JPS61190322A - Optical switch - Google Patents
Optical switchInfo
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- JPS61190322A JPS61190322A JP3208885A JP3208885A JPS61190322A JP S61190322 A JPS61190322 A JP S61190322A JP 3208885 A JP3208885 A JP 3208885A JP 3208885 A JP3208885 A JP 3208885A JP S61190322 A JPS61190322 A JP S61190322A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は光集積回路において導波された光波の強度お
よび導波される光路の選択を、電気的に制御する光スイ
ッチに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to an optical switch that electrically controls the intensity of light waves guided in an optical integrated circuit and the selection of the guided light path.
従来の技術
′交差導波路を用いた光スイッチの従来例を第４因に示
す。電気光学効果を有する基板１の表面に、光導波路２
と３が交差するように作成されている。Prior Art A conventional example of an optical switch using crossed waveguides is shown in the fourth factor. An optical waveguide 2 is provided on the surface of a substrate 1 having an electro-optic effect.
It is created so that 3 and 3 intersect.
これら光導波路の交差部分に電極８，９が設けられ、さ
らに、これらの電極は基板の端の電極パッド１０．１１
に接続され、これらの電極パッド１０．１１の間に抵抗
１２を介して信号源１３からの電圧が印加されるように
なっている（例えばＲ，ム、Ｂｅａｋｅｒ ａｎｄ Ｗ
、 Ｓ 、 Ｃ、Ｃｈａｎｇ、 ”Ｉｎａｃ廿Ｏｏｐ
ｔｉｃａｘｓｗｊ、ｔｃｈｉｎｇ ｉｎ ｔｈｉｎ ｆ
ｉｌｍ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ ｆｏｒ ａｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｕｓ”、ムｐ
ｐｌｉ・ｄＯｐｔｉｃｓ ７０１，１８．Ｎｏ、１９
ＰＰ、３２９６〜３３ω。Electrodes 8, 9 are provided at the intersections of these optical waveguides, and these electrodes are further connected to electrode pads 10, 11 at the ends of the substrate.
A voltage from a signal source 13 is applied via a resistor 12 between these electrode pads 10 and 11 (for example, R, M, Beaker and W).
, S., C., Chang, “Inac 廿Oop.
ticaxswj, tching in thin f
ilm waveguides for a compu
ter communication bus”
pli・dOptics 701, 18. No.19
PP, 3296-33ω.
００ｔ、１９７９）
このような構造の素子は光スイッチとして動作すること
はよく知られている。すなわち、例えば端子４から光を
入射すると外部から電圧が印加されない場合、光は端子
６の方へ直進する。一方、外部から電圧が印加されると
電極８，９の間に発生する電界によって光導波路の交差
部分に電気光学効果に基づく屈折率変化が生じ、端子４
から入射した光は端子７の方へ出るようになる。従って
光スイッチングが可能となる。00t, 1979) It is well known that an element having such a structure operates as an optical switch. That is, for example, when light is incident from the terminal 4, the light travels straight toward the terminal 6 when no voltage is applied from the outside. On the other hand, when a voltage is applied from the outside, the electric field generated between the electrodes 8 and 9 causes a change in the refractive index based on the electro-optic effect at the intersection of the optical waveguides, and the terminal 4
The light incident from the terminal 7 comes out toward the terminal 7. Therefore, optical switching becomes possible.
発明が解決しようとする問題点
高周波の電気信号は通常同軸ケーブルを用いて供給され
るが、このような電極構成では同軸ケーブルとの接続が
むずかしく、仮りに接続したとしても電極パッドと同軸
ケーブルとの間でインピーダンスの不整合が起こり、外
部スイッチング信号の電力は効率よく電極部に供給され
なくなる。従って、このような構成の素子では超高速の
スイッチング動作に不可能である。Problems to be Solved by the Invention High-frequency electrical signals are usually supplied using coaxial cables, but with this electrode configuration, it is difficult to connect to the coaxial cable, and even if it is connected, the electrode pad and coaxial cable may be connected. An impedance mismatch occurs between the electrodes, and the power of the external switching signal is not efficiently supplied to the electrode section. Therefore, an element having such a configuration is not capable of ultra-high-speed switching operation.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、超高速スイ
ッチング動作を可能にする構成の光スイッチを提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an optical switch having a configuration that enables ultra-high-speed switching operation.
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、チップ抵抗で終端
したマイクロストリップ線路が形成された誘電体基板を
光スイッチの電極近傍に配置させ、上記マイクロストリ
ップ線路から電気信号を供給するものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention disposes a dielectric substrate on which a microstrip line terminated with a chip resistor is formed near the electrode of an optical switch, and conducts electricity from the microstrip line. It supplies signals.
作 用
本発明は上記した構成により、マイクロストリップ線路
を介して電極に高周波電気信号を供給するようにしてお
り、マイクロストリップ線路と同軸ケーブルとの接続に
容易に行えることによく知られているので、外部電源か
ら同軸ケーブルを用いて電極に高周波電気信号を供給す
ることができる。また、マイクロストリップ線路の特性
インピーダンスと終端チップ抵抗の抵抗値を同軸ケーブ
ルの特性インピーダンスに等しく選ぶことによって、外
部電源と電極との間のインピーダンス不整合を小さくす
ることができ、広い周波数範囲にわたって超高速スイッ
チング動作を可能にすることができる。Function The present invention uses the above-described configuration to supply high-frequency electrical signals to the electrodes via the microstrip line, and is well known for its ability to easily connect the microstrip line and coaxial cable. , high-frequency electrical signals can be supplied to the electrodes from an external power source using a coaxial cable. In addition, by selecting the characteristic impedance of the microstrip line and the resistance value of the terminating chip resistor to be equal to the characteristic impedance of the coaxial cable, impedance mismatch between the external power supply and the electrodes can be reduced, making it possible to High speed switching operation can be achieved.
実施例
本発明の一実施例を第１図に示す。第１図のムは上面図
、第１図のＢはムーム線断面図である。Embodiment An embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 is a top view, and B in FIG. 1 is a sectional view taken along the Muum line.
第１図において、１４は電気光学効果を有する物質から
成る基板、１５．１６は基板１４の表面近傍に作成され
た交差光導波路である。交差光導波路の交差部分の上部
にはスイッチング電気信号を印加する電極２０．２１が
設けられている。誘電体基板２２の上面にはマイクロス
トリップ線路２３が設けられ、下面にはマイクロストリ
ップ線路の接地導体２８が設けられている。また、接地
導体２８と電気的に接続された導体部分２６の間にチッ
プ抵抗２４が接続されている。電極２０と中心導体２３
はリードワイヤ２６により接続され、電極２１と接地導
体２８は接するように置かれ、圧着または導電性接着剤
によって電気的に接続されている。電気信号は電気信号
入力端子２７がら供給される。In FIG. 1, reference numeral 14 indicates a substrate made of a substance having an electro-optic effect, and reference numerals 15 and 16 indicate intersecting optical waveguides formed near the surface of the substrate 14. Electrodes 20, 21 for applying switching electrical signals are provided above the intersections of the crossed optical waveguides. A microstrip line 23 is provided on the upper surface of the dielectric substrate 22, and a ground conductor 28 of the microstrip line is provided on the lower surface. Further, a chip resistor 24 is connected between the conductor portion 26 electrically connected to the ground conductor 28. Electrode 20 and center conductor 23
are connected by a lead wire 26, and the electrode 21 and the ground conductor 28 are placed in contact and electrically connected by pressure bonding or conductive adhesive. The electrical signal is supplied through the electrical signal input terminal 27.
高周波の電気信号は通常、同軸ケーブルによって供給さ
れるが、同軸ケーブルの中心導体と外部導体をそれぞれ
マイクロス） ＩＪツブ線路の中心導体２３と接地導体
２８と接続すれば容易に同軸ケーブルから電気信号を電
極２０．２１に供給することができる。マイクロストリ
ップ線路の特性インピーダンスは誘電体基板２２の誘電
率、厚み、および中心導体２３の幅によって決まるため
、与えられた誘電体基板に対しては中心導体２３の幅を
適当に選ぶことによって同軸ケーブルの特性インピーダ
ンス（例えば６ｏΩ）に等しくすることができる。マイ
クロストリップ線路の中心導体２３と接地導体２６０間
にチップ抵抗２４を接続し、その抵抗値をマイクロス）
ＩＪツブ線路の特性インピーダンスに等しく選べば、
端子２７がら見たインピーダンスはマイクロストリップ
線路の特性インピーダンスに電極２０．２１間の容量を
並列に加えたものになる。スイッチング電気信号の周波
数が高くなると、電極’２０ 、２１間の容量のために
インピーダンスの不整合は大きくなるが、本発明のよう
な光スイッチの電極容量は１ＰＦ程度にすることが可能
であるので、３（ｉＢ変調帯域幅は６〜６ＧＨ２まで高
くすることができ、超避スイッチングが可能となる。High-frequency electrical signals are usually supplied by coaxial cables, but if the center conductor and outer conductor of the coaxial cable are connected to the center conductor 23 and ground conductor 28 of the IJ tube line, the electrical signals can be easily transmitted from the coaxial cable. can be supplied to the electrodes 20.21. The characteristic impedance of a microstrip line is determined by the dielectric constant and thickness of the dielectric substrate 22, and the width of the center conductor 23. Therefore, for a given dielectric substrate, by appropriately selecting the width of the center conductor 23, the coaxial cable (for example, 6 oΩ). A chip resistor 24 is connected between the center conductor 23 of the microstrip line and the ground conductor 260, and its resistance value is
If it is chosen equal to the characteristic impedance of the IJ tube line,
The impedance seen from the terminal 27 is the characteristic impedance of the microstrip line plus the capacitance between the electrodes 20 and 21 in parallel. As the frequency of the switching electrical signal increases, the impedance mismatch increases due to the capacitance between the electrodes 20 and 21, but since the electrode capacitance of an optical switch like the present invention can be set to about 1PF, , 3 (iB modulation bandwidth can be increased to 6 to 6 GH2, allowing super-switching.
第２図は本発明による別の実施例である。第２１のムは
上面図、第２図のＢはＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 2 shows another embodiment according to the invention. The 21st column is a top view, and B in FIG. 2 is a sectional view taken along the line BB.
第２１において１４〜２８は第１図の番号のものと対応
している。第１図と異なるのは誘電体基板２２の上に終
端マイクロス） ＩＪツブ線路３０が設けられ、これと
電極２０とがリードワイヤ３゜で接続されている点であ
る。In No. 21, 14 to 28 correspond to the numbers in FIG. The difference from FIG. 1 is that a termination micro IJ tube line 30 is provided on the dielectric substrate 22, and this and the electrode 20 are connected by a lead wire of 3 degrees.
第２図において電極２０．２１は非対称コプレナー・ス
トリップ線路を構成し、電気信号入力端子２７から入っ
た電気信号にマイクロストリップ線路２３、電極２０．
終端マイクロストリップ線路２９を経てチップ抵抗２４
に吸収される。非対称コプレナー・ストリップ線路の特
性インピーダンスは基板１４の誘電率、電極２０の幅、
電極２ｏと２１の間のギャップ幅によって決まるため、
与えられた基板１４に対しては電極２ｏと２１の寸法を
適当に定めて同軸ケーブルの特性インピーダンス（例え
ば６０Ω）に等しくすることができる。従って、第２図
において電極は進行波電極を構成し、入力マイクロスト
リップ線路、非対称コプレナー・ストリップ線路、終端
マイクロストリップ線路の特性インピーダンスとチップ
抵抗の抵抗値を同軸ケーブルの特性インピーダンスと同
じにすることができ、広帯域にわたって電気的整合状態
で動作させることができる。この方法によれば、電極容
量による帯域制限がないため、光スイッチの変調帯域幅
は光導波路の交差部分の長さに起因する走行時間効果に
よって決まり、１００ＧＨｚ以上の変調帯域幅が期待で
きる。In FIG. 2, electrodes 20, 21 constitute an asymmetric coplanar strip line, and an electric signal input from an electric signal input terminal 27 is connected to a microstrip line 23, electrodes 20, 20, 21, 20, 21, 20, 21, 21, 21, 20, 21, 20, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, 21, and 21 are asymmetrical coplanar strip lines.
Chip resistor 24 via terminal microstrip line 29
be absorbed into. The characteristic impedance of the asymmetric coplanar stripline is determined by the dielectric constant of the substrate 14, the width of the electrode 20,
Since it is determined by the gap width between electrodes 2o and 21,
For a given substrate 14, electrodes 2o and 21 can be dimensioned appropriately to equal the characteristic impedance of the coaxial cable (for example 60Ω). Therefore, in Fig. 2, the electrodes constitute traveling wave electrodes, and the characteristic impedances of the input microstrip line, the asymmetric coplanar strip line, and the terminal microstrip line and the resistance value of the chip resistor are made to be the same as the characteristic impedance of the coaxial cable. can be operated in an electrically matched state over a wide band. According to this method, since there is no band limitation due to electrode capacitance, the modulation bandwidth of the optical switch is determined by the transit time effect caused by the length of the intersection of the optical waveguides, and a modulation bandwidth of 100 GHz or more can be expected.
第３図は本発明による別の実施例である。第３図のムは
上面図、第３図のＢはＣ−Ｃ線断面図である。FIG. 3 shows another embodiment according to the invention. 3 is a top view, and B in FIG. 3 is a sectional view taken along the line CC.
第３図において１４〜３ｏは第２図の番号のものと対応
している。第２図と異なるのは電極が３つの導体から構
成されており、中心導体２ｏが交差光導波路の交差部分
のほぼ中央に設けられている点である。すなわち、第３
図では中心導体２゜と接地導体２１．３１がコプレナー
線路を形成しており、電気信号入力端子２７から入った
電気信号は、入力マイクロストリップ線路２３．電極２
０、終端マイクロストリップ線路３ｏを経てチップ抵抗
２４に吸収される。コプレナー線路の特性インピーダン
スに、基板１４の誘電率、電極２ｏの幅、電極２ｏと電
極２１．３１とのギャップ幅によって決まるため、与え
られた基板１４に対しては電極２０，２１．３１の寸法
を適当に定めて同軸クープルの特性インピーダンス（例
えば６ｏΩ）に等しくすることができる。従って、第２
図に示す実施例と同様に広帯域にわたって電気的整合状
態で動作させることができる。ただし、第１図、第２図
に示す実施例では、電極２０．２１の間のギャップに生
ずる基板１４の表面に平行な電界成分の誘起する光導波
路交差部分の屈折率変化を利用して光スイッチングを行
うのに対して、第３図の実施例では、電極２０の下に生
ずる基板深さ方向の電界成分の誘起する光導波路交差部
分の屈折率変化を利用して光スイッチングを行う。In FIG. 3, 14 to 3o correspond to the numbers in FIG. 2. The difference from FIG. 2 is that the electrode is composed of three conductors, and the center conductor 2o is provided approximately at the center of the intersection of the crossed optical waveguides. That is, the third
In the figure, the center conductor 2° and the ground conductor 21.31 form a coplanar line, and the electric signal input from the electric signal input terminal 27 is transmitted to the input microstrip line 23. Electrode 2
0, is absorbed by the chip resistor 24 via the terminal microstrip line 3o. The characteristic impedance of the coplanar line is determined by the dielectric constant of the substrate 14, the width of the electrode 2o, and the gap width between the electrode 2o and the electrode 21.31, so for a given substrate 14, the dimensions of the electrodes 20, 21.31 can be appropriately determined to be equal to the characteristic impedance of the coaxial couple (for example, 60Ω). Therefore, the second
Like the embodiment shown in the figure, it can be operated in an electrically matched state over a wide band. However, in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, light is emitted by utilizing the refractive index change at the optical waveguide crossing portion induced by the electric field component parallel to the surface of the substrate 14 that occurs in the gap between the electrodes 20 and 21. In contrast, in the embodiment shown in FIG. 3, optical switching is performed by utilizing a change in refractive index at the intersection of optical waveguides induced by an electric field component in the depth direction of the substrate generated under the electrode 20.
発明の効果
本発明に、チップ抵抗で終端したマイクロストリップ線
路が形成された誘電体基板を光スイッチの電極近傍に配
置させ、マイクロストリップ線路からスイッチング電気
信号を供給するようにしているので、接続部の不連続に
よる反射なしに超高周波のスイッチング電気信号を電極
に効率よく供給でら、超高速のスイッチング動作を行う
ことができる。また、マイクロストリップ線路と同軸ケ
ーブルの接続は容易であるため、同軸クープルを用いて
超高周波のスイッチング電気信号を容易に光スイッチに
供給することができる。さらに、電極を進行波電極とし
て動作させることにより、電極容計による変調帯域幅の
制限を受けることなく、超広帯域で光スイッチを動作さ
せることができる。Effects of the Invention In the present invention, a dielectric substrate on which a microstrip line terminated with a chip resistor is formed is disposed near the electrode of the optical switch, and a switching electric signal is supplied from the microstrip line, so that the connecting portion is By efficiently supplying ultrahigh frequency switching electrical signals to the electrodes without reflection due to discontinuities, ultrahigh-speed switching operations can be performed. Furthermore, since it is easy to connect a microstrip line and a coaxial cable, ultra-high frequency switching electrical signals can be easily supplied to an optical switch using a coaxial couple. Furthermore, by operating the electrode as a traveling wave electrode, the optical switch can be operated in an ultra-wide band without being limited by the modulation bandwidth due to the electrode volume.
来の光スイッチの基本構成図である。
１４・・・・・・電気光学効果を有する物質から成る基
板、２０．２１・・・・・・電極、２２・・・・・・誘
電体基板、２３・・・・・・入力マイクロストリップ線
路、２４・・・・・・チップ抵抗、３ｏ・・・・・・終
端マイクロストリップ線路、３１・・・・・・コプレナ
ー線路接地導体。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２５
−一一人力マブクσストリ、７°に！に落２Ｇ−−・リ
ードヮトヤFIG. 1 is a basic configuration diagram of a future optical switch. 14... Substrate made of a substance having an electro-optic effect, 20.21... Electrode, 22... Dielectric substrate, 23... Input microstrip line , 24... Chip resistor, 3o... Terminal microstrip line, 31... Coplanar line grounding conductor. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person25
-Each person's strength is 7 degrees! Dropped into 2G--Lead Dotoya
Claims (3)
傍に作成された交差光導波路の交差部分の上部に、対向
する２つの電極を設け、チップ抵抗で終端したマイクロ
ストリップ線路が形成された誘電体基板を上記マイクロ
ストリップ線路の接地導体と上記２つの電極のうちの一
方の電極とが接するように配置し、上記マイクロストリ
ップ線路の中心導体と上記２つの電極のうちのもう一方
の電極とを電気的に接続して、上記マイクロストリップ
線路から電気信号を供給するように構成したことを特徴
とする光スイッチ。(1) A dielectric in which two opposing electrodes are provided above the intersection of crossed optical waveguides created near the surface of a substrate made of a substance with an electro-optic effect, and a microstrip line terminated with a chip resistor is formed. A body substrate is arranged so that the ground conductor of the microstrip line and one of the two electrodes are in contact with each other, and the center conductor of the microstrip line and the other of the two electrodes are in contact with each other. An optical switch characterized in that it is configured to be electrically connected to supply an electrical signal from the microstrip line.
傍に作成された交差光導波路の交差部分の上部に、非対
称コプレナー・ストリップ線路を設け、２つのマイクロ
ストリップ線路が形成された誘電体基板を上記マイクロ
ストリップ線路の接地導体と上記非対称コプレナー・ス
トリップ線路の接地導体とが接するように配置し、上記
マイクロストリップ線路と上記非対称コプレナー・スト
リップ線路とを電気的に接続して一つの伝送線路を形成
し、上記２つのマイクロストリップ線路の一方から電気
信号を供給するようにし、もう一方のマイクロストリッ
プ線路をチップ抵抗で終端するようにして構成したこと
を特徴とする光スイッチ。(2) An asymmetrical coplanar strip line is provided above the intersection of crossed optical waveguides created near the surface of a substrate made of a substance with an electro-optic effect, and a dielectric substrate on which two microstrip lines are formed is installed. The ground conductor of the microstrip line and the ground conductor of the asymmetric coplanar strip line are arranged so as to be in contact with each other, and the microstrip line and the asymmetric coplanar strip line are electrically connected to form one transmission line. An optical switch characterized in that an electric signal is supplied from one of the two microstrip lines, and the other microstrip line is terminated with a chip resistor.
傍に作成された交差光導波路の交差部分の上部に、１つ
の中心導体と対向する２つの接地導体から成るコプレナ
ー線路をその中心導体が上記交差部分のほぼ中央にくる
ように設け、２つのマイクロストリップ線路が形成され
た誘電体基板を上記マイクロストリップ線路の接地導体
と上記コプレナー線路の接地導体とが接するように配置
し、上記マイクロストリップ線路と上記コプレナー線路
とを電気的に接続して一つの伝送線路を形成し、上記２
つのマイクロストリップ線路の一方から電気信号を供給
するようにし、もう一方のマイクロストリップ線路をチ
ップ抵抗で終端するようにして構成したことを特徴とす
る光スイッチ。(3) A coplanar line consisting of one center conductor and two ground conductors facing each other is installed above the intersection of the intersecting optical waveguides made near the surface of a substrate made of a substance having an electro-optic effect. A dielectric substrate on which two microstrip lines are formed is arranged so that the ground conductor of the microstrip line and the ground conductor of the coplanar line are in contact with each other, and the microstrip line and the above-mentioned coplanar line are electrically connected to form one transmission line, and the above-mentioned 2.
An optical switch characterized in that an electrical signal is supplied from one of two microstrip lines, and the other microstrip line is terminated with a chip resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3208885A JPS61190322A (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3208885A JPS61190322A (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Optical switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190322A true JPS61190322A (en) | 1986-08-25 |
| JPH0415456B2 JPH0415456B2 (en) | 1992-03-18 |
Family
ID=12349122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3208885A Granted JPS61190322A (en) | 1985-02-20 | 1985-02-20 | Optical switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61190322A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1094355A1 (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-25 | Corning Incorporated | Electrical interconnection of planar lightwave circuits |
| US6961494B2 (en) | 2002-06-27 | 2005-11-01 | Fujitsu Limited | Optical waveguide device |
| EP1526402A3 (en) * | 2003-10-22 | 2006-08-02 | Fujitsu Limited | Optical device module |
-
1985
- 1985-02-20 JP JP3208885A patent/JPS61190322A/en active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1094355A1 (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-25 | Corning Incorporated | Electrical interconnection of planar lightwave circuits |
| US6961494B2 (en) | 2002-06-27 | 2005-11-01 | Fujitsu Limited | Optical waveguide device |
| EP1526402A3 (en) * | 2003-10-22 | 2006-08-02 | Fujitsu Limited | Optical device module |
| US7151866B2 (en) | 2003-10-22 | 2006-12-19 | Fujitsu Limited | Optical device module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0415456B2 (en) | 1992-03-18 |
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