JP2005242069A - Optical waveguide device and optical information processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光配線用の各種装置等に好適に用いられる光導波路装置及び光情報処理装置に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide device and an optical information processing device that are preferably used in various devices for optical wiring.
これまで、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、比較的短距離間の情報伝達は、主に電気信号により行われてきたが、集積回路の性能を更に向上されるためには、信号の高速化や信号配線の高密度化が必要となる。しかし、電気信号配線においては、配線の時定数による信号遅延や、ノイズ発生等の問題から、電気信号の高速化や電気信号配線の高密度化が困難である。 Until now, information transmission over a relatively short distance, such as between boards in electronic equipment or between chips in a board, has been performed mainly by electrical signals, but in order to further improve the performance of integrated circuits. Therefore, it is necessary to increase the signal speed and the signal wiring density. However, in the electric signal wiring, it is difficult to increase the speed of the electric signal and increase the density of the electric signal wiring due to problems such as signal delay due to the time constant of the wiring and generation of noise.
こうした問題を解決する光配線(光インターコネクション)が注目されている。光配線は、電子機器間、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、種々の箇所に適用可能であり、例えばチップ間のような短距離間の信号の伝送には、チップが搭載されている基板上に光導波路を形成し、この光導波路を信号変調されたレーザ光等の伝送路とした光伝送・通信システムを構築することができる。 Optical wiring (optical interconnection) that solves these problems is drawing attention. Optical wiring can be applied to various locations such as between electronic devices, between boards in electronic devices, or between chips in a board. For example, chips are mounted for transmission of signals over a short distance such as between chips. It is possible to construct an optical transmission / communication system in which an optical waveguide is formed on a substrate, and this optical waveguide is used as a transmission path for signal-modulated laser light or the like.
このような光配線システムにおいて、複数の光路の中から適切な光路を選択する光信号の光路切り替え装置や、光信号の追加(アド)や取り出し(ドロップ)を行う光アドドロップ装置が不可欠である。 In such an optical wiring system, an optical signal switching device for selecting an appropriate optical path from a plurality of optical paths and an optical add / drop device for adding (adding) and extracting (dropping) an optical signal are indispensable. .
従来、光導波路を用いた光配線システムの光スイッチは、方向性結合器やマッハツェンダ干渉器などを用いた多段接続分岐により構成されてきた。例えば、後述の特許文献1には、方向性結合器とマッハツェンダ干渉器との組み合わせにより、スイッチング機能付き光アドドロップフィルタ(OADM:Optical Add Drop Multiplexer)を実現した例が開示されている。 Conventionally, an optical switch of an optical wiring system using an optical waveguide has been constituted by a multistage connection branch using a directional coupler, a Mach-Zehnder interferometer, or the like. For example, Patent Document 1 described later discloses an example in which an optical add drop multiplexer (OADM) with a switching function is realized by a combination of a directional coupler and a Mach-Zehnder interferometer.
図11は、特許文献1に開示されているスイッチング機能付きOADM装置の構成例を示す説明図である。この装置は、半導体基板上に形成され、入出力用光導波路101〜106と、2本の光導波路を近接させることによって形成された方向性結合器111〜114と、ファイバブラッググレーティング(ブラッグ波長:λ1 )115および116をそれぞれ書き込んだ光導波路107および108と、ヒータ117および118をそれぞれ備えた光導波路109および110とからなる。 FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration example of an OADM device with a switching function disclosed in Patent Document 1. In FIG. This device is formed on a semiconductor substrate, and is formed of input / output optical waveguides 101 to 106, directional couplers 111 to 114 formed by bringing two optical waveguides close to each other, and a fiber Bragg grating (Bragg wavelength: λ 1 ) 115 and 116 written therein, and optical waveguides 109 and 110 provided with heaters 117 and 118, respectively.
この装置では、方向性結合器111と、グレーティングを書き込んだ光導波路107および108と、方向性結合器112とで、特定の波長λ1 を有する光を選択して反射するマッハツェンダ干渉計121を構成している。 In this apparatus, the Mach-Zehnder interferometer 121 that selects and reflects light having a specific wavelength λ 1 is constituted by the directional coupler 111, the optical waveguides 107 and 108 in which the grating is written, and the directional coupler 112. doing.
即ち、入力ポート101から入射する入射光は、方向性結合器111を通過する際、50%が入力ポート101の側から第1結合路103の側へ移行し、50:50に分岐して、それぞれ、光導波路107および108に導かれる。入射光のうち、波長λ1 の光は、グレーティング(ブラッグ波長:λ1 )115および116によって選択的に反射され、方向性結合器111へ戻される。この波長λ1 の光は、方向性結合器111を逆向きに通過する際、残る50%も入力ポート101の側から第1結合路103の側へ移行し、この結果、100%が第1結合路103へ送り出される。一方、λ1 以外の波長の入射光は、グレーティング115または116を素通りして方向性結合器112へ進み、方向性結合器112を通過する際、残る50%も第2結合路104の側から出力ポート102の側へ移行し、この結果、100%が出力ポート102へ出射される。
That is, when incident light incident from the input port 101 passes through the
一方、方向性結合器113と、ヒータを備えた光導波路109および110と、方向性結合器114とからなるマッハツェンダ干渉計は、熱光学スイッチ(Thermo-Optic Switch:以下、TOスイッチという。)122を構成している。このTOスイッチ122は、ヒータ117がオフのとき、光導波路109を伝播する光と光導波路110を伝播する光との間に位相差は生じないが、ヒータ117がオンのとき、屈折率の変化によって、両者の間にπの位相差が生じるように作られている。 On the other hand, a Mach-Zehnder interferometer including a directional coupler 113, optical waveguides 109 and 110 including a heater, and a directional coupler 114 is a thermo-optic switch (hereinafter referred to as a TO switch) 122. Is configured. The TO switch 122 has no phase difference between the light propagating through the optical waveguide 109 and the light propagating through the optical waveguide 110 when the heater 117 is off, but the refractive index changes when the heater 117 is on. Therefore, a phase difference of π is generated between the two.
従って、ヒータ117がオンのときは、TOスイッチ122を構成する2本の光導波路を進む光の位相差は、2つの方向性結合器113および114によって生じるπに、上記ヒータ117の作用で生じるπを加算又は減算した2π(または0)になり、一方の光導波路から他方の光導波路への光の移行は起こらない。この結果、第1結合路103からTOスイッチ122に入射する波長λ1 の光は、第2結合路104へ送り出される。第2結合路104へ送り出された波長λ1 の光は、グレーティングが書き込まれたマッハツェンダ干渉計121に導かれ、ここで反射されて、出力ポート102へ出射される。なお、ヒータ117がオンのとき、アド光入力ポート105から入射するアド光は、アド光出力ポート106へ出射される
Therefore, when the heater 117 is on, the phase difference of light traveling through the two optical waveguides constituting the TO switch 122 is generated by the action of the heater 117 in π generated by the two directional couplers 113 and 114. 2π (or 0) is obtained by adding or subtracting π, and light does not shift from one optical waveguide to the other. As a result, the light of wavelength λ 1 incident on the TO switch 122 from the first coupling path 103 is sent out to the second coupling path 104. The light of wavelength λ 1 sent out to the second coupling path 104 is guided to the Mach-Zehnder interferometer 121 in which the grating is written, reflected here, and emitted to the output port 102. When the heater 117 is on, the add light incident from the add light input port 105 is emitted to the add
これに対し、ヒータ117がオフのときは、TOスイッチ122を構成する2本の光導波路を進む光の位相差は、2つの方向性結合器113と114とにおいて生じるπのみであるから、第1結合路103からTOスイッチ122に送り込まれる波長λ1 の光は、アド光出力ポート106へドロップ光として出射される。このとき、アド光入力ポート105から入射するアド光は、第2結合路104へ送り出され、グレーティングが書き込まれたマッハツェンダ干渉計121に導かれる。アド光に波長λ1 の光が含まれていれば、この光はマッハツェンダ干渉計121で反射されて、出力ポート102へ出射される。
On the other hand, when the heater 117 is off, the phase difference of the light traveling through the two optical waveguides constituting the TO switch 122 is only π generated in the two directional couplers 113 and 114. The light of wavelength λ 1 sent from the one coupling path 103 to the TO switch 122 is emitted to the add
上記のように、図11の装置では、ヒータ117のオン、オフによって、入射光およびアド光に含まれる波長λ1 の光の出力先を、出力ポート102またはアド光出力ポート106に切り替える、アドとドロップのスイッチ動作を行うことができる。
As described above, in the apparatus shown in FIG. 11, the output destination of the light having the wavelength λ 1 included in the incident light and the add light is switched to the output port 102 or the add
しかしながら、光路を切り替える手段として方向性結合器やマッハツェンダ干渉器を用いるには、その動作原理上、光導波路が単一モード導波路であることが必要になり、この条件を満たすために、光導波路コアの断面の大きさがおおよそ6〜10μm以下に制限される。このような細い光導波路コアを用いて光配線を形成すると、高い工作精度が必要になり、コスト高の原因となる。従って、大きな光導波路コアサイズが許容され、低コストで作製可能な光配線を形成するためには、モード数の多いマルチモード光導波路でも使用可能な、方向性結合器に代わる光路切り替え手段が必要である。 However, in order to use a directional coupler or a Mach-Zehnder interferometer as a means for switching the optical path, the optical waveguide needs to be a single mode waveguide because of its operating principle. The size of the cross section of the core is limited to approximately 6 to 10 μm or less. If an optical wiring is formed using such a thin optical waveguide core, high work accuracy is required, resulting in high costs. Therefore, in order to form an optical wiring that allows a large optical waveguide core size and can be manufactured at low cost, an optical path switching means that can be used even in a multimode optical waveguide having a large number of modes is required. It is.
また、方向性結合器やマッハツェンダ干渉器からなる光路切り替え手段では、図11に示されているように、光導波路の方向転換が必要になる箇所が多数存在し、曲線形光導波路が多用される。コアとクラッドの屈折率の差が小さい材料からなる光導波路では、曲率半径の小さい曲線形光導波路を形成すると、クラッドへの光漏れによる光損失が大きくなる。従って、光漏れによる光損失を抑えるためは、曲率半径の大きな光導波路を多数用いる必要があり、光配線が大型化して、装置を小型化することが難しくなる。 Further, in the optical path switching means composed of a directional coupler and a Mach-Zehnder interferometer, as shown in FIG. 11, there are many places where the direction of the optical waveguide needs to be changed, and a curved optical waveguide is frequently used. . In an optical waveguide made of a material having a small difference in refractive index between the core and the clad, when a curved optical waveguide having a small curvature radius is formed, optical loss due to light leakage to the clad increases. Therefore, in order to suppress optical loss due to light leakage, it is necessary to use a large number of optical waveguides having a large radius of curvature, which increases the size of the optical wiring and makes it difficult to reduce the size of the device.
また、屈折率は波長によって変化するため、方向性結合器やマッハツェンダ干渉器で生じる位相差には波長依存性がある。このため、光の位相差に基づいて光の進路を切り替える光スイッチでは、波長が変わると光の進路が変化してしまう不都合が生じる可能性がある。 Further, since the refractive index changes depending on the wavelength, the phase difference generated in the directional coupler and the Mach-Zehnder interferometer has wavelength dependency. For this reason, in an optical switch that switches the path of light based on the phase difference of light, there is a possibility that the path of light changes when the wavelength changes.
更に、光路の切り替えに、熱光学スイッチ(TOスイッチ)を用いる場合には、ヒータ加熱による消費電力が大きくなるという問題もある。また、上記した波長依存性に対応するために複数箇所に設けたヒータで光導波路を加熱する方式があるが、この場合は、消費電力がさらに大きくなり、また、装置が大型化するのは避けられない。 Further, when a thermo-optic switch (TO switch) is used for switching the optical path, there is a problem that power consumption due to heater heating increases. In addition, there is a method in which the optical waveguide is heated with heaters provided at a plurality of locations in order to cope with the above-described wavelength dependency. In this case, however, the power consumption is further increased, and the apparatus is avoided from being enlarged. I can't.
本発明の目的は、上記のような実情に鑑み、低コスト化が可能なマルチモード光導波路を用いることができ、波長依存性が少なく、小型化や低消費電力化に有利で、アドドロップ光スイッチ動作が可能な光情報処理装置、及びその製造に好適に用いられる光導波路装置を提供することにある。 In view of the above circumstances, the object of the present invention is to use a multimode optical waveguide that can be reduced in cost, has little wavelength dependency, is advantageous for downsizing and low power consumption, and has an add-drop light. It is an object of the present invention to provide an optical information processing apparatus capable of switching operation and an optical waveguide device suitably used for manufacturing the same.
即ち、本発明は、
第1光入射路と第1光結合路とが第1端部又はその延長線上で交わるように設けられ、 前記第1端部に対向して第1の間隙をおいて第1光出射路が設けられ、
前記第1の間隙は、前記第1端部に対向した第1反射面を有する第1方向変換手段がこの間隙に対し選択的に出し入れ可能であるように設けられ、
前記第1方向変換手段の動作によって、前記第1光入射路及び前記第1光結合路から出射された光が共に前記第1光出射路に入射するか、又は、少なくとも前記第1光入射路から出射された光が前記第1光結合路へ反射されるかが、選択されるように構成され、
第2光入射路と第2光結合路とが第2端部又はその延長線上で交わるように設けられ、 前記第2端部に対向して第1の間隙をおいて第1光出射路が設けられ、
前記第2の間隙は、前記第2端部に対向した第2反射面を有する第2方向変換手段がこの間隙に対し選択的に出し入れ可能であるように設けられ、
前記第2方向変換手段の動作によって、前記第2光入射路及び前記第2光結合路から出射された光が共に前記第2光出射路に入射するか、又は、少なくとも前記第2光出射路から出射された光が前記第2光結合路へ反射されるかが、選択されるように構成され、
更に、前記第1光結合路と前記第2光結合路とが光路的に接続されている、
光導波路装置に係わるものである。
That is, the present invention
The first light incident path and the first optical coupling path are provided so as to intersect with each other on the first end portion or an extension line thereof, and the first light exit path is opposed to the first end portion with a first gap. Provided,
The first gap is provided so that a first direction changing means having a first reflecting surface facing the first end portion can be selectively taken in and out of the gap.
The light emitted from the first light incident path and the first optical coupling path is incident on the first light exit path by the operation of the first direction changing means, or at least the first light incident path. Whether the light emitted from the light is reflected to the first optical coupling path is selected,
The second light incident path and the second optical coupling path are provided so as to intersect with each other on the second end or an extension line thereof, and the first light exit path is provided with a first gap facing the second end. Provided,
The second gap is provided such that second direction changing means having a second reflecting surface facing the second end can be selectively taken in and out of the gap.
The light emitted from the second light incident path and the second optical coupling path is incident on the second light exit path by the operation of the second direction changing means, or at least the second light exit path. Whether the light emitted from the light is reflected to the second optical coupling path is selected,
Furthermore, the first optical coupling path and the second optical coupling path are optically connected.
The present invention relates to an optical waveguide device.
また、本発明は、前記光導波路装置と、前記第1の間隙及び前記第2の間隙に、それぞれ、選択的に出し入れ可能な前記第1方向変換手段及び前記第2方向変換手段とを設けた、光情報処理装置に係わり、これらの光情報処理装置の複数個が並置されてなる、複合型の光情報処理装置にも係わるものである。 According to the present invention, the optical waveguide device and the first direction changing means and the second direction changing means that can be selectively inserted and removed are provided in the first gap and the second gap, respectively. The present invention also relates to an optical information processing apparatus, and also relates to a composite optical information processing apparatus in which a plurality of these optical information processing apparatuses are juxtaposed.
本発明の光情報処理装置によれば、前記第1光入射路と前記第1光結合路との前記第1端部に対向した前記第1反射面を有する前記第1方向変換手段が、前記第1端部と前記第1光出射路との間に設けられた前記第1の間隙に対し選択的に出し入れ可能に配置され、また、前記第2光入射路と前記第2光結合路との前記第2端部に対向した前記第2反射面を有する第2方向変換手段が、前記第2端部と前記第2光出射路との間に設けられた前記第2の間隙に対し選択的に出し入れ可能に配置され、更に、前記第1光結合路と前記第2光結合路とは光路的に接続されている。そして、前記第1の間隙に前記第1方向変換手段が挿入されていないときには、前記第1光入射路及び前記第1光結合路から出射された光が共に前記第1光出射路に入射し、前記第1の間隙に前記第1方向変換手段が挿入されているときには、前記第1光入射路から出射された光は前記第1反射面で反射されて前記第1光結合路へ入射し、また、前記第2の間隙に前記第2方向変換手段が挿入されていないときには、前記第2光入射路及び前記第2光結合路から出射された光が共に前記第2光出射路に入射し、前記第2の間隙に前記第2方向変換手段が挿入されているときには、前記第2光入射路から出射された光は前記第2反射面で反射されて前記第2光結合路へ入射するように配置されている。 According to the optical information processing apparatus of the present invention, the first direction changing means having the first reflecting surface facing the first end portions of the first light incident path and the first optical coupling path may include: The first gap provided between the first end and the first light exit path is selectively detachable, and the second light incident path and the second optical coupling path are arranged. The second direction changing means having the second reflecting surface facing the second end of the second selection means is selected with respect to the second gap provided between the second end and the second light emission path. The first optical coupling path and the second optical coupling path are optically connected to each other. When the first direction changing means is not inserted into the first gap, the light emitted from the first light incident path and the first optical coupling path is incident on the first light emitting path. When the first direction changing means is inserted into the first gap, the light emitted from the first light incident path is reflected by the first reflecting surface and enters the first optical coupling path. In addition, when the second direction changing means is not inserted in the second gap, both the light emitted from the second light incident path and the second optical coupling path are incident on the second light emitting path. When the second direction changing means is inserted in the second gap, the light emitted from the second light incident path is reflected by the second reflecting surface and enters the second optical coupling path. Are arranged to be.
このため、本発明の光情報処理装置では4つの動作モードが可能である。即ち、前記第1及び前記第2方向変換手段が共に前記第1及び前記第2の間隙に挿入されていない場合には、前記第1光入射路を伝播してきた第1の光信号は前記第1光出射路へ送り出され、前記第2光入射路を伝播してきた第2の光信号は前記第2光出射路へ送り出される。また、前記第1方向変換手段は前記第1の間隙に挿入されていないが、前記第2方向変換手段は前記第2の間隙に挿入されている場合には、前記第1の光信号は前記第1光出射路へ送り出される一方、前記第2の光信号は前記第2反射面で反射されて前記第2光結合路へ入射し、この前記第2光結合路に光路的に接続されている前記第1光結合路を経て、前記第1光出射路へ送り出される。この結果、前記第1の光信号と前記第2の光信号とが共に前記第1光出射路へ送り出されることになり、前記第1の光信号に前記第2の光信号を追加するアドの動作が行われる。また、前記第1方向変換手段は前記第1の間隙に挿入されているが、前記第2方向変換手段は前記第2の間隙に挿入されていない場合には、前記第1の光信号は前記第1反射面で反射されて前記第1光結合路へ入射し、この前記第1光結合路に光路的に接続されている前記第2光結合路を経て、前記第2光出射路へ送り出される。この結果、前記第1の光信号を前記第2光出射路へ取り出すドロップの動作が行われる。また、前記第1及び前記第2方向変換手段が、それぞれ、前記第1及び前記第2の間隙に挿入されている場合には、前記第1の光信号及び前記第2の光信号は、それぞれ、前記第1反射面及び前記第2反射面で反射され、光信号が前記第1光出射路又は第2光出射路へ送り出されることはない。 For this reason, four operation modes are possible in the optical information processing apparatus of the present invention. That is, when both the first and second direction changing means are not inserted into the first and second gaps, the first optical signal propagated through the first light incident path is the first light signal. The second optical signal sent out to one light exit path and propagated through the second light entrance path is sent out to the second light exit path. The first direction changing means is not inserted into the first gap, but when the second direction changing means is inserted into the second gap, the first optical signal is While being sent to the first light exit path, the second optical signal is reflected by the second reflecting surface and enters the second optical coupling path, and is optically connected to the second optical coupling path. The first light coupling path is sent to the first light exit path. As a result, both the first optical signal and the second optical signal are sent out to the first optical emission path, and the second optical signal is added to the first optical signal. Operation is performed. Further, when the first direction changing means is inserted in the first gap, but the second direction changing means is not inserted in the second gap, the first optical signal is Reflected by the first reflecting surface, enters the first optical coupling path, and is sent out to the second optical emission path through the second optical coupling path optically connected to the first optical coupling path. It is. As a result, a drop operation for taking out the first optical signal to the second light emission path is performed. Further, when the first and second direction changing means are inserted in the first and second gaps, respectively, the first optical signal and the second optical signal are respectively The optical signal is not reflected by the first reflecting surface and the second reflecting surface and is not sent to the first light emitting path or the second light emitting path.
この際、前記第1の光信号及び前記第2の光信号が進む光路の切り替えは、前記第1反射面又は前記第2反射面における反射の有無のみで行われるから、光の干渉を用いる場合と異なり、光導波路が単一モード光導波路に制限されることはなく、光信号が進む光路の選択に波長依存性が生じることは少ない。 At this time, since the switching of the optical path along which the first optical signal and the second optical signal travel is performed only by the presence or absence of reflection on the first reflection surface or the second reflection surface, light interference is used. Unlike the optical waveguide, the optical waveguide is not limited to a single-mode optical waveguide, and the wavelength dependence hardly occurs in the selection of the optical path along which the optical signal travels.
また、本発明の光情報処理装置は、従来の方向性結合器やマッハツェンダ干渉器を用いる光スイッチなどの光情報処理装置と異なり、光導波路の方向を変えるための曲がり箇所が少なく、また、光の干渉領域のような長い距離を必要とする光導波路部分がないため、光配線を小型化でき、その結果として光情報処理装置全体を小型化することができる。 In addition, the optical information processing apparatus of the present invention, unlike an optical information processing apparatus such as an optical switch using a conventional directional coupler or Mach-Zehnder interferometer, has few bent portions for changing the direction of the optical waveguide, Since there is no optical waveguide portion that requires a long distance like the interference region, the optical wiring can be reduced in size, and as a result, the entire optical information processing apparatus can be reduced in size.
また、光路の切り替えに必要な操作は、前記第1方向変換手段及び/又は前記第2方向変換手段をそれぞれ前記第1の間隙及び前記第2の間隙に出し入れするのみであるから、熱光学スイッチ(TOスイッチ)などのヒータ加熱を必要とする方式に比べ、低消費電力化に有利である。 Further, since the operation necessary for switching the optical path is only to put the first direction changing means and / or the second direction changing means into and out of the first gap and the second gap, respectively, the thermo-optic switch Compared to a method that requires heater heating, such as a (TO switch), it is advantageous in reducing power consumption.
本発明の光導波路装置は、前記第1光入射路と前記第1光結合路と前記第1光出射路とが適切に配置され、前記第1方向変換手段を選択的に出し入れ可能な前記第1の間隙が前記第1端部と前記第1光出射路との間に設けられ、前記第2光入射路と前記第2光結合路と前記第2光出射路とが適切に配置され、前記第2方向変換手段を選択的に出し入れ可能な前記第2の間隙が前記第2端部と前記第2光出射路との間に設けられ、更に、前記第1光結合路と前記第2光結合路とが光路的に接続されている構造を有するので、前記第1方向変換手段及び前記第2方向変換手段と組み合わせることで、本発明の光情報処理装置を形成することができる。 In the optical waveguide device of the present invention, the first light incident path, the first optical coupling path, and the first light emission path are appropriately arranged, and the first direction changing means can be selectively taken in and out. 1 gap is provided between the first end and the first light exit path, and the second light entrance path, the second optical coupling path, and the second light exit path are appropriately disposed, The second gap capable of selectively taking in and out the second direction changing means is provided between the second end portion and the second light exit path, and further, the first optical coupling path and the second light path. Since it has a structure in which the optical coupling path is optically connected, the optical information processing apparatus of the present invention can be formed by combining with the first direction changing means and the second direction changing means.
また、本発明の複合型の光情報処理装置は、本発明の光情報処理装置の複数個が並置されているので、本発明の光情報処理装置が有する、波長依存性が少なく、小型で、低消費電力であるという特徴を、最もよく発揮させることができる。 In addition, since the composite optical information processing apparatus of the present invention has a plurality of the optical information processing apparatuses of the present invention juxtaposed, the optical information processing apparatus of the present invention has less wavelength dependency, is small, The feature of low power consumption can be exhibited best.
本発明の光情報処理装置に入射される光は、特に限定されるものではないが、例えば、半導体レーザ光等のレーザ光を挙げることができる。 The light incident on the optical information processing apparatus of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include laser light such as semiconductor laser light.
本発明の光導波路装置において、また、前記第1光入射路と前記第1光出射路とが略直線状に設けられ、かつ、前記第2光入射路と前記第2光出射路とが略直線状に設けられているのがよい。これは、前記第1光入射路から前記第1光出射路への伝播損失を減らし、また、前記第2光入射路から前記第2光出射路への伝播損失を減らすためである。 In the optical waveguide device of the present invention, the first light incident path and the first light exit path are substantially linearly provided, and the second light incident path and the second light exit path are substantially It is good to be provided in a straight line. This is to reduce the propagation loss from the first light incident path to the first light exit path and to reduce the propagation loss from the second light incident path to the second light exit path.
この際、前記第1光結合路と前記第2光結合路とが端部又はその延長線上で交わり、端面又は端面に対向する位置に光反射面が設けられ、前記第1光結合路及び前記第2光結合路の一方の光結合路から出射された光が前記光反射面で反射され、他方の光結合路に入射するように形成されているのがよい。多くの場合そうであるように、前記第1光入射路と前記第2光入射路とが略平行に設けられている場合、前記第1光結合路と前記第2光結合路とは、それぞれ、前記第1の間隙および前記第2の間隙においてほぼ同じ方向に向いているので、これら2つの導波路を光路的に接続するには、これらの導波路を伝播する光の進路を略180度方向転換する必要がある。これを曲線形の光導波路のみで実現しようとすると、曲率が大きくなりすぎて漏れによる光損失が大きくなったり、光損失を抑えるために曲率を小さくすると、光配線が大型化し装置全体も大型化したりするという不都合が生じる。このような場合、前記光反射面による反射を用いることで、前記光導波路の曲線部分を減らし、光損失の抑制と装置の小型化を両立させることができる。 At this time, the first optical coupling path and the second optical coupling path intersect at an end portion or an extension line thereof, and a light reflecting surface is provided at a position facing the end surface or the end surface, and the first optical coupling path and the It is preferable that the light emitted from one optical coupling path of the second optical coupling path is reflected by the light reflecting surface and incident on the other optical coupling path. As is often the case, when the first light incident path and the second light incident path are provided substantially in parallel, the first optical coupling path and the second optical coupling path are respectively Since the first gap and the second gap are oriented in substantially the same direction, in order to connect these two waveguides in an optical path, the path of light propagating through these waveguides is approximately 180 degrees. It is necessary to change direction. If this is attempted only with a curved optical waveguide, the curvature becomes too large and the optical loss due to leakage increases, or if the curvature is decreased to suppress the optical loss, the optical wiring becomes larger and the entire device becomes larger. Inconvenience occurs. In such a case, by using the reflection by the light reflecting surface, the curved portion of the optical waveguide can be reduced, and both suppression of optical loss and miniaturization of the apparatus can be achieved.
或いは、前記第1光結合路と前記第2光結合路とが連結して一体化されているのがよい。例えば、前記光反射面を設けることが難しい場合や、小型化に対する要求が厳しくないときは、比較的小さな曲率をもつ、一体化された光導波路で、前記第1光結合路と前記第2光結合路とを構成してもよい。 Alternatively, the first optical coupling path and the second optical coupling path may be connected and integrated. For example, when it is difficult to provide the light reflecting surface or when the requirement for downsizing is not strict, the first optical coupling path and the second light are integrated with an optical waveguide having a relatively small curvature. You may comprise a coupling path.
また、前記第1光入射路と前記第1光出射路が互いに逆方向に方向転換され、前記第2光入射路と前記第2光出射路が互いに逆方向に方向転換されているのがよい。この際、前記第1光入射路と前記第1光出射路、及び前記第2光入射路と前記第2光出射路が、それぞれ、反射面で方向転換され、略反平行に設けられているのがよい。更に、前記第1光結合路と前記第2光結合路とが連結して一体化されていて、前記第1の端部及び前記第2の端部の方向へ方向転換されているのがよい。このようにすると、前記第1方向変換手段及び前記第2方向変換手段の駆動手段と組み合わせて、前記光情報処理装置を形成した場合に、前記第1光入射路と前記第1光出射路、或いは前記第2光入射路と前記第2光出射路との距離が小さくなり、全体が細長の形状になる。このため、多数の前記光情報処理を信号光の入出射方向が互いに略平行又は略反平行になるように並置した場合、その配列のピッチが小さくなり、実装密度が向上する The first light incident path and the first light exit path may be changed in directions opposite to each other, and the second light incident path and the second light exit path may be changed in directions opposite to each other. . At this time, the first light incident path and the first light exit path, and the second light incident path and the second light exit path are respectively changed in direction by a reflecting surface and provided substantially antiparallel. It is good. Further, it is preferable that the first optical coupling path and the second optical coupling path are connected and integrated, and the direction is changed in the direction of the first end portion and the second end portion. . In this case, when the optical information processing apparatus is formed in combination with the driving unit of the first direction changing unit and the second direction changing unit, the first light incident path and the first light emitting path, Alternatively, the distance between the second light incident path and the second light exit path is reduced, and the whole becomes an elongated shape. For this reason, when a large number of the optical information processings are juxtaposed so that the incident / exit directions of the signal light are substantially parallel or substantially anti-parallel to each other, the pitch of the arrangement is reduced and the mounting density is improved.
ここで、光導波路層がコアとクラッドとの接合体によって形成されており、前記接合体が部分的に欠除され、この欠除部の壁面に前記反射面が存在するのがよい。このようにすると、半導体製造技術を用いて容易に前記反射面を形成することができるとともに、前記欠除部は空気で占められ、屈折率が小さいので、信号光を前記反射面で全反射させることができる。 Here, it is preferable that the optical waveguide layer is formed by a joined body of a core and a clad, the joined body is partially removed, and the reflection surface is present on a wall surface of the removed portion. In this case, the reflection surface can be easily formed by using a semiconductor manufacturing technique, and the notched portion is occupied by air, and the refractive index is small, so that the signal light is totally reflected by the reflection surface. be able to.
また、前記光導波路装置が、コアとクラッドとの接合体からなり、前記コアによって前記第1光入射路、前記第1光結合路、前記第1光出射路、前記第2光入射路、前記第2光結合路及び前記第2光出射路が形成されているのがよい。この際、前記接合体によって光導波路層が形成され、この光導波路層の少なくとも前記コアを分断するように、前記第1の間隙及び前記第2の間隙が設けられているのがよく、加えて、前記接合体が部分的に欠除され、この欠除部によって前記第1の間隙及び前記第2の間隙が形成されているのがよい。このようにすると、前記光導波路装置を半導体製造技術を用いて一括して効率よく作製することができる。 Further, the optical waveguide device comprises a joined body of a core and a clad, and the first light incident path, the first optical coupling path, the first light emitting path, the second light incident path, and the like by the core. A second optical coupling path and the second light emission path may be formed. At this time, an optical waveguide layer is formed by the joined body, and the first gap and the second gap are preferably provided so as to divide at least the core of the optical waveguide layer. The joined body may be partially removed, and the first gap and the second gap may be formed by the removed portion. If it does in this way, the said optical waveguide apparatus can be efficiently produced collectively using a semiconductor manufacturing technique.
また、前記接合体が樹脂によって形成されているのがよい。光導波路の材料として有機材料系の樹脂を用いることで、従来の石英系光導波路を用いる場合に比べて、光導波路作製プロセスを簡易化できる。例えば、UV(紫外線)硬化型有機材料を用いると、スピンコート等による成膜や、フォトリソグラフィーによるコア加工が可能であり、石英系光導波路のようなCVD(Chemical Vapor Deposition;化学気相成長法)またはFHD(Flame Hydrolysis Deposition;火炎堆積法)等による成膜や、RIE(Reactive Ion Etching;反応性イオンエッチング法)によるコア加工が必要ではなくなり、安価な設備投資と低い製造コストで、前記光導波路を作製することが可能になる。 Moreover, it is preferable that the joined body is formed of a resin. By using an organic material-based resin as the material of the optical waveguide, the optical waveguide manufacturing process can be simplified as compared with the case of using a conventional silica-based optical waveguide. For example, when UV (ultraviolet) curable organic materials are used, film formation by spin coating or the like and core processing by photolithography are possible, and CVD (Chemical Vapor Deposition) like a quartz optical waveguide is used. ) Or FHD (Flame Hydrolysis Deposition), etc. and core processing by RIE (Reactive Ion Etching) are no longer required, and the light A waveguide can be manufactured.
本発明の光情報処理装置において、支軸の回りに回動可能な回動体に前記第1方向変換手段及び前記第2方向変換手段がそれぞれ前記支軸の両側に設けられ、前記回動体を所定方向に回動させるための駆動手段を有するのがよい。 In the optical information processing apparatus according to the present invention, the first direction changing means and the second direction changing means are provided on both sides of the support shaft, respectively. It is preferable to have driving means for rotating in the direction.
また、前記回動体に設けられた通電用のコイルと、前記回動体の両端近傍に配置された磁石とによって前記駆動手段が構成されているのがよい。 Further, it is preferable that the driving means is constituted by a current-carrying coil provided in the rotating body and magnets arranged in the vicinity of both ends of the rotating body.
また、前記第1光入射路が入力ポートとして、前記第1光出射路が出力ポートとして、前記第2光入射路がアド光入力ポートとして、前記第2光出射路がドロップ光出力ポートとして用いられる、アドドロップスイッチとして形成されたのがよい。 The first light incident path is used as an input port, the first light exit path is used as an output port, the second light incident path is used as an add light input port, and the second light exit path is used as a drop light output port. It may be formed as an add / drop switch.
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明するが、本発明は下記の例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples.
実施の形態1
実施の形態1は、本発明の光情報処理装置の1例として光アドドロップスイッチを構成した例である。この光アドドロップスイッチは、図1に示す光導波路装置の上に、図2に示す鏡駆動装置を、図3に示すように実装して形成される。
Embodiment 1
The first embodiment is an example in which an optical add / drop switch is configured as an example of the optical information processing apparatus of the present invention. This optical add / drop switch is formed by mounting the mirror driving device shown in FIG. 2 on the optical waveguide device shown in FIG. 1 as shown in FIG.
図1は、実施の形態1に基づく光導波路装置の斜視図(a)と平面図(b)である。この光導波路装置では、例えばシリコンなどの基板1の上にコアとクラッドの接合体からなる光導波路層2が形成されており、更に詳しくは、下部クラッドと上部クラッドの間に導光路であるコアが埋め込まれている。コアは、前記第1光入射路として入射ポート用コア3、前記第1光結合路として第1光結合路コア4、前記第1光出射路として出射ポート用コア5、前記第2光入射路としてアド用コア6、前記第2光結合路として第2光結合路コア7、そして前記第2光出射路としてドロップ用コア8が設けられている。
1A and 1B are a perspective view and a plan view of an optical waveguide device according to the first embodiment. In this optical waveguide device, for example, an
光導波路層2は、例えば、アクリル系有機溶剤を用いて作製され、コアとクラッドとの比屈折率差Δn=0.8%であり、各コア3〜8は、断面が40μm×40μmの正方形のマルチモード光導波路をなしている。
The
入射ポート用コア3と第1光結合路コア4とは、第1の端部9又はその延長線上でそれぞれのコアの幅方向中心線が交わるように設けられ、第1の端部9に対向して出射ポート用コア5が配置されている。第1の端部9と出射ポート用コア5の端面との間には、第1反射面51を有する前記第1方向変換手段である第1の鏡50を挿入可能な第1の間隙11が設けられている。具体的には、第1の間隙11は、接合体を欠除することによって光導波路層2に形成された凹部として設けられ、例えば、幅200μm、奥行き80μm、深さ100μmの大きさである。この凹部の底面はコアの下方に位置し、凹部に挿入される第1の鏡50の第1反射面51がコア3及び4と、コア5との間を完全に遮断するように作られている。
The
同様に、アド用コア6と第2光結合路コア7とは、第2の端部10又はその延長線上でそれぞれのコアの幅方向中心線が交わるように設けられ、第2の端部10に対向してドロップ用コア8が配置されている。第2の端部10とドロップ用コア8の端面との間には、第2反射面53を有する前記第2方向変換手段である第2の鏡52を挿入可能な第2の間隙12が設けられている。具体的には、第2の間隙12は、接合体を欠除することによって光導波路層2に形成された凹部として設けられ、例えば、幅200μm、奥行き80μm、深さ100μmの大きさである。この凹部の底面はコアの下方に位置し、凹部に挿入される第2の鏡52の第2反射面53がコア6及び7と、コア8との間を完全に遮断するように作られている。
Similarly, the
また、第1光結合路コア4と第2光結合路コア7とは、それぞれのもう一方の端部又はその延長線上で交わり、端面又は端面に対向する位置に光反射面13が設けられ、第1光結合路コア4及び第2光結合路コア7の一方の光結合路コアから出射された光が光反射面13で反射され、他方の光結合路コアに入射するように形成されている。光反射面13としては、例えば、光導波路層2の側面などに蒸着法などにより金などの薄膜を形成する。
Further, the first optical coupling path core 4 and the second optical
図2は、実施の形態1に基づく鏡駆動装置の斜視図(a)と上面図(b)である。この鏡駆動装置40は、それぞれ、前記第1方向変換手段及び前記第2方向変換手段である第1の鏡50及び第2の鏡52を、光導波路層2に凹部として設けられた第1の間隙11及び第2の間隙12に選択的に出し入れする働きをする。
FIG. 2 is a perspective view (a) and a top view (b) of the mirror driving device according to the first embodiment. The mirror driving device 40 includes a
図2に示す鏡駆動装置40は、主要部が、例えばシリコンからなる鏡駆動装置形成用基板41から形成されており、前記支軸である支持棒42によって前記回動体であるシーソー板43が回動可能なように支持されている。シーソー板43の形状は、例えば1200μm×200μmの長方形で、シーソー板43の上には、例えばアルミ配線でコイル44が形成されており、このコイル44へは第1の配線電極45および第2の配線電極46から通電できるように形成されている。なお、シーソー板43は、例えば基板41をエッチングすることによって作製する。
The main part of the mirror driving device 40 shown in FIG. 2 is formed of a mirror driving
シーソー板43の長手方向両端部の近傍の鏡駆動装置形成用基板41の上には、第1の磁石47と第2の磁石48とが実装されている。第1の磁石47と第2の磁石48とによる磁界は、シーソー板43の短辺に直交する方向に形成されている。このため、コイル44に電流を流すと、図4を用いて後述するように、磁界と電流の相互作用による力がコイル44に作用し、コイル44に流す電流の方向に応じて、シーソー板43を時計方向又は反時計方向に支持棒42を軸として回動させようとする。この結果、シーソー板43は支持棒42を軸として右下がり又は左下がりに傾くことになる。
A
シーソー板43の一方の長辺の側面両端部下部には、支持棒42から等距離の位置に、同じ大きさの第1の鏡50と第2の鏡52とが設けられ、その表面に第1反射面51と第2反射面53がそれぞれ形成されている。例えば、各鏡の大きさは、高さ280μm、幅200μm、厚み50μmであり、その表面には金の反射面が形成されている。
A
図3は、実施の形態1に基づく光情報処理装置である光アドドロップスイッチの斜視図(a)と上面図(b)である。この光情報処理装置では、図1に示した光導波路装置の光導波路層2の上に、図2に示した鏡駆動装置40が実装されている。この際、上下方向には、光導波路層2の上に鏡駆動装置形成用基板41が積み重ねられ、水平方向には、光導波路層2に凹部として設けられた第1の間隙11及び第2の間隙12の真上に、鏡駆動装置40の第1の鏡50及び第2の鏡52がそれぞれ配置されるように位置決めされ、互いに固定されている。
FIG. 3 is a perspective view (a) and a top view (b) of the optical add / drop switch which is the optical information processing apparatus based on the first embodiment. In this optical information processing apparatus, the mirror driving device 40 shown in FIG. 2 is mounted on the
この光情報処理装置では、鏡駆動装置40のコイル44に流す電流の有無と方向とにより、第1の鏡50及び第2の鏡52をそれぞれ第1の間隙11及び第2の間隙12に選択的に出し入れすることで、前述した本発明の光情報処理装置の4つの動作モードのうち、3つの動作モードをとることができる。
In this optical information processing apparatus, the
図4は、本実施の形態に基づく光情報処理装置の3つの動作モードを示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing three operation modes of the optical information processing apparatus based on the present embodiment.
鏡駆動装置40のコイル44に電流を流していないときには、シーソー板43は水平に保たれており、第1の鏡50及び第2の鏡52は、それぞれ第1の間隙(凹部)11及び第2の間隙(凹部)12に挿入されていない。この場合には、図4(a)に示すように、入射ポート用コア3を伝播してきた第1の光信号は、第1の間隙11を素通りして、出射ポート用コア5へ送り出される。同様に、アド用コア6を伝播してきた第2の光信号(アド光)は、第2の間隙12を素通りして、ドロップ用コア8へ送り出される。
When no current is flowing through the
コイル44に電流を流すと、磁界は、シーソー板43の短辺に直交する方向に形成されているので、短辺に平行な方向に流れる電流に対し、両者の積で決まる大きさの力を両者に直交する方向に作用させる。
When a current is passed through the
従って、図4(b)に示すように、コイル44に反時計回り方向に電流を流すと、シーソー板43の長手方向両端部に、それぞれ、左側で上向きおよび右側で下向きの力が発生するため、シーソー板43が支持棒42を中心軸として回動して右下がりに傾き、押し下げられた第2の鏡52が第2の間隙(凹部)12に挿入される。このとき、第1の鏡50は、上方に押し上げられ、第1の間隙(凹部)10に挿入されることはない。
Therefore, as shown in FIG. 4B, when a current is passed through the
この場合には、入射ポート用コア3を伝播してきた第1の光信号は、第1の間隙11を素通りして、出射ポート用コア5へ送り出される。一方、アド用コア6を伝播してきた第2の光信号(アド光)は、第2の間隙12で第2の鏡52の第2反射面53で反射されて第2光結合路コア7へ入射し、この第2光結合路コア7を通過後、光反射面13で反射され、光路的に接続されている第1光結合路コア4に入射し、第1光結合路コア4を通過後、第1の間隙11を経て出射ポート用コア5へ送り出される。この結果、出射ポート用コア5から、入射ポート用コア3を伝播してきた第1の光信号と、アド用コア6を伝播してきた第2の光信号とを共に取り出すことができ、図4(b)の状態で、この光情報処理装置は、第1の光信号に第2の光信号を追加する光アド装置として機能する。
In this case, the first optical signal that has propagated through the
また、電流の向きを逆にすると、力の向きが逆になる。即ち、図4(c)に示すように、コイル44に時計回り方向に電流を流すと、磁界と電流の向きで決まる力が磁界から電流に作用して、シーソー板43の長手方向両端部に、それぞれ、左側で下向きおよび右側で上向きの力が発生するため、シーソー板43が支持棒42を中心軸として回動して左下がりに傾き、押し下げられた第1の鏡50が第1の間隙(凹部)10に挿入される。このとき、第2の鏡52は、上方に押し上げられ、第2の間隙(凹部)12に挿入されることはない。
Further, when the direction of the current is reversed, the direction of the force is reversed. That is, as shown in FIG. 4C, when a current is passed through the
この場合には、入射ポート用コア3を伝播してきた第1の光信号は、第1の間隙10で第1の鏡50の第1反射面51で反射されて第1光結合路コア4へ入射し、この第1光結合路コア4を通過後、光反射面13で反射され、光路的に接続されている第2光結合路コア7に入射し、第2光結合路コア7を通過後、第2の間隙12を経てドロップ用コア8へ送り出される。従って、図4(c)の状態で、この光情報処理装置は、入射ポート用コア3を伝播してきた第1の光信号をドロップ用コア8へ取り出す光ドロップ装置として機能する。
In this case, the first optical signal propagating through the
このように、本実施の形態の光情報処理装置は、コイル44に流す電流の有無と方向とにより3つの動作モードを選択する光アドドロップスイッチとして機能する。この場合、光の干渉ではなく、光の反射の有無によって光の進路を切り替えるので、適用する光導波路に制限はなく、低コストで製造可能な高次のマルチモード光導波路であっても適用できる。且つ、反射による光路の切り替えには、波長依存性がないので、波長ごとに異なる設計とする必要はない。
As described above, the optical information processing apparatus according to the present embodiment functions as an optical add / drop switch that selects three operation modes depending on the presence / absence and direction of a current flowing through the
また、従来の方向性結合器やマッハツェンダ干渉器を用いる光スイッチなどの光情報処理装置に比べて、曲線形の光導波路を使う部分が激減し、かつ、光の干渉領域のような長い距離を必要とする光導波路部分がないため、光配線を小型化でき、その結果として光情報処理装置全体を小型化することができる。 Also, compared to conventional optical information processing devices such as optical switches using directional couplers and Mach-Zehnder interferometers, the portion using curved optical waveguides is drastically reduced, and a long distance such as an optical interference region is increased. Since there is no required optical waveguide portion, the optical wiring can be reduced in size, and as a result, the entire optical information processing apparatus can be reduced in size.
また、ヒータ加熱による熱光学効果を用いた光スイッチに比べると、コイル44に電流を流すのみであるので、消費電力も抑えられる。
Further, as compared with an optical switch using a thermo-optic effect by heater heating, only current flows through the
本実施の形態のように、入射ポート用コア3とアド用コア6とが、鏡駆動装置40の同じ側の側方に略平行に設けられている場合には、第1光結合路コア4および第2光結合路コア7は、第1の間隙11の近傍及び第2の間隙12の近傍ではほぼ同じ方向に向いているので、両者を光路的に接続するには、これらの導波路を伝播する光の進路を略180度方向転換する必要がある。これを、後述の実施の形態2のように(図5参照のこと。)、曲線形の光導波路で実現しようとすると、曲率が大きくなりすぎて漏れによる光損失が大きくなったり、光損失を抑えるために曲率を小さくすると、光配線が大型化し装置全体も大型化したりするという不都合が生じる。本実施の形態では、光の進路を略180度方向転換するために光反射面13による反射を用いているので、光導波路の曲線部分を減らし、光損失の抑制と装置の小型化を両立させることができる。
As in the present embodiment, when the
実施の形態2
実施の形態2は、第1光結合路コア4と第2光結合路コア7の代わりに、連結して一体化された光結合路コア14が用いられている点のみが、実施の形態1で用いた光導波路装置と異なる光導波路装置を用いて、本発明の光情報処理装置の1例として光アドドロップスイッチを構成した例である。
The second embodiment is different from the first optical coupling path core 4 and the second optical
図5は、実施の形態2に基づく光導波路装置の斜視図(a)と平面図(b)である。図5に示す光導波路装置では、光結合路コア14は、一方の端部で、入射ポート用コア3と第1の端部9で接合し、他方の端部で、アド用コア6と第2の端部10で接合し、その間でほぼ半円状の円弧を形成している。
FIG. 5 is a perspective view (a) and a plan view (b) of the optical waveguide device according to the second embodiment. In the optical waveguide device shown in FIG. 5, the optical
図2に示した鏡駆動装置40と組み合わせて光アドドロップスイッチを構成する点や、光アドドロップスイッチとしての3つの動作モードは、実施の形態1と同じであるので、ここで再述することは省略するが、従来の方法による光アドドロップスイッチに比べて、実施の形態1と同様の優位点を有することは言うまでもない。 Since the optical add / drop switch is combined with the mirror driving device 40 shown in FIG. 2 and the three operation modes as the optical add / drop switch are the same as those in the first embodiment, they will be described again here. Although omitted, it goes without saying that it has the same advantages as the first embodiment over the optical add / drop switch according to the conventional method.
即ち、本実施の形態の光アドドロップスイッチは、光の干渉ではなく、光の反射の有無によって光の進路を切り替えるので、適用する光導波路に制限はなく、低コストなマルチモード光導波路であっても適用でき、波長依存性がないので、波長ごとに異なる設計とする必要はない。また、曲線形の光導波路を使う部分が激減し、光の干渉領域などの長い距離を必要とする光導波路部分がないため、光配線を小型化でき、その結果として光情報処理装置全体を小型化することができる。また、複数箇所のヒータ加熱による熱光学効果を用いた光スイッチに比べると、コイル44に電流を流すのみであるので、消費電力も抑えられる。
In other words, the optical add / drop switch according to the present embodiment switches the light path based on the presence or absence of light reflection, not the light interference, so there is no limitation on the optical waveguide to be applied, and it is a low-cost multimode optical waveguide. However, it is not necessary to use a different design for each wavelength because it is not dependent on wavelength. In addition, the number of parts that use curved optical waveguides is drastically reduced, and there is no optical waveguide part that requires a long distance, such as an optical interference region, so that the optical wiring can be miniaturized. Can be Further, as compared with an optical switch using a thermo-optic effect by heating a plurality of heaters, since only a current is passed through the
半円状の光結合路コア14には、光漏れによる光損失を小さくするには、曲率が小さいことが望ましいが、そうすると装置が大型化するという二律背反の問題点がある。このため、本実施の形態の光アドドロップスイッチは、実施の形態1による光アドドロップスイッチと比べると、装置が大型化するという問題点はあるものの、光反射面13を形成する手間が不要である等の利点がある。従って、光反射面13を設けることが難しい場合や、小型化に対する要求が厳しくないときは、有用な光アドドロップスイッチである。
The semi-circular optical
実施の形態3
実施の形態1及び2の光アドドロップスイッチでは、鏡駆動装置40の長手方向が、信号光の入射または出射を行う光導波路コア(入射ポート用コア3、出射ポート用コア5、アド用コア6、そしてドロップ用コア8)と略直交するように配置されているため(図3参照のこと。)、例えば、信号光の入出射方向を互いに略平行にして多数の光アドドロップスイッチを並置した場合、その配列のピッチの下限は鏡駆動装置40の長手方向の長さで制限されるため、実装密度が小さくなる。
In the optical add / drop switches of the first and second embodiments, the longitudinal direction of the mirror driving device 40 is an optical waveguide core (
そこで、実施の形態3では、信号光の入射または出射を行う光導波路コアを第1の間隙または第2の間隙の近傍で略90度方向転換し、鏡駆動装置40の長手方向が、信号光の入射または出射を行う光導波路コアと略平行になるように配置して、本発明の光情報処理装置の1例として光アドドロップスイッチを構成している。この光アドドロップスイッチでは、信号光の入出射方向を互いに略平行又は略反平行にして多数の光アドドロップスイッチを並置した場合、その配列のピッチの下限を制限するのは、鏡駆動装置40長手方向の長さではなく、幅方向の長さになるので、実装密度が向上する。 Therefore, in the third embodiment, the optical waveguide core that receives or emits signal light is turned approximately 90 degrees in the vicinity of the first gap or the second gap, and the longitudinal direction of the mirror driving device 40 is changed to the signal light. The optical add / drop switch is configured as an example of the optical information processing apparatus of the present invention by being arranged so as to be substantially parallel to the optical waveguide core that performs the incidence or emission of the light. In this optical add / drop switch, when a large number of optical add / drop switches are juxtaposed with the input / output directions of signal light being substantially parallel or substantially antiparallel, the lower limit of the pitch of the arrangement is limited by the mirror driving device 40. Since the length is not the length in the longitudinal direction but the length in the width direction, the mounting density is improved.
図6は、実施の形態3に基づく光導波路装置の斜視図(a)と平面図(b)である。この光導波路装置では、例えばシリコンなどの基板21の上にコアとクラッドの接合体からなる光導波路層22が形成されており、更に詳しくは、下部クラッドと上部クラッドの間に導光路であるコアが埋め込まれている。コアは、前記第1光入射路として入射ポート用コア23、前記第1光出射路として出射ポート用コア25、前記第2光入射路としてアド用コア26、そして前記第2光出射路としてドロップ用コア28が設けられ、前記第1光結合路と前記第2光結合路とは一体化されて光結合路コア24が設けられている。
FIG. 6 is a perspective view (a) and a plan view (b) of the optical waveguide device according to the third embodiment. In this optical waveguide device, for example, an optical waveguide layer 22 made of a core-cladding assembly is formed on a substrate 21 such as silicon, and more specifically, a core serving as a light guide between the lower cladding and the upper cladding. Is embedded. The core includes an
光導波路層22は、例えば、アクリル系有機溶剤を用いて作製され、コアとクラッドとの比屈折率差Δn=0.8%であり、各コア23〜26と28は、断面が40μm×40μmの正方形のマルチモード光導波路をなしている。
The optical waveguide layer 22 is manufactured using, for example, an acrylic organic solvent and has a relative refractive index difference Δn = 0.8% between the core and the clad, and each of the
入射ポート用コア23と光結合路コア24とは、第1の端部29又はその延長線上でそれぞれのコアの幅方向中心線が交わるように設けられ、第1の端部29に対向して出射ポート用コア25が配置されている。第1の端部29と出射ポート用コア25の端面との間には、第1反射面51を有する前記第1方向変換手段である第1の鏡50を挿入可能な第1の間隙31が設けられている。具体的には、第1の間隙31は、接合体を欠除することによって光導波路層22に形成された凹部として設けられ、例えば、幅200μm、奥行き80μm、深さ100μmの大きさである。この凹部の底部はコアの下方に位置し、挿入される第1の鏡50の第1反射面51がコア23及び24と、コア25との間を完全に遮断するように作られている。
The
同様に、アド用コア26と光結合路コア24とは、第2の端部30又はその延長線上でそれぞれのコアの幅方向中心線が交わるように設けられ、第2の端部30に対向してドロップ用コア28が配置されている。第2の端部30とドロップ用コア28の端面との間には、第2反射面53を有する前記第2方向変換手段である第2の鏡52を挿入可能な第2の間隙32が設けられている。具体的には、第2の間隙32は、接合体を欠除することによって光導波路層22に形成された凹部として設けられ、例えば、幅200μm、奥行き80μm、深さ100μmの大きさである。この凹部の底部はコアの下方に位置し、挿入される第2の鏡52の第2反射面53がコア26及び24と、コア28との間を完全に遮断するように作られている。
Similarly, the
以上に述べた各コア23〜28の構造は、実施の形態2と同じであり、第1光結合路コアと第2光結合路コアとが一体化されていることを除けば、実施の形態1とも同じである。本実施の形態のコアの構造が実施の形態1及び2のコアの構造と異なる点は、先述したように、いずれのコアも第1の間隙31または第2の間隙32の近傍に設けられた反射面A〜Fで略90度方向転換されていることである。
The structure of each of the
即ち、入射ポート用コア23は反射面A33で、出射ポート用コア25は反射面B34で、アド用コア26は反射面C35で、ドロップ用コア28は反射面D36で、それぞれ、略90度方向転換され、その結果、これらの光信号の入出射を行う光導波路コアは、後述するように、この上に固定される鏡駆動装置40の長手方向と略平行な向きに方向転換されている。更に、これに合わせて光結合路コア24も、第1の間隙31および第2の間隙32の近傍に設けられた反射面E37および反射面F38で略90度方向転換されている。
That is, the
反射面A33〜反射面F38を形成する方法としては、接合体を部分的に(図6の三角柱状に)除去し、この欠除部の壁面を反射面とすればよい。欠除部を占める空気の屈折率はほぼ1と小さいから、略90度に方向転換する場合には、光はこの反射面で全反射する。但し、反射面A〜Fを形成する方法としてはこれに限られず、適当な反射性材料からなる反射面を導波路層22に作り込んでもよい。 As a method of forming the reflection surface A33 to the reflection surface F38, the joined body may be partially removed (in the shape of a triangular prism in FIG. 6), and the wall surface of the lacking portion may be used as the reflection surface. Since the refractive index of the air occupying the lacking portion is as small as approximately 1, when the direction is changed to approximately 90 degrees, the light is totally reflected by this reflecting surface. However, the method of forming the reflective surfaces A to F is not limited to this, and a reflective surface made of an appropriate reflective material may be formed in the waveguide layer 22.
図7は、本実施の形態に基づく光情報処理装置の斜視図(a)と上面図(b)である。この光情報処理装置では、図6に示した光導波路装置の光導波路層22の上に、図2に示した鏡駆動装置40が実装されている。この際、上下方向には、光導波路層22の上に鏡駆動装置形成用基板41が積み重ねられ、水平方向には、光導波路層22に凹部として設けられた第1の間隙31及び第2の間隙32の真上に、鏡駆動装置40の第1の鏡50及び第2の鏡52がそれぞれ配置されるように位置決めされ、互いに固定されている。
FIG. 7 is a perspective view (a) and a top view (b) of the optical information processing apparatus according to the present embodiment. In this optical information processing apparatus, the mirror driving device 40 shown in FIG. 2 is mounted on the optical waveguide layer 22 of the optical waveguide device shown in FIG. At this time, the mirror drive
この光情報処理装置では、鏡駆動装置40のコイル44に流す電流の有無と方向とにより、第1の鏡50及び第2の鏡52をそれぞれ第1の間隙(凹部)31及び第2の間隙(凹部)32に選択的に出し入れすることで、前述した本発明の光情報処理装置の4つの動作モードのうち、3つの動作モードをとることができる。
In this optical information processing apparatus, the
図8は、本実施の形態に基づく光情報処理装置の3つの動作モードを示す説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing three operation modes of the optical information processing apparatus based on the present embodiment.
鏡駆動装置40のコイル44に電流を流していないときには、シーソー板43は水平に保たれており、第1の鏡50及び第2の鏡52は、それぞれ第1の間隙(凹部)31及び第2の間隙(凹部)32に挿入されていない。この場合には、図8(a)に示すように、入射ポート用コア23を伝播してきた第1の光信号は、反射面A33で方向転換された後、第1の間隙31を素通りし、再び反射面B34で方向転換された後、出射ポート用コア25へ送り出される。同様に、アド用コア26を伝播してきた第2の光信号(アド光)は、反射面C35で方向転換された後、第2の間隙32を素通りし、再び反射面D36方向転換された後、ドロップ用コア28へ送り出される。
When no current is passed through the
また、コイル44に反時計回り方向に電流を流すと、シーソー板43が右下がりに傾き、図8(b)に示すように、押し下げられた第2の鏡52が第2の間隙(凹部)32に挿入される。このとき、第1の鏡50は、上方に押し上げられ、第1の間隙(凹部)31に挿入されることはない。
Further, when a current is passed through the
この場合には、入射ポート用コア23を伝播してきた第1の光信号は、反射面A33で方向転換された後、第1の間隙31を素通りし、再び反射面B34で方向転換された後、出射ポート用コア25へ送り出される。一方、アド用コア26を伝播してきた第2の光信号(アド光)は、反射面C35で方向転換された後、第2の間隙32で第2の鏡52の第2反射面53で反射されて光結合路コア24へ入射し、反射面F38および反射面E37で方向転換されながら光結合路コア24を通過後、第1の間隙31を素通りし、反射面B34で方向転換された後、出射ポート用コア25から送り出される。この結果、出射ポート用コア25から、入射ポート用コア23を伝播してきた第1の光信号と、アド用コア26を伝播してきた第2の光信号とを共に取り出すことができ、図8(b)の状態で、この光情報処理装置は、第1の光信号に第2の光信号を追加する光アド装置として機能する。
In this case, after the first optical signal propagating through the
また、コイル44に逆向きに電流を流すと、シーソー板43が左下がりに傾き、図8(c)に示すように、押し下げられた第1の鏡50が第1の間隙(凹部)31に挿入される。このとき、第2の鏡52は、上方に押し上げられ、第2の間隙(凹部)32に挿入されることはない。
Further, when a current is passed through the
この場合には、入射ポート用コア23を伝播してきた第1の光信号は、反射面A33で方向転換された後、第1の間隙31で第1の鏡50の第1反射面51で反射されて光結合路コア24へ入射し、反射面E37および反射面F38で方向転換されながら光結合路コア24を通過後、第2の間隙31を素通りし、反射面D36で方向転換されてドロップ用コア28へ送り出される。従って、図8(c)の状態で、この光情報処理装置は、入射ポート用コア23を伝播してきた第1の光信号をドロップ用コア28へ取り出す光ドロップ装置として機能する。
In this case, the first optical signal propagated through the
このように、本実施の形態の光情報処理装置は、コイル44に流す電流の有無と方向とにより3つの動作モードを選択できる光アドドロップスイッチとして機能する。光アドドロップスイッチとしての機能や、従来の方法による光アドドロップスイッチに対する優位点は実施の形態1と同じである。
As described above, the optical information processing apparatus according to the present embodiment functions as an optical add / drop switch that can select three operation modes depending on the presence / absence and direction of a current flowing through the
即ち、本実施の形態の光アドドロップスイッチは、光の干渉ではなく、光の反射の有無によって光の進路を切り替えるので、適用する光導波路に制限はなく、低コストなマルチモード光導波路であっても適用でき、波長依存性がないので、波長ごとに異なる設計とする必要はない。また、曲線形の光導波路を使う部分が激減し、光の干渉領域などの長い距離を必要とする光導波路部分がないため、光配線を小型化でき、その結果として光情報処理装置全体を小型化することができる。また、複数箇所のヒータ加熱による熱光学効果を用いた光スイッチに比べると、コイル44に電流を流すのみであるので、消費電力も抑えられる。
In other words, the optical add / drop switch according to the present embodiment switches the light path based on the presence or absence of light reflection, not the light interference, so there is no limitation on the optical waveguide to be applied, and it is a low-cost multimode optical waveguide. However, it is not necessary to use a different design for each wavelength because it is not dependent on wavelength. In addition, the number of parts that use curved optical waveguides is drastically reduced, and there is no optical waveguide part that requires a long distance, such as an optical interference region, so that the optical wiring can be miniaturized. Can be Further, as compared with an optical switch using a thermo-optic effect by heating a plurality of heaters, since only a current is passed through the
また、実施の形態1又は2による光アドドロップスイッチと比べると、本実施の形態による光アドドロップスイッチは、鏡駆動装置40の長手方向が、信号光の入射または出射を行う光導波路コアが、鏡駆動装置40の長手方向と略平行になるように略90度方向転換されているため、互いに略反平行に配置された入射ポート用コア23と出射ポート用コア25、或いはアド用コア26とドロップ用コア28との距離が小さく、全体が細長の形状になっている。このため、多数の光アドドロップスイッチを信号光の入出射方向が互いに略平行又は略反平行になるように並置した場合、その配列のピッチが小さくなり、実装密度が向上する。
Further, compared with the optical add / drop switch according to the first or second embodiment, the optical add / drop switch according to the present embodiment has an optical waveguide core in which the longitudinal direction of the mirror driving device 40 performs incidence or emission of signal light, Since the direction is changed by approximately 90 degrees so as to be substantially parallel to the longitudinal direction of the mirror driving device 40, the
実施の形態4
実施の形態1のように、入射ポート用コア3とアド用コア6とが、鏡駆動装置40の同じ側の側方に略平行に設けられている場合には、第1光結合路コア4および第2光結合路コア7は、第1の間隙11の近傍及び第2の間隙12の近傍ではほぼ同じ方向に向いているので、両者を光路的に接続するには、これらの導波路を伝播する光の進路を略180度方向転換する必要があった。実施の形態4は、入射ポート用コア3とアド用コア6とを、鏡駆動装置40の対向する側方に略反平行に設けることによって、第1光結合路コアと第2光結合路コアとを大きく方向転換することなく連結して一体化した光導波路装置を用いて、本発明の光情報処理装置の1例として光アドドロップスイッチを構成した例である。
Embodiment 4
As in the first embodiment, when the
図9は、実施の形態4に基づく光導波路装置の平面図である。この光導波路装置では、例えばシリコンなどの基板の上にコアとクラッドの接合体からなる光導波路層62が形成されており、更に詳しくは、下部クラッドと上部クラッドの間に導光路であるコアが埋め込まれている。コアは、前記第1光入射路として入射ポート用コア63、前記第1光出射路として出射ポート用コア65、前記第2光入射路としてアド用コア66、そして前記第2光出射路としてドロップ用コア68が設けられ、前記第1光結合路と前記第2光結合路とは一体化されて光結合路コア64が設けられている。
FIG. 9 is a plan view of the optical waveguide device according to the fourth embodiment. In this optical waveguide device, an optical waveguide layer 62 composed of a core and cladding is formed on a substrate such as silicon, for example. More specifically, a core serving as a light guide path is formed between a lower cladding and an upper cladding. Embedded. The core includes an
光導波路層22は、例えば、アクリル系有機溶剤を用いて作製され、コアとクラッドとの比屈折率差Δn=0.8%であり、各コア63〜66と68は、断面が40μm×40μmの正方形のマルチモード光導波路をなしている。
The optical waveguide layer 22 is manufactured using, for example, an acrylic organic solvent and has a relative refractive index difference Δn = 0.8% between the core and the clad, and each of the
入射ポート用コア63と光結合路コア64とは、第1の端部69又はその延長線上でそれぞれのコアの幅方向中心線が交わるように設けられ、第1の端部69に対向して出射ポート用コア65が配置されている。第1の端部69と出射ポート用コア65の端面との間には、第1反射面を有する前記第1方向変換手段である第1の鏡73を挿入可能な第1の間隙71が設けられている。具体的には、第1の間隙71は、接合体を欠除することによって光導波路層62に形成された凹部として設けられ、例えば、幅200μm、奥行き80μm、深さ100μmの大きさである。この凹部の底部はコアの下方に位置し、挿入される第1の鏡73の第1反射面がコア63及び64と、コア65との間を完全に遮断するように作られている。
The
同様に、アド用コア66と光結合路コア64とは、第2の端部70又はその延長線上でそれぞれのコアの幅方向中心線が交わるように設けられ、第2の端部70に対向してドロップ用コア68が配置されている。第2の端部70とドロップ用コア68の端面との間には、第2反射面を有する前記第2方向変換手段である第2の鏡74を挿入可能な第2の間隙72が設けられている。具体的には、第2の間隙72は、接合体を欠除することによって光導波路層62に形成された凹部として設けられ、例えば、幅200μm、奥行き80μm、深さ100μmの大きさである。この凹部の底部はコアの下方に位置し、挿入される第2の鏡74の第2反射面がコア66及び64と、コア68との間を完全に遮断するように作られている。
Similarly, the add core 66 and the optical
第1の鏡73及び第2の鏡74を、それぞれ、第1の間隙70及び第2の間隙72に出し入れする駆動手段として、図2に示した鏡駆動装置と同様の鏡駆動装置75を用いることができる。その場合には、鏡駆動装置75は図9(a)に点線で示した位置の光導波路層62の上に実装される。但し、鏡駆動装置75では、第1の鏡73と第2の鏡74とは、シーソー板の2つの短辺の下部に設けられる。鏡を駆動する装置はこれに限らず、例えば、第1の鏡73と第2の鏡74とを別個に駆動するものであってよい。
A mirror driving device 75 similar to the mirror driving device shown in FIG. 2 is used as driving means for taking the
図9は、本実施の形態に基づく光情報処理装置の3つの動作モードを示す説明図である。鏡駆動装置40と同様の鏡駆動装置75を用いるものとして、以下、説明する。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing three operation modes of the optical information processing apparatus based on the present embodiment. The following description will be made assuming that a mirror driving device 75 similar to the mirror driving device 40 is used.
鏡駆動装置75のコイルに電流を流していないときには、シーソー板は水平に保たれており、第1の鏡73及び第2の鏡74は、それぞれ第1の間隙(凹部)71及び第2の間隙(凹部)72に挿入されていない。この場合には、図9(a)に示すように、入射ポート用コア63を伝播してきた第1の光信号は、第1の間隙71を素通りし、出射ポート用コア65へ送り出される。同様に、アド用コア66を伝播してきた第2の光信号(アド光)は、第2の間隙72を素通りし、ドロップ用コア68へ送り出される。
When no current is flowing through the coil of the mirror driving device 75, the seesaw plate is kept horizontal, and the
また、コイルに電流を流すと、シーソー板が左下がりに傾き、図9(b)に示すように、押し下げられた第2の鏡74が第2の間隙(凹部)72に挿入される。このとき、第1の鏡73は、上方に押し上げられ、第1の間隙(凹部)71に挿入されることはない。
When a current is passed through the coil, the seesaw plate is tilted to the left and the
この場合には、入射ポート用コア63を伝播してきた第1の光信号は、第1の間隙71を素通りし、出射ポート用コア65へ送り出される。一方、アド用コア66を伝播してきた第2の光信号(アド光)は、第2の間隙72で第2の鏡74の反射面で反射されて光結合路コア64へ入射し、光結合路コア64を通過後、第1の間隙71を素通りし、出射ポート用コア65から送り出される。この結果、出射ポート用コア65から、入射ポート用コア63を伝播してきた第1の光信号と、アド用コア66を伝播してきた第2の光信号とを共に取り出すことができ、図9(b)の状態で、この光情報処理装置は、第1の光信号に第2の光信号を追加する光アド装置として機能する。
In this case, the first optical signal that has propagated through the
また、コイル44に逆向きに電流を流すと、シーソー板が右下がりに傾き、図9(c)に示すように、押し下げられた第1の鏡73が第1の間隙(凹部)71に挿入される。このとき、第2の鏡74は、上方に押し上げられ、第2の間隙(凹部)72に挿入されることはない。
Further, when a current is passed through the
この場合には、入射ポート用コア63を伝播してきた第1の光信号は、第1の間隙71で第1の鏡73の反射面で反射されて光結合路コア64へ入射し、光結合路コア64を通過後、第2の間隙71を素通りし、ドロップ用コア68へ送り出される。従って、図9(c)の状態で、この光情報処理装置は、入射ポート用コア63を伝播してきた第1の光信号をドロップ用コア68へ取り出す光ドロップ装置として機能する。
In this case, the first optical signal that has propagated through the
このように、本実施の形態の光情報処理装置は、コイルに流す電流の有無と方向とにより3つの動作モードを選択できる光アドドロップスイッチとして機能する。光アドドロップスイッチとしての機能や、従来の方法による光アドドロップスイッチに対する優位点は実施の形態1と同じである。 As described above, the optical information processing apparatus according to the present embodiment functions as an optical add / drop switch that can select three operation modes depending on the presence / absence and direction of the current flowing through the coil. The function as an optical add / drop switch and the advantages over the conventional optical add / drop switch are the same as in the first embodiment.
即ち、本実施の形態の光アドドロップスイッチは、光の干渉ではなく、光の反射の有無によって光の進路を切り替えるので、適用する光導波路に制限はなく、低コストなマルチモード光導波路であっても適用でき、波長依存性がないので、波長ごとに異なる設計とする必要はない。また、曲線形の光導波路を使う部分が激減し、光の干渉領域などの長い距離を必要とする光導波路部分がないため、光配線を小型化でき、その結果として光情報処理装置全体を小型化することができる。また、複数箇所のヒータ加熱による熱光学効果を用いた光スイッチに比べると、コイルに電流を流すのみであるので、消費電力も抑えられる。 In other words, the optical add / drop switch according to the present embodiment switches the path of light depending on the presence or absence of light reflection rather than light interference, so there is no limitation on the optical waveguide to be applied, and it is a low-cost multimode optical waveguide. However, it is not necessary to use a different design for each wavelength because it is not dependent on wavelength. In addition, the number of parts that use curved optical waveguides is drastically reduced, and there is no optical waveguide part that requires a long distance, such as an optical interference region, so that the optical wiring can be miniaturized. Can be Further, compared to an optical switch using a thermo-optic effect by heating a plurality of heaters, only current flows through the coil, so that power consumption can be suppressed.
また、本実施の形態による光アドドロップスイッチは、光導波路コアが簡素であるため、小型化及び低コスト化に有利である。 Further, the optical add / drop switch according to the present embodiment is advantageous in miniaturization and cost reduction because the optical waveguide core is simple.
実施の形態5
実施の形態5は、実施の形態3で述べた光アドドロップスイッチA〜Dを4個幅方向に並置して、4チャンネル光アドドロップスイッチアレイを形成した、本発明の複合型光情報処理装置の1例である。
Embodiment 5
In the fifth embodiment, the optical add / drop switches A to D described in the third embodiment are juxtaposed in the width direction to form a four-channel optical add / drop switch array. This is an example.
図10は、本実施の形態に基づく光アドドロップスイッチアレイの平面図である。個々の光アドドロップスイッチの機能や特徴は、実施の形態3で説明した通りである。実施の形態3の光アドドロップスイッチは、信号光の入出力用のコアの方向が鏡駆動装置40の長手方向と略平行になっているため、幅方向に任意の数のスイッチを並列実装して多チャンネル集積光アドドロップスイッチアレイを実現できる。 FIG. 10 is a plan view of the optical add / drop switch array according to the present embodiment. The functions and features of the individual optical add / drop switches are as described in the third embodiment. In the optical add / drop switch according to the third embodiment, since the direction of the signal light input / output core is substantially parallel to the longitudinal direction of the mirror driving device 40, an arbitrary number of switches are mounted in parallel in the width direction. Thus, a multi-channel integrated optical add / drop switch array can be realized.
また、上記の光アドドロップスイッチは、上記のように並置して光アドドロップスイッチアレイを形成した場合、配列のピッチが小さくなり、実装密度が向上するように構成されており、図10のアレイの配列ピッチは1mmを実現している。 Further, when the optical add / drop switch is juxtaposed as described above to form an optical add / drop switch array, the arrangement pitch is reduced and the mounting density is improved. The arrangement pitch of 1 mm is realized.
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these examples at all, and can be suitably changed in the range which does not deviate from the main point of invention.
本発明の光導波路装置及び光情報処理装置は、電子機器間、電子機器内のボード間又はボード内のチップ間など、種々の箇所に適用可能な光配線において、複数の光路の中から適切な光路を選択する光路切り替え装置(光アドドロップスイッチ)等に好適に用いられ、低コスト化が可能なマルチモード光導波路を用いることができ、波長依存性が少なく、小型で、低消費電力の光伝送・通信システムの構築に寄与することができる。 The optical waveguide device and the optical information processing device of the present invention are suitable for optical wiring applicable to various places such as between electronic devices, between boards in electronic devices or between chips in a board, from among a plurality of optical paths. Multimode optical waveguides that can be used suitably for optical path switching devices (optical add / drop switches) that select optical paths, and that can reduce costs, have small wavelength dependence, are compact, and have low power consumption This can contribute to the construction of a transmission / communication system.
1…基板、2…光導波路層、3…入射ポート用コア、4…第1光結合路コア、
5…出射ポート用コア、6…アド用コア、7…第2光結合路コア、8…ドロップ用コア、9…第1の端部、10…第2の端部、11…第1の間隙(光導波路層の凹部)、
12…第2の間隙(光導波路層の凹部)、13…光反射面、14…光結合路コア、
21…基板、22…光導波路層、23…入射ポート用コア、24…光結合路コア、
25…出射ポート用コア、26…アド用コア、28…ドロップ用コア、
29…第1の端部、30…第2の端部、31…第1の間隙(光導波路層の凹部)、
32…第2の間隙(光導波路層の凹部)、40…鏡駆動装置、
41…鏡駆動装置形成用基板、42…支持棒、43…シーソー板、44…コイル、
45…第1の配線電極、46…第2の配線電極、47…第1の磁石、
48…第2の磁石、49…鏡駆動装置形成用基板除去部、50…第1の鏡、
51…第1反射面、52…第2の鏡、53…第2反射面、63…入射ポート用コア、
64…光結合路コア、65…出射ポート用コア、66…アド用コア、
68…ドロップ用コア、69…第1の端部、70…第2の端部、
71…第1の間隙(凹部)、72…第2の間隙(凹部)、73…第1の鏡、
74…第2の鏡、75…鏡駆動装置、
101…入力ポート、102…出力ポート、103…第1結合路、
104…第2結合路、105…アド光入力ポート、106…アド光出力ポート、
107、108…グレーティングを書き込んだ光導波路、
109、110…ヒータを備えた光導波路、
111、112、113、114…方向性結合器、
115、116…グレーティング(ブラッグ波長:λ1)、117、118…ヒータ、
121…マッハツェンダ干渉計、122…熱光学スイッチ(TOスイッチ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Optical waveguide layer, 3 ... Core for incident ports, 4 ... 1st optical coupling path core,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Output port core, 6 ... Add core, 7 ... Second optical coupling path core, 8 ... Drop core, 9 ... First end, 10 ... Second end, 11 ... First gap (Concave part of optical waveguide layer),
12 ... second gap (concave portion of optical waveguide layer), 13 ... light reflecting surface, 14 ... optical coupling path core,
21 ... Substrate, 22 ... Optical waveguide layer, 23 ... Core for incident port, 24 ... Optical coupling path core,
25 ... Output port core, 26 ... Ad core, 28 ... Drop core,
29 ... 1st edge part, 30 ... 2nd edge part, 31 ... 1st clearance gap (recessed part of an optical waveguide layer),
32 ... second gap (concave portion of optical waveguide layer), 40 ... mirror drive device,
41 ... Substrate for mirror drive device formation, 42 ... Support rod, 43 ... Seesaw plate, 44 ... Coil,
45 ... 1st wiring electrode, 46 ... 2nd wiring electrode, 47 ... 1st magnet,
48 ... second magnet, 49 ... mirror drive device forming substrate removal section, 50 ... first mirror,
51 ... 1st reflective surface, 52 ... 2nd mirror, 53 ... 2nd reflective surface, 63 ... Core for incident ports,
64 ... Optical coupling path core, 65 ... Output port core, 66 ... Add core,
68 ... Drop core, 69 ... First end, 70 ... Second end,
71 ... 1st gap (concave part), 72 ... 2nd gap (concave part), 73 ... 1st mirror,
74 ... second mirror, 75 ... mirror driving device,
101 ... input port, 102 ... output port, 103 ... first coupling path,
104: second coupling path, 105: add light input port, 106: add light output port,
107, 108 ... Optical waveguide with grating written therein,
109, 110: an optical waveguide provided with a heater,
111, 112, 113, 114 ... directional couplers,
115, 116: grating (Bragg wavelength: λ 1 ), 117, 118: heater,
121 ... Mach-Zehnder interferometer, 122 ... Thermo-optic switch (TO switch)
Claims (19)
前記第1の間隙は、前記第1端部に対向した第1反射面を有する第1方向変換手段が選択的に出し入れ可能であるように設けられ、
前記第1方向変換手段の動作によって、前記第1光入射路及び前記第1光結合路から出射された光が共に前記第1光出射路に入射するか、又は、少なくとも前記第1光入射路から出射された光が前記第1光結合路へ反射されるかが、選択されるように構成され、
第2光入射路と第2光結合路とが第2端部又はその延長線上で交わるように設けられ、 前記第2端部に対向して第2の間隙をおいて第2光出射路が設けられ、
前記第2の間隙は、前記第2端部に対向した第2反射面を有する第2方向変換手段が選択的に出し入れ可能であるように設けられ、
前記第2方向変換手段の動作によって、前記第2光入射路及び前記第2光結合路から出射された光が共に前記第2光出射路に入射するか、又は、少なくとも前記第2光出射路から出射された光が前記第2光結合路へ反射されるかが、選択されるように構成され、
更に、前記第1光結合路と前記第2光結合路とが光路的に接続されている、
光導波路装置。 The first light incident path and the first optical coupling path are provided so as to intersect with each other on the first end portion or an extension line thereof, and the first light exit path is opposed to the first end portion with a first gap. Provided,
The first gap is provided so that a first direction changing means having a first reflecting surface facing the first end can be selectively taken in and out,
The light emitted from the first light incident path and the first optical coupling path is incident on the first light exit path by the operation of the first direction changing means, or at least the first light incident path. Whether the light emitted from the light is reflected to the first optical coupling path is selected,
The second light incident path and the second optical coupling path are provided so as to intersect with each other on the second end or an extension line thereof, and a second light exit path is provided with a second gap facing the second end. Provided,
The second gap is provided so that a second direction changing means having a second reflecting surface facing the second end can be selectively taken in and out,
The light emitted from the second light incident path and the second optical coupling path is incident on the second light exit path by the operation of the second direction changing means, or at least the second light exit path. Whether the light emitted from the light is reflected to the second optical coupling path is selected,
Furthermore, the first optical coupling path and the second optical coupling path are optically connected.
Optical waveguide device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004053112A JP2005242069A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Optical waveguide device and optical information processing device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8645827B2 (en) | 2008-03-04 | 2014-02-04 | Apple Inc. | Touch event model |
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2004
- 2004-02-27 JP JP2004053112A patent/JP2005242069A/en active Pending
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