JPS63305328A - 光ゲ−トマトリクススイッチ - Google Patents
光ゲ−トマトリクススイッチInfo
- Publication number
- JPS63305328A JPS63305328A JP14140387A JP14140387A JPS63305328A JP S63305328 A JPS63305328 A JP S63305328A JP 14140387 A JP14140387 A JP 14140387A JP 14140387 A JP14140387 A JP 14140387A JP S63305328 A JPS63305328 A JP S63305328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- circuit
- gate
- substrate
- active layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 119
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- UCTWMZQNUQWSLP-VIFPVBQESA-N (R)-adrenaline Chemical compound CNC[C@H](O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 UCTWMZQNUQWSLP-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 229930182837 (R)-adrenaline Natural products 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229960005139 epinephrine Drugs 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- CCJHDZZUWZIVJF-UHFFFAOYSA-N iodo nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OI CCJHDZZUWZIVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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、光通信および光情報処理の分野で用いられる
光ゲートマトリクススイッチに関するものである。
光ゲートマトリクススイッチに関するものである。
従来、光ゲートマトリクススイッチとしては、例えば特
願昭56−198279号のもの、すなわち第6図に示
す第1の従来例の如く、光ファイバまたは光導波路によ
って構成した光分岐回路1および光合流回路2と、これ
ら光分岐回路1の出力端および光合流回路2の入力端に
結合されて光を平行ビームにするためのレンズ系3と、
これらレンズ系3の間に配置されて光信号を開閉するた
めの液晶TNセルによって構成された光ゲート4とを、
それぞれ、マトリクスの形態で備えたものがある。
願昭56−198279号のもの、すなわち第6図に示
す第1の従来例の如く、光ファイバまたは光導波路によ
って構成した光分岐回路1および光合流回路2と、これ
ら光分岐回路1の出力端および光合流回路2の入力端に
結合されて光を平行ビームにするためのレンズ系3と、
これらレンズ系3の間に配置されて光信号を開閉するた
めの液晶TNセルによって構成された光ゲート4とを、
それぞれ、マトリクスの形態で備えたものがある。
ここで、第6図示のゲート形マトリクススイッチの動作
について説明する。第6図に示した構成は4×4マトリ
クスの場合である0例えば入力ボート^lから入射した
光は、分岐回路1で4分岐されて、光ゲート4を構成す
る光ON・OFFシャッタG+ I lG211G31
1041に達する。ここで、シャッター631が開くと
、光は出カポ−)−83に出力されることになる。同時
にシャッターG2+が開くと、光は出カポ7トB2にも
出力することになる。このように、1:N同時多対接続
が可能であることが、かかるゲート形マトリクススイッ
チの特長である。
について説明する。第6図に示した構成は4×4マトリ
クスの場合である0例えば入力ボート^lから入射した
光は、分岐回路1で4分岐されて、光ゲート4を構成す
る光ON・OFFシャッタG+ I lG211G31
1041に達する。ここで、シャッター631が開くと
、光は出カポ−)−83に出力されることになる。同時
にシャッターG2+が開くと、光は出カポ7トB2にも
出力することになる。このように、1:N同時多対接続
が可能であることが、かかるゲート形マトリクススイッ
チの特長である。
さて、第6図に示したような、多数枚の光分岐回路1.
光合流回路2.レンズ系3および光ゲート4から成る立
体回路構成をとる構造では、小形化に限界があること、
各構成素子間の精密位置合せが必要であること等の問題
点があった。
光合流回路2.レンズ系3および光ゲート4から成る立
体回路構成をとる構造では、小形化に限界があること、
各構成素子間の精密位置合せが必要であること等の問題
点があった。
他方、第2の従来例として、導波形光回路を用い、小型
化をねらって平面回路化した光ゲートマトリクススイッ
チが既に提案されている(例えば、電子通信学会、昭和
62年度総合全国大会5ll−2参照)、これは、石英
系光導波回路中に、半導体レーザによる光ゲートを装着
したバイブリッド集積形の光スィッチである。この光ス
ィッチでは、光ゲートとして半導体レーザを用いている
ため、ゲート部での利得が期待でき、従って、光回路部
で生じた導波損失を補償して、無損失光スィッチが得ら
れる可能性があることが大きな特長である。
化をねらって平面回路化した光ゲートマトリクススイッ
チが既に提案されている(例えば、電子通信学会、昭和
62年度総合全国大会5ll−2参照)、これは、石英
系光導波回路中に、半導体レーザによる光ゲートを装着
したバイブリッド集積形の光スィッチである。この光ス
ィッチでは、光ゲートとして半導体レーザを用いている
ため、ゲート部での利得が期待でき、従って、光回路部
で生じた導波損失を補償して、無損失光スィッチが得ら
れる可能性があることが大きな特長である。
(発明が解決しようとする問題点〕
しかし、この場合には、小形化されてはいるものの、ハ
イブリッド形であるため、第1の従来例と同様に、ゲー
ト装着時に高精度な位置合せ作業が必要であった。
イブリッド形であるため、第1の従来例と同様に、ゲー
ト装着時に高精度な位置合せ作業が必要であった。
総じて、従来例では、高精度位置合せの工程を要するた
め、生産性が極めて低く、高価格になるという問題点が
あった。
め、生産性が極めて低く、高価格になるという問題点が
あった。
そこで、本発明の目的は、従来のような個別部品によっ
て構成される光スィッチや、ハイブリッド集積型光スイ
ッチに必然的に付随する高精度位置合せの工程を抜本的
に排除することのできる構成を有し、小形でかつ生産性
に優れた安価な光ゲートマトリクススイッチを提供する
ことにある。
て構成される光スィッチや、ハイブリッド集積型光スイ
ッチに必然的に付随する高精度位置合せの工程を抜本的
に排除することのできる構成を有し、小形でかつ生産性
に優れた安価な光ゲートマトリクススイッチを提供する
ことにある。
(問題点を解決するための手段)
このような目的を達成するために、本発明では、光ゲー
トマトリクススイッチの3つの構成要素である光分岐回
路、光合流回路、および半導体レーザー光ゲートが全て
半導体ヘテロ接合構造で構成し得る点に看目し、従来例
と異なり、ゲートマトリクススイッチをモノリシック一
体化構成とする。
トマトリクススイッチの3つの構成要素である光分岐回
路、光合流回路、および半導体レーザー光ゲートが全て
半導体ヘテロ接合構造で構成し得る点に看目し、従来例
と異なり、ゲートマトリクススイッチをモノリシック一
体化構成とする。
すなわち、本発明は、半導体単結晶基板と、該単結晶基
板上に該単結晶基板より大きな屈折率でかつ小さな禁制
帯幅を有するコア部と当該単結晶板と同一の物質のクラ
ッドで成る埋め込み構造のヘテロ接合単一モード光導波
路でそれぞれ構成された光分岐回路および光合流回路と
、前記光導波路の前記コア部内に配置され、前記コア部
より大きな屈折率でかつ小さな禁制帯幅を有する活性層
および該活性層と前記コア部とにより構成したpn接合
を有するペテロ接合光ゲートとを具え、前記光分岐回路
、前記光ゲートおよび前記光合流回路をこの順序に結合
したことを特徴とする。
板上に該単結晶基板より大きな屈折率でかつ小さな禁制
帯幅を有するコア部と当該単結晶板と同一の物質のクラ
ッドで成る埋め込み構造のヘテロ接合単一モード光導波
路でそれぞれ構成された光分岐回路および光合流回路と
、前記光導波路の前記コア部内に配置され、前記コア部
より大きな屈折率でかつ小さな禁制帯幅を有する活性層
および該活性層と前記コア部とにより構成したpn接合
を有するペテロ接合光ゲートとを具え、前記光分岐回路
、前記光ゲートおよび前記光合流回路をこの順序に結合
したことを特徴とする。
以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図に本発明の一実施例として、2×2ゲートマトリ
クススイツチの斜視図を示す。ここで、半導体単結晶基
板15上に、基板15と同一の導電型を有し、かつ当該
基板15より大きい屈折率を有し、かつ導波光が基板1
5に対しても透明であるように、基板15より小さい禁
制帯幅をもつ組成のコアによる光分岐回路11、および
光合流回路12を配置する。これら光分岐回路11およ
び光合流回路12は、第1図示の直線Y、で切った断面
の一部を示す第2図に示すように、基板15と同一組成
で同一導電型のクラッドで成る埋め込み層16内に埋め
込まれ、埋め込み構造のヘテロ接合単一モード光導波路
を構成する。かかる導波路のコア部20の屈折率および
形状は、多方向スイッチングが可能であるように、単一
モード条件を満たすように設定されている。
クススイツチの斜視図を示す。ここで、半導体単結晶基
板15上に、基板15と同一の導電型を有し、かつ当該
基板15より大きい屈折率を有し、かつ導波光が基板1
5に対しても透明であるように、基板15より小さい禁
制帯幅をもつ組成のコアによる光分岐回路11、および
光合流回路12を配置する。これら光分岐回路11およ
び光合流回路12は、第1図示の直線Y、で切った断面
の一部を示す第2図に示すように、基板15と同一組成
で同一導電型のクラッドで成る埋め込み層16内に埋め
込まれ、埋め込み構造のヘテロ接合単一モード光導波路
を構成する。かかる導波路のコア部20の屈折率および
形状は、多方向スイッチングが可能であるように、単一
モード条件を満たすように設定されている。
光分岐回路11の各2つの出力端と光合流回路12の各
2つの入力端の合計4つの接続部には4個の半導体レー
ザー光ゲート14が設置されている。この光ゲート14
をy軸に沿ったY2線で切った断面を第3図(a)
に、z 4ithに沿った21線で切った断面を第3図
(b) に示す。光ゲート14は、キャップ層18と、
その直下に配置され、活性層21が介挿された光導波路
コア部20とを有する。すなわち、光導波路のコア部2
0より大きい屈折率と小さい禁制帯幅をもった活性層2
1がコア部20にはさまれて配設されている。22は光
ゲート14を励起するため、すなわち活性層21に電流
を注入するための電源、23は電源22のオン、オフを
行うためのスイッチである。
2つの入力端の合計4つの接続部には4個の半導体レー
ザー光ゲート14が設置されている。この光ゲート14
をy軸に沿ったY2線で切った断面を第3図(a)
に、z 4ithに沿った21線で切った断面を第3図
(b) に示す。光ゲート14は、キャップ層18と、
その直下に配置され、活性層21が介挿された光導波路
コア部20とを有する。すなわち、光導波路のコア部2
0より大きい屈折率と小さい禁制帯幅をもった活性層2
1がコア部20にはさまれて配設されている。22は光
ゲート14を励起するため、すなわち活性層21に電流
を注入するための電源、23は電源22のオン、オフを
行うためのスイッチである。
ここで、活性層21のX軸方向の位置は、第3図(b)
に示すように、導波路中に導波光電界分布中心と活性層
21のある光ゲート14の導波光電界分布中心とが一致
して、両導波路間の結合効率が最大になるように、光導
波路のコア部20の中心に位置するように設定されてい
る。
に示すように、導波路中に導波光電界分布中心と活性層
21のある光ゲート14の導波光電界分布中心とが一致
して、両導波路間の結合効率が最大になるように、光導
波路のコア部20の中心に位置するように設定されてい
る。
活性層21の上部、すなわち第3図(a)および(b)
中に点線で囲まれた領域は、活性層21に電流を注入す
るため、第2の導電型となっており、この領域の下部、
すなわち上部光導波路コア部20と活性層21の上面と
によって、pn接合が形成されており、活性層21とこ
のpn接合とに上りヘテロ接合光ON・OFFゲートを
構成する。
中に点線で囲まれた領域は、活性層21に電流を注入す
るため、第2の導電型となっており、この領域の下部、
すなわち上部光導波路コア部20と活性層21の上面と
によって、pn接合が形成されており、活性層21とこ
のpn接合とに上りヘテロ接合光ON・OFFゲートを
構成する。
活性層21の上方には、低抵抗オーミックコンタクトを
得るためのキャップ層18が配設されている。さらに、
かかる光スィッチの上部のキャップ層18を除く部位に
は、表面安定化と、給電用配線を容易にするための絶縁
1]i17が配設されている。
得るためのキャップ層18が配設されている。さらに、
かかる光スィッチの上部のキャップ層18を除く部位に
は、表面安定化と、給電用配線を容易にするための絶縁
1]i17が配設されている。
光スィッチの入出射端部には、光ゲート14への電流注
入時の発振を抑止するために、第1図に示すように、反
射防止膜19が設けられている。
入時の発振を抑止するために、第1図に示すように、反
射防止膜19が設けられている。
このような構成において、活性層21の禁制帯幅に合致
する波長の光が光ゲート14に入射した場合を考える。
する波長の光が光ゲート14に入射した場合を考える。
スイッチ23が開放されており、活性層21に電源12
から電流が注入されず、光ゲート4がOFF状態の場合
、入射光は、活性層21に吸収されて、この光ゲート1
4を通過しない、一方、スイッチ23が閉成されており
、電源22から活性層21に電流が注入され、活性層2
1中が反転分布状態となフてONになると、入射光は、
第3図(b) に示すように、その注入電流量に応じた
利得を得て光ゲート14を通過する。
から電流が注入されず、光ゲート4がOFF状態の場合
、入射光は、活性層21に吸収されて、この光ゲート1
4を通過しない、一方、スイッチ23が閉成されており
、電源22から活性層21に電流が注入され、活性層2
1中が反転分布状態となフてONになると、入射光は、
第3図(b) に示すように、その注入電流量に応じた
利得を得て光ゲート14を通過する。
上記構成は、半導体ヘテロ接合を形成し得、かつ屈折率
と禁制帯幅との間に、禁制帯幅が小さい程屈折率が大き
くなる関係があれば実現し得る。
と禁制帯幅との間に、禁制帯幅が小さい程屈折率が大き
くなる関係があれば実現し得る。
これに該当する材料としては、以下に述べるInP−I
nGaAsP系、およびGaAs−GaAlAs系があ
る。InP−InGaAsP系では、基板15および埋
め込み層16としてInPを、光導波路コア20および
活性層21としてInGaAsPを用いればよい、また
、GaAs−GaAlAs系では、基板15としてGa
AlAsを付着せしめたGaAs基板を、埋め込み層1
6および光導波路コア20としてGaAlAsを、活性
層21としてGaAsを用いればよい。
nGaAsP系、およびGaAs−GaAlAs系があ
る。InP−InGaAsP系では、基板15および埋
め込み層16としてInPを、光導波路コア20および
活性層21としてInGaAsPを用いればよい、また
、GaAs−GaAlAs系では、基板15としてGa
AlAsを付着せしめたGaAs基板を、埋め込み層1
6および光導波路コア20としてGaAlAsを、活性
層21としてGaAsを用いればよい。
〔実施例1〕
本発明の構造をInP−InGaAsP系に適用した2
×2ゲートマトリクス光スイツチの例について述べる。
×2ゲートマトリクス光スイツチの例について述べる。
まず、スズ(Sn)ドープn型で2xlO”/ccのキ
ャリヤ濃度の(100) InP基板を単結晶板15と
なし、この基板15上に、LPE法でSnドープn型で
2×10”/ccのキャリヤ濃度で膜厚0.7μmのI
no、 97Gao、 03^so、 oaF’o、
94膜・ノンドープで膜厚0・2μmのIno、 t+
Gao、 29AS0.86P0.34 m、およびZ
nドープp型で2X1017/ccのキャリヤ濃度で膜
厚0.5μmのIno、 97GaO,a3^so、
oapo、 94 膜を第4図(a)に示すように、そ
れぞれ先導波回路コア部20、活性層21および上部光
導波路コア部20として、順次格子整合するように積層
成長させた。
ャリヤ濃度の(100) InP基板を単結晶板15と
なし、この基板15上に、LPE法でSnドープn型で
2×10”/ccのキャリヤ濃度で膜厚0.7μmのI
no、 97Gao、 03^so、 oaF’o、
94膜・ノンドープで膜厚0・2μmのIno、 t+
Gao、 29AS0.86P0.34 m、およびZ
nドープp型で2X1017/ccのキャリヤ濃度で膜
厚0.5μmのIno、 97GaO,a3^so、
oapo、 94 膜を第4図(a)に示すように、そ
れぞれ先導波回路コア部20、活性層21および上部光
導波路コア部20として、順次格子整合するように積層
成長させた。
次に、ホトレジストをマスクとして、光ゲートを配設し
ようとする所以外の上部光導波路コア部20および活性
層21を選択エツチング液、H(fL+HsPO4液、
3HNOs+ HF+ 2H20液に順次浸漬せしめ
て取り除いた(第4図(b))。
ようとする所以外の上部光導波路コア部20および活性
層21を選択エツチング液、H(fL+HsPO4液、
3HNOs+ HF+ 2H20液に順次浸漬せしめ
て取り除いた(第4図(b))。
次に、ホトレジストを除去した後、光導波路コア部20
として、ノンドープのIno、 97(iao、 03
ASO,。1lpo、 94膜を0.9μmの厚みにL
PE法で全面に成長させた(第4図(C))。
として、ノンドープのIno、 97(iao、 03
ASO,。1lpo、 94膜を0.9μmの厚みにL
PE法で全面に成長させた(第4図(C))。
次に、幅4μmのホトレジスト導波回路パターンをマス
クとして、に2Cr207+ )IBr + CH3C
O0H液に浸漬せしめて基板15に達するまでエツチン
グして導波回路を形成した後、LPE法によりノンドー
プInP 、ノンドープIno、 76[iao、 2
4八so、 5spo、 4mキャップ層18を順次に
成長させて回路を埋め込んだ(第4図(d))。
クとして、に2Cr207+ )IBr + CH3C
O0H液に浸漬せしめて基板15に達するまでエツチン
グして導波回路を形成した後、LPE法によりノンドー
プInP 、ノンドープIno、 76[iao、 2
4八so、 5spo、 4mキャップ層18を順次に
成長させて回路を埋め込んだ(第4図(d))。
次に、ホトレジストをマスクとして、 3)INO3+
HF+2)120液に浸漬せしめてゲート部以外のキャ
ップ層18を除去した後、キャップ層18以外の部位に
プラズマCvD法により絶縁膜17として、厚さ400
0人の5i384膜を付着させた(第4図(e))。
HF+2)120液に浸漬せしめてゲート部以外のキャ
ップ層18を除去した後、キャップ層18以外の部位に
プラズマCvD法により絶縁膜17として、厚さ400
0人の5i384膜を付着させた(第4図(e))。
最後に、絶縁膜17をマスクとして、1回目のLPε成
長で付着させたP形のIno、 97(iao、 03
/1sO,06po、 94層20に達するまでZnを
拡散させた後、基板15の裏面を研磨し、p側に^u+
Zn電極、およびn側にAu+ Sn電極を形成して端
部へき開し、そのへき開面にSiO膜を1800人の厚
みに付着させて反射防止1ii19とした。
長で付着させたP形のIno、 97(iao、 03
/1sO,06po、 94層20に達するまでZnを
拡散させた後、基板15の裏面を研磨し、p側に^u+
Zn電極、およびn側にAu+ Sn電極を形成して端
部へき開し、そのへき開面にSiO膜を1800人の厚
みに付着させて反射防止1ii19とした。
上記工程により、導波路幅2μm、導波路厚み!、6μ
m1比屈折率差0.6%の単一モード光分岐回路11と
光合流回路12、および活性層21の厚みが0.2μm
、活性層21の幅が2μm、ゲート長300μm1勅作
波長1.34μmの光ゲート14をInP基板15上に
モノリシックに形成した。全スイッチ長は、3dB以下
の分岐、合流過剰損失に押えるために、3mmとした。
m1比屈折率差0.6%の単一モード光分岐回路11と
光合流回路12、および活性層21の厚みが0.2μm
、活性層21の幅が2μm、ゲート長300μm1勅作
波長1.34μmの光ゲート14をInP基板15上に
モノリシックに形成した。全スイッチ長は、3dB以下
の分岐、合流過剰損失に押えるために、3mmとした。
このようにして作製した光スィッチは、ゲート電流80
mAで、光ゲート14において十分な利得が得られ、分
岐、合流損失を補償して、損失OdBが得られた。
mAで、光ゲート14において十分な利得が得られ、分
岐、合流損失を補償して、損失OdBが得られた。
(実施例2)
実施例1では、2X2のゲートマトリクス光スィッチの
場合について述べたが、次のようにすれば規模が拡大で
きる。例えば、4×4スイツチを得るには、第5図のよ
うに構成すればよい。すなわち、実施例1に示した2×
2スイツチを4個並列に配置し、それら2×2スイツチ
と、2分岐の分岐および合流導波路とを交差させて配置
する。
場合について述べたが、次のようにすれば規模が拡大で
きる。例えば、4×4スイツチを得るには、第5図のよ
うに構成すればよい。すなわち、実施例1に示した2×
2スイツチを4個並列に配置し、それら2×2スイツチ
と、2分岐の分岐および合流導波路とを交差させて配置
する。
規模が大きくなることによって、原理的に分岐および合
流損失が増加し、しかもまた、導波路が長くなることに
よる伝搬損も増加し、光ゲート単体の利得でこれらを補
償することは困難になってくる。その場合には、第5図
の右側に示すように、挿入損補償用にさらに光ゲート2
4を追加し、光合流回路12からの出力をこれら光ゲー
ト24に結合すればよい。本例においては、単にパター
ン化の際のマスクを4X4用に設計すればよく、実施例
1に示した2×2スイツチの作製工程数、n8度を何ら
増加させることなく、容易に実現し得るものである。
流損失が増加し、しかもまた、導波路が長くなることに
よる伝搬損も増加し、光ゲート単体の利得でこれらを補
償することは困難になってくる。その場合には、第5図
の右側に示すように、挿入損補償用にさらに光ゲート2
4を追加し、光合流回路12からの出力をこれら光ゲー
ト24に結合すればよい。本例においては、単にパター
ン化の際のマスクを4X4用に設計すればよく、実施例
1に示した2×2スイツチの作製工程数、n8度を何ら
増加させることなく、容易に実現し得るものである。
以上説明したように、本発明は、光ゲートマトリクスス
イッチの3要素である光分岐回路、光合流回路、および
半導体レーザー光ゲートを共通の半導体基板上に、ヘテ
ロ接合構造によりモノリシックに構成するので、従来例
における光回路と光ゲート部との高精度位置合せの問題
が抜本的に解決されるため、光ゲートマトリクススイッ
チの作製が容易で量産性が極めて高い利点がある。
イッチの3要素である光分岐回路、光合流回路、および
半導体レーザー光ゲートを共通の半導体基板上に、ヘテ
ロ接合構造によりモノリシックに構成するので、従来例
における光回路と光ゲート部との高精度位置合せの問題
が抜本的に解決されるため、光ゲートマトリクススイッ
チの作製が容易で量産性が極めて高い利点がある。
その上、本発明の光スィッチは、性能も優れている。す
なわち、高い利得が得られる半導体レーザー光ゲートを
用いているため、分岐および合流損、および伝搬損を補
償して、無損失光スィッチを実現することができる。さ
らにまた、本発明によればマトリクス゛の規模を拡大す
るにあたっても、随所に損失補償用ゲートを挿入すれば
容易に拡大化を達成できる。
なわち、高い利得が得られる半導体レーザー光ゲートを
用いているため、分岐および合流損、および伝搬損を補
償して、無損失光スィッチを実現することができる。さ
らにまた、本発明によればマトリクス゛の規模を拡大す
るにあたっても、随所に損失補償用ゲートを挿入すれば
容易に拡大化を達成できる。
本発明の光スィッチは、上記利点の他に、1:N同時多
対接続、nsi位の高速スイッチング等の利点をも具え
ており、画像情報等の広帯域信号についての、安価で大
規模な光交換システムの構築には、必要不可欠のもので
ある。
対接続、nsi位の高速スイッチング等の利点をも具え
ており、画像情報等の広帯域信号についての、安価で大
規模な光交換システムの構築には、必要不可欠のもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明光ゲートマトリクススイッチの一実施例
を示す斜視図、 第2図は第1図示の光スィッチにおける先導波回路部の
Y、線断面図、 第3図(a)および(b)は第1図示の光スイッチにお
ける光ゲート部の、それぞれ、Y2線およびZl線断面
図、 第4図(a)〜(e)は本発明光スィッチの作製工程の
一例を示す図、 第5図は本発明光スィッチによって4X4マトリクスを
構成する実施例の説明図、 第6図は従来の光ゲートマトリクススイッチの説明図で
ある。 1.11・・・光分岐回路、 2.12・・・光合流回路、 3・・・レンズ系、 4.14.24・・・光ゲート、 15・・・半導体単結晶基板、 16・・・埋め込みクラッド層、 17・・・絶縁膜、 18・・・キャップ層、 19・・・反射防止膜、 20・・・光導波路コア部、 21・・・活性層。 20コア壺下 化11疫腎のY1錦1咋′tJ凹 第2図 (G) (b)
を示す斜視図、 第2図は第1図示の光スィッチにおける先導波回路部の
Y、線断面図、 第3図(a)および(b)は第1図示の光スイッチにお
ける光ゲート部の、それぞれ、Y2線およびZl線断面
図、 第4図(a)〜(e)は本発明光スィッチの作製工程の
一例を示す図、 第5図は本発明光スィッチによって4X4マトリクスを
構成する実施例の説明図、 第6図は従来の光ゲートマトリクススイッチの説明図で
ある。 1.11・・・光分岐回路、 2.12・・・光合流回路、 3・・・レンズ系、 4.14.24・・・光ゲート、 15・・・半導体単結晶基板、 16・・・埋め込みクラッド層、 17・・・絶縁膜、 18・・・キャップ層、 19・・・反射防止膜、 20・・・光導波路コア部、 21・・・活性層。 20コア壺下 化11疫腎のY1錦1咋′tJ凹 第2図 (G) (b)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体単結晶基板と、 該半導体単結晶基板上に、該単結晶基板より大きな屈折
率でかつ小さな禁制帯幅を有するコア部と当該単結晶板
と同一の物質のクラッドで成る埋め込み構造のヘテロ接
合単一モード光導波路でそれぞれ構成された光分岐回路
および光合流回路と、 前記光導波路の前記コア部内に配置され、前記コア部よ
り大きな屈折率でかつ小さな禁制帯幅を有する活性層お
よび該活性層と前記コア部とにより構成したpn接合を
有するヘテロ接合光ゲートと を具え、前記光分岐回路、前記光ゲートおよび前記光合
流回路をこの順序に結合したことを特徴とする光ゲート
マトリクススイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14140387A JPS63305328A (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 光ゲ−トマトリクススイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14140387A JPS63305328A (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 光ゲ−トマトリクススイッチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63305328A true JPS63305328A (ja) | 1988-12-13 |
Family
ID=15291190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14140387A Pending JPS63305328A (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | 光ゲ−トマトリクススイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63305328A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02212804A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光半導体素子及びその製造方法 |
JP2007232991A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Fujitsu Ltd | 光モジュールおよび光スイッチ装置 |
WO2012153817A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | 日本電気株式会社 | 光回路 |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP14140387A patent/JPS63305328A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02212804A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光半導体素子及びその製造方法 |
JP2007232991A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Fujitsu Ltd | 光モジュールおよび光スイッチ装置 |
WO2012153817A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | 日本電気株式会社 | 光回路 |
JPWO2012153817A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2014-07-31 | 日本電気株式会社 | 光回路 |
JP6060900B2 (ja) * | 2011-05-10 | 2017-01-18 | 日本電気株式会社 | 光回路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4813757A (en) | Optical switch including bypass waveguide | |
US3948583A (en) | Isolation of passive devices and integration with active devices in optical waveguiding circuits | |
US5703895A (en) | Opto-electronic semiconductor device including an integrated mode transformer | |
US6633692B2 (en) | High carrier injection optical waveguide switch | |
US5159699A (en) | 3d integrated guiding structure | |
JPH07283485A (ja) | 導波路型光アイソレータ | |
JP6318468B2 (ja) | 導波路型半導体受光装置及びその製造方法 | |
US20040252931A1 (en) | Multilayer monolithic electronic device and method for producing such a device | |
JPH07183484A (ja) | モノリシック集積構造体及びその製造方法、並びにモノリシック集積ヘテロダイン受信回路 | |
US5706374A (en) | Compact digital optical switch | |
CN103779785B (zh) | 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激光器及其制作方法 | |
CN110824614A (zh) | 一种基于三耦合波导的横磁模截止横电模均分的光功分器 | |
JPS6214121A (ja) | 光スイツチング素子 | |
US5066086A (en) | Semiconductor device comprising a directional coupler for the TE and TM components | |
WO2007107782A1 (en) | Monolithically integrated optoelectronic components | |
WO1991015796A1 (en) | Optical component | |
US11934007B2 (en) | Assembly of an active semiconductor component and of a silicon-based passive optical component | |
JPH01116530A (ja) | 光スイッチング素子及び該素子から成る光スイッチングマトリクス | |
KR100581569B1 (ko) | 밀착 만곡형 디지탈 광학 스위치 | |
JPS63305328A (ja) | 光ゲ−トマトリクススイッチ | |
JP3104798B2 (ja) | 集積型光カップラ及びその製造方法 | |
JP2662059B2 (ja) | 光電スイッチ素子を有する集積半導体装置 | |
Kirihara et al. | Lossless and low crosstalk 4× 4 optical switch array | |
JP2897371B2 (ja) | 半導体導波路型偏光制御素子 | |
JPS62141507A (ja) | 光集積回路およびその製造方法 |