JP2635986B2 - 光導波路スイッチ - Google Patents
光導波路スイッチInfo
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- JP2635986B2 JP2635986B2 JP63004151A JP415188A JP2635986B2 JP 2635986 B2 JP2635986 B2 JP 2635986B2 JP 63004151 A JP63004151 A JP 63004151A JP 415188 A JP415188 A JP 415188A JP 2635986 B2 JP2635986 B2 JP 2635986B2
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- directional coupler
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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)
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、特に基板上に形成された
光導波路を用いた光導波路スイッチに関する。
等を行なう光スイッチに関し、特に基板上に形成された
光導波路を用いた光導波路スイッチに関する。
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，切替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ッ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光スイッチは、プリ
ズム，ミラー，ファイバ等を機械的に移動させるもので
あり、低速であること，信頼性が不十分なこと，形状が
大きくマトリクス化に不適なこと等の欠点がある。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路の光スイッチであ
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結晶等の強誘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。
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，切替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ッ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光スイッチは、プリ
ズム，ミラー，ファイバ等を機械的に移動させるもので
あり、低速であること，信頼性が不十分なこと，形状が
大きくマトリクス化に不適なこと等の欠点がある。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路の光スイッチであ
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結晶等の強誘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、光ファイ
バ中を伝搬した光信号の光路を切り替えるために使用さ
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
光波は一般にだ円偏光となり、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２図（ａ）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斜視図である。光
学軸すなわちｚ軸方向に垂直に切り出して整形したLiNb
O3結晶基板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μｍ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SiO2
膜（第２図（ａ）では図示は省略）を介して制御電極35
及び39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16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、ほぼ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35と39の間に電圧を印加
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へエネルギー
が移り出射光38となる。そのスイッチング動作に必要な
印加電圧は方向性結合器の長さに反比例する。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
る。
バ中を伝搬した光信号の光路を切り替えるために使用さ
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
光波は一般にだ円偏光となり、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２図（ａ）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斜視図である。光
学軸すなわちｚ軸方向に垂直に切り出して整形したLiNb
O3結晶基板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μｍ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SiO2
膜（第２図（ａ）では図示は省略）を介して制御電極35
及び39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16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、ほぼ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35と39の間に電圧を印加
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へエネルギー
が移り出射光38となる。そのスイッチング動作に必要な
印加電圧は方向性結合器の長さに反比例する。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
る。
従来の上述の基板方位をもつ光スイッチに用いられて
いる光導波路ではTMモードとTEモードでは伝搬定数が大
きく異なる。この結果、第２図（ｂ）に示すようにそれ
ぞれのモードに対する完全結合長Lc（TM）とLc（TE）は
大きく異なっている。そこで第２図（ａ）に示す通常の
光スイッチでは光方向性結合器の長さをLc（TM）に一致
させており、印加電圧０のときの光方向性結合器の出射
状態は両モードでは異なっていた。
いる光導波路ではTMモードとTEモードでは伝搬定数が大
きく異なる。この結果、第２図（ｂ）に示すようにそれ
ぞれのモードに対する完全結合長Lc（TM）とLc（TE）は
大きく異なっている。そこで第２図（ａ）に示す通常の
光スイッチでは光方向性結合器の長さをLc（TM）に一致
させており、印加電圧０のときの光方向性結合器の出射
状態は両モードでは異なっていた。
また一方、通常、電気光学効果によって変化する屈折
率変化量は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２図
（ａ）の場合、TMモード,TEモードに対して得られる屈
折率変化量はそれぞれ となる。ここで、r33,r31はそれぞれ電気光学定数、ne,
noはそれぞれ異常光，常光に対する屈折率、Ｅはｚ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＞３δnTE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または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２図
（ａ）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。
率変化量は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２図
（ａ）の場合、TMモード,TEモードに対して得られる屈
折率変化量はそれぞれ となる。ここで、r33,r31はそれぞれ電気光学定数、ne,
noはそれぞれ異常光，常光に対する屈折率、Ｅはｚ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＞３δnTE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または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２図
（ａ）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。
上述の通常の光スイッチの偏光依存性を除くために第
３図に示す光スイッチが1979年11月15日付アプライド・
フィジックス誌（Appl.Phys.Lett.）第35巻,10号,748〜
750頁に報告されている。第３図の光スイッチは第２図
（ａ）の通常の光スイッチと基板方位は同じであるが、
光方向性結合器44を構成する２つの光導波路42と43の間
隔が光透過方向に連続的に変化し、その結果結合係数も
連続的に変化している。また、制御電極の一方が電極45
と46に分割されている。この従来の偏光依存性を除去し
た光スイッチでは、電極45と46に印加する電圧が異な
り、また出力光を47と48に切替える場合には電極45と46
にはそれぞれ独立に異なる電圧を印加する必要がある。
その結果、駆動方法が非常に複雑となる。また、上述の
ように光透過方向に連続的に結合係数を変化させること
によって、電圧を印加した場合のTM,TE両モードに対す
る切換え状態の印加電圧に対する依存性を小さくし、冗
長性をもたしているが、このため逆に動作電圧が非常に
大きい。報告されている例では動作電圧と素子長の積は
波長1.3μｍに対しては通常のTMモードに対する光スイ
ッチの７倍程度に当る90vの電圧を必要としている。
３図に示す光スイッチが1979年11月15日付アプライド・
フィジックス誌（Appl.Phys.Lett.）第35巻,10号,748〜
750頁に報告されている。第３図の光スイッチは第２図
（ａ）の通常の光スイッチと基板方位は同じであるが、
光方向性結合器44を構成する２つの光導波路42と43の間
隔が光透過方向に連続的に変化し、その結果結合係数も
連続的に変化している。また、制御電極の一方が電極45
と46に分割されている。この従来の偏光依存性を除去し
た光スイッチでは、電極45と46に印加する電圧が異な
り、また出力光を47と48に切替える場合には電極45と46
にはそれぞれ独立に異なる電圧を印加する必要がある。
その結果、駆動方法が非常に複雑となる。また、上述の
ように光透過方向に連続的に結合係数を変化させること
によって、電圧を印加した場合のTM,TE両モードに対す
る切換え状態の印加電圧に対する依存性を小さくし、冗
長性をもたしているが、このため逆に動作電圧が非常に
大きい。報告されている例では動作電圧と素子長の積は
波長1.3μｍに対しては通常のTMモードに対する光スイ
ッチの７倍程度に当る90vの電圧を必要としている。
本発明の目的は上述の従来の光導波路スイッチの欠点
を除き、入射光の偏光状態に対する依存性がなく、スイ
ッチ電圧が低くまた、駆動方法が簡単な光導波路スイッ
チを提供することにある。
を除き、入射光の偏光状態に対する依存性がなく、スイ
ッチ電圧が低くまた、駆動方法が簡単な光導波路スイッ
チを提供することにある。
本発明による光導波路スイッチは、光軸（Ｚ軸）に平
行に切り出した電気光学効果を有する結晶基板上に形成
した光軸に垂直方向に光波を伝搬させる互いに近接した
２本の光導波路からなる光方向性結合器と、前記２本の
光導波路間及び前記２本の光導波路の外側にそれぞれ設
置された３本の制御電極とからなり、電界成分が基板に
垂直な偏光モード（TMモード）と基板に平行な偏光モー
ド（TEモード）に対する上記光方向性結合器の結合係数
がほぼ一致し、かつその結合係数は光透過方向の一定の
長さにおいて一様な値をもち、かつ、その長さは光方向
性結合器の完全結合長に等しく、前記それぞれの制御電
極は前記光方向性結合器の全体にわたって連続してい
る。
行に切り出した電気光学効果を有する結晶基板上に形成
した光軸に垂直方向に光波を伝搬させる互いに近接した
２本の光導波路からなる光方向性結合器と、前記２本の
光導波路間及び前記２本の光導波路の外側にそれぞれ設
置された３本の制御電極とからなり、電界成分が基板に
垂直な偏光モード（TMモード）と基板に平行な偏光モー
ド（TEモード）に対する上記光方向性結合器の結合係数
がほぼ一致し、かつその結合係数は光透過方向の一定の
長さにおいて一様な値をもち、かつ、その長さは光方向
性結合器の完全結合長に等しく、前記それぞれの制御電
極は前記光方向性結合器の全体にわたって連続してい
る。
本発明では、先ず、従来の第２図，第３図の光スイッ
チと異なり、光方向性結合器の結合長をTEモードとTMモ
ードを一致させている。これは、発明者等が光導波路を
作製する際にTi膜厚を特定の膜厚に制御すればTEモード
とTMモードの完全結合長を再現よく一致させられること
を見い出したことを利用するものである。
チと異なり、光方向性結合器の結合長をTEモードとTMモ
ードを一致させている。これは、発明者等が光導波路を
作製する際にTi膜厚を特定の膜厚に制御すればTEモード
とTMモードの完全結合長を再現よく一致させられること
を見い出したことを利用するものである。
また、本発明では従来の方向性結合形光スイッチで通
常用いられている光軸（Ｚ軸）方向に垂直に切り出した
基板（Ｚ板）ではなくＸ軸に対して垂直に切り出した基
板（Ｘ板）を用いている。上述のTE,TMモードの完全結
合長が一致する条件を満たす光方向性結合器を構成する
光導波路の屈折率は従来の方向性結合形光スイッチを構
成する光導波路の屈折率より小さいため、同一の完全結
合長の光方向性結合器を比べた場合、従来よりも光導波
路間の間隔は大きくなる。そこで、光導波路上に電極を
設置して深さ方向の電界成分を利用して制御するＺ板を
用いるよりもＸ板を用いて基板表面方向（Ｚ方向）電界
成分を利用して制御する方がスイッチ電圧は低いため本
発明ではＸ板を用いる。
常用いられている光軸（Ｚ軸）方向に垂直に切り出した
基板（Ｚ板）ではなくＸ軸に対して垂直に切り出した基
板（Ｘ板）を用いている。上述のTE,TMモードの完全結
合長が一致する条件を満たす光方向性結合器を構成する
光導波路の屈折率は従来の方向性結合形光スイッチを構
成する光導波路の屈折率より小さいため、同一の完全結
合長の光方向性結合器を比べた場合、従来よりも光導波
路間の間隔は大きくなる。そこで、光導波路上に電極を
設置して深さ方向の電界成分を利用して制御するＺ板を
用いるよりもＸ板を用いて基板表面方向（Ｚ方向）電界
成分を利用して制御する方がスイッチ電圧は低いため本
発明ではＸ板を用いる。
またさらに、本発明では、第３図の従来の光スイッチ
とは異なり、方向性結合器の光透過方向全体にわたって
２本の光導波路間隔は一定であり、また、制御電極は方
向性結合器全体にわたって連続して設置されている。こ
のように方向性結合器の結合係数が一様な場合でもr33
を利用するモード（本発明ではTEモード）に対するスイ
ッチ電圧の3.5倍付近のある電圧を選択して印加すれば
少くとも波長1.3μｍ付近においてはクロストークが−2
0dB以下と十分に小さい値が得られることを見出した結
果に基づいている。すなわち印加電圧は第３図の従来の
光スイッチに比べると大幅に低減される。
とは異なり、方向性結合器の光透過方向全体にわたって
２本の光導波路間隔は一定であり、また、制御電極は方
向性結合器全体にわたって連続して設置されている。こ
のように方向性結合器の結合係数が一様な場合でもr33
を利用するモード（本発明ではTEモード）に対するスイ
ッチ電圧の3.5倍付近のある電圧を選択して印加すれば
少くとも波長1.3μｍ付近においてはクロストークが−2
0dB以下と十分に小さい値が得られることを見出した結
果に基づいている。すなわち印加電圧は第３図の従来の
光スイッチに比べると大幅に低減される。
次に本発明の実施例を説明する 第１図（ａ）は本発明による光導波路スイッチの一実
施例を示す斜視図である。Ｘ軸に垂直に切り出したLiNb
O3基板11上に幅が数〜十数μｍのTi膜パターンを熱拡散
して形成した光導波路2,3が近接して設置され方向性結
合器４を構成している。本実施例では第２図（ａ）の例
とは異なりTi膜幅、Ti膜厚と拡散温度，時間を調整して
TM,TE両モードに対する完全結合長が一致し、それが方
向性結合器４の結合部の長さに一致するように選ばれて
いる。基板中に拡散されたTiはガウス分布をしているが
本実施例ではその平均濃度は0.6〜0.9％となるように制
御されているので上述のTM,TE両モードの完全結合長の
一致が得られる。このときの方向性結合器の長さと両モ
ードの結合度の関係を第１図（ｂ）に示す。光方向性結
合器４を構成する光導波路2,3の間には制御電極12が、
光導波路2,3の外側にはそれぞれ制御電極13,14が設置さ
れている。制御電極12と13,14の間に電圧を印加すると
光導波路2,3中には互いに逆向きの電界が生じ、互いに
逆極性の屈折率変化が生じてスイッチング動作が得られ
る。すなわち、電圧０の状態では光方向性結合器４はT
E,TM両モードに対して結合度１であり、光導波路２への
入射光16は出射光７となるが、適当な印加電圧の下では
両モードとも結合度０となり入射光16は出射光８とな
る。このスイッチングに必要な印加電圧は従来の偏光に
依存しない光スイッチの半分以下である。
施例を示す斜視図である。Ｘ軸に垂直に切り出したLiNb
O3基板11上に幅が数〜十数μｍのTi膜パターンを熱拡散
して形成した光導波路2,3が近接して設置され方向性結
合器４を構成している。本実施例では第２図（ａ）の例
とは異なりTi膜幅、Ti膜厚と拡散温度，時間を調整して
TM,TE両モードに対する完全結合長が一致し、それが方
向性結合器４の結合部の長さに一致するように選ばれて
いる。基板中に拡散されたTiはガウス分布をしているが
本実施例ではその平均濃度は0.6〜0.9％となるように制
御されているので上述のTM,TE両モードの完全結合長の
一致が得られる。このときの方向性結合器の長さと両モ
ードの結合度の関係を第１図（ｂ）に示す。光方向性結
合器４を構成する光導波路2,3の間には制御電極12が、
光導波路2,3の外側にはそれぞれ制御電極13,14が設置さ
れている。制御電極12と13,14の間に電圧を印加すると
光導波路2,3中には互いに逆向きの電界が生じ、互いに
逆極性の屈折率変化が生じてスイッチング動作が得られ
る。すなわち、電圧０の状態では光方向性結合器４はT
E,TM両モードに対して結合度１であり、光導波路２への
入射光16は出射光７となるが、適当な印加電圧の下では
両モードとも結合度０となり入射光16は出射光８とな
る。このスイッチングに必要な印加電圧は従来の偏光に
依存しない光スイッチの半分以下である。
なお、通常、光導波路上に制御電極を設置する場合に
は、電極による光吸収を防ぐため光導波路上にSiO2膜等
のバッファ層を介して制御電極を設置するが、本実施例
では制御電極13,14は光導波路上にないためバッファ層
が不要であり、若干の光波エネルギーが浸み出す制御電
極12の下のみにバッファ層を設置すればよい。このため
バッファ層を介することによる電界強度の低下が小さく
なり、バッファ層を使用したＺ板上のスイッチよりもス
イッチ電圧は小さい。また、さらに制御電極12の下に酸
化マグネシウム（MgO）を拡散して屈折率を低下させる
ことにより、バッファ層を除いても光吸収を小さくする
ことができ、スィッチ電圧はさらに低減する。
は、電極による光吸収を防ぐため光導波路上にSiO2膜等
のバッファ層を介して制御電極を設置するが、本実施例
では制御電極13,14は光導波路上にないためバッファ層
が不要であり、若干の光波エネルギーが浸み出す制御電
極12の下のみにバッファ層を設置すればよい。このため
バッファ層を介することによる電界強度の低下が小さく
なり、バッファ層を使用したＺ板上のスイッチよりもス
イッチ電圧は小さい。また、さらに制御電極12の下に酸
化マグネシウム（MgO）を拡散して屈折率を低下させる
ことにより、バッファ層を除いても光吸収を小さくする
ことができ、スィッチ電圧はさらに低減する。
尚、基板に不純物を導入する方法は実施例では拡散を
用いたが他の方法、例えばイオン注入，イオン交換等の
方法でもよい。
用いたが他の方法、例えばイオン注入，イオン交換等の
方法でもよい。
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、スイッチ電圧が低く、また駆動方
法が簡単な光導波路スイッチが得られる。
対する依存性がなく、スイッチ電圧が低く、また駆動方
法が簡単な光導波路スイッチが得られる。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明による光導波路スイッチ
の一実施例を示す斜視図及びその特性を示す図、第２図
（ａ），（ｂ），第３図は従来の光導波路スイッチの一
例を示す斜視図及びその特性を示す図である。 11,31……LiNbO3結晶基板、4,34,44……光方向性結合
器、2,3,32,33,42,43……光導波路、12,13,14,3539,45,
46……制御電極、16……入射光、7,8,37,38,47,48……
出射光、
の一実施例を示す斜視図及びその特性を示す図、第２図
（ａ），（ｂ），第３図は従来の光導波路スイッチの一
例を示す斜視図及びその特性を示す図である。 11,31……LiNbO3結晶基板、4,34,44……光方向性結合
器、2,3,32,33,42,43……光導波路、12,13,14,3539,45,
46……制御電極、16……入射光、7,8,37,38,47,48……
出射光、
Claims (2)
- 【請求項１】Ｘ軸に垂直に切り出した電気光学効果を有
するニオブ酸リチウム結晶基板上に形成した光軸に垂直
方向に光波を伝搬させる互いに近接した２本の光導波路
からなる光方向性結合器と、前記２本の光導波路間及び
前記２本の光導波路の外側にそれぞれ設置されたＺ軸方
向に電界を印加するための３本の制御電極とからなり、
前記光導波路は前記ニオブ酸リチウム結晶基板にチタン
を平均濃度0.6〜0.9で導入して形成したものであり、 電界成分が基板に垂直な偏光モード（TMモード）と基板
に平行な偏光モード（TEモード）に対する前記光方向性
結合器の結合係数がほぼ一致し、かつその結合係数は光
透過方向の一定の長さにおいて一様な値をもち、かつ、
その長さは前記光方向性結合器の完全結合長に等しく、
前記それぞれの制御電極は前記光方向性結合器の全体に
わたって連続しており、 前記光方向性結合器を構成する２本の光導波路間の制御
電極下のみにバッファ層が形成され、他の２つの制御電
極は直接基板に接しており、 前記制御電極への印加電圧を、TEモードの結合度が最初
に最小となる電圧値の３倍程度以上でかつTEモード、TM
モードともに結合度が０付近となる電圧値、または0Vと
することによりスイッチング動作を行うことを特徴とす
る光導波路スイッチ。 - 【請求項２】Ｘ軸に垂直に切り出した電気光学効果を有
するニオブ酸リチウム結晶基板上に形成した光軸に垂直
方向に光波を伝搬させる互いに近接した２本の光導波路
からなる光方向性結合器と、前記２本の光導波路間及び
前記２本の光導波路の外側にそれぞれ設置されたＺ軸方
向に電界を印加するための３本の制御電極とからなり、
前記光導波路は前記ニオブ酸リチウム結晶基板にチタン
を平均濃度0.6〜0.9で導入して形成したものであり、 電界成分が基板に垂直な偏光モード（TMモード）と基板
に平行な偏光モード（TEモード）に対する前記光方向性
結合器の結合係数がほぼ一致し、かつその結合係数は光
透過方向の一定の長さにおいて一様な値をもち、かつ、
その長さは前記光方向性結合器の完全結合長に等しく、
前記それぞれの制御電極は前記光方向性結合器の全体に
わたって連続しており、 前記光方向性結合器を構成する２本の光導波路間の制御
電極下にマグネシウムを含む領域が形成され、３つの制
御電極は直接基板に接しており、 前記制御電極への印加電圧を、TEモードの結合度が最初
に最小となる電圧値の３倍程度以上でかつTEモード、TM
モードともに結合度が０付近となる電圧値、または0Vと
することによりスイッチング動作を行うことを特徴とす
る光導波路スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63004151A JP2635986B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 光導波路スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63004151A JP2635986B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 光導波路スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179918A JPH01179918A (ja) | 1989-07-18 |
| JP2635986B2 true JP2635986B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=11576763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63004151A Expired - Lifetime JP2635986B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 光導波路スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635986B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7809217B2 (en) | 2007-01-23 | 2010-10-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Light control element |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4997245A (en) * | 1990-01-04 | 1991-03-05 | Smiths Industries Aerospace & Defense Systems Incorporated | Polarization independent optical switches |
| CN111290191B (zh) * | 2020-02-19 | 2023-07-18 | 联合微电子中心有限责任公司 | 定向耦合器及基于氮化硅平台的光开关 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161837A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Nec Corp | Optical switching method |
-
1988
- 1988-01-11 JP JP63004151A patent/JP2635986B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 昭和６２年電子情報通信学会半導体・材料部門全国大会予稿集２−１４０〜１４１頁（発表番号３５３、３５４） |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7809217B2 (en) | 2007-01-23 | 2010-10-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Light control element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01179918A (ja) | 1989-07-18 |
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