JP2756154B2 - Light switch - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体から成る光スイッチングに関し、更に
詳しくは、消光比の劣化と過剰損失の増加量を抑制する
ことができる光スイッチに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to optical switching made of a semiconductor, and more particularly, to an optical switch that can suppress deterioration of an extinction ratio and an increase in excess loss.
(従来の技術) 半導体材料で構成されるY分岐光導波路型の光スイッ
チは、例えば、第11図の斜視図および第11図のXII−XII
線に沿う断面図である第12図に示したような構造になっ
ている。(Prior Art) A Y-branch optical waveguide type optical switch composed of a semiconductor material is, for example, a perspective view shown in FIG. 11 and an XII-XII shown in FIG.
The structure is as shown in FIG. 12, which is a cross-sectional view along the line.
すなわち、下部電極1の上にn+型の半導体層2、n+型
半導体層3が順次積層され、更にその上に、n+型半導体
から成る下部クラッド層4、n-型半導体から成るコア層
5が順次積層されている。That is, an n + -type semiconductor layer 2 and an n + -type semiconductor layer 3 are sequentially stacked on the lower electrode 1, and a lower cladding layer 4 of an n + -type semiconductor and a core of an n − -type semiconductor are further formed thereon. The layers 5 are sequentially stacked.
コア層5の上には、第12図で示したように、p+型半導
体から成る上部クラッド層6が角度θでY分岐するリッ
ジ状に形成され、その上面にはp+型半導体のキャップ層
19が積層されてその上面が絶縁薄膜7で被覆されてい
る。On the core layer 5, as shown in FIG. 12, p + -type upper cladding layer 6 made of a semiconductor is formed on a ridge shape to Y branch at an angle theta, on its upper surface p + -type semiconductor cap layer
19 are laminated, and the upper surface thereof is covered with the insulating thin film 7.
ここで、分岐部Aより光路上流側に位置する主光導波
路Bは光波の入射ポートであり、分岐部Aよりも光路下
流側に位置する2本の分岐側光導波路C1,C2はいずれも
光波の出射ポートになっている。Here, the main optical waveguide B located on the optical path upstream side of the branch part A is a light wave incident port, and the two branch side optical waveguides C 1 and C 2 located on the optical path downstream side of the branch part A are either Are also light wave output ports.
分岐側光導波路C1,C2における分岐部Aからの光路下
流側では、その絶縁薄膜7の一部がスリット状に除去さ
れて窓7a,7bが形成される。そして、これらの窓から
は、上部クラッド層6の上面に位置するキャップ層9に
所定の材料が例えば蒸着されて、前記キャップ層9と接
合する上部電極8a,8bが形成され、各分岐側光導波路C1,
C2における屈折率制御部D1,D2が構成されている。On the downstream side of the optical path from the branch portion A in the branch side optical waveguides C 1 and C 2 , a part of the insulating thin film 7 is removed in a slit shape to form windows 7 a and 7 b. From these windows, a predetermined material is vapor-deposited on the cap layer 9 located on the upper surface of the upper cladding layer 6, for example, and upper electrodes 8a and 8b to be joined to the cap layer 9 are formed. Wave path C 1 ,
Refractive index control unit D 1, D 2 in C 2 is formed.
この構造の光スイッチの場合、例えば一方の分岐側光
導波路(これを分岐側光導波路C1とする)に上部電極8a
から所定値の電流を注入したりまたは所定値の電圧を印
加すると、その部分の屈折率が低下して光波の伝播は完
全に停止する。その結果、光主導波路Bから入射した光
波は全て他方の分岐側光導波路C2から出射して、光路の
切替え、すなわちスイッチング作用が実現する。In the case of an optical switch having this structure, for example, the upper electrode 8a is connected to one branch-side optical waveguide (this is referred to as a branch-side optical waveguide C1).
When a predetermined value of current is injected or a predetermined value of voltage is applied from above, the refractive index of that portion is reduced and the propagation of the light wave is completely stopped. As a result, all the light wave incident from the optical main waveguide B is emitted from the other branch side waveguide C 2, the optical path switching, i.e. to realize the switching action.
(発明が解決しようとする課題・作用) ところで、この構造の光スイッチにおける光路の切替
えを考えた場合、例えば屈折率制御部D1を作動せしめた
とき、主光導波路Bを伝搬してきた光波が、分岐部Aの
直後からただちに分岐側光導波路C2へと進行方向を変え
て伝搬していくことが好ましい。(Object-action to be Solved by the Invention) However, when considering the switching of optical paths in the optical switch of this structure, for example, when actuated the refractive index control unit D 1, the light wave propagated through the main optical waveguide B it is preferable that propagates immediately changing the traveling direction to the branch optical wave guide C 2 immediately after the branch portion a.
このためには、例えば、第13図の平面図で示したよう
に、屈折率制御部D1の分岐部A側の端面を分岐点A1−A3
を結ぶ面で構成し、また屈折率制御部D2の分岐部A側の
端面を分岐点A2−A3を結ぶ面で構成することが理想的で
ある。For this purpose, for example, as shown in the plan view of FIG. 13, the refractive index control unit D 1 of the branch portion A branch point an end face of the side A 1 -A 3
It constituted by plane connecting and it is ideal for constituting the end faces of the branch portion A side of the refractive index control unit D 2 a plane connecting the branch point A 2 -A 3.
しかしながら、このような形状で屈折率制御部D1,D2
を形成した場合、例えば屈折率制御部D1を作動せしめて
分岐側光導波路C1の屈折率制御を行なうと、分岐点A3で
屈折率制御部D2が屈折率制御部D1に接触しているので、
屈折率制御部D2も一緒に作動してしまう。すなわち、第
13図に示したような理想的と考えられる屈折率制御部を
形成した場合は、各屈折率制御部を互いに独立して作動
せしめることができず、結局は光路の切替えが不可能に
なるという問題が避け得ない。However, with such a shape, the refractive index control units D 1 and D 2
When forming, for example the refractive index control unit D 1 and actuated performing refractive index control of the branch optical wave guide C 1, contact refractive index control section D 2 is the refractive index control unit D 1 at a branch point A 3 So
Refractive index control unit D 2 also would operate together. That is,
When a refractive index control unit considered to be ideal as shown in FIG. 13 is formed, each of the refractive index control units cannot be operated independently of each other, and eventually, it becomes impossible to switch the optical path. The problem is inevitable.
一方、第14図の平面図で示したように、各屈折率制御
部D1,D2の分岐部A側の端面が分岐部Aから離隔して光
路下流側に形成されている場合、すなわち、各屈折率制
御部D1,D2の位置が下流側にある場合は、第13図の場合
のような問題は起らない。On the other hand, as shown in the plan view of FIG. 14, when the end surface of each of the refractive index controllers D 1 and D 2 on the side of the branch A is separated from the branch A and formed on the downstream side of the optical path, When the positions of the refractive index controllers D 1 and D 2 are on the downstream side, the problem as in the case of FIG. 13 does not occur.
しかしながら、この場合は、主光導波路Bを伝搬して
きた光路が分岐部Aで各分岐側光導波路C1,C2に完全に
分配されたのちに各屈折率制御部D1,D2に到達している
ので、放射モードが著しく増加してこれが導波モードと
再結合することにより消光比が劣化するとともに、損失
が増大する。However, in this case, the optical path that has propagated through the main optical waveguide B reaches the respective refractive index control sections D 1 and D 2 after being completely distributed to the respective branch side optical waveguides C 1 and C 2 at the branch section A. As a result, the radiation mode significantly increases and recombine with the waveguide mode, thereby deteriorating the extinction ratio and increasing the loss.
本発明は、従来のY分岐光導波路型光スイッチにおけ
る上記したような問題を解消し、消光比の劣化、損失の
増大のいずれもを抑制することができる光スイッチの提
供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in the conventional Y-branch optical waveguide type optical switch and to provide an optical switch capable of suppressing both deterioration of the extinction ratio and increase of the loss.
(課題を解決するための手段・作用) 一般に、Y分岐光導波路型光スイッチの分岐部におい
て、2つの屈折率制御部間の間隔を小さくすると、それ
に伴なって消光比の劣化は少なくなる。これは、主光導
波路を伝搬してきた光波が分岐部で2本の分岐側光導波
路へ完全に分配される前に、屈折率制御部の作用によ
り、光波の進行方向がそれぞれ制御されることになっ
て、その導波モードは放射モードの結合しにくくなるか
らである。(Means and Actions for Solving the Problems) In general, when the distance between the two refractive index control units is reduced in the branching section of the Y-branch optical waveguide type optical switch, the deterioration of the extinction ratio decreases accordingly. This is because the traveling direction of each light wave is controlled by the action of the refractive index control unit before the light wave propagating through the main optical waveguide is completely distributed to the two branch-side optical waveguides at the branch part. That is, the guided mode becomes difficult to couple with the radiation mode.
そこで本発明者らは、分岐側光導波路内を伝搬する光
波であって、後述するように定義されるスポットサイズ
を有する光波のそのスポットサイズを変化させた場合に
おいて、屈折率制御部間の間隔と消光比および過剰損失
の増加量との関係について調査したところ、これら各因
子の間には、第1図で示すような関係が成立しているこ
とを確認した。図中、実線は消光比の変化、点線は過剰
損失の増加量の変化をそれぞれ表わす。Therefore, the present inventors have proposed a method of changing the spot size of a light wave propagating in a branch-side optical waveguide, which has a spot size defined as described below, when the spot size is changed. Investigation was made on the relationship between the extinction ratio and the amount of increase in excess loss, and it was confirmed that the relationship shown in FIG. 1 was established between these factors. In the figure, the solid line represents a change in the extinction ratio, and the dotted line represents a change in the amount of increase in excess loss.
なお、ここでいうスポットサイズは次のような値とし
て定義される。Here, the spot size is defined as the following value.
まず、分岐側光導波路を伝搬する光波の光路断面にお
ける光強度分布を、横軸として光路中央から左右へ延び
る路幅をとり、また縦軸として光強度をとって描く。第
2図に示したように、光路中央でピーク値p1を有し左右
の路幅方向に光強度が減衰していく左右対称の光強度分
布曲線pが得られる。First, the light intensity distribution in the optical path cross section of the light wave propagating through the branch-side optical waveguide is drawn with the horizontal axis representing the path width extending from the center of the optical path to the left and right, and the vertical axis representing the light intensity. As shown in FIG. 2, the light intensity distribution curve p symmetrical light intensity on the left and right of the road-width direction has a peak value p 1 at the optical path center decays are obtained.
光強度がp1×1/e2値(ただし、eは自然対数の底を表
わす)に減少している2つの点p2,p3(p2=p3=p1×1/e
2)が曲線p上に得られる。このときに、これれらの点p
2,p3から横軸に垂線を引いたときに示される光路の幅
値、すなわち第2図に示した距離lがスポットサイズの
2倍値と定義される。すなわち、本発明でいうスポット
サイズは、l/2として定義される。Two points p 2 and p 3 (p 2 = p 3 = p 1 × 1 / e) where the light intensity is reduced to a value of p 1 × 1 / e 2 (where e represents the base of natural logarithm)
2 ) is obtained on the curve p. At this time, these points p
2, p 3 width value of the light path is indicated when minus perpendicular to the horizontal axis from, that is, the distance l shown in Figure 2 is defined as twice value of spot size. That is, the spot size in the present invention is defined as l / 2.
通常、消光比は20dBより大であることが要求されてい
るが、このためには、第1図から明らかなように、屈折
率制御部間の間隔とスポットサイズの比を5以下にする
ことが必要ななる。すなわち、屈折率制御部間の間隔は
スポットサイズの5倍値以内とすることが必要である。Normally, the extinction ratio is required to be larger than 20 dB. For this purpose, as apparent from FIG. 1, the ratio between the interval between the refractive index control units and the spot size is set to 5 or less. Is required. That is, it is necessary that the interval between the refractive index control units is within 5 times the spot size.
また、過剰損刷の増加量の許容限度を1.5dBに設定す
ると、同じく第1図から明らかなように、屈折率制御部
間の間隔はスポットサイズの2倍値以内に設定すること
が必要になる。Also, if the allowable limit of the amount of increase in overprinting is set to 1.5 dB, it is necessary to set the interval between the refractive index control units within twice the spot size, as is apparent from FIG. Become.
したがって、消光比の劣化および過剰損失の増加量の
両者を上記値で抑制するためには、屈折率制御部間の間
隔をスポットサイズの2倍値以内に設定すべきことにな
る。Therefore, in order to suppress both the deterioration of the extinction ratio and the increase amount of the excess loss with the above values, the interval between the refractive index control units should be set to within twice the spot size.
このようなことから、本発明において提供される光ス
イッチは、主光導波路とその分岐部から互いに分岐して
いる2本の分岐側光導波路から成るY分岐光導波路の前
記分岐側光導波路にそれぞれ屈折率制御部が形成されて
いる光スイッチにおいて、それぞれの屈折率制御部は前
記分岐部にまで延びていて、その分岐部では最も接近し
て平行関係をなし、かつ、前記分岐部における互いの屈
折率制御部間の間隔が、前記分岐側光導波路間の最も近
接した個所の間隔を、前記分岐側光導波路の光路断面に
おける光強度分布曲線を描いたとき、その光強度がピー
ク値の1/e2倍値(ただし、eは自然対数の底を表わす)
に減少した点における前記光強度分布曲線が示す幅値の
1/2値として定義されるスポットサイズの2倍値以下の
値であることを特徴とする。For this reason, the optical switch provided in the present invention includes a main optical waveguide and two branch-side optical waveguides branched from the branch portion thereof, respectively. In an optical switch in which a refractive index control unit is formed, each refractive index control unit extends to the branching unit, where the branching unit is closest to and parallel to the branching unit, and each other in the branching unit. When the distance between the refractive index control units is the distance between the closest points between the branch-side optical waveguides, when drawing a light intensity distribution curve in the optical path cross section of the branch-side optical waveguide, the light intensity has a peak value of 1 / e 2 times value (although, e is the base of natural logarithms)
Of the width value indicated by the light intensity distribution curve at the reduced point
It is characterized in that the value is not more than twice the spot size defined as a 1/2 value.
(実施例) 以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第3図は実施例の光スイッチの概略平面図、第4図は
第3図のIV−IV線に沿う断面図である。FIG. 3 is a schematic plan view of the optical switch according to the embodiment, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
図において、下部電極11の上にはn+GaAs半導体層12,n
+GaAs半導体層13が順次積層され、さらにその上には、n
+Al0.1Ga0.9As半導体から成る下部クラッド層14,n-GaAs
半導体層から成る厚み1μmのコア層15がこの順序で積
層されている。In the figure, an n + GaAs semiconductor layer 12, n
+ GaAs semiconductor layers 13 are sequentially stacked, and further thereon n
+ Al 0.1 Ga 0.9 As semiconductor lower cladding layer 14, n - GaAs
A core layer 15 made of a semiconductor layer and having a thickness of 1 μm is laminated in this order.
コア層15の上には、p+Al0.1Ga0.9As半導体から成る上
部クラッド層16が形成され、その上面は絶縁薄膜17で被
覆されている。An upper cladding layer 16 made of a p + Al 0.1 Ga 0.9 As semiconductor is formed on the core layer 15, and its upper surface is covered with an insulating thin film 17.
この上部クラッド層16の一部はその厚みが1μmのリ
ッジ状になっていて、このリッジにおける上部クラッド
層16の上面にはp+GaAs半導体から成るキャップ層19が積
層され、リッジ状に沿う形で主光導波路B、分岐側光導
波路C1,C2が構成される。A part of the upper cladding layer 16 is in the form of a ridge having a thickness of 1 μm, and a cap layer 19 made of p + GaAs semiconductor is laminated on the upper surface of the upper cladding layer 16 in the ridge. Constitute the main optical waveguide B and the branch-side optical waveguides C 1 and C 2 .
ここで、主光導波路B,分岐側光導波路C1,C2の路幅は
いずれも6μmであり、分岐側光導波路C1,C2間の分岐
角θは2゜になっている。Here, the main optical waveguide B and the branch optical waveguides C 1 and C 2 each have a path width of 6 μm, and the branch angle θ between the branch optical waveguides C 1 and C 2 is 2 °.
分岐側光導波路C1,C2を覆う絶縁薄膜17の一部は除去
されて、各光導波路C1,C2には、第3図で示したような
平面形状を有する窓17a,17bが形成され、この上から適
宜な電極材料を蒸着して各窓ではキャップ層19と接合し
た上部電極18a,18bが形成されている。例えば上部電極1
8aからキャップ層19に電流を注入したりまたはキャップ
層19とn+型半導体層12との間に電圧を印加すると、窓17
aの下部に位置している分岐側光導波路の部分の屈折率
が変化する。すなわち、窓17a,17bの形状に相当する分
岐側光導波路の部分は屈折率制御D1,D2として機能す
る。A part of the insulating thin film 17 covering the branch side optical waveguides C 1 and C 2 is removed, and windows 17 a and 17 b having a planar shape as shown in FIG. 3 are formed in each of the optical waveguides C 1 and C 2 . The upper electrodes 18a and 18b bonded to the cap layer 19 are formed in each window by depositing an appropriate electrode material from above. For example, upper electrode 1
When a current is injected from 8a into the cap layer 19 or a voltage is applied between the cap layer 19 and the n + type semiconductor layer 12, the window 17
The refractive index of the portion of the branch-side optical waveguide located below a changes. That is, the portions of the branch-side optical waveguide corresponding to the shapes of the windows 17a and 17b function as refractive index controls D 1 and D 2 .
分岐側光導波路D1,D2が最も近接する個所、すなわ
ち、分岐部Aにおける屈折率制御部D1,D2間の間隔xは1
0μmになっている。The location where the branch-side optical waveguides D 1 and D 2 are closest to each other, that is, the interval x between the refractive index controllers D 1 and D 2 in the branch portion A is 1
It is 0 μm.
このような構造の光スイッチにおいて、分岐側光導波
路内を伝搬する光波のスポットサイズを5μmとして、
各分岐側光導波路C1,C2における光波伝搬のコンピュー
タシミュレーションで行なった。この場合、屈折率制御
部間の間隔xはスポットサイズの2倍値である。In the optical switch having such a structure, the spot size of the light wave propagating in the branch-side optical waveguide is set to 5 μm.
Computer simulation of light wave propagation in each of the branch-side optical waveguides C 1 and C 2 was performed. In this case, the interval x between the refractive index control units is twice the spot size.
その結果を第5図、第6図として示した。第5図は、
屈折率制御部D1のみに電流注入した状態の屈折率分布を
示した図で、略分岐部Aの直後から分岐側光導波路C1の
屈折率が低下していることを示す。第6図は、第5図の
ような屈折率制御部D1の状態下で、分岐側光導波路C2を
伝搬する光波の状態をシミュレートした図である。第6
図から明らかなように、光波の伝搬状態は良好である。
このときの、消光比は20dB以上であり、過剰損失の増加
量は1.5dB程度に抑制されていた。The results are shown in FIGS. 5 and 6. FIG.
In view showing a refractive index distribution in a state in which current injection only to the refractive index control unit D 1, the refractive index of the branch optical wave guide C 1 immediately after substantially branch portion A indicates that the decrease. Figure 6 is in a state of the refractive index control unit D 1 as of FIG. 5 is a diagram obtained by simulating the state of a light wave propagating in the branch side waveguide C 2. Sixth
As is clear from the figure, the propagation state of the light wave is good.
At this time, the extinction ratio was 20 dB or more, and the increase in excess loss was suppressed to about 1.5 dB.
なお、第7図、第8図には、屈折率制御部D1,D2を動
作させないときの屈折率分布の状態(第7図)、このと
きの各分岐側光導波路における光波の伝搬状態(第8
図)を示す。7 and 8 show the state of the refractive index distribution when the refractive index controllers D 1 and D 2 are not operated (FIG. 7), and the propagation state of the light wave in each branch-side optical waveguide at this time. (Eighth
Figure).
第9図は、屈折率制御部D1,D2の形成位置を下流側に
後退させ、屈折率制御部D1,D2間の最も近接した個所の
間隔xを25μmとしたことを除いては実施例の光スイッ
チと同じ構造になっている比較例光スイッチの平面図で
ある。この光スイッチでは、屈折率制御部間の間隔はス
ポットサイズの5倍値になっている。FIG. 9 shows that the formation positions of the refractive index controllers D 1 and D 2 are retreated to the downstream side, except that the distance x between the closest parts between the refractive index controllers D 1 and D 2 is 25 μm. FIG. 4 is a plan view of a comparative optical switch having the same structure as the optical switch of the embodiment. In this optical switch, the interval between the refractive index controllers is five times the spot size.
この光スイッチにおける消光比は、実施例光スイッチ
の場合よりも低下するが、約20dB程度である。しかし、
過剰損失の増加量は約3dBとなり、入射パワーの1/2が損
失することになる。The extinction ratio of this optical switch is lower than that of the optical switch of the embodiment, but is about 20 dB. But,
The excess loss increases by about 3 dB, resulting in a loss of half of the incident power.
第10図は、屈折率制御部D1,D2の形成位置を更に一層
下流側に後退させ、屈折率制御部D1,D2間の最も近接し
た個所の間隔xを50μmとしたことを除いては実施例の
光スイッチと同じ構造になっている第2の比較例光スイ
ッチの平面図である。この光スイッチでは、屈折率制御
部間の間隔はスポットサイズの10倍値になっている。FIG. 10 shows that the formation positions of the refractive index controllers D 1 and D 2 are further retreated further downstream, and the distance x between the closest parts between the refractive index controllers D 1 and D 2 is set to 50 μm. FIG. 11 is a plan view of a second comparative example optical switch having the same structure as the optical switch of the example except for the above. In this optical switch, the interval between the refractive index controllers is 10 times the spot size.
この光スイッチの場合、分岐部Aにおいて入射した光
波が完全に分岐側光導波路C1,C2に分配されたのちに屈
折率制御部D1,D2で光波の進行方向が抑制されているの
で、その消光比は20dBに満たず、実用性に乏しいものと
なる。In the case of this optical switch, the traveling direction of the light wave is suppressed by the refractive index controllers D 1 and D 2 after the light wave incident at the branch part A is completely distributed to the branch side optical waveguides C 1 and C 2 . Therefore, the extinction ratio is less than 20 dB, which is not practical.
(発明の効果) 以上の説明で明らかなようなに、本発明の光スイッチ
は、その屈折率制御部は分岐部にまで延びていて、その
分岐部では最も接近して平行関係をなし、かつ、前記分
岐部における互いの屈折率制御部間の間隔を、分岐側光
導波路を伝搬する光波のスポットサイズの2倍値以下と
したので、放射モードに結合する導波モードは少なくな
って、消光比を20dB以上、過剰損失の増加量を1.5dB以
内に抑制することができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, in the optical switch of the present invention, the refractive index control portion extends to the branch portion, and the branch portion has the closest parallel relationship, and Since the interval between the refractive index control sections in the branch section is set to be equal to or less than twice the spot size of the light wave propagating through the branch-side optical waveguide, the number of waveguide modes coupled to the radiation mode decreases, and extinction occurs. The ratio can be suppressed to 20 dB or more, and the excess loss can be suppressed to within 1.5 dB.
第1図は屈折率制御部間の間隔、光波のスポットサイ
ズ、消光比および過剰損失の増加量の相関関係を示すグ
ラフ、第2図は光波のスポットサイズを定義づけるため
の説明図、第3図は本発明の実施例光スイッチの平面
図、第4図は第3図のIV−IV線に沿う断面図、第5図は
本発明の実施例光スイッチの分岐側光導波路における屈
折率制御部を動作せしめたときの屈折率分布図、第6図
は第5図の状態下における光波の伝搬状態を示すコンピ
ュータシミュレーション図、第7図は屈折率制御部を動
作せしめないときの屈折率分布図、第8図は第7図の状
態における光波の伝搬状態を示すコンピュータシミュレ
ーション図、第9図は比較例光スイッチの平面図、第10
図は他の比較例スイッチの平面図、第11図はY分岐光導
波路型光スイッチ例の斜視図、第12図は第11図のXII−X
II線に沿う断面図、第13図は屈折率制御部の形成例を示
す平面図、第14図は他の形成例を示す平面図である。 11……下部電極、12……n+型半導体層、13……n+型半導
体層、14……下部クラッド層(n+型半導体層)、15……
コア層(n-型半導体層)、16……上部クラッド層(p+型
半導体層)、17……絶縁薄膜、17a,17b……窓、18a,18b
……上部電極、19……キャップ層(p+型半導体層)、A
……分岐部、A1,A2,A3……分岐点、B……主光導波路、
C1,C2……分岐側光導波路、D1,D2……屈折率制御部、w
……路幅、x……屈折率制御部間の最も近接した個所の
距離、θ……分岐角。FIG. 1 is a graph showing the correlation between the distance between the refractive index control units, the spot size of the light wave, the extinction ratio, and the amount of increase in excess loss. FIG. 2 is an explanatory diagram for defining the light wave spot size. FIG. 4 is a plan view of an optical switch according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a computer simulation diagram showing a light wave propagation state under the state of FIG. 5, and FIG. 7 is a refractive index distribution when the refractive index control unit is not operated. FIG. 8, FIG. 8 is a computer simulation diagram showing a light wave propagation state in the state of FIG. 7, FIG. 9 is a plan view of a comparative example optical switch, FIG.
FIG. 11 is a plan view of another comparative example switch, FIG. 11 is a perspective view of an example of a Y-branch optical waveguide type optical switch, and FIG. 12 is XII-X of FIG.
13 is a cross-sectional view taken along the line II, FIG. 13 is a plan view showing an example of forming a refractive index control section, and FIG. 14 is a plan view showing another example of forming. 11 ... lower electrode, 12 ... n + type semiconductor layer, 13 ... n + type semiconductor layer, 14 ... lower cladding layer (n + type semiconductor layer), 15 ...
Core layer (n - type semiconductor layer), 16: Upper cladding layer (p + type semiconductor layer), 17: Thin insulating film, 17a, 17b ... Window, 18a, 18b
... top electrode, 19 ... cap layer (p + type semiconductor layer), A
…… Branch part, A 1 , A 2 , A 3 … Branch point, B …… Main optical waveguide,
C 1 , C 2 … branch-side optical waveguide, D 1 , D 2 … refractive index controller, w
..., Path width, x... Distance of the closest point between the refractive index control units, θ...
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−128046(JP,A) 特開 昭61−73931(JP,A) 特開 昭59−214020(JP,A) 特開 昭57−200016(JP,A) 特開 昭63−314518(JP,A) 電子通信学会技術研究報告 OQE84 −105 PP.67−74 電子通信学会技術研究報告 OQE83 −87 PP.1−6Continuation of front page (56) References JP-A-1-128046 (JP, A) JP-A-61-73931 (JP, A) JP-A-59-214020 (JP, A) JP-A-57-200016 (JP, A) JP-A-63-314518 (JP, A) IEICE Technical Report OQE84-105 PP. 67-74 IEICE Technical Report OQE83-87 PP. 1-6
Claims (1)
ている2本の分岐側光導波路から成るY分岐光導波路の
前記分岐側光導波路にそれぞれ屈折率制御部が形成され
ている光スイッチにおいて、それぞれの屈折率制御部は
前記分岐部にまで延びていて、その分岐部では最も接近
して平行関係をなし、かつ、前記分岐部における互いの
屈折率制御部間の間隔が、前記分岐側光導波路の光路断
面における光強度分布曲線を描いたとき、その光強度が
ピーク値の1/e2倍値(ただし、eは自然対数の底を表
す)に減少した点における前記光強度分布曲線が示す幅
値の1/2値として定義されるスポットサイズの2倍値以
下の値であることを特徴とする光スイッチ。1. An optical switch in which a refractive index control section is formed in each of the branch-side optical waveguides of a Y-branch optical waveguide composed of a main optical waveguide and two branch-side optical waveguides branched from each other. In each of the above, the respective refractive index control units extend to the branch portion, at which the refractive index control portions are closest to each other and form a parallel relationship, and the interval between the refractive index control portions in the branch portion is equal to the branch value. When the light intensity distribution curve in the optical path cross section of the side optical waveguide is drawn, the light intensity distribution at the point where the light intensity decreases to 1 / e 2 times the peak value (where e represents the base of natural logarithm) An optical switch characterized in that it has a value equal to or less than twice the spot size defined as a half value of the width value indicated by the curve.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1228326A JP2756154B2 (en) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | Light switch |
| US07/428,929 US5033811A (en) | 1988-11-04 | 1989-10-30 | Optical switch |
| CA002002098A CA2002098C (en) | 1988-11-04 | 1989-11-02 | Optical switch |
| DE68926605T DE68926605T2 (en) | 1988-11-04 | 1989-11-03 | Optical switch |
| EP89403037A EP0367682B1 (en) | 1988-11-04 | 1989-11-03 | Optical switch |
| US07/686,610 US5148505A (en) | 1988-11-04 | 1991-04-17 | Optical semiconductor waveguide switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1228326A JP2756154B2 (en) | 1989-09-05 | 1989-09-05 | Light switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391723A JPH0391723A (en) | 1991-04-17 |
| JP2756154B2 true JP2756154B2 (en) | 1998-05-25 |
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ID=16874698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756154B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128046A (en) * | 1987-11-13 | 1989-05-19 | Nec Corp | Optical switch |
-
1989
- 1989-09-05 JP JP1228326A patent/JP2756154B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 電子通信学会技術研究報告 OQE83−87 PP.1−6 |
| 電子通信学会技術研究報告 OQE84−105 PP.67−74 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0391723A (en) | 1991-04-17 |
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