パ
ルスは、複屈折結晶４において、光学軸に垂直な偏光を
有するＳ−１成分と光学軸に平行な偏光を有するＳ−２
成分の間に時間遅延が与えられる。これらの信号光パル
スは、ＷＤＭカプラ６を通過した後、非線形光導波路１
に入射され、Ｓ−１成分、Ｓ−２成分は、それぞれ、Ｔ
Ｍ偏光、ＴＥ偏光として伝搬する。非線形光導波路１を
出射した信号光は、複屈折結晶５において、Ｓ−１成分
の偏光が光学軸に平行に、Ｓ−２成分の偏光が光学軸に
垂直になるよう入射される。The control light enters the nonlinear optical waveguide 1 via a WDM coupler (wavelength selection coupler) 6 and undergoes optical amplification. Due to the amplification of the control light, the number of carriers in the nonlinear optical waveguide 1 decreases, and a nonlinear phase shift with respect to the signal light occurs with the change in the carrier density. On the other hand, in the birefringent crystal 4, the signal light pulse has an S-1 component having a polarization perpendicular to the optical axis and an S-2 component having a polarization parallel to the optical axis.
A time delay is provided between the components. These signal light pulses pass through the WDM coupler 6 and then pass through the nonlinear optical waveguide 1.
And the S-1 component and the S-2 component are respectively T
It propagates as M polarized light and TE polarized light. The signal light emitted from the nonlinear optical waveguide 1 enters the birefringent crystal 5 such that the polarization of the S-1 component is parallel to the optical axis and the polarization of the S-2 component is perpendicular to the optical axis.
【０００９】これによって、複屈折結晶４で与えられた
Ｓ−１成分とＳ−２成分の時間差はキャンセルされ、両
成分は再び合成される。合成される際の両成分の相対位
相差が０の場合とπラヂアンの場合とでは、合成時の信
号光の偏光は互いに直交する。複屈折結晶５を出射した
信号光は検光子７へ入力され、一方の直線偏光のみが出
力される。As a result, the time difference between the S-1 component and the S-2 component given by the birefringent crystal 4 is canceled, and the two components are synthesized again. When the relative phase difference between the two components at the time of combining is 0 and at the time of π radian, the polarizations of the signal light at the time of combining are orthogonal to each other. The signal light emitted from the birefringent crystal 5 is input to the analyzer 7, and only one linearly polarized light is output.
【００１０】ここでは、初期状態として、複屈折結晶５
出射時のＳ−１成分、Ｓ−２成分の相対位相差が０であ
り、両成分の合成により定まる直線偏光が検光子７で完
全にブロックされる場合について説明する。図４は、従
来技術による光スイッチの動作を示す波形図である。同
図（Ａ）に示すように、６．２５ｐｓ間隔で信号光パル
スが入力される。ここでは、“１０１１１０１０”とコ
ード化された信号光パルス列が例示されている。このう
ち、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の３つのパルスに注目して説明す
る。Here, the birefringent crystal 5 is used as an initial state.
The case where the relative phase difference between the S-1 component and the S-2 component at the time of emission is 0 and linearly polarized light determined by the combination of both components is completely blocked by the analyzer 7 will be described. FIG. 4 is a waveform diagram showing the operation of the optical switch according to the related art. As shown in FIG. 3A, signal light pulses are input at intervals of 6.25 ps. Here, a signal light pulse train coded as “10111010” is illustrated. The following description focuses on three pulses S1, S2, and S3.
【００１１】これらは、複屈折結晶４を通過することに
より、（Ｂ）に示すように、偏光が互いに直交する２成
分、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１とＳ１２、Ｓ２２、Ｓ３２
との間に時間遅延が与えられる。同図（Ｃ）に示した位
置に制御光パルスＣが挿入されると、非線形光導波路１
の非線形屈折率が制御光パルスにほぼ追随して立ち上が
って変化し、ゆっくりと緩和する。緩和時間は図４に示
した時間スケールに比べて長いため、ここでは簡単化の
ため（Ｄ）に示すようなステップ状の変化であるとす
る。制御光パルスＣ以後に入射する信号光パルスＳ３
１、Ｓ２２、Ｓ３２等は非線形位相シフトπを受ける。
非線形光導波路１を出射する信号光パルスは、更に、複
屈折結晶５を通過することにより、同図（Ｅ）で示すよ
うに、先に複屈折結晶４で与えられた時間遅延が元に戻
される。These pass through the birefringent crystal 4 to form two components whose polarizations are orthogonal to each other, S11, S21, S31 and S12, S22, S32, as shown in FIG.
And a time delay is provided. When the control light pulse C is inserted at the position shown in FIG.
Rises and changes almost following the control light pulse and slowly relaxes. Since the relaxation time is longer than the time scale shown in FIG. 4, for the sake of simplicity, it is assumed that the relaxation time is a step-like change as shown in FIG. Signal light pulse S3 incident after control light pulse C
1, S22, S32, etc. receive a non-linear phase shift π.
The signal light pulse emitted from the nonlinear optical waveguide 1 further passes through the birefringent crystal 5 so that the time delay previously given by the birefringent crystal 4 is restored as shown in FIG. It is.
【００１２】その結果、Ｓ２１とＳ２２の間の相対位相
差だけがπとなり、合成される信号光パルスの偏光は、
初期状態に対して９０度回転する。これに対して、Ｓ１
１とＳ１２は両方とも非線形位相シフトを受けないので
相対位相差は０となり、また、Ｓ３１とＳ３２は両方と
も非線形位相シフトπを受けるので、やはり相対位相差
は０である。即ち、Ｓ３１とＳ３２で合成されるＳ３の
偏光方向は初期状態と同じになる。As a result, only the relative phase difference between S21 and S22 becomes π, and the polarization of the synthesized signal light pulse is
Rotate 90 degrees from the initial state. In contrast, S1
Since both 1 and S12 do not undergo the non-linear phase shift, the relative phase difference is 0, and since both S31 and S32 receive the non-linear phase shift π, the relative phase difference is also 0. That is, the polarization direction of S3 synthesized in S31 and S32 is the same as the initial state.
【００１３】したがって、検光子７を通過することによ
り、同図（Ｆ）に示すように、信号光パルスＳ２だけが
出力される。このようなメカニズムにより、１６０Ｇｂ
ｐｓのデータ列から１０ＧＨｚ繰り返しで分離を行う超
高速光−光スイッチの実現が可能となる。上記した従来
の光スイッチの問題点は、非線形光導波路１でＴＥ偏光
及びＴＭ偏光の信号光が受ける非線形位相シフトを完全
に一致させることが困難なため、消光比が劣化すること
である。Therefore, by passing through the analyzer 7, only the signal light pulse S2 is output as shown in FIG. With such a mechanism, 160 Gb
It is possible to realize an ultra-high-speed optical-optical switch that separates a ps data string at 10 GHz repetition. The problem with the above-described conventional optical switch is that it is difficult to completely match the nonlinear phase shifts of the TE-polarized light and the TM-polarized signal light received by the nonlinear optical waveguide 1, so that the extinction ratio deteriorates.
【００１４】その理由を以下に説明する。即ち、出力さ
せたくないＳ３以降の信号光パルスの抑圧比は、非線形
光導波路１で信号光が受ける非線形位相シフトの偏光依
存性で定まる。例えば、Ｓ３の場合、Ｓ３１とＳ３２の
間の相対位相差がどれだけ０に近いかで定まる。しか
し、信号光の非線形位相シフトを偏光無依存化するに
は、かなりの困難が伴う。The reason will be described below. That is, the suppression ratio of the signal light pulse after S3, which is not desired to be output, is determined by the polarization dependence of the nonlinear phase shift applied to the signal light in the nonlinear optical waveguide 1. For example, in the case of S3, it is determined by how close the relative phase difference between S31 and S32 is to zero. However, it is very difficult to make the nonlinear phase shift of the signal light polarization independent.
【００１５】半導体光増幅器に対しては、近年、導波路
断面形状の改良、導波路材料の工夫等により利得の偏光
無依存化が精力的に進められてきた。この利得の偏光無
依存化は、上記光スイッチにおいては、制御光が引き起
こすキャリア変化量が制御光の偏光に依存しないことを
意味する。しかし、制御光に対する利得が偏光無依存と
なっても、信号光が受ける非線形位相シフトには依然と
して偏光依存性が残る。すなわち、非線形光導波路内で
ＴＭ偏光となるＳ３１とＴＥ偏光となるＳ３２の受ける
信号光の非線形位相シフトが完全に一致しない。したが
って、Ｓ３１とＳ３２の間の相対位相差が０とならず、
検光子７でＳ３を完全にブロックすることが不可能とな
る。In semiconductor optical amplifiers, the polarization independence of gain has been energetically promoted in recent years by improving waveguide cross-sectional shapes and devising waveguide materials. The polarization independence of the gain means that in the optical switch, the carrier change amount caused by the control light does not depend on the polarization of the control light. However, even if the gain for the control light becomes polarization independent, the nonlinear phase shift received by the signal light still has polarization dependency. That is, in the nonlinear optical waveguide, the nonlinear phase shifts of the signal light received by S31 which becomes TM polarized light and S32 which becomes TE polarized light do not completely match. Therefore, the relative phase difference between S31 and S32 does not become 0,
It becomes impossible for the analyzer 7 to completely block S3.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来例の欠点を改良し、特に、非線形位相シフトの
信号光偏光への依存性がある非線形光導波路を用いても
十分に高い消光比を実現しうる光−光スイッチと、光−
光スイッチの消光比の向上方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and in particular, to be sufficiently high even if a nonlinear optical waveguide having a nonlinear phase shift dependent on signal light polarization is used. An optical-optical switch capable of realizing an extinction ratio;
An object of the present invention is to provide a method for improving the extinction ratio of an optical switch.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には以下に記載されたような技術
構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる第１
の態様としては、制御光の増幅により非線形屈折率変化
を生ずる媒質から成る非線形屈折率変化発現部と、信号
光を互いに直交する直線偏光成分に分割する手段と、前
記の互いに直交する直線偏光成分の間に伝搬時間差を与
える手段と、前記制御光と前記互いに直交する直線偏光
成分に分割された信号光を共に前記非線形屈折率変化発
現部に導く伝搬手段と、前記の互いに直交する直線偏光
成分の間に与えられた時間差を解消する手段を備えた光
スイッチにおいて、非線形屈折率変化発現部を二つの非
線形光導波路で構成した光スイッチであり、第２の態様
としては、上記構成に加え、前記二つの非線形光導波路
の内、後段に配置された非線形光導波路は、二つの非線
形光導波路による位相シフト量が０又はπラヂアンにな
るように補償するように構成した光スイッチであり、第
３の態様としては、前記二つの非線形光導波路の少なく
とも一方の非線形光導波路には位相シフト量を調整する
ための調整手段を設けた光スイッチであり、第４の態様
としては、前記二つの非線形光導波路の間には、偏光回
転手段が設けられている光スイッチであり、第５の態様
としては、前記二つの非線形光導波路の間には、偏光回
転手段が設けられ、第一の非線形光導波路を出射するＴ
Ｅ偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＭ偏光とし
て入射され、前記第一の非線形光導波路を出射するＴＭ
偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＥ偏光として
入射されるように構成した光スイッチであり、第５の態
様としては、上記構成に加え、前記偏光回転手段が半波
長板である光スイッチである。The present invention basically employs the following technical configuration in order to achieve the above object. That is, the first embodiment according to the present invention
As a mode of the present invention, a non-linear refractive index change expressing portion made of a medium that generates a non-linear refractive index change by amplifying the control light, means for dividing the signal light into linearly polarized light components orthogonal to each other, Means for providing a propagation time difference between, and a propagation means for guiding both the control light and the signal light split into the linearly polarized light components orthogonal to each other to the nonlinear refractive index change manifesting unit; and the linearly polarized light components orthogonal to each other. An optical switch comprising means for eliminating a time difference given between the optical switch and the optical switch, wherein the nonlinear refractive index change manifestation unit is configured by two nonlinear optical waveguides, as a second aspect, in addition to the above configuration, Among the two nonlinear optical waveguides, the nonlinear optical waveguide arranged at the subsequent stage compensates for the amount of phase shift by the two nonlinear optical waveguides to be 0 or π radian. As a third mode, there is provided an optical switch in which at least one of the two nonlinear optical waveguides is provided with adjustment means for adjusting the amount of phase shift. According to a fifth aspect, there is provided an optical switch in which polarization rotating means is provided between the two nonlinear optical waveguides. As a fifth aspect, a polarization rotating means is provided between the two nonlinear optical waveguides. Is provided, and T exits from the first nonlinear optical waveguide.
E-polarized signal light enters the second nonlinear optical waveguide as TM polarized light and exits the first nonlinear optical waveguide.
An optical switch configured so that polarized signal light is incident on the second nonlinear optical waveguide as TE polarized light. According to a fifth aspect, in addition to the above configuration, a light in which the polarization rotating unit is a half-wave plate Switch.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】本発明に係わる光スイッチは、制
御光の増幅により非線形屈折率変化を生ずる媒質から成
る非線形屈折率変化発現部と、信号光を互いに直交する
直線偏光成分に分割する手段と、前記の互いに直交する
直線偏光成分の間に伝搬時間差を与える手段と、前記制
御光と前記互いに直交する直線偏光成分に分割された信
号光を共に前記非線形屈折率変化発現部に導く伝搬手段
と、前記の互いに直交する直線偏光成分の間に与えられ
た時間差を解消する手段を備えた光スイッチにおいて、
非線形屈折率変化発現部を二つの非線形光導波路で構成
したものであり、又、上記構成に加え、前記二つの非線
形光導波路の内、後段に配置された非線形光導波路は、
二つの非線形光導波路による位相シフト量が０又はπラ
ヂアンになるように補償するように構成した光スイッチ
であり、又、前記二つの非線形光導波路の間には、偏光
回転手段が設けられ、第一の非線形光導波路を出射する
ＴＥ偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＭ偏光と
して入射され、前記第一の非線形光導波路を出射するＴ
Ｍ偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＥ偏光とし
て入射されるように構成したので、信号光の受ける非線
形位相シフトは、第一及び第二の非線形光導波路を伝搬
することにより、信号光偏光に無依存となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical switch according to the present invention is a means for dividing a signal light into a linearly polarized light component orthogonal to each other, and a nonlinear refractive index change manifesting section made of a medium which generates a nonlinear refractive index change by amplifying control light. Means for providing a propagation time difference between the mutually orthogonal linearly polarized light components, and propagation means for guiding both the control light and the signal light split into the mutually orthogonally linearly polarized light components to the nonlinear refractive index change manifesting unit. And an optical switch comprising means for canceling a time difference given between the linearly polarized components orthogonal to each other,
The nonlinear refractive index change manifestation unit is configured by two nonlinear optical waveguides, and, in addition to the above configuration, of the two nonlinear optical waveguides, a nonlinear optical waveguide disposed at a subsequent stage is:
An optical switch configured to compensate so that the amount of phase shift by the two nonlinear optical waveguides becomes 0 or π radian, and a polarization rotating unit is provided between the two nonlinear optical waveguides. The TE-polarized signal light emitted from the one nonlinear optical waveguide enters the second nonlinear optical waveguide as TM polarized light, and the T-polarized signal light exits the first nonlinear optical waveguide.
Since the M-polarized signal light is configured to be incident on the second nonlinear optical waveguide as TE-polarized light, the nonlinear phase shift received by the signal light is transmitted by the first and second nonlinear optical waveguides. Being independent of light polarization.
【００１９】即ち、ここで、第一の非線形光導波路にお
いて、制御光により励起される信号光の非線形位相シフ
トが、例えば、ＴＥ偏光信号光では、（２／３）πラヂ
アン、ＴＭ偏光信号光では（１／３）πラヂアンとす
る。第一の非線形光導波路でＴＥ偏光の状態で伝搬され
る信号光は、第二の非線形光導波路ではＴＭ偏光の状態
で伝搬され、逆に、第一の非線形光導波路でＴＭ偏光の
状態で伝搬される信号光は、第二の非線形光導波路では
ＴＥ偏光の状態で伝搬される。That is, in the first nonlinear optical waveguide, the nonlinear phase shift of the signal light pumped by the control light is, for example, (2/3) π radian for the TE polarized signal light and TM polarized signal light. Then, it is assumed that (１ ／) π radian. The signal light propagated in the first nonlinear optical waveguide in the state of TE polarization propagates in the second nonlinear optical waveguide in the state of TM polarization, and conversely, propagates in the first nonlinear optical waveguide in the state of TM polarization. The signal light is propagated in the second nonlinear optical waveguide in a state of TE polarization.
【００２０】したがって、互いに直交する直線偏光成分
は、いずれも、πラヂアンの非線形位相シフトを受ける
ことになるから、スイッチング動作終了直後に出力され
る信号光は、完全に初期状態に戻ることになり、消光比
が向上する。制御光は、第一の非線形光導波路で増幅さ
れた後、第二の非線形光導波路でさらに増幅される。し
たがって、第一及び第二の非線形光導波路に入力される
夫々の制御光パルスエネルギーが異なるが、出力がほぼ
飽和される状態で使用されるため、非線形光導波路内部
で生じるキャリア密度の変化量にあまり大きな差は生じ
ない。Therefore, since the linearly polarized light components orthogonal to each other undergo a nonlinear phase shift of π radians, the signal light output immediately after the end of the switching operation completely returns to the initial state. The extinction ratio is improved. After the control light is amplified by the first nonlinear optical waveguide, it is further amplified by the second nonlinear optical waveguide. Therefore, although the control light pulse energies input to the first and second nonlinear optical waveguides are different from each other, they are used in a state where the output is almost saturated. There is not much difference.
【００２１】なお、精密に調整するためには、第一及び
第二の非線形光導波路に印加される直流電流量をそれぞ
れ調整する調整手段を設ければよい。For precise adjustment, it is sufficient to provide adjusting means for adjusting the amount of direct current applied to the first and second nonlinear optical waveguides, respectively.
【００２２】[0022]
【実施例】以下に、本発明に係わる光スイッチの具体例
について図面を参照しながら詳細に説明する。図１、４
には、制御光の増幅により非線形屈折率変化を生ずる媒
質から成る非線形屈折率変化発現部Ａと、信号光を互い
に直交する直線偏光成分に分割する手段４と、前記の互
いに直交する直線偏光成分の間に伝搬時間差を与える手
段４と、前記制御光と前記互いに直交する直線偏光成分
に分割された信号光を共に前記非線形屈折率変化発現部
Ａに導く伝搬手段６と、前記の互いに直交する直線偏光
成分の間に与えられた時間差を解消する手段５を備えた
光スイッチにおいて、非線形屈折率変化発現部Ａを二つ
の非線形光導波路１、３で構成したことが示され、又、
前記二つの非線形光導波路１、３の内、後段に配置され
た非線形光導波路３は、二つの非線形光導波路１、３に
よる位相シフト量が０又はπラヂアンになるように補償
するように構成したことが示され、又、前記二つの非線
形光導波路１、３の少なくとも一方の非線形光導波路に
は位相シフト量を調整するための調整手段８を設けたこ
とが示され、又、前記二つの非線形光導波路の間には、
偏光回転手段２が設けられていることが示され、又、前
記二つの非線形光導波路１、３の間には、偏光回転手段
２が設けられ、第一の非線形光導波路１を出射するＴＥ
偏光の信号光が第二の非線形光導波路３にＴＭ偏光とし
て入射され、前記第一の非線形光導波路１を出射するＴ
Ｍ偏光の信号光が第二の非線形光導波路３にＴＥ偏光と
して入射されるように構成した光スイッチが示されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific example of an optical switch according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Figures 1 and 4
A non-linear refractive index change expressing section A made of a medium that generates a non-linear refractive index change by amplifying the control light; means 4 for dividing the signal light into linearly polarized light components orthogonal to each other; A means 4 for providing a propagation time difference between the control light and a propagation means 6 for guiding both the control light and the signal light split into the linear polarization components orthogonal to each other to the nonlinear refractive index change manifesting unit A; In the optical switch provided with the means 5 for canceling the time difference given between the linearly polarized light components, it is shown that the nonlinear refractive index change manifestation part A is constituted by two nonlinear optical waveguides 1 and 3.
Of the two nonlinear optical waveguides 1 and 3, the nonlinear optical waveguide 3 arranged at the subsequent stage is configured to compensate so that the phase shift amount by the two nonlinear optical waveguides 1 and 3 becomes 0 or π radian. It is shown that at least one of the two nonlinear optical waveguides 1 and 3 is provided with adjusting means 8 for adjusting the amount of phase shift. Between the optical waveguides,
It is shown that the polarization rotation means 2 is provided, and the polarization rotation means 2 is provided between the two nonlinear optical waveguides 1 and 3, and TE which emits the first nonlinear optical waveguide 1 is provided.
Polarized signal light enters the second nonlinear optical waveguide 3 as TM-polarized light and exits the first nonlinear optical waveguide 1.
An optical switch configured so that M-polarized signal light enters the second nonlinear optical waveguide 3 as TE-polarized light is shown.
【００２３】更に、信号光を互いに直交する直線偏光成
分に分割し、分割された前記信号光の二成分に所定の時
間差を与えた後、前記信号光の二成分を制御光の増幅に
より非線形屈折率変化を生ずる媒質から成る第一の非線
形光導波路１に導いて位相シフトし、更に、第二の非線
形光導波路３に導いて位相シフトし、前記第一及び第二
の非線形光導波路１、３での合計位相シフト量を０又は
πラヂアンになるようにして消光比を向上せしめた光ス
イッチの消光比の向上方法が示され。Further, after dividing the signal light into linear polarization components orthogonal to each other and giving a predetermined time difference to the two components of the divided signal light, the two components of the signal light are nonlinearly refracted by amplifying the control light. The first and second nonlinear optical waveguides 1 and 3 are guided to a first nonlinear optical waveguide 1 made of a medium which causes a change in rate, and are phase-shifted. 5 shows a method for improving the extinction ratio of an optical switch in which the extinction ratio is improved by making the total phase shift amount at 0 or π radian.
【００２４】又、前記二つの非線形光導波路１、３の間
には、偏光回転手段２が設けられ、第一の非線形光導波
路１を出射するＴＥ偏光の信号光が第二の非線形光導波
路３にＴＭ偏光として入射され、前記第一の非線形光導
波路１を出射するＴＭ偏光の信号光が第二の非線形光導
波路３にＴＥ偏光として入射させた光スイッチの消光比
の向上方法が示されている。A polarization rotating means 2 is provided between the two nonlinear optical waveguides 1 and 3 so that the TE-polarized signal light emitted from the first nonlinear optical waveguide 1 is supplied to the second nonlinear optical waveguide 3. There is shown a method for improving the extinction ratio of an optical switch in which a TM-polarized signal light which is incident on the second nonlinear optical waveguide 3 as a TM-polarized light is emitted as TM polarized light and exits the first nonlinear optical waveguide 1. I have.
【００２５】本発明の具体例を更に詳細に説明すると、
非線形光導波路１及び３は、ＩｎＧａＡｓＰをコアと
し、ＩｎＰをクラッドとする導波路である。この半導体
光導波路１、３は、ＩｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓＰを有
機金属気相エピタキシー（ＭＯＶＰＥ）法により成長さ
せ、これをリソグラフィー及びウェットエッチングによ
りストライプ状に加工し、再び、ＭＯＶＰＥ法によりＩ
ｎＧａＡｓＰを埋め込むためのＩｎＰを成長することに
より作成される。更に、この半導体光導波路１、３の両
端面には無反射コーティングが施される。ＩｎＧａＡｓ
Ｐで成る光導波部１ａは、吸収端波長１．５２μｍであ
り、厚さ０．３μｍ、幅０．４μｍ、長さ３００μｍで
ある。更に、この半導体光導波路１又は３には位相シフ
ト調整用の直流電流が印加され、波長１．５２μｍから
１．３５μｍまでの範囲の光に対し利得を示ようになっ
ている。The embodiment of the present invention will be described in more detail.
The nonlinear optical waveguides 1 and 3 are waveguides having InGaAsP as a core and InP as a clad. The semiconductor optical waveguides 1 and 3 are obtained by growing InGaAsP on an InP substrate by metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE), processing it into a stripe by lithography and wet etching, and again forming an I / O by MOVPE.
It is created by growing InP for embedding nGaAsP. Further, anti-reflection coating is applied to both end surfaces of the semiconductor optical waveguides 1 and 3. InGaAs
The optical waveguide 1a made of P has an absorption edge wavelength of 1.52 μm, a thickness of 0.3 μm, a width of 0.4 μm, and a length of 300 μm. Further, a DC current for adjusting a phase shift is applied to the semiconductor optical waveguide 1 or 3 so that the semiconductor optical waveguide 1 or 3 exhibits a gain with respect to light having a wavelength in the range of 1.52 μm to 1.35 μm.
【００２６】非線形光導波路１及び３の間に挿入された
半波長板２は、半導体光導波路１より出射される制御光
および信号光の偏光方向を９０度回転させる。複屈折結
晶４および６はルチル単結晶で成る。ルチル単結晶は、
光学軸に垂直な直線偏光を有する光パルス（常光線）と
光学軸に平行な直線偏光を有する光パルス（異常光線）
の伝搬時間が異なるという複屈折性を示す。また、検光
子７はある直線偏光のみを透過させる。The half-wave plate 2 inserted between the nonlinear optical waveguides 1 and 3 rotates the polarization directions of the control light and the signal light emitted from the semiconductor optical waveguide 1 by 90 degrees. The birefringent crystals 4 and 6 are made of a rutile single crystal. Rutile single crystal is
Light pulse with linear polarization perpendicular to the optical axis (ordinary ray) and light pulse with linear polarization parallel to the optical axis (extraordinary ray)
Exhibit the birefringence that the propagation times of the light beams are different. The analyzer 7 transmits only a certain linearly polarized light.
【００２７】この光スイッチには、波長１．５５μｍ、
パルス幅２ｐｓ、繰り返し周波数１６０ＧＨｚの信号光
パルス列と、波長１．４０μｍ、パルス幅２ｐｓ、くり
返し周波数１０ＧＨｚの制御光パルス列が入力される。
即ち、信号光波長は吸収端より長波側の透明領域２０
に、制御光波長は利得帯域２１内に設定される。制御光
は、ＷＤＭカプラ６を経由して非線形光導波路１に入射
されて光増幅を受け、更に、半波長板２を通過した後、
非線形光導波路３に入射されて光増幅を受ける。This optical switch has a wavelength of 1.55 μm,
A signal light pulse train having a pulse width of 2 ps and a repetition frequency of 160 GHz and a control light pulse train having a wavelength of 1.40 μm, a pulse width of 2 ps and a repetition frequency of 10 GHz are input.
That is, the wavelength of the signal light is longer than that of the absorption edge in the transparent region 20.
Then, the control light wavelength is set within the gain band 21. The control light is incident on the nonlinear optical waveguide 1 via the WDM coupler 6 and is subjected to optical amplification.
The light enters the nonlinear optical waveguide 3 and undergoes optical amplification.
【００２８】制御光の増幅により、非線形光導波路１及
び３ではキャリアが減少し、このキャリア密度変化に伴
って信号光に対する非線形位相シフトが生じる。他方、
信号光パルスは、複屈折結晶４において、光学軸に垂直
な偏光を有するＳ−１成分と光学軸に平行な偏光を有す
るＳ−２成分の間に時間遅延が与えられる。これらの信
号光パルスは、ＷＤＭカプラ６を通過した後、非線形光
導波路１に入射され、Ｓ−１成分、Ｓ−２成分は、それ
ぞれ、ＴＭ偏光、ＴＥ偏光として伝搬する。非線形光導
波路１を出射した信号光は、偏光回転手段である半波長
板２で偏光が９０度回転させられた後、非線形光導波路
３に入射される。したがって、Ｓ−１成分、Ｓ−２成分
は、それぞれ、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光として伝搬する。The carriers in the nonlinear optical waveguides 1 and 3 decrease due to the amplification of the control light, and a nonlinear phase shift occurs with respect to the signal light in accordance with the change in the carrier density. On the other hand,
The signal light pulse is given a time delay in the birefringent crystal 4 between the S-1 component having a polarization perpendicular to the optical axis and the S-2 component having a polarization parallel to the optical axis. After passing through the WDM coupler 6, these signal light pulses are incident on the nonlinear optical waveguide 1, and the S-1 component and the S-2 component propagate as TM polarized light and TE polarized light, respectively. The signal light emitted from the non-linear optical waveguide 1 is incident on the non-linear optical waveguide 3 after the polarization is rotated by 90 degrees by the half-wave plate 2 as the polarization rotating means. Therefore, the S-1 component and the S-2 component propagate as TE polarized light and TM polarized light, respectively.
【００２９】その後、複屈折結晶５において、Ｓ−１成
分の偏光が光学軸に平行に、Ｓ−２成分の偏光が光学軸
に垂直になるよう入射される。これによって、複屈折結
晶４で与えられたＳ−１成分とＳ−２成分の時間差はキ
ャンセルされ、両成分は再び合成される。合成される際
の両成分の相対位相差が０の場合とπの場合とでは、合
成時の信号光の偏光は互いに直交する。Thereafter, in the birefringent crystal 5, the polarized light of the S-1 component is incident parallel to the optical axis and the polarized light of the S-2 component is perpendicular to the optical axis. As a result, the time difference between the S-1 component and the S-2 component given by the birefringent crystal 4 is canceled, and both components are synthesized again. When the relative phase difference between the two components at the time of combining is 0 and π, the polarizations of the signal light at the time of combining are orthogonal to each other.
【００３０】複屈折結晶５を出射した信号光は検光子７
へ入力され、一方の直線偏光のみが出力される。ここで
は、初期状態として、複屈折結晶５出射時のＳ−１成
分、Ｓ−２成分の相対位相差が０であり、両成分の合成
により定まる直線偏光が検光子７で完全にブロックされ
る場合を考える。図４を用いて、本発明の光スイッチの
動作を説明する。図４（Ａ）に示すように、６．２５ｐ
ｓ間隔で信号光パルスが入力される。ここでは、“１０
１１１０１０”とコード化された信号光パルス列が例示
されている。このうち、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の３つのパル
スに注目する。The signal light emitted from the birefringent crystal 5 is analyzed by an analyzer 7
And only one linearly polarized light is output. Here, as an initial state, the relative phase difference between the S-1 component and the S-2 component at the time of emission from the birefringent crystal 5 is 0, and linearly polarized light determined by the combination of both components is completely blocked by the analyzer 7. Consider the case. The operation of the optical switch according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, 6.25p
Signal light pulses are input at s intervals. Here, “10
Illustrated is a signal light pulse train coded as 1111010 ". Of these, three pulses S1, S2, and S3 are noted.
【００３１】これらは、複屈折結晶４を通過することに
より、同図（Ｂ）に示すように、偏光が互いに直交する
２成分、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１とＳ１２、Ｓ２２、Ｓ
３２との間に時間遅延が与えられる。同図（Ｃ）に示し
た位置に、制御光パルスＣが挿入された後、非線形光導
波路１及び３に入射され、非線形屈折率が制御光パルス
にほぼ追随して立ち上がり、ゆっくりと緩和する。緩和
時間は図４に示した時間スケールに比べて長いため、こ
こでは簡単化のため（Ｄ）に示すようなステップ状の変
化であるとする。These pass through the birefringent crystal 4 to form two components whose polarizations are orthogonal to each other, S11, S21, S31 and S12, S22, S22, as shown in FIG.
32 is provided with a time delay. After the control light pulse C is inserted at the position shown in FIG. 3C, the light is incident on the nonlinear optical waveguides 1 and 3, and the nonlinear refractive index rises substantially following the control light pulse and slowly relaxes. Since the relaxation time is longer than the time scale shown in FIG. 4, for the sake of simplicity, it is assumed that the relaxation time is a step-like change as shown in FIG.
【００３２】制御光パルスＣ以降に入射する信号光パル
スＳ３１、Ｓ２２、Ｓ３２等はπラヂアンの非線形位相
シフトを受ける。非線形光導波路１を出射する信号光パ
ルスは、さらに複屈折結晶５を通過することにより、同
図（Ｅ）で示すように、先に複屈折結晶４で与えられた
時間遅延が元に戻される。その結果、Ｓ２１とＳ２２の
間の相対位相差だけがπラヂアンとなり、合成される信
号光パルスの偏光は、初期状態に対して９０度回転す
る。これに対して、Ｓ１１とＳ１２は両方とも非線形位
相シフトを受けないので相対位相差は０となり、また、
Ｓ３１とＳ３２は両方ともπラヂアンの非線形位相シフ
トを受けるのでやはり相対位相差は０である。The signal light pulses S31, S22, S32, etc. incident after the control light pulse C undergo a nonlinear phase shift of π radian. The signal light pulse emitted from the nonlinear optical waveguide 1 further passes through the birefringent crystal 5 to restore the time delay previously given by the birefringent crystal 4 as shown in FIG. . As a result, only the relative phase difference between S21 and S22 becomes π radian, and the polarization of the combined signal light pulse is rotated by 90 degrees with respect to the initial state. On the other hand, since both S11 and S12 are not subjected to the non-linear phase shift, the relative phase difference is 0, and
Since both S31 and S32 undergo a non-linear phase shift of π radians, the relative phase difference is also zero.
【００３３】ここで、既に説明したように、Ｓ３１とＳ
３２の受ける非線形位相シフトは、第一及び第二の非線
形光導波路１，３を通過することにより、完全に等しく
なる。即ち、Ｓ３１とＳ３２で合成されるＳ３の偏光方
向は初期状態と同じになる。従って、検光子７を通過す
ることにより、同図（Ｆ）に示すように、信号光パルス
Ｓ２だけが出力される。このようなメカニズムにより、
１６０Ｇｂｐｓのデータ列から１０ＧＨｚ繰り返しで分
離を行う超高速光−光スイッチの実現が可能となる。Here, as described above, S31 and S31
The nonlinear phase shift received by the second optical waveguide 32 becomes completely equal by passing through the first and second nonlinear optical waveguides 1 and 3. That is, the polarization direction of S3 synthesized in S31 and S32 is the same as the initial state. Therefore, by passing through the analyzer 7, only the signal light pulse S2 is output as shown in FIG. With such a mechanism,
It becomes possible to realize an ultra-high-speed optical-optical switch that separates from a 160 Gbps data string at 10 GHz repetition.
【００３４】図２は、本発明による第二の実施例による
光スイッチの構成の一部を示す図である。この例では、
シリコン基板１１上に、非線形光導波路１及び３、半波
長板２、及びこれらの間の光結合させるシリカ導波路１
２、１３、１４、１５が集積化される。FIG. 2 is a diagram showing a part of the configuration of an optical switch according to a second embodiment of the present invention. In this example,
On a silicon substrate 11, nonlinear optical waveguides 1 and 3, a half-wave plate 2, and a silica waveguide 1 for optical coupling between them.
2, 13, 14, and 15 are integrated.
【００３５】まず、非線形光導波路１及び３を搭載する
部位のみを残してエッチングされたシリコン基板上１１
に、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2をコアとし、ＳｉＯ2をクラッド
とする埋め込み型のシリカ導波路１２、１３、１４、１
５を形成する。その作成法は、例えば、「１９９３年３
月、エレクトロニクス・レターズ、第２９巻、第５号、
４４４〜４４６ページ、（ＥＬＥＣＴＯＮＩＣＳ ＬＥ
ＴＴＥＴＲＳ、ＶＯＬ、２９，ＮＯ５、４４４〜４４
６、ＭＡＲＣＨ １９９３）」に記載されているよう
に、シリコン基板上に、火炎堆積法によりＳｉＯ2、Ｓ
ｉＯ2−ＴｉＯ2を順次堆積させた後、フォトリソグラフ
ィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2−ＴｉＯ2をスト
ライプ状に加工する。その後、ＳｉＯ2を堆積すること
によりＳｉＯ 2−ＴｉＯ2を埋め込む。First, the nonlinear optical waveguides 1 and 3 are mounted.
11 on silicon substrate etched leaving only part
And SiOTwo-TiOTwoWith a core of SiOTwoThe cladding
Embedded silica waveguides 12, 13, 14, 1
5 is formed. The creation method is described in, for example, “1993 March
Mon, Electronics Letters, Vol. 29, No. 5,
444-446 pages, (ELECTONICS LE
TETTRS, VOL, 29, NO5, 444-44
6, MARCH 1993) ".
On a silicon substrate, SiO is deposited by a flame deposition method.Two, S
iOTwo-TiOTwoAre sequentially deposited and then photolithographically
And dry etching for SiOTwo-TiOTwoStrike
Process into a lip shape. After that, the SiOTwoDepositing
By SiO Two-TiOTwoEmbed
【００３６】更に、非線形光導波路１及び３を装着する
部位、半波長板２を挿入する部位をドライエッチングに
より除去する。シリコンを露出させた部位に、非線形光
導波路１及び３をハンダで固定する。装着される非線形
光導波路１及び３は、第一の実施例に用いられたものと
同様で、ＩｎＧａＡｓＰをコアとし、ＩｎＰをクラッド
とする埋め込み型の半導体光導波路である。Further, a portion where the nonlinear optical waveguides 1 and 3 are mounted and a portion where the half-wave plate 2 is inserted are removed by dry etching. The non-linear optical waveguides 1 and 3 are fixed to the portions where the silicon is exposed by soldering. The nonlinear optical waveguides 1 and 3 to be mounted are buried semiconductor optical waveguides having InGaAsP as a core and InP as a clad, similarly to those used in the first embodiment.
【００３７】非線形光導波路１及び３の間に挿入される
半波長板２は、ポリイミドから成り、非線形光導波路１
より出射される制御光および信号光の偏光方向を９０度
回転させる。この集積化素子を、図１の構成における
１、２、３の代わりに用いることで、第一の実施例と同
様の光スイッチを得ることが可能である。上記では、Ｉ
ｎＧａＡｓＰをコアとしＩｎＰをクラッドとする非線形
光導波路を用いた光スイッチを例にとって説明したが、
本発明によれば、ＩｎＰ基板上に形成しうるＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸構造をコアとする場
合、或いは、ＧａＡｓ基板上に形成しうる材料を用いた
場合など他の材料から成る非線形光導波路を用いた場合
においても同様の光スイッチが得られる。The half-wave plate 2 inserted between the nonlinear optical waveguides 1 and 3 is made of polyimide.
The polarization directions of the control light and the signal light emitted from the light are rotated by 90 degrees. By using this integrated element instead of 1, 2, and 3 in the configuration of FIG. 1, it is possible to obtain an optical switch similar to that of the first embodiment. In the above, I
Although an optical switch using a nonlinear optical waveguide having nGaAsP as a core and InP as a clad has been described as an example,
According to the present invention, InGaAs that can be formed on an InP substrate
A similar optical switch can be obtained when a s / InGaAsP multiple quantum well structure is used as a core or when a nonlinear optical waveguide made of another material is used, such as when a material that can be formed on a GaAs substrate is used.
【００３８】また、非線形光導波路単体と他の光部品と
の組み合わせ、又は、非線形光導波路と半波長板を集積
化した光回路と他の光部品との組み合わせで構成した場
合を例にとって説明したが、本発明によれば、全光部品
を集積化した光回路により構成した場合においても同様
の効果がみられる。更に、信号光波長に関しては、非線
形光導波路の透明領域のみに限定されるものではない。
光増幅作用を有する非線形光導波路を用いる場合には、
信号光波長を利得領域に設定しても同様の効果がみられ
る。Also, an example has been described in which a combination of a nonlinear optical waveguide alone and another optical component or a combination of an optical circuit in which a nonlinear optical waveguide and a half-wave plate are integrated and another optical component are used. However, according to the present invention, the same effect can be obtained even when all optical components are configured by an integrated optical circuit. Further, the signal light wavelength is not limited to only the transparent region of the nonlinear optical waveguide.
When using a nonlinear optical waveguide having an optical amplification effect,
The same effect can be obtained even if the signal light wavelength is set in the gain region.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光スイッ
チによれば、消光比の高い出力を得ることが可能であ
る。As described above, according to the optical switch of the present invention, an output having a high extinction ratio can be obtained.
【図１】本発明の光スイッチの第一の実施例の構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of an optical switch according to the present invention.
【図２】本発明の光スイッチの第二の実施例の構成の一
部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a part of the configuration of a second embodiment of the optical switch of the present invention.
【図３】（Ａ）は従来技術による光スイッチの構成を示
す図、（Ｂ）は波長と信号損失との関係を示すグラフで
ある。FIG. 3A is a diagram showing a configuration of an optical switch according to a conventional technique, and FIG. 3B is a graph showing a relationship between wavelength and signal loss.
【図４】本発明の光スイッチ、及び、従来技術による光
スイッチの動作を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing the operation of the optical switch according to the present invention and the optical switch according to the related art.
１ 非線形光導波路 ２ 半波長板 ３ 非線形光導波路 ４、５ 複屈折結晶 ６ ＷＤＭカプラ ７ 検光子 １１ シリコン基板 １２、１３、１４、１５ シリカ導波路 REFERENCE SIGNS LIST 1 nonlinear optical waveguide 2 half-wave plate 3 nonlinear optical waveguide 4, 5 birefringent crystal 6 WDM coupler 7 analyzer 11 silicon substrate 12, 13, 14, 15 silica waveguide
Claims (8)
生ずる媒質から成る非線形屈折率変化発現部と、信号光
を互いに直交する直線偏光成分に分割する手段と、前記
の互いに直交する直線偏光成分の間に伝搬時間差を与え
る手段と、前記制御光と前記互いに直交する直線偏光成
分に分割された信号光とを共に前記非線形屈折率変化発
現部に導く伝搬手段と、前記の互いに直交する直線偏光
成分の間に与えられた時間差を解消する手段を備えた光
スイッチにおいて、非線形屈折率変化発現部を二つの非
線形光導波路で構成したことを特徴とする光スイッチ。1. A non-linear refractive index change generating section comprising a medium which generates a non-linear refractive index change by amplifying control light, means for dividing signal light into linear polarization components orthogonal to each other, and the linear polarization components orthogonal to each other Means for providing a propagation time difference between the transmission means, propagation means for guiding both the control light and the signal light divided into the mutually orthogonal linearly polarized light components to the nonlinear refractive index change manifesting section, and the mutually orthogonal linearly polarized light. An optical switch comprising means for canceling a time difference given between components, wherein the nonlinear refractive index change generating section is constituted by two nonlinear optical waveguides.
配置された非線形光導波路は、二つの非線形光導波路に
よる位相シフト量が０又はπラヂアンになるように補償
するように構成したことを特徴とする請求項１記載の光
スイッチ。2. The method according to claim 1, wherein, of the two nonlinear optical waveguides, a nonlinear optical waveguide arranged at a subsequent stage compensates for a phase shift amount of the two nonlinear optical waveguides to be 0 or π radian. The optical switch according to claim 1, wherein:
一方の非線形光導波路には位相シフト量を調整するため
の調整手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記
載の光スイッチ。3. The optical switch according to claim 1, wherein at least one of the two nonlinear optical waveguides is provided with adjustment means for adjusting a phase shift amount.
光回転手段が設けられていることを特徴とする請求項
１、２又は３記載の光スイッチ。4. The optical switch according to claim 1, wherein a polarization rotation unit is provided between the two nonlinear optical waveguides.
光回転手段が設けられ、第一の非線形光導波路を出射す
るＴＥ偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＭ偏光
として入射され、前記第一の非線形光導波路を出射する
ＴＭ偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＥ偏光と
して入射されるように構成したことを特徴とする請求項
１、２又は３記載光スイッチ。5. A polarization rotating means is provided between the two nonlinear optical waveguides, and TE-polarized signal light emitted from the first nonlinear optical waveguide enters the second nonlinear optical waveguide as TM polarized light. 4. The optical switch according to claim 1, wherein the TM-polarized signal light emitted from the first nonlinear optical waveguide is incident on the second nonlinear optical waveguide as TE-polarized light.
を特徴とする請求項４又は５記載の光スイッチ。6. An optical switch according to claim 4, wherein said polarization rotating means is a half-wave plate.
分割し、分割された前記信号光の二成分に所定の時間差
を与えた後、前記信号光の二成分を制御光の増幅により
非線形屈折率変化を生ずる媒質から成る第一の非線形光
導波路に導いて位相シフトし、更に、第二の非線形光導
波路に導いて位相シフトし、前記第一及び第二の非線形
光導波路での合計位相シフト量を０又はπラヂアンにな
るようにして消光比を向上せしめたことを特徴とする光
スイッチの消光比の向上方法。7. A signal light is divided into mutually orthogonal linearly polarized light components, and a predetermined time difference is given to the two divided signal light components. Then, the two signal light components are nonlinearly refracted by amplification of control light. Leading to a first nonlinear optical waveguide made of a medium causing a rate change, and phase-shifting, further leading to a second nonlinear optical waveguide, so that the total phase shift in the first and second nonlinear optical waveguides. A method for improving the extinction ratio of an optical switch, characterized in that the extinction ratio is improved by setting the amount to 0 or π radian.
光回転手段が設けられ、第一の非線形光導波路を出射す
るＴＥ偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＭ偏光
として入射され、前記第一の非線形光導波路を出射する
ＴＭ偏光の信号光が第二の非線形光導波路にＴＥ偏光と
して入射させたことを特徴とする請求項７記載の光スイ
ッチの消光比の向上方法。8. A polarization rotating means is provided between the two nonlinear optical waveguides, and TE-polarized signal light emitted from the first nonlinear optical waveguide enters the second nonlinear optical waveguide as TM polarized light. 8. The method for improving the extinction ratio of an optical switch according to claim 7, wherein the signal light of TM polarization emitted from the first nonlinear optical waveguide is made incident on the second nonlinear optical waveguide as TE polarized light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28640397A JPH11119268A (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Optical switch and its quenching ratio improving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28640397A JPH11119268A (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Optical switch and its quenching ratio improving method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11119268A true JPH11119268A (en) | 1999-04-30 |
Family
ID=17703958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28640397A Pending JPH11119268A (en) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | Optical switch and its quenching ratio improving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11119268A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002082365A (en) * | 2000-07-07 | 2002-03-22 | Kddi Submarine Cable Systems Inc | Optical gate device and optical phase modulator |
| EP1928206A2 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-04 | Fujitsu Limited | Optical switch and optical waveform monitoring apparatus |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP28640397A patent/JPH11119268A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002082365A (en) * | 2000-07-07 | 2002-03-22 | Kddi Submarine Cable Systems Inc | Optical gate device and optical phase modulator |
| EP1928206A2 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-04 | Fujitsu Limited | Optical switch and optical waveform monitoring apparatus |
| EP1928206A3 (en) * | 2006-11-30 | 2012-02-01 | Fujitsu Limited | Optical switch and optical waveform monitoring apparatus |
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