JP2806426B2 - Light switch - Google Patents
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-
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光スイッチに関
し、特に光ファイバ通信や光情報処理等の分野で用いら
れる光スイッチに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch, and more particularly, to an optical switch used in fields such as optical fiber communication and optical information processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光通信システムや光情報処理システムの
高速化には、伝送路、多重／分離回路、さらには論理回
路に光−電気又は電気−光の変換を用いない全光化シス
テムの構築が必要であると考えられる。このような全光
化システムの構築には、高速動作の可能な光制御素子が
求められる。従来、光制御素子においては電気信号によ
り光制御を行う方法（電気−光制御）がとられてきた
が、近年、より高速性が期待される方法として、光によ
り光制御を行う方法（光−光制御）が注目されている。
特に、光通信システムにおいて、高速動作可能な光−光
制御によるスイッチ（光−光スイッチ）を光分離回路
（光デマルチプレクサ）に用いることができれば、時間
分割多重方式による大容量化を実現する上で大きなブレ
イクスルーとなる。2. Description of the Related Art To increase the speed of an optical communication system or an optical information processing system, an all-optical system that does not use optical-electric or electric-optical conversion for a transmission line, a multiplexing / demultiplexing circuit, and a logic circuit. Is considered necessary. To construct such an all-optical system, a light control element capable of high-speed operation is required. Conventionally, in the light control element, a method of performing light control by an electric signal (electric-light control) has been adopted. However, in recent years, a method of performing light control by light (light-light control) has been expected as a method expected to have higher speed. Light control) is attracting attention.
In particular, if an optical-optical control switch (optical-optical switch) capable of operating at high speed can be used for an optical demultiplexing circuit (optical demultiplexer) in an optical communication system, a large capacity can be realized by a time division multiplexing method. Is a big breakthrough.
【０００３】光−光スイッチを実用化上で要求される性
能は、上記のような高速性だけでなく、低スイッチング
エネルギー、高頻度の繰り返し動作、コンパクトなサイ
ズなど多岐にわたる。特に、スイッチングエネルギーに
関しては、半導体レーザ、ファイバアンプ、又は半導体
レーザアンプによって到達可能な光パルスエネルギーの
範囲内にあることが求められる。[0003] The performance required for practical use of an optical-optical switch is not limited to the above-described high speed, but also includes a wide range such as low switching energy, frequent repetitive operation, and compact size. In particular, the switching energy is required to be within the range of the light pulse energy that can be reached by the semiconductor laser, the fiber amplifier, or the semiconductor laser amplifier.
【０００４】要求される性能を実現する上でまず問題と
なるのは、光−光スイッチの駆動原理である非線形光学
効果のフィギュアオブメリットχ(3) ／τα（χ(3) ：
非線形性の大きさ、τ：応答時間、α：信号損失）が一
般的にほぼ一定であるという点である。すなわち、大き
な非線形性と高速性とを同時に満足する非線形光学効果
を得ることは困難であると考えられている。非線形光学
効果を非共鳴励起型と共鳴励起型に大別した場合、ま
ず、非共鳴励起型においては、高速性が期待されるが、
非線形性が小さいという問題がある。現在のところ、非
共鳴励起による非線形光学効果を実用レベルのスイッチ
ングエネルギーで利用することはかなり難しいと考えら
れる。これに対して、共鳴励起型においては、非線形光
学媒質中に実励起される電子の緩和が遅く、高速動作実
現の上で問題となるが、非線形性は大きい。この点は、
実用上大きな魅力であり、遅い緩和の問題を解決し高速
動作を実現する様な方法が提案されてきた。ここでは、
高効率な共鳴励起非線形光学効果を利用した光−光スイ
ッチの従来例を挙げる。The first problem in realizing the required performance is the figure of merit of the nonlinear optical effect, which is the driving principle of the optical-optical switch, χ (3) / τα (χ (3) :
The magnitude of the nonlinearity, τ: response time, α: signal loss) is generally substantially constant. That is, it is considered difficult to obtain a nonlinear optical effect that satisfies both large nonlinearity and high speed at the same time. When the nonlinear optical effect is roughly classified into a non-resonant excitation type and a resonance excitation type, first, high speed is expected in the non-resonance excitation type,
There is a problem that the nonlinearity is small. At present, it is considered to be quite difficult to utilize the nonlinear optical effect due to non-resonant excitation at a practical level of switching energy. On the other hand, in the resonance excitation type, the relaxation of electrons actually excited in the nonlinear optical medium is slow, which is a problem in realizing high-speed operation, but the nonlinearity is large. This point
A method that is attractive in practical use and that solves the problem of slow relaxation and realizes high-speed operation has been proposed. here,
A conventional example of an optical-optical switch using a highly efficient resonance-excited nonlinear optical effect will be described.
【０００５】特開平２−１９３１２８号公報には、半導
体光増幅媒質において、制御光入射によるキャリア密度
の減少によって生じる非線形屈折率変化を利用した光−
光制御方式の光スイッチが、記載されている。この光ス
イッチの構成は、図３のように表わされる。ファイバか
ら成る３ｄＢカプラ２２，２３によりマッハ・ツェンダ
ー干渉計が構成されており、信号光は信号光入力ポート
２５より入射され、３ｄＢカプラ２２で分岐され、３ｄ
Ｂカプラ２３で干渉する。干渉する二光波の位相差によ
り、信号光が信号光出力ポート２７，２８のどちらから
出力されるかが、定まる。マッハ・ツェンダー干渉計の
一方のアームには、非線形導波路２１が挿入される。こ
の非線形光導波路２１は、電流が印加され、光増幅作用
を有する。波長を利得領域に設定された制御光は、制御
光入力ポート２６より入射され、ファイバから成る波長
選択カプラ２４を通過して非線形光導波路２１へ入力さ
れる。制御光が入射されると、非線形光導波路２１にお
いては、制御光増幅に伴ってキャリアが減少し、屈折率
変化が引き起こされる。このとき、非線形光導波路２１
を通過する信号光は、非線形位相シフトを受ける。信号
光が信号光出力ポート２７より出射される状態を初期状
態とした場合、非線形光導波路２１における屈折率変化
により、信号光の出射ポートは、信号光出力ポート２８
に切り替わる。こうして、制御光による信号光の切替動
作が可能となる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 193128/1990 discloses that a semiconductor optical amplification medium utilizes a nonlinear refractive index change caused by a decrease in carrier density due to incident control light.
An optical switch of the light control type is described. The configuration of this optical switch is represented as shown in FIG. A Mach-Zehnder interferometer is constituted by the 3 dB couplers 22 and 23 made of fiber, and the signal light enters from the signal light input port 25 and is branched by the 3 dB coupler 22 to be 3d.
Interference occurs at the B coupler 23. The phase difference between the two interfering lightwaves determines which of the signal light output ports 27 and 28 the signal light is output from. A nonlinear waveguide 21 is inserted into one arm of the Mach-Zehnder interferometer. A current is applied to the nonlinear optical waveguide 21 to have an optical amplification effect. The control light whose wavelength is set in the gain region is input from the control light input port 26, passes through the wavelength selective coupler 24 made of fiber, and is input to the nonlinear optical waveguide 21. When the control light is incident, the carriers in the nonlinear optical waveguide 21 decrease along with the amplification of the control light, and the refractive index changes. At this time, the nonlinear optical waveguide 21
Is subjected to a nonlinear phase shift. When the state in which the signal light is emitted from the signal light output port 27 is the initial state, the signal light emission port is changed to the signal light output port 28 due to a change in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 21.
Switch to Thus, the switching operation of the signal light by the control light becomes possible.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記に説明した従来の
光スイッチにおける第一の問題点は、信号光と共に制御
光も出射され、これを取り除く手段が必要となることで
ある。また、制御光は増幅された上で取り除かれること
になり、エネルギーの無駄である。A first problem of the above-mentioned conventional optical switch is that control light is emitted together with signal light, and a means for removing the control light is required. Further, the control light is amplified and then removed, which is a waste of energy.
【０００７】第二の問題点は、信号光が初期状態に戻る
には半導体媒質中のキャリア密度が元に戻る必要があ
り、動作速度はキャリア寿命で制限されることである。The second problem is that the carrier density in the semiconductor medium must return to the original state in order for the signal light to return to the initial state, and the operating speed is limited by the carrier life.
【０００８】本発明の目的は、上記のような実用上の問
題を解決し、高速かつ高効率な光−光スイッチを提供す
ることにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned practical problems and to provide a high-speed and high-efficiency optical-optical switch.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、マッハ・ツェ
ンダー干渉計を用い、制御光により信号光を制御する光
スイッチにおいて、一方のアームに前記信号光とは逆方
向に伝搬する前記制御光を入射する手段を設け、該アー
ムの信号光出射側に該制御光の増幅により非線形屈折率
変化を生じる利得媒質で成る光導波路を挿入し、さらに
該アームの信号光入射側に該制御光の吸収により非線形
屈折率変化を生じる媒質で成る光導波路を挿入して構成
される。According to the present invention, there is provided an optical switch for controlling a signal light by a control light using a Mach-Zehnder interferometer, wherein the control light propagating in one arm in the opposite direction to the signal light. Is provided, and an optical waveguide made of a gain medium that causes a non-linear refractive index change by amplification of the control light is inserted into the signal light emission side of the arm. It is configured by inserting an optical waveguide made of a medium that causes a nonlinear refractive index change by absorption.
【００１０】また、本発明は、制御光に対し利得を示す
非線形光導波路と制御光に対して吸収を示す非線形光導
波路の間に制御光遅延回路を設けて構成される。Further, the present invention is configured by providing a control light delay circuit between a nonlinear optical waveguide exhibiting gain for control light and a nonlinear optical waveguide exhibiting absorption for control light.
【００１１】さらに、本発明は、制御光遅延回路内にバ
イアス電流を印加した半導体光導波路を挿入して構成さ
れる。Further, according to the present invention, a semiconductor optical waveguide to which a bias current is applied is inserted into a control optical delay circuit.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】次に、本発明の二つの実施の形態
例について、図面を参照して説明する。Next, two embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１３】図１は、本発明の第１実施の形態例の構成
を示す図である。ファイバから成る３ｄＢカプラ３，４
によりマッハ・ツェンダー干渉計が構成されており、信
号光は信号光入力ポート１１より入射され、３ｄＢカプ
ラ３で分岐され、３ｄＢカプラ４で干渉する。干渉する
二光波の位相差により、信号光が信号光出力ポート１
３，１４のどちらから出力されるかが、定まる。このマ
ッハ・ツェンダー干渉計の一方のアームに、半導体光増
幅媒質から成る非線形光導波路１、半導体から成る非線
形光導波路２が挿入されている。非線形光導波路１，２
は、いずれもＩｎＧａＡｓＰをコアとし、ＩｎＰをクラ
ッドとする埋め込み型の半導体光導波路である。これら
の半導体光導波路は、ｎドープＩｎＰ基板上にノンドー
プＩｎＧａＡｓＰを有機金属気相エピタキシー（ＭＯＶ
ＰＥ）法により成長させ、リソグラフィーおよびウェッ
トエッチングによりストライプ状に加工し、再びＭＯＶ
ＰＥ法によりＩｎＰを埋め込み成長させ、最後にｐドー
プＩｎＧａＡｓキャップ層を成長させることにより作成
された。さらに、これらの半導体導波路には、表面およ
び裏面に電極が形成され、両端面には無反射コーティン
グが施されている。ＩｎＧａＡｓＰで成る光導波部は、
吸収端波長１．５０μｍであり、厚さ０．３μｍ、幅１
μｍ、長さ３００μｍである。非線形光導波路１にはバ
イアス電流が印加されており、利得ピーク波長は１．４
７μｍとなった。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. 3 dB couplers 3 and 4 made of fiber
Constitute a Mach-Zehnder interferometer. The signal light enters from the signal light input port 11, is branched by the 3 dB coupler 3, and interferes with the 3 dB coupler 4. Due to the phase difference between the two interfering light waves, the signal light is transmitted to the signal light output port 1.
It is determined which of 3 and 14 is output. A nonlinear optical waveguide 1 made of a semiconductor optical amplification medium and a nonlinear optical waveguide 2 made of a semiconductor are inserted into one arm of the Mach-Zehnder interferometer. Nonlinear optical waveguides 1, 2
Are embedded semiconductor optical waveguides each having InGaAsP as a core and InP as a cladding. In these semiconductor optical waveguides, non-doped InGaAsP is formed on an n-doped InP substrate by metal-organic vapor phase epitaxy (MOV).
PE) method, processed into stripes by lithography and wet etching, and
It was formed by burying and growing InP by the PE method and finally growing a p-doped InGaAs cap layer. Further, these semiconductor waveguides have electrodes formed on the front and back surfaces, and are provided with antireflection coating on both end surfaces. The optical waveguide portion made of InGaAsP is:
Absorption edge wavelength 1.50 μm, thickness 0.3 μm, width 1
μm and a length of 300 μm. A bias current is applied to the nonlinear optical waveguide 1, and the gain peak wavelength is 1.4.
7 μm.
【００１４】用いた制御光パルスはパルス幅１ｐｓ、波
長１．４７μｍであり、この波長は非線形光導波路１を
成す半導体光増幅媒質の利得領域かつ非線形光導波路２
を成す半導体の吸収領域に設定されている。制御光は、
まず制御光入力ポート１２より入射され、ファイバから
成る波長選択カプラ５を通過して非線形光導波路１へ入
射される。非線形光導波路１では、制御光がキャリアを
減少させることにより屈折率変化を引き起こしながら、
制御光自身が増幅される。その後、非線形光導波路２へ
入射される。非線形光導波路２では、制御光は吸収さ
れ、キャリアが生成され、これにより屈折率変化が引き
起こされる。ここでは、非線形光導波路１から非線形光
導波路２までの光路長は３ｍｍとなるよう設定した。The control light pulse used has a pulse width of 1 ps and a wavelength of 1.47 μm. This wavelength is in the gain region of the semiconductor optical amplifying medium constituting the nonlinear optical waveguide 1 and the nonlinear optical waveguide 2.
Are set in the semiconductor absorption region. The control light is
First, the light enters from the control light input port 12, passes through the wavelength selective coupler 5 made of fiber, and enters the nonlinear optical waveguide 1. In the nonlinear optical waveguide 1, while the control light causes a change in the refractive index by reducing the carrier,
The control light itself is amplified. Thereafter, the light enters the nonlinear optical waveguide 2. In the nonlinear optical waveguide 2, the control light is absorbed, and carriers are generated, thereby causing a change in the refractive index. Here, the optical path length from the nonlinear optical waveguide 1 to the nonlinear optical waveguide 2 was set to be 3 mm.
【００１５】他方、信号光は波長が１．５５μｍに設定
され、非線形光導波路２，１の順に通過する。初期状態
では、信号光は信号光出力ポート１３より出射されてい
る。制御光が入射されると、信号光は、まず、非線形光
導波路１での屈折率の増加による非線形位相シフトを受
ける。しかし、１０ｐｓの後、非線形光導波路１での屈
折率増加、非線形光導波路２での屈折率減少の影響をあ
わせて受けるようになり、トータルの非線形位相シフト
は再びゼロとなる。したがって、非線形光導波路１での
屈折率変化のみを受けている１０ｐｓの間だけ、信号光
の出力されるポートは信号光出力ポート１４へ切り替わ
る。On the other hand, the signal light has a wavelength set to 1.55 μm and passes through the nonlinear optical waveguides 2 and 1 in this order. In the initial state, the signal light is emitted from the signal light output port 13. When the control light is incident, the signal light first undergoes a nonlinear phase shift due to an increase in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 1. However, after 10 ps, the influence of the increase in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 1 and the decrease in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 2 are obtained, and the total nonlinear phase shift becomes zero again. Therefore, the port to which the signal light is output is switched to the signal light output port 14 only for 10 ps during which only the change in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 1 is received.
【００１６】すなわち、非線形光導波路での屈折率変化
の緩和にはキャリア寿命程度の時間がかかるが、スイッ
チング動作は、非線形光導波路１，２での屈折率変化の
立ち上がりでそれぞれオンおよびオフが起こり、キャリ
ア寿命で制限されない高速動作が実現される。また、制
御光が非線形光導波路１で増幅される作用も利用される
ため、素子に入射される制御光パルスエネルギーは０．
５ｐＪ程度となり、低エネルギー動作も実現される。さ
らに、制御光パルスは、最終的に非線形光導波路２で吸
収され、素子を出射する信号光から制御光を分離する手
段が必要でない。That is, while it takes time for the carrier life to reduce the refractive index change in the nonlinear optical waveguide, the switching operation is turned on and off at the rise of the refractive index change in the nonlinear optical waveguides 1 and 2, respectively. Thus, high-speed operation not limited by the carrier life is realized. In addition, since the function of amplifying the control light in the nonlinear optical waveguide 1 is also used, the control light pulse energy incident on the element is equal to 0.1.
This is about 5 pJ, and low-energy operation is also realized. Further, the control light pulse is finally absorbed by the nonlinear optical waveguide 2, and no means is required for separating the control light from the signal light emitted from the element.
【００１７】図２は、本発明の第２実施の形態例の構成
を示す図である。構成は図１に示した第１実施の形態例
とほぼ同様であり、３ｄＢカプラ３，４によりマッハ・
ツェンダー干渉計が構成され、一方のアームに、半導体
光増幅媒質から成る非線形光導波路１、半導体から成る
非線形光導波路２が挿入されている。非線形光導波路
１，２は、いずれもＩｎＧａＡｓＰをコアとしＩｎＰを
クラッドとする埋め込み型の半導体光導波路であり、吸
収端波長１．５０μｍ、バイアス電流が印加された非線
形光導波路１における利得ピーク波長は１．４７μｍと
なった。非線形光導波路１，２の間には、波長選択カプ
ラ６，７により制御光のみが一旦分岐され再び合流され
る制御光遅延回路が設けられている。さらに、この遅延
回路上に、バイアス電流を印加された半導体導波路が設
けられている。これも、ＩｎＧａＡｓＰをコアとしＩｎ
Ｐをクラッドとする埋め込み型の半導体光導波路であ
り、利得領域と吸収領域の境界である透明波長が１．４
７μｍとなるようにバイアス電流が印加される。ここで
は、遅延回路による制御光パルスの信号光に対する遅れ
は、１０ｐｓとなるよう設定した。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. The configuration is almost the same as that of the first embodiment shown in FIG.
A zender interferometer is configured, and a nonlinear optical waveguide 1 made of a semiconductor optical amplification medium and a nonlinear optical waveguide 2 made of a semiconductor are inserted into one arm. Each of the nonlinear optical waveguides 1 and 2 is a buried semiconductor optical waveguide having InGaAsP as a core and InP as a cladding. The gain peak wavelength of the nonlinear optical waveguide 1 to which the absorption edge wavelength is 1.50 μm and the bias current is applied is: It was 1.47 μm. Between the nonlinear optical waveguides 1 and 2, there is provided a control light delay circuit in which only the control light is once branched by the wavelength selection couplers 6 and 7 and rejoined. Further, a semiconductor waveguide to which a bias current is applied is provided on the delay circuit. This is also based on InGaAsP core and In
This is a buried semiconductor optical waveguide having P as a cladding, and a transparent wavelength which is a boundary between a gain region and an absorption region is 1.4.
A bias current is applied so as to be 7 μm. Here, the delay of the control light pulse with respect to the signal light by the delay circuit is set to be 10 ps.
【００１８】用いた制御光パルスはパルス幅１ｐｓ、波
長１．４７μｍであり、この波長は非線形光導波路１を
成す半導体光増幅媒質の利得領域かつ非線形光導波路２
を成す半導体の吸収領域に設定されている。制御光は、
まず制御光入力ポート１２より入射され、ファイバから
成る波長選択カプラ５を通過して非線形光導波路１へ入
射される。非線形光導波路１では、制御光がキャリアを
減少させることにより屈折率変化を引き起こしながら、
制御光自身が増幅される。その後、非線形光導波路２へ
入射される。非線形光導波路２では、制御光は吸収さ
れ、キャリアが生成され、これにより屈折率変化が引き
起こされる。The control light pulse used has a pulse width of 1 ps and a wavelength of 1.47 μm. This wavelength is in the gain region of the semiconductor optical amplification medium forming the nonlinear optical waveguide 1 and the nonlinear optical waveguide 2.
Are set in the semiconductor absorption region. The control light is
First, the light enters from the control light input port 12, passes through the wavelength selective coupler 5 made of fiber, and enters the nonlinear optical waveguide 1. In the nonlinear optical waveguide 1, while the control light causes a change in the refractive index by reducing the carrier,
The control light itself is amplified. Thereafter, the light enters the nonlinear optical waveguide 2. In the nonlinear optical waveguide 2, the control light is absorbed, and carriers are generated, thereby causing a change in the refractive index.
【００１９】他方、信号光は波長が１．５５μｍに設定
され、非線形光導波路２，１の順に通過する。初期状態
では、信号光は、信号光出力ポート１３より出射されて
いる。制御光が入射されると、信号光は、まず、非線形
光導波路１での屈折率の増加による非線形位相シフトを
受ける。しかし、１０ｐｓの後、非線形光導波路１での
屈折率増加、非線形光導波路２での屈折率減少の影響を
あわせて受けるようになり、トータルの非線形位相シフ
トは再びゼロとなる。さらに、この素子では、半導体光
導波路８へのバイアス電流を変化させることによって、
非線形光導波路２へ入射される制御光パルスエネルギー
の大きさが調節可能である。すなわち、非線形光導波路
１を出射する制御光パルスよりも大きなエネルギーの制
御光パルスを非線形光導波路２に入射する必要がある場
合には、半導体光導波路８のバイアス電流を増加させ制
御光パルスを増幅する。逆に、非線形光導波路１を出射
する制御光パルスよりも小さなエネルギーの制御光パル
スを非線形光導波路２に入射する必要がある場合には、
半導体光導波路８のバイアス電流を減少させ制御光パル
スを部分的に吸収する。したがって、非線形光導波路１
および２での非線形位相シフトの和が完全にゼロとなる
よう調節される。非線形光導波路１での屈折率変化のみ
を受けている１０ｐｓの間だけ、信号光の出力されるポ
ートは信号光出力ポート１４へ切り替わる。On the other hand, the signal light has a wavelength set to 1.55 μm and passes through the nonlinear optical waveguides 2 and 1 in this order. In the initial state, the signal light is emitted from the signal light output port 13. When the control light is incident, the signal light first undergoes a nonlinear phase shift due to an increase in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 1. However, after 10 ps, the influence of the increase in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 1 and the decrease in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 2 are obtained, and the total nonlinear phase shift becomes zero again. Further, in this device, by changing the bias current to the semiconductor optical waveguide 8,
The magnitude of the control light pulse energy incident on the nonlinear optical waveguide 2 is adjustable. That is, when it is necessary to input a control light pulse having a larger energy than the control light pulse emitted from the nonlinear optical waveguide 1 to the nonlinear optical waveguide 2, the bias current of the semiconductor optical waveguide 8 is increased to amplify the control light pulse. I do. Conversely, when a control light pulse having energy smaller than that of the control light pulse emitted from the nonlinear optical waveguide 1 needs to be incident on the nonlinear optical waveguide 2,
The bias current of the semiconductor optical waveguide 8 is reduced to partially absorb the control light pulse. Therefore, the nonlinear optical waveguide 1
And the sum of the non-linear phase shifts at 2 is adjusted to be completely zero. The port to which the signal light is output is switched to the signal light output port 14 only during 10 ps during which only the change in the refractive index in the nonlinear optical waveguide 1 is received.
【００２０】以上、ＩｎＧａＡｓＰをコアとしＩｎＰを
クラッドとする非線形光導波路を用いた光スイッチを例
にとって説明したが、本発明によれば、ＩｎＰ基板上に
形成しうるＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸
構造をコアとする場合、又はＧａＡｓ基板上に形成しう
る材料を用いた場合など他の材料から成る非線形光導波
路を用いた場合においても、同様の効果がみられる。ま
た、ファイバから成る３ｄＢカプラ、波長選択カプラを
用いてマッハ・ツェンダー干渉計を構成した光スイッチ
を例にとって説明したが、本発明によれば、マッハ・ツ
ェンダー干渉計をビームスプリッタを用いて構成した場
合、又は半導体基板上にモノリシックに形成された光回
路により構成した場合など他の部品を用いて構成した場
合においても、同様の効果がみられる。Although the optical switch using a nonlinear optical waveguide having InGaAsP as a core and InP as a clad has been described above as an example, according to the present invention, an InGaAs / InGaAsP multiple quantum well structure which can be formed on an InP substrate is provided. Similar effects can be obtained when a non-linear optical waveguide made of another material is used, such as when a core is used or when a material that can be formed on a GaAs substrate is used. Also, an optical switch in which a Mach-Zehnder interferometer is configured using a 3 dB coupler made of fiber and a wavelength selective coupler has been described as an example. According to the present invention, a Mach-Zehnder interferometer is configured using a beam splitter. The same effect can be obtained in the case of using the optical circuit formed monolithically on the semiconductor substrate, or in the case of using other components such as an optical circuit.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光スイッ
チによれば、高速、高効率の光スイッチングが可能とな
り、また信号光出射部に制御光を分離する手段が不要で
簡単な構成となる。As described above, according to the optical switch of the present invention, high-speed and high-efficiency optical switching can be performed, and a simple structure can be achieved without a means for separating the control light in the signal light emitting section. Become.
【図１】本発明の光スイッチの第１実施の形態例の構成
を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a first embodiment of an optical switch according to the present invention.
【図２】本発明の光スイッチの第２実施の形態例の構成
を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an optical switch according to a second embodiment of the present invention;
【図３】従来の技術による光スイッチの構成を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an optical switch according to a conventional technique.
１ 非線形光導波路 ２ 非線形光導波路 ３ ３ｄＢカプラ ４ ３ｄＢカプラ ５ 波長選択カプラ ６ 波長選択カプラ ７ 波長選択カプラ ８ 半導体光導波路 １１ 信号光入力ポート １２ 制御光入力ポート １３ 信号光出力ポート １４ 信号光出力ポート ２１ 非線形光導波路 ２２ ３ｄＢカプラ ２３ ３ｄＢカプラ ２４ 波長選択カプラ ２５ 信号光入力ポート ２６ 制御光入力ポート ２７ 信号光出力ポート ２８ 信号光出力ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nonlinear optical waveguide 2 Nonlinear optical waveguide 3 3dB coupler 4 3dB coupler 5 Wavelength selection coupler 6 Wavelength selection coupler 7 Wavelength selection coupler 8 Semiconductor optical waveguide 11 Signal light input port 12 Control light input port 13 Signal light output port 14 Signal light output port DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Nonlinear optical waveguide 22 3dB coupler 23 3dB coupler 24 Wavelength selection coupler 25 Signal light input port 26 Control light input port 27 Signal light output port 28 Signal light output port
Claims (3)
光により信号光を制御する光スイッチにおいて、一方の
アームに前記信号光とは逆方向に伝搬する前記制御光を
入射する手段を設け、前記アームの信号光出射側に前記
制御光の増幅により非線形屈折率変化を生じる利得媒質
で成る光導波路を挿入し、さらに前記アームの信号光入
射側に前記制御光の吸収により非線形屈折率変化を生じ
る媒質で成る光導波路を挿入したことを特徴とする光ス
イッチ。1. An optical switch for controlling a signal light by a control light using a Mach-Zehnder interferometer, comprising: means for injecting the control light propagating in the opposite direction to the signal light into one arm; An optical waveguide made of a gain medium that causes a nonlinear refractive index change by amplification of the control light is inserted on the signal light emission side of the arm, and a nonlinear refractive index change is caused on the signal light incident side of the arm by absorption of the control light. An optical switch, wherein an optical waveguide made of a medium is inserted.
波路と前記制御光に対して吸収を示す非線形光導波路の
間に制御光遅延回路を設けたことを特徴とする請求項１
記載の光スイッチ。2. A control optical delay circuit is provided between a nonlinear optical waveguide exhibiting a gain with respect to the control light and a nonlinear optical waveguide exhibiting an absorption with respect to the control light.
An optical switch as described.
した半導体光導波路を挿入したことを特徴とする請求項
２記載の光スイッチ。3. The optical switch according to claim 2, wherein a semiconductor optical waveguide to which a bias current is applied is inserted in the control optical delay circuit.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8268203A JP2806426B2 (en) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | Light switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8268203A JP2806426B2 (en) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | Light switch |
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|---|---|
| JPH10115845A JPH10115845A (en) | 1998-05-06 |
| JP2806426B2 true JP2806426B2 (en) | 1998-09-30 |
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ID=17455360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-10-09 JP JP8268203A patent/JP2806426B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH10115845A (en) | 1998-05-06 |
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