JPS6283731A - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
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- JPS6283731A JPS6283731A JP22527185A JP22527185A JPS6283731A JP S6283731 A JPS6283731 A JP S6283731A JP 22527185 A JP22527185 A JP 22527185A JP 22527185 A JP22527185 A JP 22527185A JP S6283731 A JPS6283731 A JP S6283731A
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- JP
- Japan
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- optical
- substrate
- switch
- waveguides
- light
- Prior art date
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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
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は光通信等において、光波の変調、光路の切替え
等を行なう光スイッチに関し、特に基板中に設けた光導
波路を用いた導波形の光スイッチに関する。
等を行なう光スイッチに関し、特に基板中に設けた光導
波路を用いた導波形の光スイッチに関する。
（従来技術とその問題点）
光通信システムの実用化が進み、大容量や多機能をもつ
さらに高度のシステムへと開発が進められている。光伝
送路網の交換機能、光データバスにおける端末間の高速
接続、切換え等の新たな機能が求められており、それら
を可能にする光スイツチングネットワークの必要性が高
まっている。現在実用されている。現在実用されている
光スイッチは、プリズム、ミラー、ファイバー等を機械
的に移動させるものであり、低速であること、信頼性が
不十分、形状が大きくマ） ＩＪクス化に不適等の欠点
がある。これを解決する手段として開発が進められてい
るものは基板上に設置した光導波路を用いた導波形の光
スイッチであり、高速、多素子の集積化が可能、高信頼
等の特長がある。特にＬｉＮｂＯ３結晶等の強Ｘ！電体
材料を用いたものは、光吸収が小さく低損失であること
、大きな電気光学効果を有しているため高効率である等
の特長がある。
さらに高度のシステムへと開発が進められている。光伝
送路網の交換機能、光データバスにおける端末間の高速
接続、切換え等の新たな機能が求められており、それら
を可能にする光スイツチングネットワークの必要性が高
まっている。現在実用されている。現在実用されている
光スイッチは、プリズム、ミラー、ファイバー等を機械
的に移動させるものであり、低速であること、信頼性が
不十分、形状が大きくマ） ＩＪクス化に不適等の欠点
がある。これを解決する手段として開発が進められてい
るものは基板上に設置した光導波路を用いた導波形の光
スイッチであり、高速、多素子の集積化が可能、高信頼
等の特長がある。特にＬｉＮｂＯ３結晶等の強Ｘ！電体
材料を用いたものは、光吸収が小さく低損失であること
、大きな電気光学効果を有しているため高効率である等
の特長がある。
一般に光スイッチは光伝送路中に挿入され、光フアイバ
中を伝搬した光信号の光路を切換えのために使用される
場合が多い。高速、大容量の光通信システムでは光ファ
イバとして単一モード光ファイバが使用され、光源には
半導体レーザが使われる。半導体レーザ光は直線偏光を
出射するが、単一モード光ファイバ中を伝搬された光波
は、一般に楕円偏光となり、また、その偏光状態も時間
的に変動する。一方、前述の導波形の光スイッチでは、
通常の構成の場合、スイッチ電圧、クロストーク等の特
性は、入射光の偏光状態に大きく依存するという欠点が
ある。第３図は従来の導波形光スイッチの一例である方
向性結合形光スイッチを示す。光学軸すなわちＺ軸方向
に垂直に切り出して整形したＬｉＮｂＯ３基板３１上に
Ｔｉ等の金属を拡散して光導波路３２．３３が形成され
ている。光導波路３２．３３は数ｐｍ程度の間隔で近接
して設置されることにより光方向性結合器３４を構成し
ており、光導波路３２．３３上にバッファ層である５ｉ
０２膜（図３では省略）を介して制御電極３５が設置さ
れている。この光スイッチの基本的な動作原理は、先ず
、片方の光導波路例えば３２の端面から入射した光波３
６は光導波路３２中を伝搬し、光方向性結合器３４の部
分で近 接した光導波路３３にエネルギーが移行し
、光方向性結合器３４の長さを完全結合長Ｌｃに一致さ
せた場合は、はぼ１００％のエネルギーが光導波路３３
に移って出射光３７となる。一方、制御電極に電圧を印
加した場合、電気光学効果によって光導波路３２．３３
の屈折率が変化して両者の屈折率が非対称となり、両者
を伝搬する光波の間で位相不整合が生じて結合状態が変
化し、適当な印加電圧の下ではもとの光導波路３２ヘエ
ネルギーが移り出射光３８となる。
中を伝搬した光信号の光路を切換えのために使用される
場合が多い。高速、大容量の光通信システムでは光ファ
イバとして単一モード光ファイバが使用され、光源には
半導体レーザが使われる。半導体レーザ光は直線偏光を
出射するが、単一モード光ファイバ中を伝搬された光波
は、一般に楕円偏光となり、また、その偏光状態も時間
的に変動する。一方、前述の導波形の光スイッチでは、
通常の構成の場合、スイッチ電圧、クロストーク等の特
性は、入射光の偏光状態に大きく依存するという欠点が
ある。第３図は従来の導波形光スイッチの一例である方
向性結合形光スイッチを示す。光学軸すなわちＺ軸方向
に垂直に切り出して整形したＬｉＮｂＯ３基板３１上に
Ｔｉ等の金属を拡散して光導波路３２．３３が形成され
ている。光導波路３２．３３は数ｐｍ程度の間隔で近接
して設置されることにより光方向性結合器３４を構成し
ており、光導波路３２．３３上にバッファ層である５ｉ
０２膜（図３では省略）を介して制御電極３５が設置さ
れている。この光スイッチの基本的な動作原理は、先ず
、片方の光導波路例えば３２の端面から入射した光波３
６は光導波路３２中を伝搬し、光方向性結合器３４の部
分で近 接した光導波路３３にエネルギーが移行し
、光方向性結合器３４の長さを完全結合長Ｌｃに一致さ
せた場合は、はぼ１００％のエネルギーが光導波路３３
に移って出射光３７となる。一方、制御電極に電圧を印
加した場合、電気光学効果によって光導波路３２．３３
の屈折率が変化して両者の屈折率が非対称となり、両者
を伝搬する光波の間で位相不整合が生じて結合状態が変
化し、適当な印加電圧の下ではもとの光導波路３２ヘエ
ネルギーが移り出射光３８となる。
ここで、基板上に形成された光導波路の伝搬光は一般に
独立な２つのモード即ち、偏光方向が基板表面に垂直な
ＴＭモードとそれに直交する偏光成分をもつＴＥモード
に分離され、光方向性結合器を構成した場合、両モード
間では通常、結合状態が異なり、それに対応して完全結
合長も異なってしまう。さらに通常、電気光学効果によ
って変化する屈折率変化量も偏光方向によって異なり、
その結果スイッチ電圧も偏光方向によって大きく異なる
。例えば、第３図の場合、ＴＭモード、ＴＥモードに対
して得られる屈折率変化はそれぞれδｎＴＭ＝＋ｒ３３
ｎｅ３Ｅｚ、δｎＴ、＝４ｒ１３ｎｏＥｚとなる。ここ
で、ｒ３３．ｒ１３はそれぞれ電気光学定数、ｎｅ、ｎ
ｏはそれぞれ異常光、常光に対する屈折率、Ｅｚは２方
向に印加される電界強度である。ＬｉＮｂＯ３結晶の場
合、ｒ３３〉３ｒ１３であるので、δｎＴＭ〉３δｎＴ
Ｅとなり、ＴＥモードのスイッチ電圧はＴＭモードのス
イッチ電圧の３倍以上の値となる。そこで通常は入射光
をＴＭ又はＴＥモードのいずれか一方の偏光状態に一致
させる必要が生じ、第３図の構成の光スイッチは単一モ
ード光ファイバ伝送路中に挿入して使用することはでき
ない。
独立な２つのモード即ち、偏光方向が基板表面に垂直な
ＴＭモードとそれに直交する偏光成分をもつＴＥモード
に分離され、光方向性結合器を構成した場合、両モード
間では通常、結合状態が異なり、それに対応して完全結
合長も異なってしまう。さらに通常、電気光学効果によ
って変化する屈折率変化量も偏光方向によって異なり、
その結果スイッチ電圧も偏光方向によって大きく異なる
。例えば、第３図の場合、ＴＭモード、ＴＥモードに対
して得られる屈折率変化はそれぞれδｎＴＭ＝＋ｒ３３
ｎｅ３Ｅｚ、δｎＴ、＝４ｒ１３ｎｏＥｚとなる。ここ
で、ｒ３３．ｒ１３はそれぞれ電気光学定数、ｎｅ、ｎ
ｏはそれぞれ異常光、常光に対する屈折率、Ｅｚは２方
向に印加される電界強度である。ＬｉＮｂＯ３結晶の場
合、ｒ３３〉３ｒ１３であるので、δｎＴＭ〉３δｎＴ
Ｅとなり、ＴＥモードのスイッチ電圧はＴＭモードのス
イッチ電圧の３倍以上の値となる。そこで通常は入射光
をＴＭ又はＴＥモードのいずれか一方の偏光状態に一致
させる必要が生じ、第３図の構成の光スイッチは単一モ
ード光ファイバ伝送路中に挿入して使用することはでき
ない。
上述のような偏光依存性゛を改善するために、光方向性
結合器の２つの光導波路の間隔をテーパ状に変化させ、
ＴＭ、ＴＥモードに対して冗長性をもたせてスイッチす
る方向性結合形光スイッチがレオン・マツコーハン（Ｌ
ＥＯＮＭＣＣＡＵＧＨＡＮ）によりアイ・イー・イー・
イー、ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テ り
ノ ロ ジー（ＩＥＥＥ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、ＬＴ−
２巻、１号、５１〜５５ページに述べられている。
結合器の２つの光導波路の間隔をテーパ状に変化させ、
ＴＭ、ＴＥモードに対して冗長性をもたせてスイッチす
る方向性結合形光スイッチがレオン・マツコーハン（Ｌ
ＥＯＮＭＣＣＡＵＧＨＡＮ）によりアイ・イー・イー・
イー、ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テ り
ノ ロ ジー（ＩＥＥＥ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
ＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、ＬＴ−
２巻、１号、５１〜５５ページに述べられている。
しかし、このようなテーパ状の結合部を持たせた光スイ
ッチでも第３図と同様な結晶基板を用いた場合、ＴＭモ
ードに対してはｒ３３．ＴＥモードに対してはｒ１３の
電気光学定数を用いるため、スイッチ電圧は原理的にＴ
Ｍモードだけをスイッチする場合の３倍以上必要であり
、また、テーパ状構造にすることによってもスイッチ電
圧はさらに増加する。そこで従来の偏光依存性のない光
スイッチは、スイッチ電圧が非常に大きいという欠点が
あった。
ッチでも第３図と同様な結晶基板を用いた場合、ＴＭモ
ードに対してはｒ３３．ＴＥモードに対してはｒ１３の
電気光学定数を用いるため、スイッチ電圧は原理的にＴ
Ｍモードだけをスイッチする場合の３倍以上必要であり
、また、テーパ状構造にすることによってもスイッチ電
圧はさらに増加する。そこで従来の偏光依存性のない光
スイッチは、スイッチ電圧が非常に大きいという欠点が
あった。
また、通常、光導波路部分の基板に対する屈折率差Δｎ
は常光と異常光では異なるので電圧Ｏの状態でＴＥ、Ｔ
Ｍ両モードの完全結合長を一致させるためには光導波路
構造をある限定された特別の条件に合わせる必要があり
製作プロセスの制御が非常に難しいという問題もあった
。
は常光と異常光では異なるので電圧Ｏの状態でＴＥ、Ｔ
Ｍ両モードの完全結合長を一致させるためには光導波路
構造をある限定された特別の条件に合わせる必要があり
製作プロセスの制御が非常に難しいという問題もあった
。
なお、導波形光スイッチにはここで示した方向性結合形
の他に全反射形、バランスドブリッヂ形、Ｙ分岐形等の
方式があるが、光スイッチにとって重要なスイッチ電圧
やクロストークを比較的容易に低くでき、構成が簡単な
ものは、方向性結合形であり、また、偏光状態に対する
依存性は他方式でも同様に存在する。
の他に全反射形、バランスドブリッヂ形、Ｙ分岐形等の
方式があるが、光スイッチにとって重要なスイッチ電圧
やクロストークを比較的容易に低くでき、構成が簡単な
ものは、方向性結合形であり、また、偏光状態に対する
依存性は他方式でも同様に存在する。
（本発明の目的）
本発明の目的は上述の従来の導波形光スイッチの欠点を
除き、入射光の偏光状態に対する依存性がなく、スイッ
チ電圧が低く、製作の容易な光スイッチを提供すること
にある。
除き、入射光の偏光状態に対する依存性がなく、スイッ
チ電圧が低く、製作の容易な光スイッチを提供すること
にある。
（少発明の構成）
一本発明の光スイッチは、光学的異方性を有する結晶基
板上に形成された互いに近接した２本の光導波路からな
る光方向性結合器と該光方向性結合器の近傍に設置され
た制御電極よりなり、前記結晶基板の光軸は前記光導波
路の光透過方向に対してほぼ垂直で、かつ、該結晶基板
の表面に対して傾むけて設定している。
板上に形成された互いに近接した２本の光導波路からな
る光方向性結合器と該光方向性結合器の近傍に設置され
た制御電極よりなり、前記結晶基板の光軸は前記光導波
路の光透過方向に対してほぼ垂直で、かつ、該結晶基板
の表面に対して傾むけて設定している。
（作用・効果）
従来の導波形光スイッチでは光軸に対して垂直又は平行
に切出した結晶基板が使われ、通常その結晶基板方位の
光学軸からのずれは±１〜２°以下である。一方、本発
明では上述のように光学軸が結晶基板の方位に対して大
きく傾いている。本発明の光スイッチでは光導波路を伝
搬するＴＭモード、即ち、基板表面に垂直な偏光成分を
もつ伝搬モード、とそれに直交する偏光成分をもつＴＥ
モードは、両者とも異常光屈折率と常光屈折率の両方の
影響をうける。そこで光導波路近傍に設けた電極に電圧
が印加された場合、光学軸（ＬｉＮｂＯａ結晶の場合２
軸）方向の電界成分により、電気光学定数ｒ３３゜ｒ１
３の両方を介して屈折率変化が与えられる。この結果、
従来のように単にｒ１３を介した電気光学効果でＴＥモ
ードがスイッチされる場合に比べてスイッチ電圧を大幅
に低くできる。結晶方位の選び方によっては他の電気光
学効果（例えばＬｉＮｂＯ３結晶の場合光透過方向をＸ
軸とすると電気光学定数ｒ２２を介した電気光学効果）
も利用することができる。さらに、ＴＭ及びＴＥモード
は両者とも基板との間の等測的な屈折率差が常光及び異
常光に対する屈折率差の両方に依存しているので、従来
よりも両モード間の完全結合長の違いは小さくなる。ま
た、光導波路構造及び基板方位の光学軸とのなす角を適
当に選ぶと、導波光モードをＴＭ、ＴＥモードが光透過
方向に周期に結合したハイブリッドモードとすることが
できる。その場合、ＴＭ−ＴＥモード間結合の周期は、
結晶の複屈折により決定され、通常完全結合長に比べて
非常に小さくなる。
に切出した結晶基板が使われ、通常その結晶基板方位の
光学軸からのずれは±１〜２°以下である。一方、本発
明では上述のように光学軸が結晶基板の方位に対して大
きく傾いている。本発明の光スイッチでは光導波路を伝
搬するＴＭモード、即ち、基板表面に垂直な偏光成分を
もつ伝搬モード、とそれに直交する偏光成分をもつＴＥ
モードは、両者とも異常光屈折率と常光屈折率の両方の
影響をうける。そこで光導波路近傍に設けた電極に電圧
が印加された場合、光学軸（ＬｉＮｂＯａ結晶の場合２
軸）方向の電界成分により、電気光学定数ｒ３３゜ｒ１
３の両方を介して屈折率変化が与えられる。この結果、
従来のように単にｒ１３を介した電気光学効果でＴＥモ
ードがスイッチされる場合に比べてスイッチ電圧を大幅
に低くできる。結晶方位の選び方によっては他の電気光
学効果（例えばＬｉＮｂＯ３結晶の場合光透過方向をＸ
軸とすると電気光学定数ｒ２２を介した電気光学効果）
も利用することができる。さらに、ＴＭ及びＴＥモード
は両者とも基板との間の等測的な屈折率差が常光及び異
常光に対する屈折率差の両方に依存しているので、従来
よりも両モード間の完全結合長の違いは小さくなる。ま
た、光導波路構造及び基板方位の光学軸とのなす角を適
当に選ぶと、導波光モードをＴＭ、ＴＥモードが光透過
方向に周期に結合したハイブリッドモードとすることが
できる。その場合、ＴＭ−ＴＥモード間結合の周期は、
結晶の複屈折により決定され、通常完全結合長に比べて
非常に小さくなる。
一方、光方向性結合器での２つの光導波路間の空間的結
合はＴＭ、ＴＥ両モード間の結合とは独立に生ずるので
、上記のようなハイブリッドモードとなった場合には、
入射時の偏光状態によらず、常にＴＭ、ＴＥモード両者
が混在した状態で光導波路間の結合が生ずる。すなわち
、従来の光スイッチのようなテーパ状の結合は不要とな
り、低電圧で動作する偏光依存性のない光スイッチが得
られる。
合はＴＭ、ＴＥ両モード間の結合とは独立に生ずるので
、上記のようなハイブリッドモードとなった場合には、
入射時の偏光状態によらず、常にＴＭ、ＴＥモード両者
が混在した状態で光導波路間の結合が生ずる。すなわち
、従来の光スイッチのようなテーパ状の結合は不要とな
り、低電圧で動作する偏光依存性のない光スイッチが得
られる。
（実施例）
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明による光スイッチの一実施例である偏光
依存性のない方向性結合形光スイッチを示す斜視図であ
る。第３図に示した従来の方向性結合形光スイッチと同
様の形状のＬｉＮｂＯ３基板１１上に厚さ数百〜千人で
幅が数〜十数μｍのＴｉ膜パターンを熱拡散して形成し
た光導波路１２，１３が設置され、光方向性結合器１４
を構成している。但し、本実施例では第３図と異なり、
ＬｉＮｂＯ３基板１１は、結晶の光学軸（Ｚ）が光導波
路１２，１３の光透過方向ｙに対してほぼ垂直でかつ、
基板表面の法線２′ に対してθ０だけ傾むけて切り出
され整形されている。尚、この傾きは５°≦θ≦８５°
であれば充分である。光導波路１２．１３上には厚さ１
０００〜ａｏｏｏＡの５ｉ０２膜のバッファ層（第１図
では省略）がコーティングされ、その上にＡｕ、Ａｌ膜
等からなる制御電極１５が設置される。光方向性結合器
１４の長さはＴＭ、ＴＥモード両者に対してほぼ完全結
合長（通常数ｍｍ〜数十ｍｍ）に等しくなるように設定
されている。基本的な動作原理は第３図の例と同様に制
御電極１５に電圧を印加することによって２つの光導波
路１２．１３を伝搬する光波間に位相不整合を生じさせ
て結合状態を制御するものである。第２図は第１図の光
スイッチの光方向性結合器１４の部分をｙ軸方向からみ
た断面図である。光導波路１２．１３の部分の異常光、
常光に対する屈折率をそれぞれｎｅｇ。
依存性のない方向性結合形光スイッチを示す斜視図であ
る。第３図に示した従来の方向性結合形光スイッチと同
様の形状のＬｉＮｂＯ３基板１１上に厚さ数百〜千人で
幅が数〜十数μｍのＴｉ膜パターンを熱拡散して形成し
た光導波路１２，１３が設置され、光方向性結合器１４
を構成している。但し、本実施例では第３図と異なり、
ＬｉＮｂＯ３基板１１は、結晶の光学軸（Ｚ）が光導波
路１２，１３の光透過方向ｙに対してほぼ垂直でかつ、
基板表面の法線２′ に対してθ０だけ傾むけて切り出
され整形されている。尚、この傾きは５°≦θ≦８５°
であれば充分である。光導波路１２．１３上には厚さ１
０００〜ａｏｏｏＡの５ｉ０２膜のバッファ層（第１図
では省略）がコーティングされ、その上にＡｕ、Ａｌ膜
等からなる制御電極１５が設置される。光方向性結合器
１４の長さはＴＭ、ＴＥモード両者に対してほぼ完全結
合長（通常数ｍｍ〜数十ｍｍ）に等しくなるように設定
されている。基本的な動作原理は第３図の例と同様に制
御電極１５に電圧を印加することによって２つの光導波
路１２．１３を伝搬する光波間に位相不整合を生じさせ
て結合状態を制御するものである。第２図は第１図の光
スイッチの光方向性結合器１４の部分をｙ軸方向からみ
た断面図である。光導波路１２．１３の部分の異常光、
常光に対する屈折率をそれぞれｎｅｇ。
ｎｏｇとすると、ＴＥ、ＴＭモードに対する等測的な屈
折率ｎＴＭ、ｎＴＥはそれぞれ近似的に下式で表わされ
る。
折率ｎＴＭ、ｎＴＥはそれぞれ近似的に下式で表わされ
る。
まだ電圧を印加した場合には、２方向及びｙ方向の電界
成分が生ずるので、異常光及び室光に対してそれぞれ下
式に示すδｎｅ、δｎｏの屈折率変化が生ずる。すなわ
ちｎｏｇ、ｎｅｇはそれぞれ、ｎｏｇ＋δｎｏ。
成分が生ずるので、異常光及び室光に対してそれぞれ下
式に示すδｎｅ、δｎｏの屈折率変化が生ずる。すなわ
ちｎｏｇ、ｎｅｇはそれぞれ、ｎｏｇ＋δｎｏ。
ｎｅｇ＋δｎｅとなる。
本光スイッチのスイッチ電圧はＴＭモードに対してはｎ
ＴＭ、ＴＥモードに対してはｎＴＥの印加電圧に対する
依存性から決定される。Ｅｚの大きさが第３図に示した
従来の光スイッチと同程度であるとするとＴＭ、ＴＥモ
ードに対するスイッチ電圧は両方とも第３図に示した従
来の光スイッチのＴＭ、ＴＥモードに対するスイッチ電
圧の中間の値となる。よって本実施例ではＴＭ、ＴＥ両
モードとも必要なスイッチ電圧は従来の光スイッチのＴ
Ｅモードに対するスイッチ電圧よりも小さくできる。ち
なみに、この実施例では従来の２／３のスイッチ電圧で
あった。また、両モード間のスイッチ電圧の違いも従来
よりも小さくできるので偏光依存性を除去するために必
要なテーバ結合等の手段による冗長性は従来よりも小さ
くて良い。
ＴＭ、ＴＥモードに対してはｎＴＥの印加電圧に対する
依存性から決定される。Ｅｚの大きさが第３図に示した
従来の光スイッチと同程度であるとするとＴＭ、ＴＥモ
ードに対するスイッチ電圧は両方とも第３図に示した従
来の光スイッチのＴＭ、ＴＥモードに対するスイッチ電
圧の中間の値となる。よって本実施例ではＴＭ、ＴＥ両
モードとも必要なスイッチ電圧は従来の光スイッチのＴ
Ｅモードに対するスイッチ電圧よりも小さくできる。ち
なみに、この実施例では従来の２／３のスイッチ電圧で
あった。また、両モード間のスイッチ電圧の違いも従来
よりも小さくできるので偏光依存性を除去するために必
要なテーバ結合等の手段による冗長性は従来よりも小さ
くて良い。
特に、θユ４５°付近としたときは印加電圧に対するｎ
ＴＭ、ｎＴＥの変化量がほぼ一致する。またハイブリッ
ドモードが伝搬するような構造を選んだときはＴＥ、Ｔ
Ｍモード間の結合が非常に微小な周期、例えば波長１．
３ｐｍの場合１０〜２０ｐｍ程度の周期で生ずるので光
方向性結合器１４の通常の長さ数〜数十ｍｍにわたって
みると、入射光の偏光状態によらず常にＴＭ、ＴＥモー
ドが約５０％ずつ混在していると見ることが出来る。そ
こでこれらの場合、テーパ状の結合を用いないでもほぼ
同一の電圧でＴＭ、ＴＥモードをスイッチすることが出
来るので、電圧を大幅に低減できる。
ＴＭ、ｎＴＥの変化量がほぼ一致する。またハイブリッ
ドモードが伝搬するような構造を選んだときはＴＥ、Ｔ
Ｍモード間の結合が非常に微小な周期、例えば波長１．
３ｐｍの場合１０〜２０ｐｍ程度の周期で生ずるので光
方向性結合器１４の通常の長さ数〜数十ｍｍにわたって
みると、入射光の偏光状態によらず常にＴＭ、ＴＥモー
ドが約５０％ずつ混在していると見ることが出来る。そ
こでこれらの場合、テーパ状の結合を用いないでもほぼ
同一の電圧でＴＭ、ＴＥモードをスイッチすることが出
来るので、電圧を大幅に低減できる。
なお、本実施例の光スイッチにおいて、光軸（２軸）の
角度ｅに応じて制御電極の位置を光導波路に対してｙ′
方向にずらすことにより、光導波路中に有効に２軸方向
の電界を生じさせることができる。
角度ｅに応じて制御電極の位置を光導波路に対してｙ′
方向にずらすことにより、光導波路中に有効に２軸方向
の電界を生じさせることができる。
電圧０の状態での完全結合長のＴＭ、ＴＥモード間の違
いは前述のように従来よりも小さいので、そのプロセス
上の制御や製作も従来よりも容易である。
いは前述のように従来よりも小さいので、そのプロセス
上の制御や製作も従来よりも容易である。
（発明の効果）
以上述べたように本発明゛によれば入射光の偏光状態に
対する依存性がなく、従来よりもスイッチ電圧が低く、
製作の容易な光スイッチが得られる。
対する依存性がなく、従来よりもスイッチ電圧が低く、
製作の容易な光スイッチが得られる。
なお、本発明において使用する結晶基板は上述の実施例
にとられれるものではなく ＬｉＴａＯ３結晶等も用い
ることができる。。
にとられれるものではなく ＬｉＴａＯ３結晶等も用い
ることができる。。
第１図は本発明による光スイッチの実施例を示す斜視図
、第２図は本発明による光スイッチの原理を説明するた
めの図、第３図は従来の先スイッチを示す斜視図である
。 図におイテ、１１，３１１ｔ、ＬｉＮｂＯ３結晶基板、
１２，１３，３２゜３３は光導波路、１４．３４は光方
向性結合器、１５．３５は制御電極である。 代理人弁理士 内 原 晋 隻 、−′ ７ オ ｌ 図 第２図 ＴＥモード 第３図
、第２図は本発明による光スイッチの原理を説明するた
めの図、第３図は従来の先スイッチを示す斜視図である
。 図におイテ、１１，３１１ｔ、ＬｉＮｂＯ３結晶基板、
１２，１３，３２゜３３は光導波路、１４．３４は光方
向性結合器、１５．３５は制御電極である。 代理人弁理士 内 原 晋 隻 、−′ ７ オ ｌ 図 第２図 ＴＥモード 第３図
Claims (1)
- 光学的異方性を有する結晶基板上に形成された互いに近
接した２本の光導波路からなる光方向性結合器と該光方
向性結合器近傍に設置された制御電極よりなり、前記結
晶基板の光学軸は前記光導波路の光透過方向に対してほ
ぼ垂直な面内にあり、かつ、該結晶基板の表面に垂直な
方向に対して傾いて設置されていることを特徴とする光
スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22527185A JPS6283731A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22527185A JPS6283731A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283731A true JPS6283731A (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=16826706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22527185A Pending JPS6283731A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283731A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02226232A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Nec Corp | 方向性結合器型光スイッチ |
| JPH07168213A (ja) * | 1991-01-30 | 1995-07-04 | Nec Corp | 光制御デバイス |
| CN108802908A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-13 | 西北大学 | 基于含缺陷非线性光子晶格的双输入双输出光学开关 |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP22527185A patent/JPS6283731A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02226232A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Nec Corp | 方向性結合器型光スイッチ |
| JPH07168213A (ja) * | 1991-01-30 | 1995-07-04 | Nec Corp | 光制御デバイス |
| CN108802908A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-13 | 西北大学 | 基于含缺陷非线性光子晶格的双输入双输出光学开关 |
| CN108802908B (zh) * | 2018-05-03 | 2019-08-06 | 西北大学 | 基于含缺陷非线性光子晶格的双输入双输出光学开关 |
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