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JPH04199030A - light switch - Google Patents

light switch

Info

Publication number
JPH04199030A
JPH04199030A JP33122490A JP33122490A JPH04199030A JP H04199030 A JPH04199030 A JP H04199030A JP 33122490 A JP33122490 A JP 33122490A JP 33122490 A JP33122490 A JP 33122490A JP H04199030 A JPH04199030 A JP H04199030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
electrode
light
layer
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33122490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyohide Wakao
若尾 清秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP33122490A priority Critical patent/JPH04199030A/en
Publication of JPH04199030A publication Critical patent/JPH04199030A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/29Devices 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
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3132Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the normal switching operation of a light transmission path performed by the existence of applied voltage to a first electrode in the connected region of two light waveguide paths by forming a second electrode around the input part of either one of two light waveguide paths. CONSTITUTION:In the connected region X of two light waveguide paths 2, 3, a second electrode 18 is formed around the input part of either light waveguide path, the light waveguide path 2, for instance. When high frequency voltage is applied to the second electrode 18, a light signal passing this part is changed in phase so as to have equivalent wavelength change. Accordingly, even if light signals of the same wavelength are inputted into two light waveguide paths 2, 3, both light signals do not interfere strongly with each other in the connected region X of the light waveguide paths 2, 3. The switching of a light transmission path performed by the existence of applied voltage to a first electrode 17 can be performed normally.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 2つの光導波路を結合した構造を有する光スィッチに関
し、 同一波長の光が入力する場合の動作を正確に行わせるこ
とを目的とし、 第一及び第二の導波路の結合領域においていずれか一方
の前記導波路に屈折率変化用の電極を取付けるとともに
、いずれか一方の前記導波路の入力側に位相変換素子又
は波長変換素子を設けたことを含み構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to an optical switch having a structure in which two optical waveguides are coupled, and the purpose of this invention is to accurately operate when light of the same wavelength is input. In the coupling region of the waveguides, an electrode for changing the refractive index is attached to one of the waveguides, and a phase conversion element or a wavelength conversion element is provided on the input side of one of the waveguides. do.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、光スィッチに関し、より詳しくは、2つの光
導波路の一部を結合させた構造を有する光スィッチに関
する。
The present invention relates to an optical switch, and more particularly to an optical switch having a structure in which parts of two optical waveguides are coupled.

近年、長距離・大容量の光通信システムが急速に発達し
、その存用性が高まった。この通信システムの信号を処
理する部分では、光信号を一端電気信号に変え、電気的
に処理した後に再び光信号に戻す方法が採られていた。
In recent years, long-distance, large-capacity optical communication systems have rapidly developed, and their usefulness has increased. In the signal processing section of this communication system, a method was used in which an optical signal was first converted into an electrical signal, and then converted back into an optical signal after being electrically processed.

しかし、光の広帯域性を生かす上でも、また、信号処理
部の構成素子数を凍らす上でも、光信号を光の状態のま
ま処理できる信号処理技術の開発が望まれていた。この
ような新しい光信号処理システムを構成する素子の一つ
に光スィッチがある。
However, in order to take advantage of the broadband nature of light and to reduce the number of components in a signal processing section, there has been a desire to develop a signal processing technology that can process optical signals in their optical state. One of the elements constituting such a new optical signal processing system is an optical switch.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光通信システムにおいて光伝送路を切り換える装置とし
て、光スィッチが提案されている。
Optical switches have been proposed as devices for switching optical transmission lines in optical communication systems.

この装置は、例えば第5図(a)に示すように、n−I
nP基板50の上にn−InP層51、n−InGaA
sP52層、n−InP層53、p−1nP層54を積
層するとともに、最上のp−1nP層54と、その下の
n−−1nP層53の上層部をパターニングして2つの
凸部を形成し、凸部の下のn−InGaAsP層52が
光導波路55.56となるように構成されている。
For example, as shown in FIG. 5(a), this device has an n-I
An n-InP layer 51 and an n-InGaA layer are formed on the nP substrate 50.
52 sP layers, an n-InP layer 53, and a p-1nP layer 54 are stacked, and the uppermost p-1nP layer 54 and the upper layer of the n-1nP layer 53 below are patterned to form two convex portions. However, the n-InGaAsP layer 52 under the convex portion is configured to serve as an optical waveguide 55,56.

また、2つの凸部は第5図(b)に示すように光スイツ
チの中央近傍で接近し、第一の光導波路55と第二の光
導波路56とが光学的に結合するように構成されている
。そして、第一の光導波路55から入力した光信号し、
が結合領域で第二の光導波路56に入ってその出力ポー
トP4に出力し、また、第二の光導波路56から入力し
た光信号L2が第一の光導波路55の出カポ−) P 
3から出るような構造となっている。
Further, as shown in FIG. 5(b), the two convex portions approach near the center of the optical switch, so that the first optical waveguide 55 and the second optical waveguide 56 are optically coupled. ing. Then, the optical signal inputted from the first optical waveguide 55,
enters the second optical waveguide 56 in the coupling region and is output to its output port P4, and the optical signal L2 input from the second optical waveguide 56 is output from the first optical waveguide 55.
The structure is such that it comes out from 3.

また、結合領域の第一の光導波路55のρ−1nP層5
4の上面と、n−1nP基板50の下面にはそれぞれ電
極57.58が形成され、これらの間に電圧を印加して
第一の光導波路55の屈折率を変えることにより、第一
の光導波路55から入力した光信号り、をその出力ポー
トP、から放出し、第二の光導波路56から入力した光
信号L2をその出力ポートP4から出すように構成され
ている。
In addition, the ρ-1nP layer 5 of the first optical waveguide 55 in the coupling region
Electrodes 57 and 58 are formed on the upper surface of 4 and the lower surface of the n-1nP substrate 50, and by applying a voltage between these and changing the refractive index of the first optical waveguide 55, the first optical waveguide 55 is It is configured to emit the optical signal L2 input from the waveguide 55 from its output port P, and output the optical signal L2 input from the second optical waveguide 56 from its output port P4.

このため、電圧印加の有無により、入射してきた光信号
L+ 、Lzの出力ポートを自由に切り換えることがで
きる。
Therefore, the output ports of the incident optical signals L+ and Lz can be freely switched depending on whether or not a voltage is applied.

ところで、上記した光スィッチにおいては、片側の光導
波路55 (56)だけでなく両側の光導波路55.5
6に光を入射するような使い方もできる。即ち、2つの
光信号り、 、L、がある場合、電極57.58に電圧
を印加しない場合は、それぞれ対角線方向の出力ポート
から光信号を放出し、また、電圧を印加するときは同一
の光導波路55.56に沿って光信号を進行させて出力
することになる。
By the way, in the optical switch described above, not only the optical waveguide 55 (56) on one side but also the optical waveguides 55.5 on both sides
It can also be used to input light into 6. That is, when there are two optical signals L, L, when no voltage is applied to the electrodes 57 and 58, the optical signals are emitted from the respective diagonal output ports, and when a voltage is applied, the optical signals are emitted from the same output port. The optical signal is made to travel along the optical waveguides 55 and 56 and is output.

このように、電圧印加により2つの光の光路を同時に切
り換えるような使い方もできる。
In this way, the optical path of two lights can be switched simultaneously by applying a voltage.

〔発明が解決しようとする課題] しかし、光通信システムの構成如何によっては、同一波
長の光信号り、 、L、が第一、第二の入力ポートP、
 、P、に入ることがあり、これによって光導波路55
.56の結合領域における2つの光信号L+ 、Lzの
干渉が強くなることがある。
[Problem to be Solved by the Invention] However, depending on the configuration of the optical communication system, optical signals of the same wavelength may be connected to the first input port P, the second input port P,
, P, and thereby the optical waveguide 55
.. The interference between the two optical signals L+ and Lz in the coupling region 56 may become strong.

この結果、電極57.58間に電圧を印加しない場合に
は、第一の入力ポートP、に入った光信号L1が、第二
の出力ポートP4だけでなく、第一の出力ポートP、か
らも出力されることになり、光スィッチが誤動作すると
いった問題がある。
As a result, when no voltage is applied between the electrodes 57 and 58, the optical signal L1 entering the first input port P is transmitted not only to the second output port P4 but also from the first output port P. This results in a problem that the optical switch may malfunction.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、同一波長の光が入力する場合の動作を正確に行わせる
ことができる光スィッチを従供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical switch that can operate accurately when light of the same wavelength is input.

〔課題を解決するための手段) 上記した課題は、第1.2図に例示するように、第一及
び第二の光導波路2.3の結合領域Xにおけるいずれか
一方の光導波路2の上に屈折率変化用の第一の電極17
を設けるとともに、いずれか一方の前記光導波I11,
2の上の入力部近傍に、位相変換用電圧を印加する第二
の電極18を形成したことを特徴とする方向性結合器型
光スイッチによって解決する。
[Means for Solving the Problems] The above-mentioned problem is solved by the problem that, as illustrated in FIG. a first electrode 17 for changing the refractive index;
and one of the optical waveguides I11,
This problem is solved by a directional coupler type optical switch characterized in that a second electrode 18 for applying a voltage for phase conversion is formed near the input section on top of the switch.

または、第3.4図に例示するように、第一及び第二の
光導波路5.6の結合領域Xにおいていずれか一方の光
導波路5の上に屈折率変化用の電極27を設けるととも
に、前記光導波路5のいずれか一方の入力側に波長変換
素子7を設けたことを特徴とする方向性結合器型光スイ
ッチによって達成する。
Alternatively, as illustrated in FIG. 3.4, an electrode 27 for changing the refractive index is provided on one of the optical waveguides 5 in the coupling region X of the first and second optical waveguides 5.6, This is achieved by a directional coupler type optical switch characterized in that a wavelength conversion element 7 is provided on one input side of the optical waveguide 5.

(作 用) 第1の本発明によれば、2つの光導波路2.3の結合領
域において、いずれか一方の光導波路2の入力部近傍に
第二の電極18を形成するようにしている。
(Function) According to the first aspect of the present invention, the second electrode 18 is formed near the input portion of one of the optical waveguides 2 in the coupling region of the two optical waveguides 2.3.

この場合、第二の電極1日に高周波電圧を印加すると、
ここを通過する光信号は位相が変化して等価的に波長(
周波数)変化を受けることになる。
In this case, if a high frequency voltage is applied to the second electrode for one day,
The optical signal passing through here changes its phase and becomes equivalent to the wavelength (
frequency) will be subject to change.

したがって、2つの光導波路2.3に同一波長の光信号
が入力しても、光導波路2.3の結合領域Xでは双方の
光信号は強く干渉しなくなり、第一の電極17の印加電
圧の有無による光伝送路の切換えが正常に行われる。
Therefore, even if optical signals of the same wavelength are input to the two optical waveguides 2.3, the two optical signals will no longer interfere strongly in the coupling region X of the optical waveguides 2.3, and the voltage applied to the first electrode 17 will be reduced. Switching of the optical transmission line based on the presence/absence is performed normally.

また、第2の発明によれば、2つの光導波路5.6のう
ち、いずれか一方の光導波路の入力側に波長変換素子7
を形成している。
Further, according to the second invention, the wavelength conversion element 7 is provided on the input side of one of the two optical waveguides 5.6.
is formed.

波長変換素子7としては、例えばDBRミラーやDFB
ミラーを有する双安定半導体レーザがあり、これによれ
ば、入出力間で光信号の波長を変えることができ、2つ
の光導波路5.6に同一波長の光が入ってもその結合領
域Xにおいて干渉は起きず、正常に動作することになる
As the wavelength conversion element 7, for example, a DBR mirror or a DFB
There is a bistable semiconductor laser that has a mirror. According to this, it is possible to change the wavelength of an optical signal between input and output, and even if light of the same wavelength enters two optical waveguides 5.6, in the coupling region There will be no interference and it will work normally.

[実施例] そこで、以下に本発明の詳細を図面に基づいて説明する
[Example] The details of the present invention will be explained below based on the drawings.

(a)本発明の第1実施例の説明 第1図は、本発明の第1実施例を示す装置の平面図、第
2[F(a)、(tl)、(C)は、それぞれ第1図に
示す装置のA−A線、B −B線、C−C線の断面図で
ある。
(a) Description of the first embodiment of the present invention Fig. 1 is a plan view of an apparatus showing the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the device shown in FIG. 1 taken along line AA, line B-B, and line C-C.

図中符号1は、光の伝送路を切り換える光スィッチで、
2つの光導波路2.3を有し、それらの光導波路2.3
は、中央の結合領域で接近するように配置されており、
光スィッチlに電圧が印加されていない状態で一方の光
導波路2(3)に入った光が他方の光導波路3(2)の
出力ポートP 0LIT□(PollTl)から出力す
るように構成されている。
Reference numeral 1 in the figure is an optical switch that switches the optical transmission path.
It has two optical waveguides 2.3, and the optical waveguides 2.3
are arranged close together in the central binding region,
It is configured such that light entering one optical waveguide 2 (3) when no voltage is applied to the optical switch l is output from the output port P0LIT□ (PollTl) of the other optical waveguide 3 (2). There is.

上記した光スィッチ1は、n−1nP基板10の上に1
−InP層11、n−InGaAsP層12、n−1n
P層13、p−1nP層14を形成した層構造を有し、
また、上側のn−4nP層14の上層部には、その上の
p−1nP層13とともにパクーニングされた2つの凸
部15.16が形成されており、これらの凸部15.1
6に沿って上記光導波路2.3が構成されている。
The optical switch 1 described above is mounted on an n-1nP substrate 10.
-InP layer 11, n-InGaAsP layer 12, n-1n
It has a layer structure in which a P layer 13 and a p-1nP layer 14 are formed,
Further, two convex portions 15.16 are formed in the upper layer portion of the upper n-4nP layer 14 together with the p-1nP layer 13 thereon, and these convex portions 15.1
6, the optical waveguide 2.3 is constructed.

また、第一の光導波路2の上のp−1nP層13のうち
、第二の光導波路3に接近する結合領域Xの上には、第
一のp電極17が形成され、また、入力ボートPi−+
近傍のp−1nP層13の上には第二のP電極18が形
成されている。
In addition, a first p-electrode 17 is formed on the coupling region X approaching the second optical waveguide 3 in the p-1nP layer 13 on the first optical waveguide 2, and the input port Pi-+
A second P electrode 18 is formed on the nearby p-1nP layer 13.

さらに、n−1nP基板10の下面にはn電極19が形
成され、この電極19は接地線に接続されている。
Further, an n-electrode 19 is formed on the lower surface of the n-1nP substrate 10, and this electrode 19 is connected to a ground line.

次に、上記した実施例の作用について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

上述した実施例において、第一及び第二の光導波路2.
3のそれぞれの入力ボートP、、、、 、P、、1□に
同一波長の光信号L1、L2を入力する場合に、第二の
p型電極]8に1〜10GHz程度の高周波電圧を印加
すると、その下の第一の光導波路2の屈折率が変化し、
n−InGaAsP層12を伝播する光信号L1の位相
は変わり、等価的に波長(周波数)変化を受ける。
In the embodiments described above, the first and second optical waveguides 2.
When inputting optical signals L1 and L2 of the same wavelength to each input port P, , , , P, , 1□ of 3, a high frequency voltage of about 1 to 10 GHz is applied to the second p-type electrode ]8. Then, the refractive index of the first optical waveguide 2 underneath changes,
The phase of the optical signal L1 propagating through the n-InGaAsP layer 12 changes, equivalently undergoing a wavelength (frequency) change.

そして、第一の光導波路2の結合領域Xに進んだ第一の
光信号り、の波長は、第二の光導波路3に入力した第二
の光信号L2の波長と相違することになるために、結合
領域Xにおいて2つの光の干渉効果が弱まる。
Then, the wavelength of the first optical signal L2 that has proceeded to the coupling region X of the first optical waveguide 2 is different from the wavelength of the second optical signal L2 that has entered the second optical waveguide 3. In addition, the interference effect between the two lights weakens in the coupling region X.

この結果、第一の光信号り、は第二の光導波路3の出力
ポートP。ut□から出力し、また、第二の光信号L2
は第一の光導波Fa2の出カポ−)P。Ullから出力
することになり、光の伝送路の切換えが正常に行われる
ことになる。
As a result, the first optical signal is transmitted to the output port P of the second optical waveguide 3. output from ut□, and also the second optical signal L2
is the output power of the first optical waveguide Fa2)P. The light will be output from Ull, and the optical transmission path will be switched normally.

これに対して、第一の光導波路2の結合領域Xに形成し
た第一のp電極17に直流電圧を加えると、その光導波
路2の屈折率が変化し、結合領域Xにおける光の結合状
態が変わるため光信号し。
On the other hand, when a DC voltage is applied to the first p-electrode 17 formed in the coupling region X of the first optical waveguide 2, the refractive index of the optical waveguide 2 changes, and the coupling state of light in the coupling region X changes. Because the light signal changes.

は、第一の光導波路2の出力ポートP。、1から出、光
信号L2は出力ポートPauL2から出る。この場合も
第二のpt電極18高周波電圧が加わっているため、光
の干渉は殆ど生しず、光の伝送路の切換が正常に行われ
ることになる。
is the output port P of the first optical waveguide 2. , 1, and the optical signal L2 exits from the output port PauL2. In this case as well, since the high frequency voltage is applied to the second PT electrode 18, almost no light interference occurs and the light transmission path is switched normally.

なお、上記した第二のP電極18を第一の光導波路2の
入力ポートPin+ の近傍に設けたが、第二の光導波
路3の入力ポートP、fi2の近傍に設け、ここを通過
する光の位相をずらすようにしてもよい。
Although the second P electrode 18 described above was provided near the input port Pin+ of the first optical waveguide 2, it is also provided near the input port P, fi2 of the second optical waveguide 3, so that the light passing therethrough is The phase may be shifted.

(b)本発明の第2の実施例の説明 上記した実施例では、第一の光導波路2の入力ボート近
傍領域におけるp−1nP層14の上に、n電極18を
設け、これに高周波電圧を印加して光信号の位相を変調
し、等価的に波長変化を行うようにしたが、はぼ同−領
域に半導体波長変換素子を形成して、光の波長を変える
ようにすることもでき、以下にその詳細を説明する。
(b) Description of the second embodiment of the present invention In the embodiment described above, an n-electrode 18 is provided on the p-1nP layer 14 in the region near the input port of the first optical waveguide 2, and a high-frequency voltage is applied to the n-electrode 18. The phase of the optical signal is applied to modulate the phase of the optical signal, and the wavelength is changed equivalently. However, it is also possible to change the wavelength of the light by forming a semiconductor wavelength conversion element in the same region. , the details of which will be explained below.

第3回は、本発明の第2の実施例を示す平面図、第4図
は、第3図のD−D線断面図、E−E線部分拡大断面図
を示すものである。なお、第3図のA−A線断面図、B
−B線断面図は第2図と同様の構造になっているので省
略する。
The third part is a plan view showing the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line D--D in FIG. 3 and a partially enlarged sectional view taken along the line E-E. In addition, the sectional view taken along the line A-A in FIG.
The cross-sectional view taken along line -B is omitted since it has the same structure as that in FIG.

この光スィッチ4は、第1実施例と同様に、n−rnP
基板20の上にn−InP層2L1.3μml成の第一
のn−InGaAsP層22、n−上22nP2O5−
1nP層24を積層するとともに、p−1nP層24と
、その下のn−InPnP2O5層部を同時にパターニ
ングして2つの凸部25.26を形成し、凸部25.2
6の下方のn−InGaAsP層23が光スイッチ4の
光導波路5.6となるように構成されている。
This optical switch 4 has n-rnP as in the first embodiment.
On the substrate 20, a first n-InGaAsP layer 22 with a thickness of 1.3 μml and an n-InP layer 2L, 22nP2O5- on the n-
While laminating the 1nP layer 24, the p-1nP layer 24 and the n-InPnP2O5 layer below it are simultaneously patterned to form two convex portions 25.26.
The n-InGaAsP layer 23 below the optical switch 6 is configured to serve as an optical waveguide 5.6 of the optical switch 4.

また、2つの凸部25.26は、第1図に示すと同様に
、光スィッチ4の中央近傍の結合領域Xで接近するよう
に形成されており、無電圧状態では、第一の光導波路5
から入力した光が結合領域Xで第二の光導波路6にかか
り、ここから第二の光導波路6の出力ポートP、、、□
進行し、第二〇光導波路6から入力した光P2が第一の
光導波路5の出力ポートPOuLlから出るような構造
となっている。
Further, the two convex portions 25 and 26 are formed so as to approach each other in the coupling region X near the center of the optical switch 4, as shown in FIG. 5
The light input from is applied to the second optical waveguide 6 in the coupling region
The structure is such that the light P2 that travels and is input from the No. 20 optical waveguide 6 exits from the output port POuLl of the first optical waveguide 5.

さらに、結合領域Xにおける第一の光導波路5のp−1
nP層24の上面には第一のn電極27が形成され、n
−1nP基板20の下面にはそれぞれnlを極27が形
成され、第一のn電極27とn電極29との間に電圧を
印加することにより、p型電極27の下に形成される光
導波路5の屈折率が大きくなるように構成されている。
Furthermore, p-1 of the first optical waveguide 5 in the coupling region
A first n-electrode 27 is formed on the upper surface of the nP layer 24.
-Nl poles 27 are formed on the lower surface of the 1nP substrate 20, and an optical waveguide is formed under the p-type electrode 27 by applying a voltage between the first n-electrode 27 and the n-electrode 29. 5 has a large refractive index.

ところで、第一の光導波路5の入力ポートP、n。By the way, the input ports P, n of the first optical waveguide 5.

近傍の光スイッチ4の構造は次のようになっている。The structure of the nearby optical switch 4 is as follows.

即ち、第一のn −InGaAsP層22とその上22
−−TnP層23の間には、第一の光導波路5に沿って
、1.55zzm組成の第二のn−InGaAsP層3
0が入力端から所定の長さに形成されている。また、第
二のn ”−InGaAsP層30の結合領域X寄りの
端部近傍にある第一のn −rnGaAsP層22とそ
の下22−−1nP層2Iの界面には、波長選択性の高
い回折格子31が第一の光導波路5に沿って所定の長さ
に形成されている。なお、回折格子31は、下側のn−
4nP層21の表面を干渉露光法によって形成したもの
である。
That is, the first n-InGaAsP layer 22 and the upper layer 22
--A second n-InGaAsP layer 3 having a composition of 1.55zzm is provided between the TnP layers 23 along the first optical waveguide 5.
0 is formed at a predetermined length from the input end. In addition, at the interface between the first n-rnGaAsP layer 22 and the lower 22--1nP layer 2I near the end of the second n''-InGaAsP layer 30 near the coupling region X, there is a diffraction layer with high wavelength selectivity. A grating 31 is formed along the first optical waveguide 5 to a predetermined length.
The surface of the 4nP layer 21 is formed by interference exposure method.

さらに、p−InP層24の上には、第二〇〇−−In
GaAsP層30に対向する第二のn電極28が形成さ
れ、また、このp電極2日には、第一の光導波路5を横
切る隙間32が形成されており、その隙間32の直下に
ある第二のn−InGaAsP層30が可飽和吸収体と
なるように構成されている。
Further, on the p-InP layer 24, 200--In
A second n-electrode 28 facing the GaAsP layer 30 is formed, and a gap 32 that crosses the first optical waveguide 5 is formed at the p-electrode 2. The second n-InGaAsP layer 30 is configured to serve as a saturable absorber.

これによって、第一の光導波路5の入力ポートP in
l には、タンデム電極を有するDBR型の双安定半導
体レーザよりなる波長変換素子7が形成されることにな
り、その発振波長は入力する光信号の波長と異なるよう
に形成されている。
As a result, the input port P in of the first optical waveguide 5
A wavelength converting element 7 made of a DBR type bistable semiconductor laser having tandem electrodes is formed at 1, and its oscillation wavelength is formed to be different from the wavelength of the input optical signal.

なお、波長変換素子7は第二の導波路6の入力側に設け
てもよい。
Note that the wavelength conversion element 7 may be provided on the input side of the second waveguide 6.

次に、上記した装置の作用を説明する。Next, the operation of the above-described device will be explained.

まず、波長変換素子7の第二のn電極28に直流電圧を
印加して発振閾電流よりも僅かに小さな注入電流を流し
、可飽和吸収体の吸収係数を低下させておく。
First, a DC voltage is applied to the second n-electrode 28 of the wavelength conversion element 7 to flow an injection current slightly smaller than the oscillation threshold current to lower the absorption coefficient of the saturable absorber.

この状態で、第一、二の光導波路5.6に同一波長λ、
、の光信号を入力すると、波長変換素子7においては、
その光信号によって第二のn−4nGaAsP層30の
可飽和吸収体が飽和状態になり、波長変換素子7は発振
を開始する。
In this state, the first and second optical waveguides 5.6 have the same wavelength λ,
When the optical signal of , is input, in the wavelength conversion element 7,
The optical signal brings the saturable absorber of the second n-4nGaAsP layer 30 into a saturated state, and the wavelength conversion element 7 starts oscillating.

これにより、光信号と異なる波長λ。の光が波長変換素
子7から出力され、その発振波長λ。は、λ。−λl/
Eとなる。ただし、λ、は回折格子31のフラッグ波長
、lは回折次数である。
This allows the optical signal to have a different wavelength λ. is output from the wavelength conversion element 7, and its oscillation wavelength is λ. is λ. −λl/
It becomes E. However, λ is the flag wavelength of the diffraction grating 31, and l is the diffraction order.

したがって、第一の光導波路5に入力した波長λ、7の
光信号は、波長変換素子7により波長7゜に変換され、
これが結合領域Xに進行することになる。
Therefore, the optical signal of wavelength λ, 7 input to the first optical waveguide 5 is converted to a wavelength of 7° by the wavelength conversion element 7,
This will proceed to the bonding region X.

この結果、第1実施例と同様に、光スィッチ4の2つの
導波路5.6に同一波長の光信号が入力しても、その結
合領域Xにおいて波長が異なるように制御されるので、
2つの光信号の干渉は弱くなり、光スイ/チ4の誤動作
がなくなる。
As a result, as in the first embodiment, even if optical signals of the same wavelength are input to the two waveguides 5.6 of the optical switch 4, the wavelengths are controlled to be different in the coupling region X.
The interference between the two optical signals is weakened, and malfunctions of the optical switch/chip 4 are eliminated.

なお、上記した2つの実施例では単体の光スィッチ1.
4の場合を示したが、それらをマトリクス状に連結した
光スィッチに適用することも可能である。
Note that in the above two embodiments, a single optical switch 1.
Although the case of 4 is shown, it is also possible to apply them to optical switches connected in a matrix.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように第1の本発明によれば、2つの光導波
路の結合領域において、いずれか一方の光導波路の入力
部近傍に第二の電極を形成したので、第二の電極に高周
波電圧を印加すると、ここを通過する光信号は位相が変
化して等価的に波長(周波数)変化を受けることになり
、2つの光導波路に同一波長の光信号が入力しても、光
導波路の結合領域では双方の光信号は強く干渉しなくな
り、第一の電極の印加電圧の有無による光伝送路の切換
えを正常に行うことができる。
As described above, according to the first invention, since the second electrode is formed near the input part of one of the optical waveguides in the coupling region of the two optical waveguides, the high-frequency voltage is applied to the second electrode. When applied, the optical signal passing through this path changes its phase and undergoes an equivalent change in wavelength (frequency), so even if optical signals of the same wavelength are input to two optical waveguides, the coupling between the optical waveguides will change. In this region, both optical signals no longer strongly interfere with each other, and the optical transmission path can be normally switched depending on the presence or absence of the voltage applied to the first electrode.

また、第2の発明によれば、2つの光導波路のうち、い
ずれか一方の光導波路の入力側に波長変換素子を形成し
たので、入出力間で光信号の波長を変えることができ、
2つの光導波路に同一波長の光が入ってもその結合領域
での干渉は起きず、正常に動作することが可能になる。
Further, according to the second invention, since the wavelength conversion element is formed on the input side of one of the two optical waveguides, the wavelength of the optical signal can be changed between the input and output.
Even if light of the same wavelength enters two optical waveguides, no interference occurs in the coupling region, allowing normal operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の第1実施例装置を示す平面図、 第2図は、本発明の第1実施例装置を示す断面図、 第3図は、本発明の第2実施例装置を示す平面図、 第4図は、本発明の第2実施例装置を示す断面図、 第5図は、従来装置の一例を示す断面図及び平面図であ
る。 (符号の説明) 1.4・・・光スィッチ、 2.3.5.6・・・導波路、 7・・・波長変換素子、 10.20− n −1nP基板、 11.21− n−InP層、 12.22− n−4nGaAsP層、13.23 ・
= n−InP層、 14.24 ・= P −1nP層、 15.16.25.26・・・凸部、 17.18.27.28・・・P電極、19.29・・
・n電極、 30− n −−1nGaAsP層、 31・・・回折格子、 32・・・間隙。 出 願 人  冨士通株式会社
FIG. 1 is a plan view showing a device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view showing a device according to a second embodiment of the present invention. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the device of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view and a plan view showing an example of a conventional device. (Explanation of symbols) 1.4... Optical switch, 2.3.5.6... Waveguide, 7... Wavelength conversion element, 10.20-n-1nP substrate, 11.21-n- InP layer, 12.22- n-4nGaAsP layer, 13.23 ・
= n-InP layer, 14.24 ・= P -1nP layer, 15.16.25.26... Convex portion, 17.18.27.28... P electrode, 19.29...
-n electrode, 30-n--1nGaAsP layer, 31...diffraction grating, 32...gap. Applicant Fujitsu Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第一及び第二の光導波路(2、3)の結合領域(
X)におけるいずれか一方の光導波路(2)の上に屈折
率変化用の第一の電極(17)を設けるとともに、 いずれか一方の前記光導波路(2)の上の入力部近傍に
、位相変換用電圧を印加する第二の電極(18)を形成
したことを特徴とする方向性結合器型光スイッチ。
(1) Coupling region of first and second optical waveguides (2, 3) (
A first electrode (17) for changing the refractive index is provided on either one of the optical waveguides (2) in A directional coupler type optical switch characterized in that a second electrode (18) for applying a conversion voltage is formed.
(2)第一及び第二の光導波路(5、6)の結合領域(
X)においていずれか一方の光導波路(5)の上に屈折
率変化用の電極(27)を設けるとともに、 前記光導波路(5)のいずれか一方の入力側に波長変換
素子(7)を設けたことを特徴とする方向性結合器型光
スイッチ。
(2) Coupling region of the first and second optical waveguides (5, 6) (
In X), an electrode (27) for changing the refractive index is provided on one of the optical waveguides (5), and a wavelength conversion element (7) is provided on the input side of one of the optical waveguides (5). A directional coupler type optical switch characterized by:
JP33122490A 1990-11-29 1990-11-29 light switch Pending JPH04199030A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014002384A (en) * 2012-06-18 2014-01-09 Gwangju Inst Of Science & Technology Optical element

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