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JP3725647B2 - Light switch - Google Patents
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JP3725647B2 - Light switch - Google Patents

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JP3725647B2 JP02224797A JP2224797A JP3725647B2 JP 3725647 B2 JP3725647 B2 JP 3725647B2 JP 02224797 A JP02224797 A JP 02224797A JP 2224797 A JP2224797 A JP 2224797A JP 3725647 B2 JP3725647 B2 JP 3725647B2
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  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信・情報処理・機械などの分野で応用される光スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光導波路の導波光の変調方法としては、電気光学効果、音響光学効果、磁気光学効果、熱光学効果、非線形光学効果を利用したものが知られている。このうち、熱光学効果以外のものは、これらの効果が大きいとして知られているニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、磁性ガーネットなど特定の光学結晶においてしか利用することができない。しかし、これらの光学結晶の屈折率は2以上で、光ファイバに使われるガラスの屈折率1.54に比べてかなり高い。このため、これらの光学結晶を用いて作製したデバイスは、光ファイバと接続したとき光の結合効率が低く、光ファイバとの接続が容易なガラス質の材料でも光変調ができる方法が望まれていた。
【0003】
熱光学効果は、熱による材料の屈折率変化を利用して導波光を制御しようとするもので、特定の結晶に限らず、ガラスを含む種々の導波路材料に利用できる。熱光学効果を利用した光変調では、光導波路の一部に低誘電率の誘電体層を介して金属薄膜ヒータをつけて光導波路に熱を与えて屈折率を変化させる。この際、金属薄膜を直接、光導波路の上につけると伝搬損失が著しく増大するので、低誘電率の誘電体層をまず光導波路上につけ、その上に金属薄膜を載せる構造をとる必要がある。低誘電率の誘電体層としては、通常SiO2 ガラスが用いられ、数ミクロンの厚みでつける。この方法では、電力印加により金属薄膜ヒータで加熱してから、光導波路に熱を伝え、屈折率を変えるというメカニズムをとっているため、秒単位の時間がかかり、応答性が悪いという問題点がある。
【0004】
本発明者らは、柔軟性を持つ無機・有機ハイブリッド(特願平8−253473)および無機・有機ハイブリッドを利用した光導波路(特願平7−175882,特願平8−68111)を提案している。無機・有機ハイブリッドによる光導波路は、光透過特性がよいこと、ガラスに比べて低温で作製可能なため有機色素などを含有した新しいデバイスが作製可能なこと、柔軟性があること、有機ポリマーに比べて耐熱性があること、無機と有機の組成の組み合わせにより広い範囲で屈折率が制御できるため光ファイバに屈折率を合わせられること、といった特徴を備えている。しかし、無機・有機ハイブリッドは、電気光学効果、音響光学効果、磁気光学効果を示さない材料であり、これらの効果を利用した光変調を行うことができない。熱光学効果を利用した光変調は可能であるが、この方法は前述したように、応答性の悪い変調方法である。このため、無機・有機ハイブイリッドで作製した光導波路において、応答の速い光変調方法が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、無機・有機ハイブリッドなど低ヤング率、透明、薄膜化可能材料を用いて光導波路を形成し、応力付加機構で屈折率を高速変化させることにより、通信・情報処理・機械などの分野で応用される、光ファイバとの接続が容易でかつ、高速の光スイッチを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題は
(1) 誘電体基板と、該基板上形成された0.1〜700MPaのヤング率、透明、薄膜化可能材料からなるカットオフ長以上5ミクロン以下の厚みの光導波路と、該導波路を圧縮する応力を付加する機構を有することを特徴とする光スイッチ
(2) 前記0.1〜700MPaのヤング率、透明、薄膜化可能材料が、無機・有機ハイブリッドであることを特徴とする(1)記載のスイッチ
(3) 前記無機・有機ハイブリッドが金属アルコキシドと末端シラノールポリジメチルシロキサンとからなることを特徴とする(2)記載の光スイッチ
(4) 前記光導波路が三次元光導波路であることを特徴とする(1)、(2)または(3)記載の光スイッチ
(5) 前記光導波路の厚みがカットオフ長よりわずかに大きく、該導波路を圧縮する応力を付加する機構が光導波路の厚みをカットオフ長より小さくすることができるものであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項記載の光スイッチ、により達成される。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、誘電体基板上に作製されたヤング率が低く、透明で、薄膜可能な光導波路は、応力を付加することにより変調できることを発明した。
本発明における光スイッチでは、光導波路を支持するための基板が必要である。基板材料としては、大きく誘電体(絶縁体)、半導体、金属と区分されるが、半導体と金属は、光導波路の伝搬損失を大きくするため使用することができない。誘電体基板としては、ガラス、無機・有機ハイブイリッド、ニオブ酸リチウム・KTiOPOなどの光学結晶があげられる。
【0008】
該誘電体基板上に作製される光導波路としては、基板全面に形成する平面導波路と、特定の経路を通って光が伝搬するよう加工された三次元導波路とがあげられる。三次元光導波路は、フォトリソグラフィにより導波路パターンを転写して作製される。三次元光導波路の方が、所定の経路で光を伝搬させられるため、デバイス作製上の自由度が平面導波路に比べて大きい。
該光導波路の形成材料は、光導波路を適当な応力で変形させ光変調をさせることを可能とするため、ヤング率が低いことが必要である。光導波路を変形させることにより、光変調が可能になる理由を以下説明する。光導波路は平面導波路でも三次元導波路でも同じ原理が適用されるので、平面導波路について説明する。
【0009】
一定の屈折率を有する誘電体基板上に作製された二次元光導波路の実効屈折率は、光導波路の厚さ、および光導波路を形成する材料の屈折率によって決定される。光導波路の実効屈折率は、基板の屈折率と光導波路を形成する材料の屈折率の間の値をとり、厚さが増すにつれて実効屈折率は増加し、光導波路形成材料の屈折率に漸近する。一方、厚さが薄くなると実効屈折率は減少し、ある一定の厚さ(カットオフ長)になると、実効屈折率が基板の屈折率と同じ値になり、それ以下の厚さでは全く光を伝搬することができなくなる。
【0010】
ヤング率の低い材料を利用して作製した光導波路においては、光導波路部分に加重をかけることにより光導波層の厚さが変わり、それによって実効屈折率を変化させることができる。この実効屈折率の変化をもとに、光強度や位相を変えて光変調を行うことができる。応力に対する弾性変形は高い応答性を示すので、熱変調に比べると6桁以上速い変調を行うことができる。このような変調を行うためにのヤング率の範囲は0.1MPa以上700MPa以下、望ましくは1MPa以上500MPa以下である。このような低ヤング率の材料としては、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、シリコーンゴムなどが知られている。
【0011】
光導波路を形成する材料は、光スイッチとして使用する波長領域の光に対して、透明でなければならない。たとえば光源としてYAGレーザを用いる場合、波長1064nmの光に対して99%以上の高い透過率を有することが望まれる。従来、低ヤング率材料として知られている各種のゴムは、強度を保つためにフィラーを分散させているため半透明〜不透明である。このため、光導波路材料には適さない。
【0012】
光導波路として光を伝搬させるためには、薄膜状に成膜することが必要である。膜厚は、応力をかけない状態でカットオフ長より厚くすることが必要である。基板の上に光導波路材料を成膜すると、ある膜厚より薄いと光の伝搬ができなくなるが、この膜厚がカットオフ長である。膜厚が厚くなると、導波モードが多モード化するが、原理的には問題がない。しかし、膜厚変化が引き起こす実効屈折率の変化は、カットオフ長を超えた瞬間の厚さにおいて最大であり、膜厚が厚くなるにつれ実効屈折率の変化が小さくなる。この変化の仕方は図2に示したようになり、直線的ではない。従って、変化量の比較的大きい領域までの厚さに導波路を成膜し、応力により膜厚を減少させて屈折率変化を検知することが望ましい。厚くなりすぎると、応力による膜厚変化が引き起こす実効屈折率の変化が小さくなるので、一般的には5ミクロン程度までの膜厚が適当である。
【0013】
応力付加機構は、重りなどで加重をかけたり、指で圧縮したりするというような機械的な方法、圧電素子などを利用した電気的な方法などがあげられる。
このような光導波路に応力を付加することにより変調を行う光デバイスとしては、光スイッチがあげられる。光スイッチは、応力によりカットオフ長以下の厚さまで光導波路を薄くすることにより光をOFFし、その応力を取り除いて光導波層を元の厚さに戻すことにより光をONさせることを利用して作製することができる
【0014】
ヤング率が低く、透明で、薄膜化可能な光導波路材料としては、たとえば無機・有機ハイブリッド材料があげられる。本発明による無機・有機ハイブリッドによる光導波路は、たとえば、金属アルコキシドと末端シラノールポリジメチルシロキサンから合成することができる。特に分子量400から4500の末端シラノールポリジメチルシロキサンを用いたとき、低ヤング率で透明なものが得られる。ポリジメチルシロキサンのかわりに、種々のアルキルアルコキシシランを用いてもよい。このような無機・有機ハイブリッド型エラストマーを構成するアルコキシドは特に限定しないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシドなどが挙げられる。また、アルコキシ基の一部をβ−ジケトン、β−ケトエステル、アルカノールアミン、アルキルアルカノールアミン、有機酸等で置換したアルコキシド誘導体も使用できる。
【0015】
【実施例】
(実施例1) エタノール、末端シラノールポリジメチルシロキサン(分子量1500)、Ta(OC、アセト酢酸エチルを攪拌した溶液中に、水を加えて加水分解し、ゾルを作製する。末端シラノールポリジメチルシロキサン、Ta(OC、アセト酢酸エチル、水のモル比は、0.1:1:2:2とする。このゾルを屈折率1.52のガラス基板上に塗布する。300℃で20分間熱処理し、エリプソメータで測定したところ、厚さ0.7ミクロン、屈折率1.663の無機・有機ハイブリッドによる光導波層を得た。屈折率を測定した波長は663nmである。この光導波路に一定の底面積を有する分銅を載せて応力をかけた。厚さを20%減少させるのに必要な応力は、5.8g/mmであった。ヤング率は282MPaであった。この光導波路の厚さと実効屈折率の計算結果を図に示す。カットオフ長は0.2ミクロンであり、応力により0.2ミクロンより導波層を薄くすると光が伝搬しなくなった。
【0016】
(実施例2)エタノール、ジメチルジエトキシシラン、Ti(OC2 5 4 、アセチルアセトンを攪拌した溶液中に、水を加えて加水分解し、ゾルを作製する。ジメチルジエトキシシラン、Ti(OC2 5 4 、アセチルアセトン、水のモル比は、10:1:2:2とする。このゾルを屈折率1.52のガラス基板上に塗布する。300℃で20分間熱処理し、エリプソメータで測定したところ、厚さ1.2ミクロン屈折率1.580の無機・有機ハイブリッドによる光導波層を得た。ヤング率は2.4Mpa であった。ドライエッチングによりパターニングした光導波層のエッチングを行い、幅12ミクロン、厚さ1.2ミクロンのリッジ型の三次元光導波路を作製した。カットオフ長は0.6ミクロンであった。
【0017】
図1において、この光導波路4を圧力印加部5と無負荷部6に途中で分岐させる。圧力印加部5と無負荷部6は同一の幅と厚みを有する全く同じ光導波路である。分岐の一方に圧力をかけて光を伝搬させ、もう一方は無負荷で光を伝搬させ、2つの分岐導波路からの光を合わせると、温度変化など周囲の影響による屈折率変化はキャンセルされるので、圧力による実効屈折率の変化のみが光波の位相のずれに現れ光強度が減少する。応力印加部7は重りを載せて応力を付加するものである。入射用レーザ光源2から633nmのレーザ光3mWを入れる。圧力を印加する方の光導波路に12g/mm2 の圧力をかけるよう重りを載せることにより出射光強度を0、圧力を取り除くことにより2.4mWの出射光強度を光検出器3で得ることができた。これは光スイッチとして機能するものである。
【0019】
【発明の効果】
本発明は、ヤング率が低く、透明で、薄膜化可能な材料よりなる光導波路を形成することにより、光ファイバとの接続が容易で応答の速い新しい光変調方法を利用した光スイッチを提供するものである。本発明により、これまで高速の光変調ができなかった無機・有機ハイブリッドにおいても、光変調が可能となるため光スイッチを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様である光スイッチの構成を示す図である。
【図2】ガラス基板上に成膜した無機・有機ハイブリッドからなる光導波層のモード分散曲線である。基本モードのみ示してある。
【符号の説明】
1 ガラス基板
2 入射用レーザ光源
3 光検出器
4 光導波路
5 圧力印加部
6 無負荷部
7 応力印加部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical switch that is Ru applied in such fields as communications and information processing and machinery.
[0002]
[Prior art]
As a method for modulating guided light of an optical waveguide, a method using an electro-optic effect, an acousto-optic effect, a magneto-optic effect, a thermo-optic effect, or a nonlinear optical effect is known. Among these, those other than the thermo-optical effect can be used only in specific optical crystals such as lithium niobate, lithium tantalate, and magnetic garnet, which are known to have large effects. However, the refractive index of these optical crystals is 2 or more, which is considerably higher than the refractive index of 1.54 used for optical fibers. For this reason, a device manufactured using these optical crystals has a low light coupling efficiency when connected to an optical fiber, and a method capable of light modulation even with a glassy material that can be easily connected to the optical fiber is desired. It was.
[0003]
The thermo-optic effect is intended to control the guided light by utilizing the change in the refractive index of the material due to heat, and can be used not only for specific crystals but also for various waveguide materials including glass. In light modulation using the thermo-optic effect, a metal thin film heater is attached to a part of the optical waveguide via a dielectric layer having a low dielectric constant, and the refractive index is changed by applying heat to the optical waveguide. At this time, if a metal thin film is directly applied on the optical waveguide, the propagation loss is remarkably increased. Therefore, a dielectric layer having a low dielectric constant must first be applied on the optical waveguide, and a metal thin film should be placed thereon. . As the dielectric layer having a low dielectric constant, SiO 2 glass is usually used and is applied with a thickness of several microns. This method has a problem that it takes time in seconds and poor responsiveness because it takes the mechanism of heating the metal thin film heater by applying electric power and then transferring heat to the optical waveguide to change the refractive index. is there.
[0004]
The present inventors have proposed a flexible inorganic / organic hybrid (Japanese Patent Application No. 8-253473) and an optical waveguide using an inorganic / organic hybrid (Japanese Patent Application No. 7-175882, Japanese Patent Application No. 8-68111). ing. Inorganic / organic hybrid optical waveguides have good light transmission characteristics, can be manufactured at a lower temperature than glass, can be used to manufacture new devices containing organic dyes, and are flexible, compared to organic polymers It has features such as being heat resistant and being able to adjust the refractive index to the optical fiber because the refractive index can be controlled in a wide range by a combination of inorganic and organic compositions. However, the inorganic / organic hybrid is a material that does not exhibit the electro-optic effect, the acousto-optic effect, and the magneto-optic effect, and cannot perform light modulation using these effects. Light modulation using the thermo-optic effect is possible, but this method is a modulation method with poor responsiveness as described above. For this reason, an optical modulation method having a quick response has been desired for an optical waveguide made of an inorganic / organic hybrid.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to the fields of communication, information processing, machinery, etc. by forming an optical waveguide using a material having a low Young's modulus, such as an inorganic / organic hybrid, a transparent, thin film, and changing the refractive index at high speed by a stress application mechanism. in the application, and it is easy to connect to an optical fiber, there is provided a high-speed optical switch.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The problems are as follows: (1) a dielectric substrate, an optical waveguide formed on the substrate with a Young's modulus of 0.1 to 700 MPa , made of a transparent, thin filmable material and having a thickness of not less than 5 μm and a cutoff length ; An optical switch having a mechanism for applying stress to compress the waveguide;
(2) The switch according to (1), wherein the material having a Young's modulus of 0.1 to 700 MPa , transparent, and thinnable is an inorganic / organic hybrid,
(3) The optical switch according to (2), wherein the inorganic / organic hybrid comprises a metal alkoxide and a terminal silanol polydimethylsiloxane,
(4) The optical switch according to (1), (2) or (3), wherein the optical waveguide is a three-dimensional optical waveguide;
(5) The thickness of the optical waveguide is slightly larger than the cut-off length, and the mechanism for applying a stress that compresses the waveguide can make the thickness of the optical waveguide smaller than the cut-off length. This is achieved by the optical switch according to any one of (1) to (4).
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventors have invented that an optical waveguide having a low Young's modulus produced on a dielectric substrate, which is transparent and can be thinned can be modulated by applying stress.
The optical switch according to the present invention requires a substrate for supporting the optical waveguide. Substrate materials are largely classified into dielectrics (insulators), semiconductors, and metals, but semiconductors and metals cannot be used because they increase the propagation loss of the optical waveguide. Examples of the dielectric substrate include optical crystals such as glass, inorganic / organic hybrid, and lithium niobate / KTiOPO 4 .
[0008]
Examples of the optical waveguide manufactured on the dielectric substrate include a planar waveguide formed on the entire surface of the substrate and a three-dimensional waveguide processed so that light propagates through a specific path. The three-dimensional optical waveguide is manufactured by transferring a waveguide pattern by photolithography. Since the three-dimensional optical waveguide allows light to propagate along a predetermined path, the degree of freedom in device fabrication is greater than that of a planar waveguide.
The optical waveguide forming material needs to have a low Young's modulus so that the optical waveguide can be deformed with an appropriate stress and optically modulated. The reason why optical modulation is possible by deforming the optical waveguide will be described below. Since the same principle is applied to the optical waveguide whether it is a planar waveguide or a three-dimensional waveguide, the planar waveguide will be described.
[0009]
The effective refractive index of a two-dimensional optical waveguide fabricated on a dielectric substrate having a constant refractive index is determined by the thickness of the optical waveguide and the refractive index of the material forming the optical waveguide. The effective refractive index of the optical waveguide takes a value between the refractive index of the substrate and the refractive index of the material forming the optical waveguide. The effective refractive index increases as the thickness increases, and asymptotically approaches the refractive index of the optical waveguide forming material. To do. On the other hand, as the thickness decreases, the effective refractive index decreases. When the thickness reaches a certain thickness (cutoff length), the effective refractive index becomes the same value as the refractive index of the substrate. Cannot propagate.
[0010]
In an optical waveguide manufactured using a material having a low Young's modulus, the thickness of the optical waveguide layer is changed by applying a weight to the optical waveguide portion, whereby the effective refractive index can be changed. Based on this change in effective refractive index, light modulation can be performed by changing the light intensity and phase. Since elastic deformation with respect to stress shows high responsiveness, it is possible to perform modulation that is 6 digits or more faster than thermal modulation. The range of Young's modulus for performing such modulation is 0.1 MPa to 700 MPa, preferably 1 MPa to 500 MPa. As such a low Young's modulus material, isoprene-based rubber, butadiene-based rubber, silicone rubber and the like are known.
[0011]
The material forming the optical waveguide must be transparent to light in the wavelength region used as an optical switch . For example, when a YAG laser is used as the light source, it is desired to have a high transmittance of 99% or more for light with a wavelength of 1064 nm. Conventionally, various rubbers known as low Young's modulus materials are translucent to opaque because fillers are dispersed in order to maintain strength. For this reason, it is not suitable for optical waveguide materials.
[0012]
In order to propagate light as an optical waveguide, it is necessary to form a thin film. The film thickness needs to be larger than the cut-off length without applying stress. When an optical waveguide material is formed on a substrate, if the thickness is smaller than a certain thickness, light cannot be propagated, but this thickness is a cut-off length. As the film thickness increases, the waveguide mode becomes multimode, but there is no problem in principle. However, the change in the effective refractive index caused by the change in the film thickness is the maximum at the moment when the cutoff length is exceeded, and the change in the effective refractive index becomes smaller as the film thickness increases. The manner of this change is as shown in FIG. 2 and is not linear. Therefore, it is desirable to detect the change in the refractive index by forming the waveguide in a thickness up to a region where the amount of change is relatively large, and reducing the thickness by stress. If the thickness is too large, the change in the effective refractive index caused by the change in the film thickness due to stress becomes small, so that a film thickness of up to about 5 microns is generally appropriate.
[0013]
Examples of the stress applying mechanism include a mechanical method of applying a weight with a weight or compressing with a finger, an electrical method using a piezoelectric element, and the like.
The optical device for modulating by adding stress to such an optical waveguide, an optical switch and the like. The optical switch uses turning off the light by thinning the optical waveguide to a thickness below the cut-off length due to stress, and turning on the light by removing the stress and returning the optical waveguide layer to its original thickness. Can be produced .
[0014]
As an optical waveguide material having a low Young's modulus and being transparent and capable of being thinned, for example, an inorganic / organic hybrid material can be cited. The optical waveguide by the inorganic / organic hybrid according to the present invention can be synthesized from, for example, metal alkoxide and terminal silanol polydimethylsiloxane. In particular, when a terminal silanol polydimethylsiloxane having a molecular weight of 400 to 4500 is used, a transparent material having a low Young's modulus can be obtained. Various alkyl alkoxysilanes may be used in place of polydimethylsiloxane. The alkoxide constituting the inorganic / organic hybrid elastomer is not particularly limited, and examples thereof include methoxide, ethoxide, propoxide, butoxide and the like. Moreover, the alkoxide derivative which substituted a part of alkoxy group with (beta) -diketone, (beta) -ketoester, alkanolamine, alkyl alkanolamine, organic acid, etc. can also be used.
[0015]
【Example】
Example 1 Water is added to a stirred solution of ethanol, terminal silanol polydimethylsiloxane (molecular weight 1500), Ta (OC 2 H 5 ) 5 , and ethyl acetoacetate to prepare a sol. The molar ratio of terminal silanol polydimethylsiloxane, Ta (OC 2 H 5 ) 5 , ethyl acetoacetate, and water is 0.1: 1: 2: 2. This sol is applied on a glass substrate having a refractive index of 1.52. When heat-treated at 300 ° C. for 20 minutes and measured with an ellipsometer, an optical waveguide layer made of an inorganic / organic hybrid having a thickness of 0.7 microns and a refractive index of 1.663 was obtained. The wavelength at which the refractive index was measured is 663 nm. A stress having a constant bottom area was placed on the optical waveguide to apply stress. The stress required to reduce the thickness by 20% was 5.8 g / mm 2 . The Young's modulus was 282 MPa. FIG. 2 shows the calculation results of the thickness and effective refractive index of the optical waveguide. The cut-off length was 0.2 microns, and light did not propagate when the waveguide layer was made thinner than 0.2 microns due to stress.
[0016]
(Example 2) Water is added to a stirred solution of ethanol, dimethyldiethoxysilane, Ti (OC 2 H 5 ) 4 , and acetylacetone to hydrolyze to prepare a sol. The molar ratio of dimethyldiethoxysilane, Ti (OC 2 H 5 ) 4 , acetylacetone, and water is 10: 1: 2: 2. This sol is applied on a glass substrate having a refractive index of 1.52. When heat-treated at 300 ° C. for 20 minutes and measured with an ellipsometer, an optical waveguide layer made of an inorganic / organic hybrid having a thickness of 1.2 microns and a refractive index of 1.580 was obtained. Young's modulus was 2.4 Mpa. The optical waveguide layer patterned by dry etching was etched to produce a ridge-type three-dimensional optical waveguide having a width of 12 microns and a thickness of 1.2 microns. The cut-off length was 0.6 microns.
[0017]
In FIG. 1, the optical waveguide 4 is branched into a pressure application unit 5 and a no-load unit 6 on the way. The pressure application unit 5 and the no-load unit 6 are exactly the same optical waveguide having the same width and thickness. Applying pressure to one of the branches to propagate light, the other to propagate light with no load, and combining the light from the two branch waveguides cancels the refractive index change due to ambient effects such as temperature changes Therefore, only the change in effective refractive index due to pressure appears in the phase shift of the light wave, and the light intensity decreases. The stress applying unit 7 applies stress by placing a weight. A laser beam 3 mW of 633 nm is input from the incident laser light source 2. By placing a weight on the optical waveguide to which pressure is applied so as to apply a pressure of 12 g / mm 2 , the emitted light intensity is 0, and by removing the pressure, the emitted light intensity of 2.4 mW can be obtained by the photodetector 3. did it. This functions as an optical switch.
[0019]
【The invention's effect】
The present invention provides an optical switch using a new optical modulation method that is easy to connect to an optical fiber and has a quick response by forming an optical waveguide made of a material having a low Young's modulus, a transparent, and thin film. Is. The present invention, so far even in high-speed inorganic-organic hybrid that could not light modulation can be manufactured because optical switch optical modulation becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical switch according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a mode dispersion curve of an optical waveguide layer made of an inorganic / organic hybrid film formed on a glass substrate. Only the basic mode is shown.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Incident laser light source 3 Photodetector 4 Optical waveguide 5 Pressure application part 6 No load part 7 Stress application part

Claims (5)

誘電体基板と、該基板上形成された0.1〜700MPaのヤング率、透明、薄膜化可能材料からなるカットオフ長以上5ミクロン以下の厚みの光導波路と、該導波路を圧縮する応力を付加する機構を有することを特徴とする光スイッチA dielectric substrate, an optical waveguide formed on the substrate, having a Young's modulus of 0.1 to 700 MPa , made of a transparent, thin filmable material and having a thickness of not less than a cutoff length and not more than 5 microns, and stress for compressing the waveguide An optical switch having a mechanism for adding. 前記0.1〜700MPaのヤング率、透明、薄膜化可能材料が、無機・有機ハイブリッドであることを特徴とする請求項1記載の光スイッチ 2. The optical switch according to claim 1, wherein the material having a Young's modulus of 0.1 to 700 MPa , transparent, and thin filmable is an inorganic / organic hybrid. 前記無機・有機ハイブリッドが金属アルコキシドと末端シラノールポリジメチルシロキサンとからなる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 the inorganic / organic hybrid comprises a metal alkoxide and a terminal silanol polydimethylsiloxane. 前記光導波路が三次元光導波路であることを特徴とする請求項1、2または3記載の光デバイス。  The optical device according to claim 1, wherein the optical waveguide is a three-dimensional optical waveguide. 前記光導波路の厚みがカットオフ長よりわずかに大きく、該導波路を圧縮する応力を付加する機構が光導波路の厚みをカットオフ長より小さくすることができるものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の光スイッチThe thickness of the optical waveguide is slightly larger than a cut-off length, and a mechanism for applying a stress for compressing the waveguide is capable of making the thickness of the optical waveguide smaller than the cut-off length. The optical switch according to any one of 1 to 4.
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