JPH0743484B2 - Waveguide optical switch - Google Patents
Waveguide optical switchInfo
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- JPH0743484B2 JPH0743484B2 JP5286689A JP5286689A JPH0743484B2 JP H0743484 B2 JPH0743484 B2 JP H0743484B2 JP 5286689 A JP5286689 A JP 5286689A JP 5286689 A JP5286689 A JP 5286689A JP H0743484 B2 JPH0743484 B2 JP H0743484B2
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信分野等で用いて好適な導波路型光スイ
ッチに関するものであり、さらに詳細には、波長依存性
が少なく、広い波長域の信号光を同時切り替え可能な導
波路型光スイッチに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a waveguide type optical switch suitable for use in the field of optical communication and the like, and more specifically, it has little wavelength dependence and a wide wavelength range. The present invention relates to a waveguide type optical switch capable of simultaneously switching the signal lights in the region.
光ファイバ通信の一層の普及のためには、光ファイバと
受・発光素子の高性能化、低価格化に加えて、光分岐結
合器、光合分波器、光スイッチ等の各種光回路部品の開
発が不可欠な段階にきている。なかでも、光スイッチ
は、光ファイバ回線を需要に応じて自在に切り替えた
り、回線故障の際の迂回路の確保のために、近い将来、
重要な役割を占めると考えられる。For the further spread of optical fiber communication, in addition to high performance and low cost of optical fibers and light receiving / emitting devices, various optical circuit components such as optical branching / coupling devices, optical multiplexers / demultiplexers, and optical switches will be used. Development is at an indispensable stage. Among them, the optical switch will be able to switch the optical fiber line freely according to the demand, and in the near future, in order to secure the detour in case of line failure.
It is considered to play an important role.
光スイッチの構成形態としては、従来から、1)バルク
型、2)導波路型が提案されているが、それぞれに問題
点を残している。バルク型は、可動プリズムやレンズ等
を構成要素として組み立てられたものであり、波長依存
性が少なく、比較的低損失という利点があるものの、組
立調整工程が煩雑で量産に適さず、高価格という欠点が
あり、大きく普及するに至っていない。導波路型は、平
面基板上の光導波路を基本として、フォトリソグラフィ
や微細加工技術を利用して、いわゆる集積型の光スイッ
チを一括して大量に生産するものであり、将来型の光ス
イッチ形態として期待されている。Conventionally, 1) bulk type and 2) waveguide type have been proposed as the configuration form of the optical switch, but each has problems. The bulk type is assembled by using a movable prism, a lens, etc. as constituent elements, and has the advantages of less wavelength dependence and relatively low loss, but the assembly adjustment process is complicated and is not suitable for mass production, and it is expensive. It has drawbacks and has not yet spread widely. The waveguide type is a mass production of so-called integrated type optical switches in bulk, using photolithography and microfabrication technology, based on an optical waveguide on a planar substrate. Is expected as.
第7図は、従来の導波路型光スイッチの構成例を示す平
面図である。ここで、基板1上に形成された3dB光結合
器2および3は、近接した2本の光導波路4および5と
共に方向性結合器を構成し、その結合率は信号光波長に
おいて50%(完全結合長の1/2)になるように設定され
ている。3dB光結合器2と3との間を連結する2本の光
導波路4および5の光路長は、これら2本の光導波路の
途上に配置された位相シフタ4aおよび5aを動作させない
状態で同一(対称)になるように設定されている。FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of a conventional waveguide type optical switch. Here, the 3 dB optical couplers 2 and 3 formed on the substrate 1 constitute a directional coupler together with the two optical waveguides 4 and 5 which are close to each other, and the coupling rate thereof is 50% (completely at the signal light wavelength). It is set to be 1/2 of the bond length. The optical path lengths of the two optical waveguides 4 and 5 connecting between the 3 dB optical couplers 2 and 3 are the same in the state where the phase shifters 4a and 5a arranged on the way of these two optical waveguides are not operated ( Symmetric) is set.
入力ポート1aから入射された信号光は、上記の状態では
出力ポート2bから出射され、出力ポート1bからは出射さ
れない。ところが、光導波路4と5との間に180°(π
ラディアン)光位相に相当する1/2波長近傍の光路長差
が生じるように位相シフタ4aおよび5aの少なくとも一方
を作動させると、信号光は出力ポート1bから出射される
ように切り替わり、光スイッチとしての動作が達成され
る。この種の導波路型光スイッチは、マッハツェンダ光
干渉計回路型とも呼ばれ、比較的簡単な位相シフタによ
りスイッチング作用を実現できることから、ガラス光導
波路をはじめとする種々の光導波路材料系において構成
が試みられているが、これまでに次のような問題点があ
った。The signal light incident from the input port 1a is emitted from the output port 2b and is not emitted from the output port 1b in the above state. However, 180 ° (π
Radian) When at least one of the phase shifters 4a and 5a is operated so that the optical path length difference near 1/2 wavelength corresponding to the optical phase is generated, the signal light is switched to be output from the output port 1b and serves as an optical switch. Is achieved. This type of waveguide type optical switch is also called a Mach-Zehnder interferometer circuit type and can realize a switching action by a relatively simple phase shifter, so that it can be used in various optical waveguide material systems including glass optical waveguides. Although it has been tried, the following problems have been encountered so far.
第8図は、1.3μm波長用に設計製作された前記光スイ
ッチの入力ポート1aから出力ポート2bへの結合率を示す
波長特性図である。曲線(a)は、位相シフタ4aおよび
5aがオフの際の結合特性であり、曲線(b)はいずれか
一方の位相シフタがオンの時の結合特性である。曲線
(c)は、参考のために、構成要素である3dB光結合器
の結合率波長特性を示したものである。FIG. 8 is a wavelength characteristic diagram showing the coupling rate from the input port 1a to the output port 2b of the optical switch designed and manufactured for 1.3 μm wavelength. Curve (a) shows the phase shifter 4a and
5a is the coupling characteristic when the phase shifter is off, and curve (b) is the coupling characteristic when one of the phase shifters is on. For reference, the curve (c) shows the coupling ratio wavelength characteristic of the 3 dB optical coupler as a constituent element.
一方の位相シフタがオンの状態(曲線(b))では、1.
3μmを中心として±0.2μm程度の比較的広い波長域
で、(1a→2b)結合率は、ほぼ零(5%以下)で、信号
光は波長依存性少なく(1a→1b)の経路を通過すること
が可能である。When one phase shifter is on (curve (b)), 1.
In a relatively wide wavelength range of about ± 0.2 μm with 3 μm as the center, the coupling ratio (1a → 2b) is almost zero (5% or less), and the signal light passes through the route (1a → 1b) with little wavelength dependence. It is possible to
これに対し、オフ状態(曲線(a))では、90%以上の
(1a→2b)結合率は、1.3μm±0.1μm程度の狭い領域
に限定され、例えば波長1.55μmでは、結合率は50%程
度にしか達せず、スイッチング状態が中途半端になって
しまう大きな問題点があった。On the other hand, in the off state (curve (a)), the coupling ratio of 90% or more (1a → 2b) is limited to a narrow region of about 1.3 μm ± 0.1 μm. For example, at a wavelength of 1.55 μm, the coupling ratio is 50%. There was a big problem that the switching state reached halfway because it reached only about%.
このように、第7図の従来の導波路型光スイッチが大き
な波長依存性をもつ最大の原因は、構成要素である3dB
光結合器(方向性結合器)が、第8図曲線(c)に示し
たように大きな波長依存性を有し、この曲線(c)のよ
うに波長1.3μmにて50%結合率となるように設定した
場合、波長1.55μmでは、50%から大きくはずれ3dB光
結合器として作用しなくなってしまう点にあった。Thus, the largest cause of the large wavelength dependence of the conventional waveguide type optical switch shown in FIG.
The optical coupler (directional coupler) has a large wavelength dependency as shown in the curve (c) of FIG. 8, and the 50% coupling rate is obtained at the wavelength of 1.3 μm as shown in the curve (c). When set as above, at a wavelength of 1.55 μm, there was a large deviation from 50%, and there was a point that it did not function as a 3 dB optical coupler.
光スイッチを光ファイバ回線切り替え等の分野に使用す
る場合、回線中には、1.3μm波長光と1.55μm波長光
が同時に通過している状況が多々あるので、このように
光スイッチが大きい波長依存性をもつことは、実用上の
大きな問題点であった。When an optical switch is used in fields such as optical fiber line switching, there are many situations in which 1.3 μm wavelength light and 1.55 μm wavelength light are simultaneously passing through the line. Having a property was a big problem in practical use.
そこで、本発明の目的は、上記の欠点を解決し、所望の
波長域、例えば1.3μm〜1.55μm域において、波長依
存性の少ない動作をする導波路型マッハツェンダ光干渉
計回路型光スイッチを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and provide a waveguide type Mach-Zehnder optical interferometer circuit type optical switch that operates with less wavelength dependence in a desired wavelength range, for example, 1.3 μm to 1.55 μm. To do.
本発明では、マッハツェンダ型光スイッチの構成要素で
ある2個の3dB光結合器自体を、マッハツェンダ光干渉
計回路の形態に構成し、このマッハツェンダ光干渉計回
路の光路長差を使用波長域の短波長端よりやや短め(1
μm近傍)に設定する。すなわち、3dB光結合器自体
を、2個の方向性結合器を2本の光導波路にて連結して
構成し、これら連結導波路に1μm近傍の光路長差を与
え、これら2個の3dB光結合器を位相シフタを備えた2
本の光導波路で連結し、全体として、所望の光スイッチ
構成とする。In the present invention, the two 3 dB optical couplers themselves, which are the constituent elements of the Mach-Zehnder type optical switch, are configured in the form of a Mach-Zehnder optical interferometer circuit, and the optical path length difference of this Mach-Zehnder optical interferometer circuit is used to reduce the use wavelength range. Slightly shorter than the wavelength end (1
(near μm). That is, the 3 dB optical coupler itself is configured by connecting two directional couplers with two optical waveguides, and the optical path length difference of about 1 μm is given to these coupling waveguides, and these 3 dB optical couplers are connected. 2 with combiner and phase shifter
The two optical waveguides are connected to each other to form a desired optical switch configuration as a whole.
すなわち、本発明は、基板と、基板上に配設された2本
の光導波路と、2本の光導波路をそれぞれこれら光導波
路の異なる位置で結合する2つの3dB光結合部と、2つ
の3dB光結合部の間において光導波路に設けられ、光導
波路の光路長を微調する光位相シフタ部とを有する導波
路型光スイッチにおいて、2つの3dB光結合部の各々
は、2本の光導波路をそれぞれ光導波路の異なる位置に
おいて結合するよう基板上に配置された2つの方向性結
合器を具え、2つの方向性結合器の間を連結する2本の
光導波路の光路長差を動作波長域の短波長端の波長より
もやや小さ目に設定し、および、2つの3dB光結合部の
各々における2本の光導波路のうち光路長の長い側の光
導波路を、2つの3dB光結合部の間で互いに反対側に配
置したことを特徴とする。That is, the present invention is directed to a substrate, two optical waveguides arranged on the substrate, two 3dB optical coupling portions for coupling the two optical waveguides at different positions of these optical waveguides, and two 3dB optical coupling portions. In a waveguide type optical switch having an optical phase shifter unit for finely adjusting the optical path length of the optical waveguide provided between the optical coupling units, each of the two 3 dB optical coupling units includes two optical waveguides. The optical waveguide includes two directional couplers arranged on the substrate so as to couple at different positions of the optical waveguide, and the difference in optical path length between the two optical waveguides connecting the two directional couplers to each other in the operating wavelength range. Set a little smaller than the wavelength at the short wavelength end, and set the optical waveguide with the longer optical path length out of the two optical waveguides in each of the two 3dB optical coupling sections between the two 3dB optical coupling sections. It is characterized in that they are arranged on opposite sides of each other.
ここで、動作波長域は、1.3μm〜1.55μm域を含み、3
dB光結合器内での光路長差をほぼ1μmに設定し、3dB
光結合器の結合率の波長依存性が1.3μm〜1.55μm域
において緩和されるようにするのが好適である。Here, the operating wavelength range includes the range of 1.3 μm to 1.55 μm,
Set the optical path length difference within the dB optical coupler to approximately 1 μm and
It is preferable that the wavelength dependence of the coupling rate of the optical coupler is relaxed in the 1.3 μm to 1.55 μm region.
光導波路をガラス光導波路で構成し、光位相シフタをガ
ラス光導波路上に配設された薄膜ヒータからなる熱光学
効果位相シフタで構成することができる。The optical waveguide can be composed of a glass optical waveguide, and the optical phase shifter can be composed of a thermo-optical effect phase shifter composed of a thin film heater arranged on the glass optical waveguide.
ここで、3dB光結合用マッハツェンダ光干渉計回路を構
成する方向性結合器の結合部長さをL1,L2とするとし、
連結導波路の光路長差をλ0とする。仮に、λ0=0.0μ
mの場合には、3dB光結合器の結合率特性は、結合部長
(L1+L2)の単一方向性結合器と同等であり、波長λの
増加につれて、第8図の曲線(c)と同様に、0%から
100%に向かって単調増加するのみであり、これでは、
何等の改善効果はない。Here, assuming that the coupling lengths of the directional couplers forming the 3 dB optical coupling Mach-Zehnder interferometer circuit are L1 and L2,
The optical path length difference between the coupling waveguides is λ 0 . If λ 0 = 0.0μ
In the case of m, the coupling rate characteristic of the 3 dB optical coupler is equivalent to that of the unidirectional coupler with the coupling length (L1 + L2), and as the wavelength λ increases, it becomes similar to the curve (c) in FIG. From 0%
It only monotonically increases towards 100%, which
There is no improvement effect.
次に、光路長差λ0を1μm近傍に設定する本発明での
作用を説明する。この場合、波長λがλ0付近の場合に
は、光路長差λ0が信号光の波長と同一であるので、方
向性結合器間に光路長差があるにもかかわらず、マッハ
ツェンダ光干渉計構成の3dB光結合器全体の結合率は、
結合部長(L1+L2)の方向性結合器と同等となる。これ
は、マッハツェンダ光干渉計回路の光路長差が、波長の
整数倍の場合には、光路長差が零の場合と区別がつかな
いという光波の干渉原理による。Next, the operation of the present invention for setting the optical path length difference λ 0 to around 1 μm will be described. In this case, when the wavelength λ is near λ 0 , the optical path length difference λ 0 is the same as the wavelength of the signal light, so that the Mach-Zehnder optical interferometer despite the optical path length difference between the directional couplers. The coupling ratio of the 3 dB optical coupler as a whole is
It is equivalent to a directional coupler with a coupling length (L1 + L2). This is based on the principle of interference of light waves that the difference in the optical path length of the Mach-Zehnder interferometer circuit is an integer multiple of the wavelength, which is indistinguishable from the case where the difference in the optical path length is zero.
信号光波長がλ0を越えて1.3μmさらには1.55μmに至
ると、光路長差は波長の整数倍(ここでは1倍)の関係
から次第にずれて、端数倍になる。すなわち、この状態
では、マッハツェンダ光干渉計の形態の3dB光結合器を
構成する2個の方向性結合器間に有意な位相差、すなわ
ち、2πの整数倍からずれた位相差が現れる。この位相
差により、3dB光結合器全体の等価的結合長は、L1とL2
の単純和からずれて、次第に減少する。ここで、波長増
加による単純方向性結合器(結合長=L1+L2)の結合率
増加が、上記位相差による等価的結合長の減少により抑
制されるように、光路長差λ0や個々の方向性結合器の
結合長L1,L2が適正設定されていれば、3dB光結合器は、
所望波長域、例えば、1.3〜1.55μm域において、50%
付近の結合率を維持することが可能であり、このマッハ
ツェンダ光干渉計型3dB光結合器を組み合わせて全体と
して、所望波長域全体で同時動作可能な光スイッチを提
供することができるのである。When the signal light wavelength exceeds λ 0 and reaches 1.3 μm, or even 1.55 μm, the optical path length difference gradually shifts from the relationship of an integral multiple (here, 1) of the wavelength, and becomes a fractional multiple. That is, in this state, a significant phase difference, that is, a phase difference deviated from an integral multiple of 2π, appears between the two directional couplers forming the 3 dB optical coupler in the form of the Mach-Zehnder interferometer. Due to this phase difference, the equivalent coupling length of the entire 3 dB optical coupler is L1 and L2.
It deviates from the simple sum of and gradually decreases. Here, in order to suppress the increase in the coupling rate of the simple directional coupler (coupling length = L1 + L2) due to the increase in wavelength due to the decrease in the equivalent coupling length due to the above-mentioned phase difference, the optical path length difference λ 0 and the individual directionality If the coupling lengths L1 and L2 of the coupler are properly set, the 3dB optical coupler will
50% in the desired wavelength range, eg 1.3 to 1.55 μm
It is possible to maintain the coupling ratio in the vicinity, and by combining this Mach-Zehnder interferometer type 3 dB optical coupler, it is possible to provide an optical switch that can operate simultaneously in the entire desired wavelength range as a whole.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。以下の
実施例では、光導波路としてシリコン基板上に形成した
石英系単一モード光導波路を使用し、位相シフタとして
この石英系光導波路上に装着した熱光学的効果移相器を
用いているが、これは、この組合せが、単一モード光フ
ァイバとの接続性に優れ、しかも偏波依存性の無い光ス
イッチを提供できるためであり、本発明は、これらの組
合わせに限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In the following examples, the silica single mode optical waveguide formed on the silicon substrate is used as the optical waveguide, and the thermo-optical effect phase shifter mounted on the silica optical waveguide is used as the phase shifter. This is because this combination can provide an optical switch having excellent connectivity with a single-mode optical fiber and no polarization dependence, and the present invention is not limited to these combinations. Absent.
実施例1 第1図(A)は、本発明の光スイッチの第1実施例とし
て、1.3μm波長域と1.55μm波長域とで同時に動作可
能となるよう設計した光スイッチの構成を示す平面図で
あり、第1図(B),(C)および(D)は、それぞ
れ、第1図(A)の線分AA′,BB′およびCC′に沿った
断面を拡大して示す断面図である。Example 1 FIG. 1 (A) is a plan view showing a configuration of an optical switch designed to be simultaneously operable in a wavelength range of 1.3 μm and a wavelength range of 1.55 μm as a first embodiment of the optical switch of the present invention. 1 (B), (C) and (D) are enlarged cross-sectional views of the cross-sections along the line segments AA ', BB' and CC 'of FIG. 1 (A), respectively. is there.
ここで、21はシリコン基板、22および23は3dB光結合
器、24および25はシリコン基板21上に形成された2本の
石英系単一モード光導波路、24aおよび25aは、それぞ
れ、光導波路24および25上に設けた熱光学効果位相シフ
タ(移相器)である。1aおよび1bは入射ポート、1bおよ
び2bは出射ポートである。この実施例では、第7図に示
した従来例とは異なり、3dB光結合器22および23が、そ
れぞれ、2個の方向性結合器22aと22bおよび23aと23bか
らなるマッハツェンダ光干渉計回路の形態に構成されて
いる。3dB光結合器22および23を構成している各マッハ
ツェンダ光干渉計回路において、光導波路22cと22dおよ
び23cと23dの間には光路長差λ0が設定されている。こ
こで、光路長の長い方の光導波路22cおよび23dを、両光
結合器22と23との間で互いに反対側に配置する。Here, 21 is a silicon substrate, 22 and 23 are 3 dB optical couplers, 24 and 25 are two silica single mode optical waveguides formed on the silicon substrate 21, and 24a and 25a are optical waveguides 24, respectively. And 25 are thermo-optic effect phase shifters (phase shifters). 1a and 1b are entrance ports, and 1b and 2b are exit ports. In this embodiment, unlike the conventional example shown in FIG. 7, the 3 dB optical couplers 22 and 23 of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit are respectively composed of two directional couplers 22a and 22b and 23a and 23b. It is configured in the form. In each Mach-Zehnder interferometer circuit that constitutes the 3 dB optical couplers 22 and 23, an optical path length difference λ 0 is set between the optical waveguides 22c and 22d and 23c and 23d. Here, the optical waveguides 22c and 23d having the longer optical path lengths are arranged on the opposite sides of the optical couplers 22 and 23.
第1図(B),(C)および(D)に示したように、光
導波路24および25はコア部寸法が8μm×8μm程度で
あり、基板1上に配置した厚さ50μm程度のクラッド層
21b中に埋設されている。方向性結合器22a,22b,23a,23b
は、第1図(B)に例示したように、2本の光導波路22
c(25)と22d(24)を、数μmの間隔で数100μm長に
わたって平行に並置することによって構成されている。
第1図(C)に示す線分BB′部においては、方向性結合
器22aと22bとの間にλ0の光路長差を設定するために、
光導波路22c(25)を光導波路22d(24)より長くなるよ
うに光導波路22cがゆるやかな円弧を描くようになし、
方向性結合器23aと23bとの間においては、これとは反対
に光導波路23d(24)を光導波路23c(25)より長くなる
ように光導波路23dが円弧を描くようにする。As shown in FIGS. 1 (B), (C) and (D), the optical waveguides 24 and 25 have a core portion size of about 8 μm × 8 μm and a clad layer having a thickness of about 50 μm arranged on the substrate 1.
It is buried in 21b. Directional couplers 22a, 22b, 23a, 23b
Is the two optical waveguides 22 as illustrated in FIG. 1 (B).
It is constituted by arranging c (25) and 22d (24) in parallel at intervals of several μm over a length of several 100 μm.
In the line segment BB ′ shown in FIG. 1 (C), in order to set the optical path length difference of λ 0 between the directional couplers 22a and 22b,
The optical waveguide 22c (25) is made longer than the optical waveguide 22d (24) so that the optical waveguide 22c draws a gentle arc,
On the contrary, between the directional couplers 23a and 23b, the optical waveguide 23d (24) is made longer than the optical waveguide 23c (25) so that the optical waveguide 23d draws an arc.
3dB光結合器22と23とを連結する部分の2本の光導波路2
4および25の光路長は、0.1μm以下の精度で等しく設定
されており、クラッド層21b上には、第1図(D)に示
すように、熱光学効果位相シフタ24aおよび25aとして薄
膜ヒータ(クロム金属膜)が、50μm幅で5mm長程度に
わたって形成されている。Two optical waveguides 2 in the part that connects the 3 dB optical couplers 22 and 23
The optical path lengths of 4 and 25 are set equally with an accuracy of 0.1 μm or less, and on the cladding layer 21b, as shown in FIG. 1 (D), thin film heaters (thermo-optical effect phase shifters 24a and 25a) are provided. A chromium metal film) is formed with a width of 50 μm and a length of about 5 mm.
本実施例における光導波路円弧部の曲率半径は50mmに設
計した。光スイッチのチップサイズは40mm×2.5mmであ
った。作製は、火炎加水分解反応によるガラス膜堆積技
術と反応性イオンエッチングによる微細加工技術との公
知の組合せにより行った。The radius of curvature of the arc portion of the optical waveguide in this example was designed to be 50 mm. The chip size of the optical switch was 40 mm x 2.5 mm. The fabrication was performed by a known combination of a glass film deposition technique by flame hydrolysis reaction and a fine processing technique by reactive ion etching.
本発明では、3dB光結合器22および23をそれぞれ構成す
る2つの方向性結合器間の光路長差λ0を正確に設定す
ることが重要である。作製実験およびシュミレーション
の結果、λ0の設定誤差を±0.1μm以内に抑えることが
望ましいことがわかったが、これはフォトリソグラフィ
技術を利用することによって容易に達成できる範囲であ
る。In the present invention, it is important to accurately set the optical path length difference λ 0 between the two directional couplers forming the 3 dB optical couplers 22 and 23, respectively. As a result of fabrication experiments and simulations, it was found that it is desirable to suppress the setting error of λ 0 within ± 0.1 μm, but this is a range that can be easily achieved by using photolithography technology.
実際に作製した本実施例光スイッチの特性について説明
するのに先立って、3dB光結合器22および23のより詳細
な構成と結合特性について説明しておく。Prior to describing the characteristics of the actually manufactured optical switch of this embodiment, the more detailed structure and coupling characteristics of the 3 dB optical couplers 22 and 23 will be described.
第2図(A)は、本発明の構成要素であるマッハツェン
ダ光干渉計回路型3dB光結合器22,23の結合率対波長特性
図である。この結合率特性は、第2図(B)に示すよう
に、シリコン基板上に光導波路22cおよび22dにより方向
性結合器22aおよび22bを別途形成して構成したテスト用
3dB光結合器22について実測した結果である。FIG. 2A is a coupling ratio vs. wavelength characteristic diagram of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit type 3 dB optical couplers 22 and 23 which are constituent elements of the present invention. As shown in FIG. 2 (B), this coupling rate characteristic is for a test in which directional couplers 22a and 22b are separately formed by the optical waveguides 22c and 22d on the silicon substrate.
This is the result of actual measurement of the 3 dB optical coupler 22.
第2図に示す曲線(a)は、方向性結合器22a,22b自身
の結合率波長依存性であり、結合部の光導波路間隔を4
μm、結合部の実効長をL1=L2=0.3mmとすることによ
り、実現したものである。本実施例では、方向性結合器
22a,22bは、同等に設計されている。The curve (a) shown in FIG. 2 is the wavelength dependence of the coupling ratio of the directional couplers 22a and 22b, and the optical waveguide spacing of the coupling portion is 4
μm and the effective length of the coupling portion is L1 = L2 = 0.3 mm, which is realized. In this embodiment, the directional coupler
22a and 22b are designed equally.
曲線(b)は、方向性結合器22aと22bとの間の光路長差
を、λ0=1.15μmに設定した場合の光結合器22全体と
しての結合率の波長依存特性を示している。ここで注意
すべき点は、λ0=1.15μmの光路長差は、石英系光導
波路24,25の屈折率が1.45程度であることを勘案する
と、実際の光路長差は(1.15μm/1.45)=0.79μmであ
ることである。The curve (b) shows the wavelength dependence characteristic of the coupling rate of the entire optical coupler 22 when the optical path length difference between the directional couplers 22a and 22b is set to λ 0 = 1.15 μm. The point to be noted here is that the optical path length difference of λ 0 = 1.15 μm is (1.15 μm / 1.45 μm), considering that the refractive index of the silica optical waveguides 24 and 25 is about 1.45. ) = 0.79 μm.
曲線(c)は、故意にλ0=0.0μmに設定した場合の2
連の方向性結合器22a,22b全体の結合率波長依存性を示
し、この場合の結合特性は、「作用」の項で議論したよ
うに、結合長(L1++L2)の方向性結合器に匹敵してい
る。曲線(b)は、光路長差を適切に設定すること(λ
0=1.15μm)により、光結合器22全体として、波長域
1.22〜1.60μmにわたって、結合率がほぼ50%±10%の
誤差範囲に収まっていることを示している。この事実
は、第8図の曲線(c)に示した従来光スイッチにおけ
る光結合器特性では、結合率50%±10%の領域が狭い波
長域1.24〜1.37μmに限定されていた点と対照的であ
る。Curve (c) is 2 when λ 0 = 0.0 μm is intentionally set.
The coupling ratio of the entire series of directional couplers 22a and 22b shows wavelength dependence, and the coupling characteristic in this case is comparable to that of the directional coupler of coupling length (L1 ++ L2), as discussed in the section "Action". ing. Curve (b) shows that the optical path length difference should be set appropriately (λ
0 = 1.15 μm), the wavelength range of the entire optical coupler 22 is
From 1.22 to 1.60 μm, it is shown that the binding rate is within the error range of almost 50% ± 10%. This fact contrasts with the characteristic of the optical coupler in the conventional optical switch shown in the curve (c) of FIG. 8 that the region of the coupling rate of 50% ± 10% was limited to the narrow wavelength range of 1.24 to 1.37 μm. Target.
第3図は、3dB光結合器22,23として、第2図(A)の曲
線(b)に示した特性の光結合器を用い、第1図に示し
た本発明第1実施例の光スイッチを作製したときの、そ
の光スイッチの結合率(1a→2b)対波長特性の実測結果
を示すものである。FIG. 3 shows an optical coupler having the characteristics shown in the curve (b) of FIG. 2A as the 3 dB optical couplers 22 and 23. It shows the measurement result of the coupling ratio (1a → 2b) vs. wavelength characteristic of the optical switch when the switch is manufactured.
この光スイッチを構成する上で留意した点は、光結合器
22の内部においては、光導波路22cの方が光導波路22dに
比べてλ0=1.15μmだけ光路長が長いのに対し、逆に
光結合器23内部においては、光導波路23dの方が、光導
波路23cよりもλ0=1.15μmだけ光路長が長く設定した
点である(この点に関しては、後にさらに議論する)。The point to keep in mind when constructing this optical switch is the optical coupler.
In the inside of 22, the optical waveguide 22c has a longer optical path length by λ 0 = 1.15 μm than in the optical waveguide 22d, on the contrary, inside the optical coupler 23, the optical waveguide 23d This is the point where the optical path length is set longer by λ 0 = 1.15 μm than that of the waveguide 23c (this point will be discussed further later).
第3図における曲線(a)は、光スイッチがオフの状
態、すなわち、位相シフタ24a,25aがオフの状態での光
結合率(1a→2b)の波長依存特性を示している。従来
例、すなわち、第8図(a)において結合率が90%以上
となる波長域が、1.20〜1.40μmに限定されているのに
対し、第3図(a)では、結合率が90%以上となる波長
域が、1.20〜1.61μmと広く、1.3μm帯のみならず1.5
5μm帯をも包含している。A curve (a) in FIG. 3 shows the wavelength dependence characteristic of the optical coupling rate (1a → 2b) when the optical switch is off, that is, when the phase shifters 24a and 25a are off. In the conventional example, that is, in FIG. 8 (a), the wavelength range in which the coupling rate is 90% or more is limited to 1.20 to 1.40 μm, whereas in FIG. 3 (a), the coupling rate is 90%. The wavelength range above is as wide as 1.20 to 1.61 μm, not only 1.3 μm band but 1.5
It also includes the 5 μm band.
第3図の曲線(b)は、いずれか一方の位相シフタ(薄
膜ヒータ)に通電して、熱光学効果による屈折率変化を
利用して、0.71μmの光路長変化を、対応するいずれか
一方の光導波路に引き起こした状態(オン状態:薄膜ヒ
ータ消費電力は0.5ワット程度)での結合率(1a→2b)
の波長依存特性を示している。結合率が5%以下になっ
ている波長域は1.24〜1.70μmである。この状態で、信
号光は、(1a→1b)の経路を通過することになる。すな
わち、本実施例の光スイッチは、1.3μm帯と1.55μm
帯、いずれの波長帯においても、結合率が90%以上の状
態と結合率が5%以下の状態とを同時に切り替えること
が可能であり、従来の光スイッチの欠点が解決されてい
る。The curve (b) in FIG. 3 corresponds to a 0.71 μm optical path length change by energizing one of the phase shifters (thin film heaters) and utilizing the change in the refractive index due to the thermo-optic effect. Coupling rate (1a → 2b) in the state caused in the optical waveguide of the device (ON state: thin film heater power consumption is about 0.5 watt)
Shows the wavelength-dependent characteristics of. The wavelength range in which the coupling rate is 5% or less is 1.24 to 1.70 μm. In this state, the signal light passes through the route (1a → 1b). That is, the optical switch of this embodiment has a 1.3 μm band and a 1.55 μm band.
In any of the wavelength bands, it is possible to simultaneously switch between the state where the coupling rate is 90% or more and the state where the coupling rate is 5% or less, which solves the drawbacks of the conventional optical switch.
第3図の曲線(b)の状態では、1.3μm波長において
(1a→2b)結合率が2%程度であるが、この結合率をさ
らに低下させて、ほぼ100%の光を(1a→1b)経路で伝
搬させるためには、位相シフタによる光路長変化が、波
長1.3μmにおいて最適になるように、(1.3μm/2)=
0.65μmに調節すれば良い。この状態が第3図の曲線
(c)に相当する。ただし、この場合は、1.55μm波長
における結合率が6%程度に増加するという犠牲を伴
う。In the state of the curve (b) in FIG. 3, the coupling ratio is about 2% (1a → 2b) at the wavelength of 1.3 μm, but by further lowering the coupling ratio, almost 100% of the light (1a → 1b) ) In order to propagate along the path, the optical path length change by the phase shifter is optimized at the wavelength of 1.3 μm.
It should be adjusted to 0.65 μm. This state corresponds to the curve (c) in FIG. However, in this case, there is a sacrifice that the coupling rate at the wavelength of 1.55 μm increases to about 6%.
第3図の曲線(d)は、光路長変化を(1.55μm/2)=
0.775μmに調節して、1.55μm波長帯を優先し、1.3μ
m波長帯を犠牲にした例である。曲線(b)は、曲線
(c)と曲線(d)の中間状態、すなわち、波長1.42μ
mで最適になるように光路長差変化を(1.42μm/2)=
0.71μmに調節し、1.3μm帯と1.55μm帯とがほど良
く両立するようにした場合に相当すると言える。もちろ
ん、曲線(b),(c),(d)は、目的に応じて使い
分けることができる。The curve (d) in FIG. 3 shows the change in optical path length (1.55 μm / 2) =
Adjust to 0.775 μm, prioritize 1.55 μm wavelength band, 1.3 μm
This is an example in which the m wavelength band is sacrificed. The curve (b) is an intermediate state between the curve (c) and the curve (d), that is, the wavelength is 1.42μ.
The change in optical path length difference is (1.42 μm / 2) =
It can be said that this corresponds to the case where the thickness is adjusted to 0.71 μm and the 1.3 μm band and the 1.55 μm band are compatible with each other. Of course, the curves (b), (c) and (d) can be used properly according to the purpose.
実施例2 第4図(A)は、本発明の第2実施例の光スイッチを構
成するのに使用した3dB光結合器22の結合率対波長特性
の説明図である。第1実施例における光結合器との相違
点は、第2実施例では、方向性結合器22aと22bが同等で
はなく、第4図(B)に示すように、方向性結合器22a
の結合長がL1=0.6mmと、方向性結合器22bの結合長L2=
0.3mmの2倍に設定されている点である。また、方向性
結合器22aと22bとの間の重要な光路長差はλ0=0.95μ
mに設定している。第4図(A)において、曲線(a)
は方向性結合器22aの結合特性、曲線(b)は方向性結
合器22bの結合特性、曲線(c)は3dB光結合器22全体と
しての結合特性を示す。この3dB光結合器22の結合率の
波長依存性は、実施例1に対する第2図(A)の曲線
(b)に比べてより緩和されており、結合率50%±5%
の波長領域は、1.17μm〜1.66μmにも及んでいる。Embodiment 2 FIG. 4 (A) is an explanatory diagram of the coupling rate vs. wavelength characteristic of the 3 dB optical coupler 22 used to construct the optical switch of the second embodiment of the present invention. The difference from the optical coupler in the first embodiment is that in the second embodiment, the directional couplers 22a and 22b are not equivalent, and as shown in FIG. 4 (B), the directional coupler 22a is
Has a coupling length L1 = 0.6 mm, and the directional coupler 22b has a coupling length L2 =
It is set to twice the 0.3 mm. Also, the important optical path length difference between the directional couplers 22a and 22b is λ 0 = 0.95μ.
It is set to m. In FIG. 4 (A), the curve (a)
Shows the coupling characteristic of the directional coupler 22a, the curve (b) shows the coupling characteristic of the directional coupler 22b, and the curve (c) shows the coupling characteristic of the 3 dB optical coupler 22 as a whole. The wavelength dependence of the coupling rate of the 3 dB optical coupler 22 is more relaxed than the curve (b) of FIG. 2 (A) for the first embodiment, and the coupling rate is 50% ± 5%.
Has a wavelength range of 1.17 μm to 1.66 μm.
第5図は、第4図(A)で説明した3dB光結合器を2
個、第1図と同様に配置して作製した第2実施例の光ス
イッチにおける波長特性の説明図である。ここで指摘し
ておきたい点は、3dB光結合器23の内部構成である。3dB
光結合器23を構成する方向性結合器23aの結合長は方向
性結合器22bと同一に選び、方向性結合器23bの結合長は
方向性結合器22aと同一に選んである。また、方向性結
合器23aと23bとの間の光路長差は、光導波路24が長くな
るよう設定した点にも言及しておく必要がある。FIG. 5 shows the 3 dB optical coupler described in FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of wavelength characteristics in the optical switch of the second embodiment, which is manufactured by arranging the same as in FIG. 1. The point to be pointed out here is the internal configuration of the 3 dB optical coupler 23. 3 dB
The coupling length of the directional coupler 23a constituting the optical coupler 23 is selected to be the same as that of the directional coupler 22b, and the coupling length of the directional coupler 23b is selected to be the same as that of the directional coupler 22a. It should also be mentioned that the optical path length difference between the directional couplers 23a and 23b is set so that the optical waveguide 24 becomes long.
第5図において、曲線(a)は、光スイッチの位相シフ
タがオフの状態での結合率(1a→2b)特性である。第1
実施例の場合に比較して、結合率90%以上の波長領域は
1.11μm〜1.75μmとさらに拡大されている。曲線
(b),(c)および(d)は、一方の位相シフタに、
それぞれ、(b)0.71μm、(c)0.65μm、(d)0.
775μmの光路長差変化を与え光スイッチをオン状態と
した場合の結合率特性であり、第1実施例とほぼ同一の
状態が達成されており、広波長域光スイッチとしての動
作が確認された。In FIG. 5, the curve (a) is the coupling rate (1a → 2b) characteristic when the phase shifter of the optical switch is off. First
Compared with the case of the example, the wavelength region with a coupling rate of 90% or more is
It is further expanded to 1.11 μm to 1.75 μm. Curves (b), (c), and (d) have one phase shifter
(B) 0.71 μm, (c) 0.65 μm, and (d) 0.
It is a coupling rate characteristic when an optical path length difference change of 775 μm is applied and the optical switch is turned on, and almost the same state as the first embodiment is achieved, and the operation as a wide wavelength range optical switch was confirmed. .
以上、2例について、本発明の構成と作用を説明した
が、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。Although the configuration and operation of the present invention have been described above with respect to two examples, the present invention is not limited to these configurations.
第6図(A)〜(D)は、本発明光スイッチの変形例を
考察するための説明図である。ここで、方向性結合器と
しては第2実施例で用いた結果長L1,L2の2種類を使用
し、方向性結合器間の光路長差がλ0=0.95μmに設定
されているものとする。6 (A) to 6 (D) are explanatory views for considering a modification of the optical switch of the present invention. Here, two types of result lengths L1 and L2 used in the second embodiment are used as the directional coupler, and the optical path length difference between the directional couplers is set to λ 0 = 0.95 μm. To do.
第6図(A)は、実施例2の構成そのものであり、本発
明光スイッチとして望ましい動作をする。FIG. 6 (A) shows the configuration itself of the second embodiment, which operates as desired as the optical switch of the present invention.
第6図(B)は、3dB光結合器23内の光路長差を、第6
図(A)の場合とは逆に光導波路23cの側を長くして設
定した例であるが、このような配置では波長依存性の少
ないスイッチ動作は得られなかった。FIG. 6B shows the optical path length difference in the 3 dB optical coupler 23 as
Contrary to the case of FIG. 3A, this is an example in which the side of the optical waveguide 23c is set longer, but with such an arrangement, switching operation with little wavelength dependence could not be obtained.
第6図(C)は、3dB光結合器23内の方向性結合器23a,2
3bの結合長L1,L2を第6図(A)の場合とは逆に入れ替
えた例であり、この構成も不適であった。FIG. 6C shows a directional coupler 23a, 2 in the 3dB optical coupler 23.
This is an example in which the bond lengths L1 and L2 of 3b are replaced with those in the case of FIG. 6 (A), and this configuration was also unsuitable.
第6図(D)は3dB光結合器22および3dB光結合器23とも
に方向性結合器22a,22bおよび23a,23bの各結合長L1,L2
を入れ替え、かつ3dB光結合器22および23内の各光路長
差を、第6図(A)の場合と逆にして、それぞれ、光導
波路22dおよび23cの方を長く定めた例である。この場合
には、第6図(A)の場合と同一の適正動作が得られ
た。FIG. 6 (D) shows the coupling lengths L1 and L2 of the directional couplers 22a, 22b and 23a, 23b for both the 3 dB optical coupler 22 and the 3 dB optical coupler 23.
In this example, the optical waveguides 22d and 23c are set to be longer by replacing each other and reversing the respective optical path length differences in the 3 dB optical couplers 22 and 23 from the case of FIG. 6 (A). In this case, the same proper operation as in the case of FIG. 6 (A) was obtained.
以上の実験から、本発明の光スイッチは、中心点に関し
て光学的にほぼ点対称となるよう構成要素を配置する必
要があると推察される。詳細は波動結合理論に従って個
々にシュミレーションして判断することが必要である。From the above experiments, it is assumed that the optical switch of the present invention needs to have the constituent elements arranged so as to be substantially point symmetrical with respect to the center point. For details, it is necessary to make a judgment by individually simulating according to the wave coupling theory.
以上の実施例においては、2個の3dB光結合器間の光路
長は、位相シフタがオフの状態で同一であったが、場合
によっては、あらかじめ0.71μm程度の光路長差を設定
しておき、位相シフタをオンにすることによってその光
路長差を逆に解消し、第3図や第5図におけるオン・オ
フ状態を逆に定めることも可能であり、そのような光ス
イッチも本発明範囲に含まれることを指摘しておく。In the above embodiments, the optical path length between the two 3 dB optical couplers was the same when the phase shifter was off, but in some cases, an optical path length difference of about 0.71 μm was set beforehand. It is also possible to reverse the optical path length difference by turning on the phase shifter and reversely set the on / off state in FIGS. 3 and 5, and such an optical switch is also within the scope of the present invention. It should be pointed out that it is included in.
以上、本発明スイッチの光路切り替え機能について説明
したが、本発明光スイッチの動作は必ずしもスイッチ機
能のみに限定されるものではなく、位相シフタにより例
えば0.2μm程度の光路長変化を与えておき、本発明光
スイッチを可変光結合器として動作させることもでき
る。Although the optical path switching function of the switch of the present invention has been described above, the operation of the optical switch of the present invention is not necessarily limited to only the switch function, and an optical path length change of, for example, about 0.2 μm is given by the phase shifter. The inventive optical switch can also be operated as a variable optical coupler.
以上、シリコン基板上に設けた石英系光導波路の場合を
例にとって本発明の構成および作用を説明してきたが、
最初にも述べたように、本発明はこれらの材料系に限定
されるものではなく、方向性結合器と位相シフタさえ構
成できれば他材料系にも適用でき、本発明の範囲に包含
される。たとえば、光導波路としてLiNbO3系光導波路を
用い、位相シフタとして電気光学効果位相シフタを用い
ることができる。The configuration and operation of the present invention have been described above by taking the case of a silica-based optical waveguide provided on a silicon substrate as an example.
As mentioned earlier, the present invention is not limited to these material systems, but can be applied to other material systems as long as a directional coupler and a phase shifter can be configured, and is included in the scope of the present invention. For example, a LiNbO 3 optical waveguide can be used as the optical waveguide, and an electro-optic effect phase shifter can be used as the phase shifter.
また、上記実施例で述べた個々の方向性結合器の結合長
等は、作製プロセスの“くせ”によっても微妙に変化す
るので、数値例にこだわらず、第2図の曲線(a)や第
4図(A)の曲線(a),(b)に類似の波長依存性方
向結合器が得られるように、製造者が適宜調整すること
が肝要である。Further, since the coupling lengths of the individual directional couplers described in the above embodiments slightly change depending on the "habit" of the manufacturing process, the curve (a) of FIG. It is important for the manufacturer to make appropriate adjustments so as to obtain a wavelength dependent directional coupler similar to the curves (a) and (b) of FIG. 4 (A).
以上説明したように、本発明では、2個の方向性結合器
をわずかに長さの異なる光導波路で連結して構成したマ
ッハツェンダ光干渉計回路型3dB光結合器を構成要素と
して、位相シフタとともに、マッハツェンダ光干渉計回
路型光スイッチを構成することにより、波長依存性の極
めて少ない導波路型光スイッチを提供することができ
る。本発明光スイッチは、複数波長の信号光が多重して
伝搬される光ファイバ通信網の構築などに多大の貢献を
なすと期待される。As described above, in the present invention, the Mach-Zehnder optical interferometer circuit type 3 dB optical coupler configured by connecting two directional couplers with optical waveguides having slightly different lengths is used as a component together with the phase shifter. By configuring the Mach-Zehnder interferometer circuit type optical switch, it is possible to provide a waveguide type optical switch with extremely little wavelength dependence. The optical switch of the present invention is expected to make a great contribution to the construction of an optical fiber communication network in which signal lights of a plurality of wavelengths are multiplexed and propagated.
第1図(A)は本発明光導波路型光スイッチの第1実施
例の構成を示す平面図、 第1図(B),(C)および(D)はその各部断面図、 第2図(A)は本発明第1実施例スイッチを構成する3d
B光結合器の結合特性図、 第2図(B)はその3dB光結合器の説明図、 第3図は本発明第1実施例の光スイッチの結合率特性
図、 第4図(A)は本発明第2実施例スイッチを構成する3d
B光結合器の結合特性図、 第4図(B)はその3dB光結合器の説明図、 第5図は本発明第2実施例の光スイッチの結合率特性
図、 第6図は本発明光スイッチの変形構成可能性考察するた
めの説明図、 第7図は従来の導波路型光スイッチの構成例を示す平面
図、 第8図は従来の導波路型光スイッチの波長特性図であ
る。 1……基板、2,3……3dB光結合器、4,5……光導波路、4
a,5a……位相シフタ、1a,2a,1b,2b……入出力ポート、2
1……シリコン基板、21b……石英系クラッド層、22,23
……マッハツェンダ光干渉計回路構成3dB光結合器、22
a,22b,23a,23b……方向性結合器、22c,22d,23c,23d……
光導波路、24,25……石英系光導波路、24a,25a……熱光
学効果位相シフタ(薄膜ヒータ)。FIG. 1 (A) is a plan view showing the configuration of the first embodiment of the optical waveguide type optical switch of the present invention, FIGS. 1 (B), (C) and (D) are sectional views of respective parts thereof, and FIG. A) is 3d which constitutes the switch according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 (B) is an explanatory view of the 3 dB optical coupler, FIG. 3 is a coupling ratio characteristic diagram of the optical switch of the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 (A). 3d which constitutes the second embodiment switch of the present invention
FIG. 4 (B) is an explanatory view of the 3 dB optical coupler, FIG. 5 is a coupling ratio characteristic diagram of the optical switch of the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is the present invention. FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of a conventional waveguide type optical switch, and FIG. 8 is a wavelength characteristic diagram of a conventional waveguide type optical switch. . 1 …… Substrate, 2,3 …… 3dB optical coupler, 4,5 …… Optical waveguide, 4
a, 5a …… Phase shifter, 1a, 2a, 1b, 2b …… Input / output port, 2
1 ... Silicon substrate, 21b ... Quartz-based clad layer, 22,23
...... Mach-Zehnder optical interferometer circuit configuration 3 dB optical coupler, 22
a, 22b, 23a, 23b …… Directional coupler, 22c, 22d, 23c, 23d ……
Optical waveguide, 24,25 ... Quartz optical waveguide, 24a, 25a ... Thermo-optic effect phase shifter (thin film heater).
Claims (3)
置で結合する2つの3dB光結合部と、 該2つの3dB光結合部の間において前記光導波路に設け
られ、前記光導波路の光路長を微調する光位相シフタ部
と を有する導波路型光スイッチにおいて、 前記2つの3dB光結合部の各々は、前記2本の光導波路
をそれぞれ光導波路の異なる位置において結合するよう
前記基板上に配置された2つの方向性結合器を具え、該
2つの方向性結合器の間を連結する2本の光導波路の光
路長差を動作波長域の短波長端の波長よりもやや小さ目
に設定し、および、前記2つの3dB光結合部の各々にお
ける前記2本の光導波路のうち光路長の長い側の光導波
路を、前記2つの3dB光結合部の間で互いに反対側に配
置したことを特徴とする導波路型光スイッチ。1. A substrate, two optical waveguides arranged on the substrate, two 3 dB optical coupling portions for coupling the two optical waveguides at different positions of the optical waveguides, respectively. In the waveguide type optical switch, which is provided between the three 3 dB optical coupling sections and has an optical phase shifter section for finely adjusting the optical path length of the optical waveguide, each of the two 3 dB optical coupling sections is The two optical waveguides are provided with two directional couplers arranged on the substrate so as to couple the two optical waveguides at different positions of the optical waveguides. The optical path length difference is set to be slightly smaller than the wavelength at the short wavelength end of the operating wavelength range, and the optical waveguide with the longer optical path length among the two optical waveguides in each of the two 3 dB optical coupling sections is set. , The two 3dB optical coupling sections are mutually opposite. Waveguide-type optical switch, characterized in that arranged on the side.
を含み、前記3dB光結合器内での前記光路長差をほぼ1
μmに設定し、前記3dB光結合器の結合率の波長依存性
が1.3μm〜1.55μm域において緩和されるようにした
ことを特徴とする請求項1記載の導波路型光スイッチ。2. The operating wavelength range includes a range of 1.3 .mu.m to 1.55 .mu.m, and the optical path length difference in the 3 dB optical coupler is approximately 1.
2. The waveguide type optical switch according to claim 1, wherein the wavelength dependence of the coupling rate of the 3 dB optical coupler is relaxed in the 1.3 .mu.m to 1.55 .mu.m range by setting the wavelength to .mu.m.
前記光位相シフタを前記ガラス光導波路上に配設された
薄膜ヒータからなる熱光学効果位相シフタで構成したこ
とを特徴とする請求項1または2記載の導波路型光スイ
ッチ。3. The optical waveguide comprises a glass optical waveguide,
3. The waveguide type optical switch according to claim 1, wherein the optical phase shifter is a thermo-optical effect phase shifter including a thin film heater arranged on the glass optical waveguide.
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP5286689A JPH0743484B2 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Waveguide optical switch |
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| CA002009352A CA2009352C (en) | 1989-02-07 | 1990-02-05 | Guided-wave optical branching components and optical switches |
| EP90301204A EP0382461B1 (en) | 1989-02-07 | 1990-02-06 | Guided-wave optical branching components and optical switches |
| DE69018660T DE69018660T2 (en) | 1989-02-07 | 1990-02-06 | Optical branching components and switches with guided waves. |
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| KR1019920023067A KR930002627B1 (en) | 1989-02-07 | 1992-12-02 | Optical switch |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5286689A JPH0743484B2 (en) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | Waveguide optical switch |
Publications (2)
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| JPH02232631A JPH02232631A (en) | 1990-09-14 |
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Family
ID=12926792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5286689A Expired - Lifetime JPH0743484B2 (en) | 1989-02-07 | 1989-03-07 | Waveguide optical switch |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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| CN108227084A (en) * | 2018-01-16 | 2018-06-29 | 上海理工大学 | Unrelated integrated optical switch of a kind of polarization based on silicon nitride waveguides and preparation method thereof |
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- 1989-03-07 JP JP5286689A patent/JPH0743484B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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