JPS59198432A - 導波路型光スイツチ - Google Patents
導波路型光スイツチInfo
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- JPS59198432A JPS59198432A JP7321183A JP7321183A JPS59198432A JP S59198432 A JPS59198432 A JP S59198432A JP 7321183 A JP7321183 A JP 7321183A JP 7321183 A JP7321183 A JP 7321183A JP S59198432 A JPS59198432 A JP S59198432A
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- Japan
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- waveguide
- optical
- light
- optical switch
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- Pending
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-
- 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
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- 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】
（，１）発明の技術分野
本発明は導波路型光スイッチの改良に関する。
特に、導波路型光スイッチにおけるクロストークの発生
を防止する改良に関する。
を防止する改良に関する。
（２）技術の背景
光スイッチは光通路の切替手段であり、少なくとも各１
対の光入力端子と光通路と光出力端子とを有し、この１
対の光通路が途中で切替可能とされており、１対の光入
力端子のうちの一方の端子に入射した光が上記１対の光
入力端子に対応する１対の光出力端子のうちの第１の端
子に出力されるか第２の端子に出力されるかが切替可能
な装置である。
対の光入力端子と光通路と光出力端子とを有し、この１
対の光通路が途中で切替可能とされており、１対の光入
力端子のうちの一方の端子に入射した光が上記１対の光
入力端子に対応する１対の光出力端子のうちの第１の端
子に出力されるか第２の端子に出力されるかが切替可能
な装置である。
かかる光通路の切替機構には、電気光学効果を利用して
構成されるものがあり、その中でリチュウムナイオへ−
１・（Ｌ＋Ｎｂ０ａ） 、リチュウムタンクレート（Ｌ
ｉＴａ０３）等電気光学効果を呈する結晶をもって製造
した板状部材の一部領域に屈折率が大きくされた線状領
域が形成されており、この線状領域が導波路として機能
し、その表面に屈折率の小さな物質よりなる層を介して
光スイツチ電極を形成しておき、この光スイツチ電極に
電圧を印加する場合としない場合とで光通路の切替をな
す導波路型スイッチかある。本発明はこの導波路型光ス
イッチの改良である。
構成されるものがあり、その中でリチュウムナイオへ−
１・（Ｌ＋Ｎｂ０ａ） 、リチュウムタンクレート（Ｌ
ｉＴａ０３）等電気光学効果を呈する結晶をもって製造
した板状部材の一部領域に屈折率が大きくされた線状領
域が形成されており、この線状領域が導波路として機能
し、その表面に屈折率の小さな物質よりなる層を介して
光スイツチ電極を形成しておき、この光スイツチ電極に
電圧を印加する場合としない場合とで光通路の切替をな
す導波路型スイッチかある。本発明はこの導波路型光ス
イッチの改良である。
（３）従来技術と問題点
第１図は従来技術における導波路型光スイッチの１例の
平面図である。図において、１はりチュウムナイオヘー
ト（１−＋Ｎｂ０３）結晶の板状部材であり、２．２′
はチタン（Ｔ１）拡散層等をもって屈折率が大きくされ
た線状領域よりなる導波路であり、本例においては中央
部において交叉している。３．３°は光スイツチ電極で
あり、４．４゛は光スイッチ電極配線用パ・ンドである
。５．５“は光入力端子であり、６．８°は光出力端子
であり、それぞれ、光ファイバ等の光伝送手段７と対接
する。
平面図である。図において、１はりチュウムナイオヘー
ト（１−＋Ｎｂ０３）結晶の板状部材であり、２．２′
はチタン（Ｔ１）拡散層等をもって屈折率が大きくされ
た線状領域よりなる導波路であり、本例においては中央
部において交叉している。３．３°は光スイツチ電極で
あり、４．４゛は光スイッチ電極配線用パ・ンドである
。５．５“は光入力端子であり、６．８°は光出力端子
であり、それぞれ、光ファイバ等の光伝送手段７と対接
する。
かかる構造を有する、従来技術の導波路型光スイツチに
おいては、光入力端子５．５°近傍において高次モード
光の励振が発生しやすく、かつ、導波路の曲線部分にお
いて、図に破線Ａをもって示すように、光が導波路外に
ある程度漏出することが避は難く、この漏出光Ａの進行
方向に光出力端子があるときはクロストークの原因にな
りやすいという欠点がある。
おいては、光入力端子５．５°近傍において高次モード
光の励振が発生しやすく、かつ、導波路の曲線部分にお
いて、図に破線Ａをもって示すように、光が導波路外に
ある程度漏出することが避は難く、この漏出光Ａの進行
方向に光出力端子があるときはクロストークの原因にな
りやすいという欠点がある。
かかる欠点を解消する目的をもって、従来技術において
は曲線部分の屈折率差を大きくする手法が採用されてお
り、この手法は上記の欠点解消には有効であるが、付加
的工程を必要とし、プロセス上の欠点をともなうため、
満足すべきものではなく、よりすぐれた導波路型光スイ
ツチの開発が望まれていた。
は曲線部分の屈折率差を大きくする手法が採用されてお
り、この手法は上記の欠点解消には有効であるが、付加
的工程を必要とし、プロセス上の欠点をともなうため、
満足すべきものではなく、よりすぐれた導波路型光スイ
ツチの開発が望まれていた。
４、発明の目的
本発明の１］的はこの欠点を解消することにあり、高次
モード光の励振が防１１ニされており、かつ、導波路の
曲線部において不ｉＩＴ避的に導波路外に漏出した光か
クロストークの原因になることが防止されている導波路
型光スイッチを提供することにある。
モード光の励振が防１１ニされており、かつ、導波路の
曲線部において不ｉＩＴ避的に導波路外に漏出した光か
クロストークの原因になることが防止されている導波路
型光スイッチを提供することにある。
（５）発明の構成
本発明の構成は、電気光学効果を呈する結晶よりなる板
状部材の表面近傍に、互いに近接しまたは互いに交叉し
ており屈折率の大きな線状領域が少なくとも１対形成さ
れており、該線状領域が近接または交叉している領域に
屈折率の小さな物質よりなる層を介して光スイツチ電極
が形成されており、前記少なくとも１対の線状領域の１
端は光入力端子であり他端は光出力端子である導波路型
光スイッチにおいて、少なくともｎＯ記先光入力端子近
傍前記線状領域を囲む領域と前記線状領域の曲線部の凸
部に対向する領域とに、前記板状部材の表面に不透明膜
が形成されてなることを特徴とする導波路型光スイッチ
にある。
状部材の表面近傍に、互いに近接しまたは互いに交叉し
ており屈折率の大きな線状領域が少なくとも１対形成さ
れており、該線状領域が近接または交叉している領域に
屈折率の小さな物質よりなる層を介して光スイツチ電極
が形成されており、前記少なくとも１対の線状領域の１
端は光入力端子であり他端は光出力端子である導波路型
光スイッチにおいて、少なくともｎＯ記先光入力端子近
傍前記線状領域を囲む領域と前記線状領域の曲線部の凸
部に対向する領域とに、前記板状部材の表面に不透明膜
が形成されてなることを特徴とする導波路型光スイッチ
にある。
本発明は、電界成分が基板表面に垂直な偏光である１Ｍ
モード光が金属等に極めて吸収されやすいという自然法
則を利用したものである。すなわち、導波路型光スイッ
チの導波路中を伝送する光をＴ’Ｍモードに限定してお
き、所望の領域に選択的に金属等の膜を形成しておき、
その領域を通過しようとする１Ｍモード光を金属等の膜
に吸収させることとしたものである。更に具体的には、
１Ｍモード光を吸収しやすい金属等の膜を、少なくとも
、（イ）光入力端子近傍の導波路を囲む領域と、（ロ）
導波路の曲線部の凸部に対向する領域とに形成しておき
、上記（イ）の効果として、導波路の曲線部分で導波路
外に漏出しやすい性質を有する高次モード光が光入力端
子近傍で励振されることを防止し、上記（Ｄ）の効果と
して、導波路の曲線部分において不可避的に導波路の曲
線部の凸部に向って漏出した光を上記の１Ｍモード光を
吸収しやすい金属等の膜に吸収させ、光出力端子に到達
しないようにしてクロストークを防止することとしたも
のである。
モード光が金属等に極めて吸収されやすいという自然法
則を利用したものである。すなわち、導波路型光スイッ
チの導波路中を伝送する光をＴ’Ｍモードに限定してお
き、所望の領域に選択的に金属等の膜を形成しておき、
その領域を通過しようとする１Ｍモード光を金属等の膜
に吸収させることとしたものである。更に具体的には、
１Ｍモード光を吸収しやすい金属等の膜を、少なくとも
、（イ）光入力端子近傍の導波路を囲む領域と、（ロ）
導波路の曲線部の凸部に対向する領域とに形成しておき
、上記（イ）の効果として、導波路の曲線部分で導波路
外に漏出しやすい性質を有する高次モード光が光入力端
子近傍で励振されることを防止し、上記（Ｄ）の効果と
して、導波路の曲線部分において不可避的に導波路の曲
線部の凸部に向って漏出した光を上記の１Ｍモード光を
吸収しやすい金属等の膜に吸収させ、光出力端子に到達
しないようにしてクロストークを防止することとしたも
のである。
（６）発明の実施例
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る導波
路型光スイッチについて説明する。
路型光スイッチについて説明する。
第２図参照
リチュウムナイオベー） （Ｌ ＋ Ｎ ｂ ０３）結
晶をＺ軸に直交する面に平行にＱ、５ ｍｍ程度の厚さ
に力・ントしてウェーハ１１を製造したのち、スパッタ
法等を使用してウェーハ１１の全面にチタン（Ｔｉ）膜
１２を４００〜８００′Ａ程度の厚さに形成する。その
後、フォトリソグラフィー法を使用して所望の導波路の
形状にフォトレジスト−マスク（図示せず）を形成シ、
イオンミリンク法等を使用してフォトレジス！・マスク
に覆われていない領域からチタン（Ｔ１）膜１２を除去
して、所望の導波路の形状にチタン（Ｔ＋） ＩＩＡ
１２をパターニングする。
晶をＺ軸に直交する面に平行にＱ、５ ｍｍ程度の厚さ
に力・ントしてウェーハ１１を製造したのち、スパッタ
法等を使用してウェーハ１１の全面にチタン（Ｔｉ）膜
１２を４００〜８００′Ａ程度の厚さに形成する。その
後、フォトリソグラフィー法を使用して所望の導波路の
形状にフォトレジスト−マスク（図示せず）を形成シ、
イオンミリンク法等を使用してフォトレジス！・マスク
に覆われていない領域からチタン（Ｔ１）膜１２を除去
して、所望の導波路の形状にチタン（Ｔ＋） ＩＩＡ
１２をパターニングする。
第３１Δ参照
１．０００°Ｃ程度で５〜１０時間加温してチタン（Ｔ
ｉ）ＩＩり１２上部領域の基板１１中にチタン（Ｔｉ）
を数ｇｍ程度の深さに拡散して、チタン（Ｔ’ｉ）拡散
領域１３を形成する。第３図は第２図のＢ−Ｂ断面図で
あり、その平面図は第２図とほとんど同一である。この
拡散工程において、チタン（Ｔｉ）ＩＩ！２１２の残留
１１！、！は既に酸化されており、光学的には何の支障
もない。チタン（Ｔｉ）拡散領域１３の屈折率はりチュ
ウムナイオヘート（ＬｉＮｂ０３）結晶基板１１の／；
ＩＩ折−第４より大きいから、チタン（Ｔｉ）拡散領域
１３（」導波路として機能することになる。
ｉ）ＩＩり１２上部領域の基板１１中にチタン（Ｔｉ）
を数ｇｍ程度の深さに拡散して、チタン（Ｔ’ｉ）拡散
領域１３を形成する。第３図は第２図のＢ−Ｂ断面図で
あり、その平面図は第２図とほとんど同一である。この
拡散工程において、チタン（Ｔｉ）ＩＩ！２１２の残留
１１！、！は既に酸化されており、光学的には何の支障
もない。チタン（Ｔｉ）拡散領域１３の屈折率はりチュ
ウムナイオヘート（ＬｉＮｂ０３）結晶基板１１の／；
ＩＩ折−第４より大きいから、チタン（Ｔｉ）拡散領域
１３（」導波路として機能することになる。
第４図参照
基板１１の全面に、二酸化シリコン（Ｓ１０２）または
酸化７ Ｊｌ／ ミー＝−ラム（Ａｌ２Ｏ３） ノ膜１
４を２．ＱＯＯＡ程度の厚さに形成する。この工程はＣ
ＶＤ法などを利用して容易に可能である。
酸化７ Ｊｌ／ ミー＝−ラム（Ａｌ２Ｏ３） ノ膜１
４を２．ＱＯＯＡ程度の厚さに形成する。この工程はＣ
ＶＤ法などを利用して容易に可能である。
チタン（Ｔ１）拡散領域１３の１端（光入力端子となる
１端）を囲む領域１５とチタン（ＴＩ）拡散領域１３の
曲線部の凸部に対向する領域１６とを除き、二酸化シリ
コン（ＳｉＯ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ、、
０３） ＩＩり１４の全面にフォトレジスＩ・膜（図示
せず）を形成した後フッ酪（肝）等をもって膜１４を溶
解除去して、領域１５．１６に２おいて基板１１を露出
する。第４図において、破線をもって示すチタ゛ン（Ｔ
１）拡散領域１３上にも二酸化シリコン（Ｓｌ、０２）
等の膜１４は存在する。
１端）を囲む領域１５とチタン（ＴＩ）拡散領域１３の
曲線部の凸部に対向する領域１６とを除き、二酸化シリ
コン（ＳｉＯ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ、、
０３） ＩＩり１４の全面にフォトレジスＩ・膜（図示
せず）を形成した後フッ酪（肝）等をもって膜１４を溶
解除去して、領域１５．１６に２おいて基板１１を露出
する。第４図において、破線をもって示すチタ゛ン（Ｔ
１）拡散領域１３上にも二酸化シリコン（Ｓｌ、０２）
等の膜１４は存在する。
第５図参照
基板１１の全面“にフォ！・レジストを塗布した後、上
記の領域１５．１６と光スイツチ電極形成予定領域とか
ら、フォトレジスト膜を除去して上記の領域において基
板１１を露出させる。次に、真空蒸着法等を使用してア
ルミニウム（ＡＩ）等の金属を３．０００λ程度の厚ご
に基板１１の全面に形成した後、フォ］・レシスｉ−膜
を溶解除去する。こうして、領域１５．１６においては
リチウムナイオベ−１・（ＬｉＮｂ０３）ノ、（板１１
の上面に直接アルミニウム（Ａ１）１１つ）１７．１８
が形成され、また、チタン（Ｔ１）拡散層Ｉ３の交メ点
伺近には二酸化シリコン（ＳＩ０２）の膜を介して光ス
インチ電極１８．１９′が形成される。
記の領域１５．１６と光スイツチ電極形成予定領域とか
ら、フォトレジスト膜を除去して上記の領域において基
板１１を露出させる。次に、真空蒸着法等を使用してア
ルミニウム（ＡＩ）等の金属を３．０００λ程度の厚ご
に基板１１の全面に形成した後、フォ］・レシスｉ−膜
を溶解除去する。こうして、領域１５．１６においては
リチウムナイオベ−１・（ＬｉＮｂ０３）ノ、（板１１
の上面に直接アルミニウム（Ａ１）１１つ）１７．１８
が形成され、また、チタン（Ｔ１）拡散層Ｉ３の交メ点
伺近には二酸化シリコン（ＳＩ０２）の膜を介して光ス
インチ電極１８．１９′が形成される。
第６図参照
５ ｍｍＸ １０ｍｍ程度の大きさにスクライブして導
波路型光スイッチを完成する。こうして、チタン（Ｔ１
）拡散領域１３の対の、アルミニウム（ＡＩ）Ｉ＋！、
！１．７をもって囲まれた部分２０が光入力端子とされ
、その交叉点を挟んで反対方向の端２１が光出力端子と
される。２２は光スインチ配線用ノぐンドである。
波路型光スイッチを完成する。こうして、チタン（Ｔ１
）拡散領域１３の対の、アルミニウム（ＡＩ）Ｉ＋！、
！１．７をもって囲まれた部分２０が光入力端子とされ
、その交叉点を挟んで反対方向の端２１が光出力端子と
される。２２は光スインチ配線用ノぐンドである。
以−１４説明せる構造を有する導波路型光スイ・ンチに
おいては、光入力端子を囲む領域１５において、電気光
学効果を呈する基板１１上に直接アルミニウム（ＡＩ）
ｌ１７ａｌ １７か形成されているので、高次モード
光の励振が防止されており、結果的に導波路の曲線部に
おける光の漏出が防止されており、更に、導波路１３の
曲線部の凸部に対向する領域１６においても、電気光学
効果を呈する基板ｌｌ上に直接アルミニウム（ＡＩ）膜
１８が形成されているので、この曲線部において漏出し
た光のうち、ＴＭモード光は上記のアルミニウム（ＡＩ
）１１莫１８によって吸収されるので、その漏出光が光
出力端子２１に入射してクロスト−りの原因となる１こ
とが有効に防止されている。
おいては、光入力端子を囲む領域１５において、電気光
学効果を呈する基板１１上に直接アルミニウム（ＡＩ）
ｌ１７ａｌ １７か形成されているので、高次モード
光の励振が防止されており、結果的に導波路の曲線部に
おける光の漏出が防止されており、更に、導波路１３の
曲線部の凸部に対向する領域１６においても、電気光学
効果を呈する基板ｌｌ上に直接アルミニウム（ＡＩ）膜
１８が形成されているので、この曲線部において漏出し
た光のうち、ＴＭモード光は上記のアルミニウム（ＡＩ
）１１莫１８によって吸収されるので、その漏出光が光
出力端子２１に入射してクロスト−りの原因となる１こ
とが有効に防止されている。
なお、本発明に係る導波路型光スイッチに使用される光
がＴＭモードに限定されるべきことは言うまでもない。
がＴＭモードに限定されるべきことは言うまでもない。
更に、上記のアルミニウム（ＡＩ）膜は１例であり、Ｔ
Ｍモード光に対する吸収能の大きな物質例えば金属等の
不透明体であればさしつかえない。
Ｍモード光に対する吸収能の大きな物質例えば金属等の
不透明体であればさしつかえない。
この不透明体膜は少なくとも上記の領域１５と１６には
形成される必要があるが、この領域以外の領域において
も導波路と重なる領域及び光スィッチと重なる領域以外
の領域にも形成されていても全くさしつかえない−０ （７））ｉ、明の効果 以」−説明せるとおり、本発明によれば、高次モート゛
光の励振か防止されており、かつ、導波路の曲線部にお
いて不可避的に導波路外に漏出した光かタロストークの
原因になることが防止されている導波路型光スイッチを
提供することができる。
形成される必要があるが、この領域以外の領域において
も導波路と重なる領域及び光スィッチと重なる領域以外
の領域にも形成されていても全くさしつかえない−０ （７））ｉ、明の効果 以」−説明せるとおり、本発明によれば、高次モート゛
光の励振か防止されており、かつ、導波路の曲線部にお
いて不可避的に導波路外に漏出した光かタロストークの
原因になることが防止されている導波路型光スイッチを
提供することができる。
第１図は、従来技術における導波路型光スイッチの１例
の’Ｆ ｉｎｉ ｌΔである。第２．３．４．５図は本
発明の一実施例に係る導波路型光スイッチの主波製造上
程完了後の基板平面図または断面図であり、第６図はそ
の完成された状ｙｋにおける基板平面図である。
の’Ｆ ｉｎｉ ｌΔである。第２．３．４．５図は本
発明の一実施例に係る導波路型光スイッチの主波製造上
程完了後の基板平面図または断面図であり、第６図はそ
の完成された状ｙｋにおける基板平面図である。
Claims (1)
- ′−゛匡気充気光学効果する結晶よりなる板状部材の表
面近傍に、）Ｌいに近接しまたは互いに交叉しておりｈ
＋ｉ折十の大きな線状領域が少なくとも１対形成されて
おり、該線状領域が近接または交叉しているｆｔｉ域に
ノ１１；折率の小さな物質よりなる層を介して光スイッ
チ電極か形成されており、前記少なくとも１対の線状領
域の１端は光入力端子であり他端は光出力端子である導
波路型光スイッチにおいて、少なくとも前記光入力端子
近傍の前記線状領域を囲む領域と前記線状領域の曲線部
の凸部に対向する＜ｒｌ域とに、＋ｉｉｊ記板状部材の
表面に不透明膜か形成されてなることを特徴とする導波
路型光スイ 、 チ 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7321183A JPS59198432A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 導波路型光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7321183A JPS59198432A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 導波路型光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59198432A true JPS59198432A (ja) | 1984-11-10 |
Family
ID=13511594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7321183A Pending JPS59198432A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 導波路型光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59198432A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988007220A1 (en) * | 1987-03-17 | 1988-09-22 | Bell Communications Research, Inc. | Electro-optical switch |
| JPH01142907U (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-29 | ||
| JPH0345937A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光スイッチ |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP7321183A patent/JPS59198432A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988007220A1 (en) * | 1987-03-17 | 1988-09-22 | Bell Communications Research, Inc. | Electro-optical switch |
| JPH01142907U (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-29 | ||
| JPH0345937A (ja) * | 1989-07-14 | 1991-02-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光スイッチ |
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