JPH11507741A - マッハ・ツェンダ・スイッチ - Google Patents
マッハ・ツェンダ・スイッチInfo
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Abstract
(57)【要約】
コンパクトなモノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチが、入力結合器(67)と出力結合器(68)の間における導波路(69、70)の一方に、共振非線形性を示す材料が含まれていて、ポンプ・パワーがそれを通って伝搬すると、その屈折率に変化を生じるように形成される。導波路(69、70)は、それぞれ、異なる伝搬定数を有しているので、希土類による非線形性導波路を通って伝搬するポンプ・パワーがない場合には、信号光は、各導波路において異なる遅延を被ることになる。スイッチの入力(71、72)に加えられる入力信号は、ポンプ・パワーが非線形性導波路を通って伝搬しない場合には、第1の出力端子(73、74)に生じ、ポンプ・パワーが非線形性導波路に供給される場合には、第2の出力端子(73、74)に生じる。スイッチングは、比較的低レベルのポンプ・パワーで生じる。
Description
【発明の詳細な説明】
マッハ・ツェンダ・スイッチ
技術分野
本発明は、光学パワー・スイッチング装置に関するものである。
背景技術
スイッチング速度が1ギガヘルツまでの光学スイッチは、ローカル・エリア・
ネットワーク、センサ・アレイ、及び、通信システムを含む多くの用途に必要と
されている。多様な形態の光学スイッチング装置が開発されている。典型的な例
には、複数量子井戸導波管スイッチ、変形層超格子指向性結合器、及び、光ファ
イバ・スイッチがある。これらの装置は、それらを形成する材料の非線形効果に
基づくものである。半導体装置の場合、スイッチに必要な臨界パワーは、1mW
未満である。最近まで、光ファイバは、シリカをベースにしたコアを備える光フ
ァイバから作製されていた。これらの光ファイバ・スイッチに必要な光学パワー
は、シリカの非線形係数が極めて小さいので、数キロワットのオーダである。
1992年2月15日のOptics Letters,Vol.17,No
.4,pp.255−257におけるChu他による「Optical Swi
tching in Twin−Core Erbium−Doped Fib
ers」と題する論文に報告されているように、エルビウムをドープしたファイ
バの非線形係数が溶融シリカの約100万倍になることが立証された。しかし、
エルビウムをドープしたファイバにおける非線形指数の大幅な増大には、大幅な
吸収損失及び応答時間の鈍化が伴うことになる。Chu他によって開示されたス
イッチは、エルビウムをドープした長さが2.26mのツイン・コア光ファイバ
から構成される。ツイン・コアまたはダブル・コア光ファイバに対する光の入出
力は困難である。さらに、Chu他によるエルビウムをドープした長い光ファイ
バが必要になる。また、2つのコアのパワー差が結合メカニズムに影響するので
、クロス・トークを低減することができない。これについては、1988年2月
のJournal of the Optical Society of A
m
erica B,vol.5,No.2,pp472−482における「Lim
itations to all−optical switching us
ing nonlinear couplers in the presen
ce of linear and nonlinear absorptio
n and saturation」に、Caglioti他による説明がある
。2コア・ファイバは、大パワー入力、または、曲げによって誘発される移相の
ような環境によって誘発される移相を阻止するような構成にする必要がある長い
ファイバ長を必要とする。
1993年9月のJournal of Lightwave Techno
logy,Vol.11,No.9,pp1416−1424におけるR.H.
Pantell他による論文「Analysis of Nonlinear
Optical Switching in an Erbium−Doped
Fiber」には、それぞれ、エルビウムをドープしたコアを利用する、マッ
ハ・ツェンダ構成と2モード・ファイバ構成の両方を用いたスイッチ構成の記載
がある。
Pantell他は、長さが3.4mの2モード・ファイバを利用した実験に
ついて述べている。Πの移相には、15.5mWのポンプ・パワーの吸収を必要
とした。LP01モードとLP11モードでほぼ等しいパワーが注入されるように、
信号が放射された。このタイプの信号注入は、実施が困難であり、装置は、外部
振動及び摂動に対して不安定である。
Pantell他のマッハ・ツェンダ装置の移相領域における一方または両方
のファイバは、エルビウムをドープしたファイバから作られ、ポンプ・パワーは
、その一方だけに結合される。1417ページに記載のように、2モード・ファ
イバ(TMF)・スイッチのポンプ・パワー要件は、一般に、同等のマッハ・ツ
ェンダ(MZ)・スイッチに比べて2〜4倍大きく、その結果、このタイプのマ
ッハ・ツェンダ・スイッチは、パワーが一定のままであれば、長さが約85〜1
70cmになる。ポンプ・パワーがなければ、全ての信号が、出力ポート2に生
じる。Πの位相差生じさせるのに十分なポンプ・パワーが給与されると、信号は
出力ポート3にスイッチされる。Pantell他の指摘によれば、ファイバ・
コ
アは、ファイバ・コア内のポンプ・パワーによるフォノンの発生のために加熱さ
れることになるが、2モードの場合、同じガイド領域が利用され、従って、環境
変化に対して同様に反応するので、2モード・ファイバはマッハ・ツェンダ干渉
計に比べて有利である。
Pantellの2モード装置は、2モード・ファイバの全長に沿った放射条
件及び摂動に対して極めて敏感である。また、該装置は、単一モード動作に対し
て直接に適合することはできない。
コンパクトさと、扱いやすさを実現するため、マッハ・ツェンダ・タイプの非
線形スイッチは、モノリシック構造として形成するのが有利である。こうした装
置が実用的であるためには、その長さが約15cmを超えてはならない。
発明の目的
従って、本発明の目的は、先行スイッチに関する既述の欠点を克服した光学ス
イッチを提供することにある。もう1つの目的は、コンパクトで、小パワー、低
クロス・トークの非線形光学スイッチを提供することにある。
発明の開示
要するに、本発明のモノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチは、入力信号
をNの等しい信号成分に分割するための入力結合器手段を備えている。ここで、
N>1。Nの成分を一体化するために、少なくとも第1と第2の出力端子を備え
た一体化手段が設けられている。Nの光導波路によって、Nの信号成分が一体化
手段に接続される。導波路の少なくとも1つには、共振非線形性を備えた材料が
含まれており、このため、ポンプ・パワーがそれを通って伝搬するとき、その屈
折率が変化する。入力結合器手段及び一体化手段には、非線形性材料がない。入
力結合器手段、一体化手段、及び、光導波路は、マトリックス・ガラス本体と熱
的に接触している。
実施例の1つでは、スイッチは、マトリックス・ガラスの細長い本体を通って
縦方向に延びる第1と第2の光ファイバから構成される。該本体には、移相領域
と、移相領域の両端に位置する2つの間隔をあけた結合器領域が含まれている。
本体の直径及び光ファイバの直径は、移相領域よりも結合器領域において小さい
。少なくとも、第1の光ファイバの移相領域内にある部分には、共振非線形性を
有
する材料が含まれており、このため、ポンプ・パワーがそれを通って伝搬すると
き、第1の光ファイバの屈折率が変化する。該光ファイバは、第1の光ファイバ
を通って伝搬するポンプ・パワーがなければ、移相領域における伝搬定数が異な
るので、第1の光ファイバを通って伝搬する光は、第2の光ファイバを通って伝
搬する光が被る遅延とは異なる遅延を被ることになる。
図面の簡単な説明
図1は、先行技術によるマッハ・ツェンダ・スイッチの概略図である。
図2は、2つのタイプのマッハ・ツェンダ・スイッチに関するパワー出力対波
長のプロットである。
図3は、図2の曲線の隣接する山と谷の間における波長離隔距離の関数として
、スイッチングに必要とされるパワー(Ps)のプロットである。
図4は、本発明に従って形成されたマッハ・ツェンダ・スイッチの断面図であ
る。
図5は、図4のライン5−5に沿って描かれた断面図である。
図6は、本発明に従って形成されたマッハ・ツェンダ・スイッチに関する損失
対放射パワーを表したグラフである。
図7は、平面マッハ・ツェンダ・スイッチを示す図である。
発明を実施するための最良の形態
図1には、前述のPantell他の論文に開示されたタイプのマッハ・ツェ
ンダ・スイッチの概要が示されている。2つの結合器11及び12が、導波路1
4及び15によって連結されている。結合器は、通常3DB結合器が利用され、
これにより、例えば、入力ポート2に給与される信号パワーは、結合器11の2
つの出力間において均等に分割される。導波間路14及び15の一方または両方
には、共振非線形性を備えた材料が含まれており、このため、所定の波長バンド
内における光の吸収によって、屈折率の変化が誘発される。大きい非線形屈折率
を示すので、希土類元素が特に適している。希土類元素であるエルビウムは、非
線形性材料としてネオジウムを利用すると、スイッチング速度が増すが、より大
きいスイッチング・パワーが必要とされる。共振非線形性を得るため、反転分布
を実現することが可能なドーパントは、他にも存在する。例としては、クロム及
びチタンのような遷移金属がある。
非線形性材料によって吸収される光は、信号の波長とは異なる波長を備えるポ
ンプ・パルスまたはゲーティング・パルスとすることが可能である。代替案とし
て、信号波長は、非線形性材料に屈折率の変化を誘発する波長バンドの範囲内と
することも可能である。この場合、入力ポートの一方または両方に、個別信号及
びゲーティング・パルスを加えることもできるし、あるいは、一方の入力ポート
に単一信号パルスを加えることも可能であり(パワー・リミッタの場合のように
)、その振幅によって、スイッチングが生じるか否かが決まる、すなわち、それ
によって、出力信号の生じる出力ポートが決まる。本論述では、導波路14は非
線形性光路であると仮定される。ポンプ・パワーは、図示のように、入力ポート
1に供給され、信号は、図示のように、入力ポート2に加えられる。所望の場合
、ポンプ・パワー及び信号の両方を同じ入力ポートに加えることも可能である。
図示実施例の場合、結合器11の特性によって、入力ポート1に給与されるポ
ンプ・パワーのほぼ全てが、結合されない状態のままとなり、このため、該ポン
プ・パワーは導波路14にだけ伝搬する。入力ポート1に給与されるポンプ・パ
ワーがなければ、信号は出力ポート3に生じる。これは、2つの導波路14と1
5の間で移相を適正に固定することによって実施される。ポンプ・パワーによっ
て、導波路14に屈折率の変化が生じ、この結果、ポンプがΠの移相を誘発する
のに十分なパワーでオンになると、信号は、出力ポート3から出力ポート4に完
全にスイッチされる。
非線形性光路は、結合器までつながって、その一部を構成するよりも、移相領
域内だけに存在して、結合特性がポンプ・パワーの影響を受けないようにするほ
うが望ましい。この構成のもう1つの利点は、比較的損失の大きいドーピングを
施したファイバまたは導波管を利用して、非線形性を実現することが可能になる
が、ドープしたファイバは、結合器間だけにしか存在しないので、損失が最小限
にとどまるということである。非線形性材料が結合器を通って延びる場合、ポン
プ・パワーは、非線形性材料を含んでいない光ファイバまたは光路に給与すべき
であり、ポンプ・パワーは、非線形性ファイバに結合され、これによって、損失
が最小限に抑えられる。
前述のPantell他の論文に開示されたタイプの従来のマッハ・ツェンダ
スイッチの場合、光導波路14及び15は比較的長く、ポンプ・パワーがそれを
通って伝搬する場合、非線形性導波路14が加熱される結果として問題が生じる
。本発明によれば、装置をモノリシック構造として形成すると、その結果、移相
領域の非線形性アーム状部分によって発生した熱が、移相領域の残りのアーム状
部分に伝導されることになるので、加熱問題は軽減される。こうしたモノリシッ
ク・マッハ・ツェンダ装置は、オーバ・クラッド・ファイバ構造または平面回路
の形態をとることが可能である。しかし、図1の従来の装置は、その長さのため
に、こうしたモノリシック装置には適合しない。こうしたモノリシック装置が実
用的であるためには、その長さが約15cmを超えてはならない。
本発明の第2の特徴の結果として、かなり低いパワー・レベルにおいて(Pa
ntell他の論文に開示の従来の設計より2桁低いレベルに及ぶ)非線形スイ
ッチングが生じることになる。非線形性光ファイバの長さとスイッチング・パワ
ーの間でトレード・オフが生じるので、この第2の特徴を利用することによって
、移相領域を十分に短くすれば、装置全体をオーバ・クラッドまたは平面構造と
して簡単に作製することが可能になる。すなわち、装置を許容可能な長さに短縮
することが可能であり、相応じて、スイッチング・パワーを比較的低いレベルに
維持することが可能である。
図2には、出力パワーが、2つの異なる単一段マッハ・ツェンダ装置に関する
波長の関数として作図されている。曲線21は、移相領域における2つの光ファ
イバの伝搬定数がほぼ等しくなる、装置の出力を表している。曲線22は、移相
領域における2つのファイバの伝搬定数が大幅に異なる装置の出力を表している
。曲線22は、図示波長範囲内に複数のピークを含んでいるが、曲線21は、広
バンド化特性を表しており、従って、図2によってカバーされる波長範囲内には
、そのピークだけしか示されていない。
下記のモデルは、マッハ・ツェンダ装置の2つの出力ポート間で信号をスイッ
チするのに必要なパワー量が、例えば、図2の曲線22の山26と隣接する谷2
5との間における波長離隔距離の関数、従って、導波路14及び15の伝搬定数
間の差であることを示している。パワー要件を計算するため、該モデルでは、図
1の移相領域における導波路14及び15が、異なる有効屈折率を備えているも
のと仮定されている。該モデルでは、非線形性材料がシリカであると仮定してい
るが、導波路の非線形特性を強化する材料がドープされたシリカであれば、同様
の結果が得られる。
図1の装置に関する正規化出力パワー(ゲーティング信号の導入前における)
は、
P=COS2(Πz(n2−n1)/λ) (1)
ここで、n2及びn1は、それぞれ、光路1及び光路2における有効屈折率を表し
ており、λは、信号の波長である。導波路14及び15の長さzは、問題となる
2つの波長の間にΠ/2の位相変化が導入されるように選択される。例えば、最
小値が波長λ(図2のポイント26)において生じ、最大値が波長λ2(図2の
ポイント25)において生じるものと仮定すると、zは下記によって得られる:
z=[2(n2−n1)(1/λ1−1/λ2)]-1 (2)
λ1においてスイッチングを生じさせるのに必要な屈折率の変化は、従って、
Πδz/λ=Π[(n2−n)z/λ1−Π(n2−n)z/λ2)] (3a)
になるので、
δ=λ1[(n2−n)z/λ1−(n2−n)/λ2)] (3b)
既知のように、シリカをベースにしたファイバの非線形性屈折率は、次の通りで
ある:
n2=3.2×10-16cm2/ワット (4)
有効屈折率が75μm2の単一モード・ファイバの場合、式4は次のようになる
:
n2=4.3×10-10/ワット (5)
スイッチングに必要なパワー(ワット)は、ほぼ次のようになる:
Ps=1.5δ/(4.3/1010) (6)
図3は、図2の山26と隣接する谷25の間における低パワー波長の離隔距離(
nm)である、PPバンドの関数としてのスイッチングに必要なパワー(Ps)
のプロットである。ポンプ・パワーがなければ、光ファイバ14及び15の伝搬
定数が同様の場合、図1の装置をスイッチするのに必要なパワーは、約1000
kWになる。このプロットには、光ファイバ14及び15の伝搬定数が十分に異
なり、図2の谷25と山26の波長差がほぼ1nmに近くなるので、非線形スイ
ッチングに関するパワー要件は、100分の1に低減することが示されている。
移相領域における光路長が異なるマッハ・ツェンダ装置についても、同様の結
果が得られる。この構成は、平面装置において用いられる場合が多い。
オーバ・クラッド・マッハ・ツェンダ・スイッチは、参考までに本書に組み込
まれている、米国特許第5,295,205号の教示に基づいて形成することが
可能である。図4及び5のモノリシック構造には、移相領域44によって連結さ
れた連結オーバ・クラッド・結合器41及び42が含まれている。この装置は、
光ファイバ46及び47をマトリックス・ガラス49の管のボア48に挿入する
ことによって形成される。該光ファイバは、それぞれ、コアより低い屈折率のク
ラッドによって包囲されたコアを備えている。図示実施例の場合、ファイバ46
は、装置の製作前に互いに融合されるセクション47a、47b、及び、47c
から構成される。移相領域44に配置されるセクション47aには、希土類イオ
ンがドープされるが、セクション47b及び47cには、希土類イオンは含まれ
ていない。光ファイバ46の移相領域に配置される部分が、46aで表示されて
いる。
ポンピング・パワーまたはスイッチング・パワーがない場合、移相領域44の
2つの光ファイバ間における伝搬定数△βの差は、上述の低パワー・レベルにお
けるスイッチングを可能にするのに十分なものでなければならない。異なる伝搬
定数を得るための任意の技法を用いることが可能である。例えば、光ファイバ4
7aのコアの直径は、図5に示す光ファイバ46aの直径より小さくすることが
可能である。光ファイバ46及び47のコアにおけるドットの密度が異なるのは
、光ファイバ47aのコアに希土類イオンが含まれることを示している。代替案
として、光ファイバ・コアが異なる屈折率を備えるようにすることもできるし、
あるいは、光ファイバのクラッドが異なる屈折率を備えるようにすることも可能
である。これらの特徴の任意の2つ以上を組み合わせて、伝搬定数に差を生じさ
せることが可能である。前述の最大許容可能長が15cmで、ポンプ・パワーま
たはスイッチング・パワーが1mWであると仮定すると、△βは0.003以上
になる。
マトリックス・ガラス管の光ファイバに隣接した部分の屈折率は、ファイバ・
クラッドのいずれか一方の最低屈折率より低い。ボアには、ファイバの挿入を容
易にするため、それぞれの端部にファンネル(不図示)を設けることができる。
ガラス管と光ファイバの組み合わせは、結合器・プリフォームと呼ばれる。
ガラス管のポイントaとbの間の部分は、最初に加熱されて、光ファイバに対
して収縮し、少なくとも部分的に融着する。また、光ファイバを互いに接触させ
ることによって、光ファイバ間の熱伝導率が良好になる。これは、ガラス管ボア
を真空排気し、第1の端部53の近くでガラス管を加熱して、加熱領域を収縮さ
せ、所望の長さの収縮ガラス管が得られるまで、熱源に対してプリフォームを移
動させ、端部54に向かって収縮領域を徐々に延長することによって実現するこ
とが可能である。その後、ガラス管のある領域を加熱し、高温ゾーンの両側に位
置するガラス管のセクションを逆方向に移動させて、加熱領域を引き伸ばすこと
によって、ガラス管の端部53の近くに結合器41が形成される。引き伸ばす工
程は、所定の結合が実現すると停止される。ガラス管を引き伸ばして、第1の結
合器を形成している間に、光学パワーは、入力光ファイバに結合することが可能
であり、出力信号をモニタすることによって、結合器製造プロセスにけるプロセ
ス・ステップの制御が可能になる。
最良の性能が得られる場合、結合器41及び42は、問題となる波長バンドに
わたって結合特性がほぼ同じである。従って、第2の結合器42は、ガラス管の
適合する領域を結合器41の形成に利用されたものと同じ引き伸ばし条件にさら
すことによって、端部54の近くに形成するのが望ましい。
マッハ・ツェンダ・スイッチは、図5及び6に示す実施例に基づいて構成され
た。ガラス管10は、5wt.%ボロンをドープしたシリカから構成された。光
ファイバ46は、外径が125μmで、コアの直径が9μmの標準的な単一モー
ド・ファイバであった。光ファイバのクラッドは、シリカから形成され、コアは
、0.35%のコア・クラッド△を得るのに十分な量のゲルマニウムをドープし
たシリカから形成された。光ファイバ47は、外径が125μmで、コアの直径
が4μmのエルビウムをドープした一本のファイバから構成された。光ファイバ
のクラッドは、シリカから形成され、コアは、1000重量ppmのエルビウム
と、
約1.0%のコア・クラッド△を得るのに十分な量のゲルマニウムをドープした
シリカから形成された。
上述の方法に従って、ガラス管をファイバに対して収縮させ、引き伸ばすこと
によって、結合器41及び42が形成される。結合器は、1550nmにおいて
3dBであった。結果生じる装置の全長は、12.7cmであった。マッハ・ツ
ェンダ・スイッチの山から谷までの波長離隔距離(図2を参照されたい)は、ポ
ンプ・パワーがない場合6nmであった。
1521nmで動作するレーザ・ダイオードが、減衰器によって入力ポート2
に接続された。この単一光源は、信号源として機能し、エルビウムをドープした
光ファイバの屈折率を変化させるためのパワーも供給した。図6には、入力パワ
ーの関数としての装置の出力が示されている。曲線61は、装置の過剰損失を表
している。曲線62は、入力ポート2と出力ポート4の間における挿入損失を表
しており、曲線63は、入力ポート2と出力ポート3の間における挿入損失を表
している。入力パワーが低い場合、入力のほぼ全てが出力ポート3に生じ、パワ
ー・レベルが増すにつれて、出力ポート4に入力がスイッチされた。図6には、
1ミリワット未満の入力パワーでスイッチングの生じたことが示されている。特
定の例によって示されるように、図1の2つの出力ポート3及び4の間で信号を
スイッチするのに必要なパワー量は、ポンプ・パルスまたはゲーティング・パル
スの導入前に、移相領域の2つのアーム状部分14及び15の間に既に存在した
位相差によって決まる。
図7には、マッハ・ツェンダ・スイッチが平面装置として形成される実施例が
示されている。全ての光導波路及び結合器が、基板66内または該基板上に形成
される。入力導波路71及び72は、結合器68によって移相導波路69及び7
0に接続される。導波路69及び70は、結合器67によって出力73及び74
に接続される。導波路70は、導波路69より長いので、導波路69及び70を
通って伝搬する信号成分間に移相が導入される。光導波路69及び70に異なる
屈折率及び幅を付与することによって、移相を導入することも可能である。導波
路69及び70のいずれかに希土類元素をドープすることができるが、導波路6
9のシェーディングは、該導波路におけるこうしたドーピングを示している。上
述のように、ドーピングを施した光導波路の屈折率は、適合する入力導波路にポ
ンプ・パワーが導入されると変化する。これによって、入力導波路71または7
2から導入された入力信号は、例えば、出力導波路73から出力導波路74にス
イッチされる。
マッハ・ツェンダ装置は、波長曲線に対して出力パワーの山間の波長離隔距離
が小さくなるにつれて、次第に温度に対する感度が増すことになる。しかし、山
の離隔距離がわずか3.5nmしかない、図4に示すタイプの適合するオーバ・
クラッド装置が造られており、山の離隔距離が約1nmの装置を造ることも可能
である。これは、オーバ・クラッド構造の移相領域内にある光ファイバは、マト
リックス・ガラスに埋め込まれる。従って、非線形性光ファイバに発生する熱は
、他の光ファイバに伝導される。同様に、平面マッハ・ツェンダは、基板を介し
て1つの導波路からもう1つの導波路へ熱を伝導することができるので、温度に
対して安定化される。
2つの光導波路を備えたマッハ・ツェンダ・スイッチが例示されたが、3つ以
上の光導波路からなるアレイを備えた装置を形成することも可能である。3導波
路装置の場合、例えば、移相領域内の第1の導波路には、希土類イオンがなく、
第2の導波路には、多少の希土類イオンが含まれており、第3の導波路には、第
2の導波路の2倍の量の希土類イオンが含まれている。移相領域内の導波路は、
それぞれ、異なる量だけ信号を遅延させるが、第1の導波路は、最小限の遅延を
生じさせ、第3の導波路は、最大限の遅延を生じさせる。米国特許第5,351
,325号には、N導波路のマッハ・ツェンダ装置(N>2)を製造する方法が
開示されている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.入力信号をNの等しい信号成分を分割するための入力結合器手段(ここで、 N>1)と、 少なくとも第1と第2の出力端子を備えた、前記Nの信号成分を一体化する ための一体化手段と、 前記Nの信号成分を前記一体化手段に接続し、その少なくとも1つに、前記 入力結合器手段及び前記一体化手段にはない、共振非線形性を備えた材料を含ん でいて、これにより、ポンプ・パワーがそれを通って伝搬するとき、導波路の屈 折率が変化するようになっているNの光導波路と、 前記入力結合器手段、前記一体化手段、及び、前記光導波路が熱的に接触し ている、マトリックス・ガラス本体から構成される、 モノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチ。 2.前記導波路の伝搬定数間に差△βがあり、前記少なくとも1つの導波路を通 って伝搬するポンプ・パワーがない場合、前記Nの導波路は、それぞれ、それを 通って伝搬する光が、他の導波路のそれぞれを通って伝搬する光が被る遅延とは 異なる遅延を被るようにすることを特徴とする、請求項1に記載のモノリシック ・マッハ・ツェンダ・スイッチ。 3.△βが0.003以上であることを特徴とする、請求項2に記載のモノリシ ック・マッハ・ツェンダ・スイッチ。 4.前記マトリックス・ガラス本体の長さが15cm以下であることを特徴とす る、請求項1に記載のモノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチ。 5.前記光導波路が、光ファイバであることと、前記光ファイバ、前記入力結合 器手段、及び、前記一体化手段が、前記マトリックス・ガラスの細長い本体によ って包囲されることを特徴とする、請求項1に記載のモノリシック・マッハ・ツ ェンダ・スイッチ。 6.前記入力結合器手段及び前記一体化手段が、前記本体の直径及び前記光ファ イバの直径が前記移相領域内におけるその直径よりも小さくなる、前記本体の領 域であることを特徴とする、請求項5に記載のモノリシック・マッハ・ツェ ンダ・スイッチ。 7.前記マトリックス・ガラス本体が、平面基板から構成され、前記導波路、前 記入力結合器手段、及び、前記一体化手段が前記基板の表面に配置されているこ とを特徴とする、請求項1に記載のモノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチ 。 8.共振非線形性を有する前記材料が希土類であることを特徴とする、請求項1 に記載のモノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチ。 9.細長いマトリックス・ガラスの本体と、 前記本体を通って縦方向に延びる第1と第2の光ファイバと、 前記本体の移相領域と、 前記本体の直径及び前記ファイバの直径が、前記移相領域よりも小さくなっ ている、前記移相領域の両端に間隔をあけて配置された前記本体の2つの結合器 領域と、 共振非線形性を有する材料を含んでいるため、ポンプ・パワーがそれを通っ て伝搬すると、前記第1の光ファイバの屈折率が変化することになる、少なくと も、前記移相領域内にある前記第1の光ファイバの一部から構成され、前記光フ ァイバは、前記第1の光ファイバを通って伝搬するポンプ・パワーがない場合に は、前記移相領域における伝搬定数が異なるため、前記第1の光ファイバは、そ れを通って伝搬する光が前記第2の光ファイバを通って伝搬する光が被る遅延と は異なる遅延を被るようにするということを特徴とする、 モノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチ。 10.共振非線形性を有する前記材料が希土類であることを特徴とする、請求項9 に記載のモノリシック・マッハ・ツェンダ・スイッチ。
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