JPH087352B2 - 光マトリクススイッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は光信号の伝送経路を電気的にスイッチング
する偏波依存性のない光マトリクススイッチ装置に関す
る。

（従来の技術） 基板に導波路及び光スイッチを設けて構成される光マ
トリクススイッチは、小型に構成出来ること及び動作電
圧を小さく出来ること等の利点を有し、その研究開発が
活発に行なわれている。

この種の光スイッチは、電気光学効果や音響光学効果
等の光学効果を利用して信号光のスイッチングを行なっ
ているが、実用に適した光デバイスとして電気光学効果
を利用した光スイッチの研究が進んでいる。この光スイ
ッチは、例えばLiNbO₃基板に代表されるような電気光学
効果を有する強誘電体結晶基板を用いて構成される。電
気光学結晶基板に制御電極を介して電界（電場）を印加
すると、この基板の屈折率が変化するので、屈折率変化
を利用して信号光のスイッチングを行なえる。屈折率の
変化は、基板に印加される電界の方向Ｐと、信号光の電
界の振動方向（偏り方向）Ｑとに密接に関連しており、
電界方向Ｐがある特定の方向となり、かる偏り方向Ｑが
ある特定の方向となるとき、低い動作電圧で効率良く屈
折率を変化させることが出来る（電気光学効果が大とな
る）。しかしながら、これら電界方向Ｐ及び偏り方向Ｑ
が特定の方向からずれていくに従い、屈折率を変化させ
るためにより大きな動作電圧が必要となり効率が悪くな
る（電気光学効果が小さくなっていく）。これがため、
通常、電気光学効果を利用した従来の光スイッチは、入
力した信号光が特定の偏り方向を有する場合にのみ光の
スイッチングを行なえるように、構成されていた。従っ
て、入力される信号光の偏り方向によって、スイッチン
グが行なえたり行なえなかったりするという偏波依存性
を有していた。

一方、文献Ｉ「Journal of Lightwave Technology
（ジャーナル オブ ライトウェーブ テクノロジ
ー）」Vol.LT−4.NO.11 NOVEMBER 1986 pp.1717」に提
案されている光スイッチのように、偏波依存性を有さな
い光スイッチの検討も行なわれている。文献Ｉの光スイ
ッチでは、基板として上述のような性質を有するLiNbO₃
基板を用い、特定の偏り方向を有する信号光、及び、特
定の偏り方向とは異なる方向の偏り方向を有する信号光
を入力してこれら双方の信号光のスイッチングを行なえ
るように構成していた。

また、GaAsや、InPなどの化合物半導体基板を用いて
構成され、電気光学効果を利用して信号光のスイッチン
グを行なうものも従来提案されている。しかしながら、
従来提案されている電気光学効果を利用した光スイッチ
は、特定の方向と異なる偏り方向の光に対しては過大な
動作電圧を必要とし実質的にスイッチング制御出来ず、
これがため偏波依存性を有していた。そこで、偏波依存
性をなくすために、化合物半導体基板の屈折率を電流注
入によって変化させるようにしたものが提案されてい
る。この光スイッチでは、電流注入領域の屈折率を変化
させることによって、光スイッチを全反射状態或は透過
状態で動作させ、以って信号光のスイッチングを行なう
ものであった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した文献Ｉの偏波依存性のない従
来の光スイッチでは、電気光学が大となる特定の偏り方
向を有する信号光のみならず、電気光学効果が小となる
異なる偏り方向を有する信号光をもスイッチングするた
めに、特定の偏り方向を有する信号光のみをスイッチン
グする場合の動作電圧に比較して、およそ５〜６倍以上
の動作電圧が必要であるという問題点があった。

また、化合物半導体基板を用いて構成される偏波依存
性のない光スイッチでは、基板の屈折率変化を電流の注
入によって制御するので、電気光学効果を利用した光ス
イッチに比して、消費電流が多くなったり、光スイッチ
の動作速度が遅くなったりするという問題点があった。

この出願の第一の発明の目的は、強誘電体結晶基板を
用いて構成される従来の光スイッチの上述の問題点を解
決し、より低い動作電圧で偏波依存性のないスイッチン
グを行なえる光マトリクススイッチ装置を提供すること
にある。

また、この出願の第二の発明の目的は、化合物半導体
基板を用いて構成される光スイッチの上述の問題点を解
決し、消費電流を低減し動作速度を高めることの出来る
偏波依存性のない光マトリクススイッチ装置を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この出願の第一発明は、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光が入力される前段の光マトリクススイ
ッチと、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクススイ
ッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前段の光マトリクススイッチの制御光スイ
ッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させて後
段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力する
偏り変更手段とを備え、 前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチ
を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態或は
クロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果の小
なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか
一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして成る
ことを特徴とする。

また、この出願の第二発明の光マトリクススイッチ装
置によれば、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気
光学効果の小なる偏光が入力される前段の光マトリクス
スイッチと、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気
光学効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクス
スイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前段の光マトリクススイッチの制御光スイ
ッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させて後
段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力する
偏り変更手段とを備え、 前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチ
を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態或は
クロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果の小
なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか
一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして成る
ことを特徴とする。

（作用） このような構成の第一発明の光マトリクススイッチ装
置によれば、互いに直交する偏り方向を有する電気光学
効果の大なる偏光及び電気光学効果の小なる偏光を、偏
り偏光手段を介して、前段のマトリクススイッチから後
段のマトリクススイッチへ入力する。

この際、偏り偏光手段は、電気光学効果の大なる偏光
を電気光学効果の小なる偏光に変換し、かつ、電気光学
効果の小なる偏光を電気光学効果の大なる偏光に変換す
る。従って前段の光マトリクススイッチに入力された電
気光学効果の大なる偏光は、電気光学効果の小なる偏光
に変換されて後段の光マトリクススイッチに入力され、
かつ、前段の光マトリクススイッチに入力された電気光
学効果の小なる偏光は、電気光学効果の大なる偏光に変
換されて後段の光マトリクススイッチに入力される。

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチは、電気光学効果の大なる偏光に対し
ては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作するので
低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変更できる。しかも
前段及び後段の光マトリクススイッチを構成する制御光
スイッチは、電気光学効果の小なる偏光に対しては、バ
ー状態及びクロス状態のいずれか一方の状態で非選択的
に動作するので特定の入出力ポート間を接続する固定さ
れた伝搬経路を提供する。

従って前段の光マトリクススイッチに入力された電気
光学効果の大なる偏光に対しては、前段の光マトリクス
スイッチにおいて低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変
更することができ、さらに前段の光マトリクススイッチ
に入力された電気光学効果の小なる偏光に対しては、後
段の光マトリクススイッチにおいて低い動作電圧で伝搬
経路を選択的に変更することができる。

このように強誘電体結晶基板を用いて前段及び後段の
光マトリクススイッチを構成している場合でも、前段の
光マトリクススイッチに入力した電気光学効果の大なる
偏光及び電気光学効果の小なる偏光の双方の偏光に対し
て、低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変更できる。

また第二発明の光マトリクススイッチ装置によれば、
互いに直交する偏り方向を有する電気光学効果の大なる
偏光及び電気光学効果の小なる偏光を、偏り変更手段を
介して、前段のマトリクススイッチから後段のマトリク
ススイッチへ入力する。

この際、偏り偏光手段は、電気光学効果の大なる偏光
を電気光学効果の小なる偏光に変換し、かつ、電気光学
効果の小なる偏光を電気光学効果の大なる偏光に変換す
る。従って前段の光マトリクススイッチに入力された電
気光学効果の大なる偏光は、電気光学効果の小なる偏光
に変換されて後段の光マトリクススイッチに入力され、
かつ、前段の光マトリクススイッチに入力された電気光
学効果の小なる偏光は、電気光学効果の大なる偏光に変
換されて後段の光マトリクススイッチに入力される。

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチは、電気光学効果の大なる偏光に対し
ては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作するので
低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変更できる。しかも
前段及び後段の光マトリクススイッチを構成する制御光
スイッチは、電気光学効果の小なる偏光に対しては、バ
ー状態及びクロス状態のいずれか一方の状態で非選択的
に動作するので特定の入出力ポート間を接続する固定さ
れた伝搬経路を提供する。

従って前段の光マトリクススイッチに入力された電気
光学効果の大なる偏光に対しては、前段の光マトリクス
スイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することがで
き、さらに前段の光マトリクススイッチに入力された電
気光学効果の小なる偏光に対しては、後段の光マトリク
ススイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することが
できる。

このように化合物半導体結晶基板を用いて前段及び後
段の光マトリクススイッチを構成している場合でも、前
段の光マトリクススイッチに入力した電気光学効果の大
なる偏光及び電気光学効果の小なる偏光の双方の偏光に
対して、電気光学効果が大なる状態のときに伝搬経路を
選択的に変更でき、従って化合物半導体基板を用いる場
合でも、電気光学効果を利用して偏波依存性のないスイ
ッチング動作を実現できる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明す
る。尚、図面はこの発明が理解出来る程度に概略的に示
してあるにすぎず、従って各構成成分の寸法、形状、配
置関係、形成材料、構成及び数値的条件は図示例に限定
されるものではない。

＜第一発明＞ 第一実施例 （全体構成の説明） 第一実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッ
チを、二重化構成の光マトリクススイッチとした例につ
き説明する。第１図は第一実施例の構成を模式的に示す
斜視図である。

同図において、28は光マトリクススイッチ装置を示
し、この光マトリクススイッチ装置28は、強誘電体結晶
基板12を用いて構成され、互いに直交する偏り方向を有
する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学効果の小な
る偏光が入力される前段の光マトリクススイッチ（以
下、単に前段スイッチと称す）10と、強誘電体結晶基板
12を用いて構成され、互いに直交する偏り方向を有する
電気光学効果の大なる偏光及び電気光学効果の小なる偏
光が入力される後段の光マトリクススイッチ（以下、単
に後段スイッチと称す）24と、これら前段スイッチ10及
び後段スイッチ24を直列接続すると共に、前段スイッチ
10の制御光スイッチ20から出力された偏光の偏り方向を
90゜回転させて後段スイッチ24の制御光スイッチ20に入
力する偏り変更手段26とを備えて成る。

そして前段スイッチ10及び後段スイッチ24の制御光ス
イッチ20を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー
状態（Bar状態）或はクロス状態（Cross状態）で選択的
に動作し、かつ、電気光学効果の小なる偏光に対しては
バー状態（Bar状態）及びクロス状態（Cross状態）のい
ずれか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとし
ている。

この実施例では、前段光スイッチ10を構成するため、
基板12として例えばｚカットLiNbO₃基板を用意し、この
基板12にTiを拡散して４本の入出力導波路14を形成し、
各入出力導波路14に２個ずつ制御光スイッチ20を設け
る。制御スイッチ20としては例えば反転Δβ方向性結合
型の２×２光スイッチ素子を用いる。

そして制御スイッチ20を、第一群Ｉ及び第二群IIにグ
ループ分けする。このグループ分けのため、第一群Ｉ
を、第１行及び第２行の入出力導波路14に各２個ずつ設
けて２行２列に配列した４個の制御スイッチ20から構成
し、さらに第二群IIを、第３行及び第４行の入出力導波
路14に各２個ずつ設けて２行２列に配列した４個の制御
スイッチ20から構成する。そして、第一群Ｉの制御スイ
ッチ20と、第二群IIの制御スイッチ20とを連絡導波路22
を介して接続する。図にも示すように、第一群Ｉの同一
行に設けた制御スイッチ20と、第二群IIの各行から１個
ずつ重複しないように選んだ制御スイッチ20とを、１対
１に対応付けして接続する。

この実施例の前段スイッチ10は、上述のように構成さ
れる基板12、入出力導波路14、制御スイッチ20及び連絡
導波路22から成る。

尚、入出力導波路14の左端を符号16及び右端を符号18
を付して示す。

またこの実施例の後段スイッチ24は、前段スイッチ10
と同様の構成を有し、従って、上述のように構成される
基板12、入出力導波路14、制御スイッチ20及び連絡導波
路22を備えて成る。

さらにこの実施例の光マトリクススイッチ装置にあっ
ては、前段スイッチ10及び後段スイッチ24を直列接続す
るため、前段スイッチ10の入出力導波路の右端18と、後
段スイッチ24の入出力導波路の左端16とを、１対１に対
応付けて偏り変更手段26によってそれぞれ接続する。

そして、前段スイッチ10における第１行及び第２行の
入出力導波路14の左端161及び162を、光マトリクススイ
ッチ装置28の入力ポートとして、かつ後段スイッチ24に
おける第１行、第２行、第３行及び第４行の入出力導波
路14の右端181、182、183及び184を、光マトリクススイ
ッチ装置28の出力ポートとする。このように入出力ポー
トを設定することによって、入力ポート161或は162から
入力された光を出力ポート183及び184のいずれかの出力
ポートから選択的に出力させることが出来る。

基板12としてｚカットLiNbO₃基板を用いた場合、電気
光学効果の大なる偏光は、基板12の基板面に垂直な方向
の偏り方向を有するTMモード光（TM波とも称す）であっ
て、電気光学効果の小なる偏光は、基板12の基板面に平
行な方向の偏り方向を有するTEモード光（TE波とも称
す）であることが知られている。従って、前段スイッチ
10に入力されたTMモード光に対しては、前段スイッチ10
においてその伝搬経路を選択的に変更し、かつ、前段ス
イッチ10に入力されたTEモード光に対しては、偏り変更
手段26によりその偏り方向を90゜回転させてTMモード光
に変換した後に後段スイッチ24においてその伝搬経路を
選択的に変更するようにすれば、動作電圧を下げること
が出来る。

このように、光の偏り方向を変更するため、偏り変更
手段26として、例えばPANDA（パンダ）型の偏波保存フ
ァイバを用いる。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）は偏り変更手段としての偏波
保存ファイバの左端面及び右端面を示す正面図であり、
第２図（Ａ）は前段スイッチの入出力導波路の右端と接
続された状態の、偏波保存ファイバの左端面及び第２図
（Ｂ）は後段スイッチの入出力導波路の左端と接続され
た状態の、偏波保存ファイバの右端面を示す。

これら図において、Ｓは偏り変更手段26の軸を示す。
左端面26a及び右端面26bには軸Ｓのねじれ状態の説明の
ために記した２個の白抜きの丸印T₁及びT₂が、それぞれ
直径方向に一列に配列して描かれている。しかも、軸Ｓ
のねじれがない状態で、端面26a及び26bを軸Ｓに沿った
方向から見たとき、丸印T₁の配列方向と丸印T₂の配列方
向とが一致するように描かれている。

上述のようにTEモード光をTMモード光に変更するため
には、接続状態の左端面26a及び右端面26bを軸Ｓに沿っ
て見たとき、第２図（Ａ）及び（Ｂ）にも示すように、
丸印T₁及び丸印T₂の配列方向が互いに直交するように軸
Ｓが90゜ねじれた状態となるように接続すれば良い。こ
のように接続することにより、TEモード光はTMモード光
に変更されると共にTMモード光はTEモード光に変更され
る。

（光スイッチ素子の構成の説明） 第３図はこの実施例の制御光スイッチに用いて好適な
光スイッチ素子の構成の例を示す図であり、第１図にお
いて白丸で示した制御光スイッチ20を例えば反転Δβ方
向性結合型の２×２光スイッチ素子21とした場合の構成
をより具体的に示している。

同図において、30及び32は入出力導波路を示し、各導
波路30、32の左端を入力ポート30a、32aとし及び右端を
出力ポート30b、32bとしている。導波路30、32は光結合
領域34において近接させて互いに平行となるように基板
12に設けられている。導波路30、32は例えば基板12にTi
を拡散することによって形成する。さらに、光結合領域
34の導波路30に入力ポート30a側から順次に例えば２個
に分割された制御電極36a、36bを、同様に光結合領域34
の導波路32に入力ポート32a側から順次に例えば２個に
分割された制御電極38a、38bを設ける。

上述の入出力導波路30、32及び制御電極36a、36b、38
a、38bを備えて成る光スイッチ素子21にあっては、制御
電極36a、38bに正（＋）極性の電圧及び制御電極36b、3
8aに負（−）極性の電圧を印加して、光結合領域34の導
波路30、32の間で光の相互作用を行なわせることによっ
て（いわゆる反転Δβ動作によって）、光のスイッチン
グを行なえる。

光スイッチ素子21を、TM波に対しCross及びBar状態の
いずれの状態でも動作するようにし、かつTM波に対して
はCross状態でしか動作しないように構成した場合に
は、例えば次のように入出力導波路との接続を行なえば
良い。第１図にも示すように、第一群Ｉ及び第二群IIい
ずれの場合も、光スイッチ素子21の入力ポート32aと出
力ポート30bとを、それぞれ入出力導波路14に接続し、
また第一群Ｉの光スイッチ素子21の出力ポート32bと、
第二群IIの光スイッチ素子21の入力ポート30aとを接続
する。尚、光スイッチ21の接続は、この素子21がどのよ
うに動作するように構成されているかによって、任意好
適に変更出来る。

第４図は上述したΔβ方向性結合型の光スイッチ素子
21の動作条件図（（L/l_c）−（ΔβL/π）ダイヤグラ
ム）であり、横軸にL/l_c及び縦軸にΔβL/πを取って示
してある（但し、Ｌは素子長、l_cは結合長、Δβは伝搬
定数差及びπは円周率）。光スイッチ素子21においては
TM波及びTE波に対し印加される動作電圧は等しいので、
第４図では、動作電圧が等しいときTM波及びTE波に対し
生ずるΔβL/πの値を、縦軸の同一の目盛りに記す。TM
波に対し生ずるΔβL/πの値は括弧で括らずに記し、TE
波に対し生ずるΔβL/πの値は括弧で括って記してあ
る。

同図において、実線で囲んだハッチング領域Ｐは、TM
モードの光（TM波）に対して光スイッチ素子21がBar状
態で動作し、しかも実用上望ましい−20dB以下のクロス
トークで動作する領域を示している。また、実線で囲ん
だハッチング領域Ｑは、TM波に対して光スイッチ素子21
が、Cross状態で動作し、しかも実用上望ましい−20dB
以下のクロストークで動作する領域を示している。

同様に、破線で囲まれるハッチング領域Ｒ及びＳは、
TEモードの光（TE波）に対して光スイッチ素子21が、Ba
r状態及びCross状態で動作し、しかも実用上望ましい−
20dB以下のクロストークで動作する領域を示している。

反転Δβ方向性結合型の光スイッチ素子21では、制御
電極36a、36b、38a、38bに印加する電圧（動作電圧）の
絶対値を増減させると、TM波及びTE波に対する屈折率が
変化し、これらの屈折率変化量に応じてTM波及びTE波に
対する伝搬定数差Δβが変化する。ここで波長をλ及び
屈折率変化量をΔｎと表せば、Δβ＝（２π／λ）・Δ
ｎである。

TM波に対するΔβL/πを或る値C1とするように、TM波
に対する屈折率変化量Δｎを生じさせたとき、光スイッ
チ素子21はTM波に対しCross状態で動作する。ここで
Ｌ、l_cは設計上任意好適に定められる定数、πは円周率
であり、Δｎを変化させることによりΔβが変化する。
またTM波に対するΔβL/πを或る値C2とするように、TM
波に対する屈折率変化量Δｎを生じさせたとき、光スイ
ッチ素子21はTM波に対しBar状態で動作する。TM波に関
わる領域Ｐ、Ｑは、値C1及びC2の数値範囲を、クロスト
ークが−20dB以下となる数値範囲として、求めた領域で
ある。

同様に、TE波に対するΔβL/πをTM波の場合と同じ値
C1とするように、TE波に対する屈折率変化量Δｎを生じ
させたとき、光スイッチ素子21はTE波に対しBar状態で
動作する。またTE波に対するΔβL/πをTE波の場合と同
じ値C2とするように、TE波に対する屈折率変化量Δｎを
生じさせたとき、光スイッチ素子21はTE波に対しBar状
態で動作する。TE波に係る第４図の領域Ｒ、Ｓは、値C1
及びC2の数値範囲を、クロストークが−20dB以下となる
数値範囲として、求めた領域である。

さらに光スイッチ素子21においては、電気光学効果の
大なるTM波に対する動作電圧と電気光学効果の小なるTE
波に対する動作電圧とは同一である。動作電圧同一のと
き、（TM波に対する屈折率変化量Δｎ）≒（TE波に対す
る屈折率変化量Δｎ）×3.3であることが知られてい
る。従って前述のようにΔβ＝（２π／λ）・Δｎであ
るから、TM波及びTE波に対し同一の動作電圧が印加され
るとき（TM波に対し生ずるΔβL/π）≒（TE波に対し生
ずるΔβL/π）×3.3である。

このように光スイッチ素子21においては、TM波及びTE
波に対して同一の動作電圧が印加され（TM波に対し生ず
るΔβL/π）≒（TE波に対し生ずるΔβL/π）×3.3に
なるので、第４図の動作条件図はこの点に着目して作成
してある。すなわち第４図の縦軸において、動作電圧同
一のときTM波及びTE波に対して生ずるΔβL/πの値を、
同一の目盛りに取り、このように縦軸の目盛りを取った
上で、領域Ｐ、Ｑ、Ｒ及びＳを示してある。

尚、第４図の縦軸において、TM波に対するΔβL/πの
値が２×3.3となる縦軸の目盛りとTE波に対するΔβL/
πの値が２となる目盛りとを同一とし、さらにTM波に対
するΔβL/πの値が４×3.3となる縦軸の目盛りとTE波
に対するΔβL/πの値が４となる目盛りとを同一として
いる。

このように作成した第４図の動作条件図からも理解で
きるように、TM波に対する動作状態をCross状態からBar
状態に、またBar状態からCross状態に切り換えるよう
に、動作電圧を変化させても、TE波に対しては実質的に
Bar状態でしか動作しない光スイッチ素子21を、作成で
き、しかもこのような光スイッチ素子21の設定条件は、
第４図に示す動作条件図に基づいて、容易に決定でき
る。

次に第５図を参照して、光スイッチ素子21の設計条件
につき、より詳細に説明する。

第５図（Ａ）及び（Ｂ）は第４図に示す動作条件図を
部分的に拡大して示す図である。これら図において、S
_TE及びＳ′_TEは作成誤差許容範囲を示し、図示例ではS
_TEは例えば設計値±（設計値×0.375）の範囲となり、
Ｓ′_TEは設計値±（設計値×0.5）の範囲となってい
る。第４図と同様に、第５図においても、動作電圧が等
しいときTM波及びTE波に対し生ずるΔβL/πの値を、縦
軸の同一の目盛りに記してあり、かつ、TM波に対し生ず
るΔβL/πの値は括弧で括らずに記すと共にTE波に対し
生ずるΔβL/πの値は括弧で括って記してある。

また、破線で示す曲線L₁及びL₂の間の領域は、光スイ
ッチ素子21がTE波に対しCross状態であって、ロスが0.4
5dB以下（すなわちクロストークが−10dB以下）となる
ように動作する領域、同様に、破線で示す曲線M₁及びM₂
の間の領域は、光スイッチ素子21がTE波に対しBar状態
であって、ロスが0.45dB以下（すなわちクロストークが
−10dB以下）となるように動作する領域を示す。

第５図（Ａ）に示すように、例えば、TM波に対するL/
l_cがL/l_c＝２となり、かつ、TE波に対するL/l_cの値が図
に示すS_TEの範囲の値となるように光スイッチ素子21が
作成されたとする。このように作成された場合、TM波に
対する動作状態を切り換えるため動作電圧を増減させて
も、光スイッチ素子21はTE波に対し実質的にCross状態
でしか動作しない。

また、例えばTM波に対するL/l_cがL/l_c＝２となり、か
つ、TE波に対するL/l_cの値が図に示すＳ′_TEの範囲の値
となるように光スイッチ素子21が作成されたとすれば、
動作電圧を増減させても、光スイッチ素子21はTE波に対
し実質的にBar状態でしか動作しない。

このように作成された光スイッチ素子21にあっては、
第５図（Ａ）からも明らかなように、ΔβL/πの値がａ
−ａ′或はｂ−ｂ′の範囲の値と成るように、動作電圧
を印加するとき、TM波に対してはBar状態或はCross状態
であって、しかもクロストークがほぼ−20dB以下となる
ように動作することが理解出来る。

しかも、このような動作電圧を印加するとき、TE波に
対してはBar状態或はCross状態であって、しかもクロス
トークがほぼ−10dB以下となるように動作させることが
出来る。これらクロストークの値は、実用上満足出来る
程度のものである。

同様に、第５図（Ｂ）に示すように、例えばTM波に対
するL/l_cがL/l_c＝2.7となり、かつ、TE波に対するL/l_c
の値がS_TE或はＳ′_TEの範囲の値となるように、光スイ
ッチ素子21が作成されたとすれば、上述と同様に、実用
上満足出来る程度のクロストークで動作する光スイッチ
素子21を得ることが出来る。

これら第５図（Ａ）及び（Ｂ）からも理解出来るよう
に、TM波に対するL/l_cの値を２から2.7に変化させてもS
_TE及びＳ′_TEの範囲はほとんど動かない。これは、例え
ば、TM波に対するL/l_cが２〜2.7の範囲であってTE波に
対するL/l_cがS_TEの範囲或はＳ′_TEの範囲となるよう
な、緩やかな作成条件で、実用上満足出来るクロストー
クで動作する光スイッチ素子21を歩留り良く作成するこ
とが出来ることを意味する。従って制御光スイッチ20と
して例えば反転Δβ方向性結合型の光スイッチ素子21を
用いることによって、実用的なクロストーク特性を有す
る前段スイッチ10及び後段スイッチ24を、緩やかな作成
条件で歩留り良く作成することが出来る。

（動作例） 第６図（Ａ）及び（Ｂ）はこの実施例の動作の例の説
明図である。以下の説明では、制御スイッチ20を光スイ
ッチ素子21を以って構成し、光スイッチ素子21がTM波に
対しては動作電圧に応じてBar或はCross状態で選択的に
動作しTE波に対しては動作電圧にかかわらずCross状態
でしか動作しないように、作成されている場合につき説
明する。さらに以下の説明では、信号光の、互いに直交
する２つの偏光成分Ｘ、Ｙであって、前段スイッチ10に
おいてはTM波である偏光成分Ｘを一方の光Ｘ、また前段
スイッチ10においてはTE波である偏光成分Ｙを他方の光
Ｙと称する。

第６図（Ａ）に示すように、例えば、一方の光Ｘ及び
他方の光Ｙを入力ポート161から入力し、出力ポート183
から出力する場合には、TM波として入力された一方の光
Ｘの伝搬経路を、前段スイッチ10の制御スイッチ20によ
って制御することによって第１行の入出力導波路141か
ら第３行の入出力導波路143へ変更させ、この入出力導
波路143から後段スイッチ24の第３行の入出力導波路14
3′に入力させる。一方の光Ｘは偏り変更手段26によっ
てTM波からTE波に変換されて入出力導波路143′に入力
されるので、後段スイッチ24ではその伝搬経路を制御さ
れず入出力導波路143′を直進して出力ポート183から出
力される。一方、TE波として前段スイッチ10に入力され
た他方の光Ｙは、前段スイッチ10ではその伝搬経路を制
御されず入出力導波路141を直進して後段スイッチ24の
第１行の入出力導波路141′に入力される。他方の光Ｙ
は偏り変更手段26によってTE波からTM波に変換されて後
段スイッチ24に入力されるので、その伝搬経路を後段ス
イッチ24の制御スイッチ20によって制御することによっ
て、入出力導波路141′から入出力導波路143′へ変更し
出力ポート183から出力させることが出来る。

一方の光ＸがTE波として後段スイッチ24の制御スイッ
チ20を通過するとき生ずる漏れ光X₁と、他方の光ＹがTE
波として前段スイッチ10の制御スイッチ20を通過すると
き生ずる漏れ光Y₁とはいずれも、僅かであり、また漏れ
光_１及びY₁は図にも示すように入出力導波路143′及び1
43に混入せず基板12へ逃げてゆくので、実用上問題とな
らない。

また、第６図（Ｂ）に示すように、例えば、一方の光
Ｘ及び他方の光Ｙを入力ポート161から入力し、出力ポ
ート181から出力する場合には、光Ｘの伝搬経路を、前
段スイッチ10の制御スイッチ20によって制御することに
よって第１行の入出力導波路141を直進させ、この入出
力導波路141から後段スイッチ24の入出力導波路141′に
入力させる。一方の光Ｘは偏り変更手段26によってTM波
からTE波に変換されて入出力導波路141′に入力される
ので、後段光イッチ24ではその伝搬経路を制御されず入
出力導波路141′を直進して出力ポート181から出力され
る。一方、他方の光Ｙは、前段スイッチ10ではその伝搬
経路を制御されず入出力導波路141を直進して後段スイ
ッチ24の入出力導波路141′に入力される。他方の光Ｙ
は偏り変更手段26によってTE波からTM波に変換されて後
段スイッチ24に入力されるので、その伝搬経路を後段ス
イッチ24の制御スイッチ20によって制御することによっ
て、入出力導波路141′を直進させて出力ポート181から
出力させることが出来る。

一方の光ＸがTE波として後段スイッチ24の制御スイッ
チ20を通過するとき生ずる漏れ光X₁と、他方の光ＹがTE
波として前段スイッチ10の制御スイッチ20を通過すると
き生ずる漏れ光Y₁とはいずれも、僅かであり、また漏れ
光X₁及びY₁は図にも示すように入出力導波路141′及び1
43に混入せず基板12へ逃げてゆくので、実用上問題とな
らない。漏れ光X₁及びY₁はTE波が制御スイッチ20によっ
て制御されないために生ずる。

上述した実施例では、前段スイッチ10及び後段スイッ
チ24の行番号の一致する入出力導波路14同志、例えば入
出力導波路141及び141′同志を１対１に対応付けて接続
したが、スイッチ10、24の異なる行番号の入出力導波路
14同志を１対１に対応付けて接続するようにしても良
い。例えば、前段スイッチ10及び後段スイッチ24の接続
関係や、TM波及びTE波に対する制御スイッチ20の動作状
態を任意好適に設定することによって、前段ポート16
1、162から入力された光（入力信号）Ｘ及びＹを、出力
ポート181、182、183、184のいずれかの出力ポートから
選択的に出力させることが出来る。

第二実施例 （全体構成の説明） 第二実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッ
チを、クロスバー型の光マトリクススイッチとした例に
つき説明する。

第７図は第二実施例の構成を模式的に示す平面図であ
る。尚、上述した第一実施例の構成成分と対応する構成
成分については同一の符号を付して示し、その詳細な説
明を省略する。

同図において、40は光マトリクススイッチ装置を示
し、この光マトリクススイッチ装置40は、クロスバー型
の前段光マトリクススイッチ42及び後段光マトリクスス
イッチ44と、これら前段スイッチ42及び後段スイッチ44
を直列接続する偏り変更手段26とから成る。

前段スイッチ42及び後段スイッチ44は強誘電体結晶基
板12を用いて構成される。

前段スイッチ42は、基板12と、この基板12に設けられ
る行方向の２本の入出力導波路46及び列方向の２本の入
出力導波路48と、これら導波路46及び48の交点にそれぞ
れ設けられる４個の制御光スイッチ20とから成る。制御
スイッチ素子20は２行２列に配列される。後段スイッチ
44も、前段スイッチ42と同様、基板12、２本の入出力導
波路46、２本の入出力導波路48、及び４個の制御スイッ
チ20から成る。尚、図において、入出力導波路46の左端
及び右端を符号50及び52を付して示し、また入出力導波
路48の上端及び下端を符号54及び56を付して示す。

後段スイッチ44にあっては、出力導波路48の上端54と
第１行の制御スイッチ20との間の入出力導波路48に漏れ
光排除手段58例えばTE波透過型の偏光フィルタを設け
る。偏光フィルタとしては従来周知の種々の構造のもの
を用いて良い。また漏れ光排除手段58として従来周知の
種々の構造のモードフィルタを用いても良い。漏れ光排
除手段58の配設位置は漏れ光を排除出来る任意好適な伝
搬経路上として良く、例えば、TM波透過型の漏れ光排除
手段58を、前段スイッチ42における、出力導波路48の上
端54と第１行の制御スイッチ20との間に配置して入出力
導波路48に設けても良い。

また、前段スイッチ42の入出力導波路46の右端52と、
後段スイッチ44の入出力導波路46の左端50とを、同一行
番号の入出力導波路46を接続するように、接続する。こ
れら入出力導波路46の接続は、第一実施例と同様、軸Ｓ
が90゜ねじれた状態の偏り変更手段26を介して行なう。
同様にして、前段スイッチ42の入出力導波路48の上端54
と、後段スイッチ44の入出力導波路48の上端54とを、軸
Ｓが90゜ねじれた状態の偏り変更手段26を介し接続す
る。この場合、同一列番号の入出力導波路48同志を接続
する。

このようにして前段スイッチ42及び後段スイッチ44を
直列接続する。

この実施例では、前段スイッチ42の入出力導波路46の
左端50を光マトリクススイッチ装置40の入力ポート50
1、502とし、後段スイッチ44の入出力導波路48の下端56
を光マトリクススイッチ装置40の出力ポート561、562と
する。

上述のように構成される第二実施例においても、第一
実施例と同様の効果が得られる。

（動作例） 第８図は、この実施例の動作の例の説明図である。以
下の説明では、制御光スイッチを光スイッチ素子21を以
って構成し、光スイッチ素子21がTM波に対しては動作電
圧に応じてBar或はCross状態で選択的に動作しTE波に対
しては動作電圧にかかわらずCross状態でしか動作しな
いように、作成されている場合につき説明する。さらに
以下の説明では、信号光の、互いに直交する２つの偏光
成分Ｘ、Ｙであって、前段スイッチ10においてはTM波で
ある偏光成分Ｘを一方の光Ｘ、また前段スイッチ10にお
いてはTE波である偏光成分Ｙを他方の光Ｙと称する。

第８図に示すように、例えば、一方の光Ｘ及び他方の
光Ｙを入力ポート461から入力して出力ポート482から出
力する場合には、TM波として入力された一方の光Ｘの伝
搬経路を、前段スイッチ42の制御スイッチ20によって制
御することによって第１行の入出力導波路461から第２
列の入出力導波路482へ変更させ、この入出力導波路482
から後段スイッチ44の第２列の入出力導波路482′に入
力させる。一方の光Ｘは偏り変更手段26によってTM波か
らTE波に変換されて入出力導波路482′に入力されるの
で、後段光イッチ44ではその伝搬経路を制御されず入出
力導波路482′を直進して出力ポート562から出力され
る。一方、TE波として前段スイッチ42に入力された他方
の光Ｙは、前段スイッチ42ではその伝搬経路を制御され
ず入出力導波路461を直進して後段スイッチ44の第１行
の入出力導波路461′に入力される。他方の光Ｙは偏り
変更手段26によってTE波からTM波に変換されて後段スイ
ッチ44に入力されるので、その伝搬経路を後段スイッチ
44の制御スイッチ20によって制御することによって、入
出力導波路461′、482′を直進させて出力ポート562か
ら出力させることが出来る。

一方の光ＸがTE波として後段スイッチ44の制御スイッ
チ20を通過するとき生ずる漏れ光X₁と、他方の光ＹがTE
波として前段スイッチ42の制御スイッチ20を通過すると
き生ずる漏れ光Y₁とはいずれも、僅かである。また、漏
れ光Y₁が、入出力導波路481、482から入出力導波路48
1′、482′へ伝搬する場合、漏れ光排除手段58はTE波し
か透過しないので、TM波に変換された漏れ光Y₁は除去さ
れる。漏れ光Y₁は漏れ光排除手段58を介して基板12へ逃
げる。

前段スイッチ42及び後段スイッチ44の接続関係や、TM
波及びTE波に対する制御スイッチ20の動作状態を任意好
適に設定することによって、入力ポート501、502から入
力された光（入力信号）Ｘ及びＹを、出力ポート561、5
62のいずれかの出力ポートから選択的に出力させること
が出来る。

第三実施例 （全体構成の説明） 第三実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッ
チを、簡約化されたツリー構成の光マトリクススイッチ
とした例につき説明する。この実施例では、特願昭61−
267700に提案されている発明の実施例のひとつを、この
第一発明の構成成分である光マトリクススイッチに適用
した。

第９図は第三実施例の構成を模式的に示す平面図であ
る。尚、上述した第一及び第二実施例の構成成分と対応
する構成成分については同一の符号を付して示し、その
詳細な説明を省略する。

同図において、60は光マトリクススイッチ装置を示
し、この光マトリクススイッチ装置60は、簡約化された
ツリー構成の前段光マトリクススイッチ62及び後段光マ
トリクススイッチ64と、これら前段スイッチ62及び後段
スイッチ64を直列接続する偏り変更手段26とから成る。

前段スイッチ62及び後段スイッチ64は強誘電体結晶基
板12を用いて構成されている。

前段スイッチ42は、基板12と、１×２入力側制御光ス
イッチ66及び２×１出力側制御光スイッチ68と、これら
スイッチ66及び68を接続するための２×２制御光スイッ
チ70とを備え、１個の入力側光スイッチ66に対して、全
ての出力側光スイッチ68が２×２光スイッチ70を介して
接続されるようなツリー構成を有する。この前段スイッ
チ62を構成するため、例えば上述した反転Δβ方向性結
合型の２×２光スイッチ素子21を、１×２入力側光スイ
ッチ66、２×１出力側光スイッチ68及び２×２光スイッ
チ70として用いる。

図にも示すように、この実施例では、スイッチ66、6
8、70を各４個基板12に設け、例えば、これらスイッチ6
6、68、70を４行３列に配列して次に述べるように接続
する。すなわち、第１行及び第２行の入力側光スイッチ
66をそれぞれ、第１行及び第２行の光スイッチ70の双方
に接続し、同様に第３行及び第４行の入力側光スイッチ
66をそれぞれ、第３行及び第４行の光スイッチ70の双方
に接続する。そして、第１行及び第３行の光スイッチ70
を、それぞれ第１行及び第３行の出力側光スイッチ68の
双方に、さらに、第２行及び第４行の光スイッチ70をそ
れぞれ、第２行及び第４行の出力側光スイッチ68の双方
に接続する。これらスイッチ66、68、70の接続は、導波
路72を介して行なう。

後段スイッチ64も、前段スイッチ62と同様にして、基
板12、光スイッチ66、68及び70を備えた構成とする。

さらに、前段スイッチ62及び後段スイッチ64を、例え
ば同一行番号の前段スイッチ62の出力側光スイッチ68と
後段スイッチ64の入力側光スイッチ66とを接続するよう
に、偏り変更手段26を介して直列接続する。この接続
は、軸Ｓが90゜ねじれた状態の偏り変更手段26を介して
行なう。

前段スイッチ62の入力側光スイッチ66はそれぞれ、装
置60の入力ポート741、742、743、744に、さらに後段ス
イッチ64の出力側光スイッチ68はそれぞれ、装置60の出
力ポート761、762、763、764に接続されている。

そして、TM波透過型の漏れ光排除手段58を、任意好適
な漏れ光の伝搬経路上に設ける。図示例の場合、第１行
の光スイッチ20及び第３行の光スイッチ68の間、第２行
の光スイッチ20及び第４行の光スイッチ68の間、第３行
の光スイッチ20及び第１行の光スイッチ68の間、及び第
４行の光スイッチ20及び第２行の光スイッチ68の間に設
けている。漏れ光排除手段58は必ずしも設けなくとも良
い。

上述のように構成される第三実施例においても、同一
実施例と同様の効果が得られる。

（動作例） 第10図は、この実施例の動作の例の説明図である。以
下の説明では、例えば光スイッチ素子21を用いて構成さ
れる光スイッチ66、68、70がTM波に対しては動作電圧に
応じてBar或はCross状態で選択的に動作しTE波に対して
は動作電圧にかかわらずCross状態でしか動作しないよ
うに、作成されている場合につき説明する。さらに以下
の説明では、信号光の、互いに直交する２つの偏光成分
Ｘ、Ｙであって、前段スイッチ10においてはTM波である
偏光成分Ｘを一方の光Ｘ、また前段スイッチ10において
はTE波である偏光成分Ｙを他方の光Ｙと称する。

第10図に示すように、例えば、一方の光Ｘ及び他方の
光Ｙを入力ポート741から入力して出力ポート763から出
力する場合には、TM波として入力された一方の光Ｘの伝
搬経路を前段スイッチ62の光スイッチ66、70によって制
御することによって、一方の光Ｘを第１行の入力側光ス
イッチ66から第３行の出力側光スイッチ68へ伝搬させ、
この前段スイッチ62の出力側光スイッチ68から後段スイ
ッチ64の第３行の入力側光スイッチ66に入力させる。一
方の光Ｘは偏り変更手段26によってTM波からTE波に変換
されて後段スイッチ64の入力側光スイッチ66に入力され
るので、後段スイッチ64ではその伝搬経路を制御されず
直進して第三行の出力側光スイッチ68に入力される。そ
して、この出力ポート側光スイッチ68を介し、出力ポー
ト763から出力される。一方、TE波として前段スイッチ6
2に入力された他方の光Ｙは、前段スイッチ62ではその
伝搬経路を制御されず直進して、従って第１行の入力側
光スイッチ66から第１行の出力側光スイッチ68へ入力さ
れ、そして、この前段スイッチ62の出力側光スイッチ68
から後段スイッチ64の第１行の入力側光スイッチ66に入
力される。他方の光Ｙは偏り変更手段26によってTE波か
らTM波に変換されて後段スイッチ64に入力されるので、
その伝搬経路を後段スイッチ64の光スイッチ66、70によ
って制御することによって、第１行の入力側光スイッチ
66から第３行の出力側光スイッチ68へ入力させることが
出来る。他方の光Ｙはこの出力側光スイッチ68を介し、
出力ポート763から出力される。

一方の光ＸがTE波として後段スイッチ64の光スイッチ
70を通過するとき生ずる漏れ光X₁と、他方の光ＹがTE波
として前段スイッチ62の光スイッチ70を通過するとき生
ずる漏れ光Y₁とは、漏れ光排除手段58がTM波しか透過し
ないので、TE波である漏れ光X₁及びY₁は除去される。漏
れ光X₁、Y₁は漏れ光排除手段58を介して基板12へ逃げ
る。また、直進方向の４つの伝搬経路（例えば入力ポー
ト741から出力ポート761に至る伝搬経路）にあっては、
任意の二つの直進方向の、伝搬経路の一方から他方の伝
搬経路へ漏れ光が混入しようとする場合、必ず二つの制
御光スイッチを通過しなければならないので、漏れ光の
混入は非常に僅かであり、従って、これら任意の二つの
直進方向の伝搬経路間でクロストークはほとんど生じな
い。

前段スイッチ62及び後段スイッチ64の接続関係や、TM
波及びTE波に対する制御光スイッチ66、68、70の動作状
態を任意好適に設定することによって、入力ポート74
1、742、743、744から入力された光（入力信号）Ｘ及び
Ｙを、出力ポート761、762、763、764のいずれかの出力
ポートから選択的に出力させることが出来る。

第三実施例の変形例 第11図は第三実施例における前段及び後段の光マトリ
クススイッチの変形例の説明図であり、その構成を模式
的に示す。この変形例では、特願昭61−267700に提案さ
れている発明の実施例のひとつを、前段及び後段光マト
リクススイッチに適用する。

同図において、74は光マトリクススイッチであり、強
誘電体結晶基板12を用いて構成される。この光マトリク
ススイッチ74を前段及び後段の光マトリクススイッチと
して用いる。

この光マトリクススイッチ74は、スイッチ74の入力側
に設けた１×２入力側制御光スイッチ76及び出力側に設
けた２×１出力側制御光スイッチ78と、これらスイッチ
76及び78の間に設けた４×４単位マトリクス制御スイッ
チ80とを備えて成る。１個の入力側光スイッチ76に対し
て、全ての出力側光スイッチ78が単位トリクススイッチ
80を介して接続されるようなツリー構成を有する。入力
側光スイッチ76はそれぞれスイッチ74の入力ポート82に
及び出力側光スイッチ78はそれぞれスイッチ74の出力ポ
ート84に接続され、任意に選んだ１個の入力ポート82か
ら全ての出力ポート84に至る光の伝搬経路が形成されて
いる。

単位マトリクススイッチ80は第９図に示す４×４光マ
トリクススイッチ62、64と同様、入力側光スイッチ66、
２×２光スイッチ70及び出力側光スイッチ68によって構
成され、単位マトリクススイッチ80は２個ずつ１組のグ
ループｐを構成する。また入力ポート82は４ポートずつ
１組のグループｑを構成する。出力側光スイッチ78は８
個で１組のグループｒを構成する。

グループｐの入力ポート82のひとつに入力された光の
伝搬経路は、入力側光スイッチ76によって２つに分岐さ
れグループｑの２個の単位マトリクススイッチ80にそれ
ぞれ接続され、グループｑの２個の単位マトリクススイ
ッチ80によって８つに分岐され、そしてこの８つに分岐
された伝搬経路がグループｒの出力側光スイッチ78を介
し８個の出力ポート84にそれぞれ接続される。

この実施例の光マトリクススイッチ74は、２組のグル
ープｐ、２組のグループｑ及び１組のグループｒを備
え、１組のグループｒの出力側光スイッチ78を重複使用
することによって、グループｐの入力ポートの任意の入
力ポートから８つの出力ポートに至る伝搬経路が形成さ
れている。

前段の光マトリクススイッチとして用いられる光マト
リクススイッチ74の出力ポートを、後段の光マトリクス
スイッチとして用いられる光マトリクススイッチ74の入
力ポートとそれぞれ１対１に対応付け、偏り偏光手段を
介し接続し、以って第一発明の光マトリクススイッチ装
置を構成するようにしても良い。

＜第二発明＞ 実施例１ 以下、第１図を参照して第二発明の実施例１の構成に
つき概略的に説明する。

この実施例の光マトリクススイッチ装置28は、化合物
半導体結晶基板12を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光が入力される前段の光マトリクススイ
ッチ（以下、単に前段スイッチと称す）10と、化合物半
導体結晶基板12を用いて構成され、互いに直交する偏り
方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学効
果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクススイッ
チ（以下、単に後段スイッチと称す）24と、これら前段
スイッチ10及び後段スイッチ24を直列接続すると共に、
前段スイッチ10の制御光スイッチ20から出力された偏光
の偏り方向を90゜回転させて後段スイッチ24の制御光ス
イッチ20に入力する偏り偏光手段26とを備えて成る。

そして前段スイッチ10及び後段スイッチ24の制御光ス
イッチ20を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー
状態（Bar状態）或はクロス状態（Cross状態）で選択的
に動作し、かつ、電気光学効果の小なる偏光に対しては
バー状態（Bar状態）及びクロス状態（Cross状態）のい
ずれか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとし
ている。ここで、電気光学効果が小となるとは、電気光
学効果が実質的にない場合も含んだ意味を有する。

この実施例では、前段スイッチ10を構成するため、化
合物半導体結晶基板12として例えばGaAs基板を用意し、
この基板12に例えばリッヂ（Ridge）型の入出力導波路1
4を形成し、各入出力導波路14に２個ずつ制御光スイッ
チ20を設ける。

そして制御スイッチ20を、第一群Ｉ及び第二群IIにグ
ループ分けし、第一群Ｉの制御スイッチ20と、第二群II
の制御スイッチ20とを連絡導波路22を介して接続する。
図にも示すように、第一群Ｉの同一行に設けた制御スイ
ッチ20と、第二群IIの各行から１個ずつ重複しないよう
に選んだ制御スイッチ20とを、１対１に対応付けして接
続する。

前段スイッチ10は、上述のように構成される基板12、
入出力導波路14、制御スイッチ20及び連絡導波路22から
成る。後段スイッチ24も、前段スイッチ10と同様、基板
12、入出力導波路14、光スイッチ素子20及び連絡導波路
22を備えて成る。

この実施例の光マトリクススイッチ装置28にあって
は、前段スイッチ10の入出力導波路の右端18と、後段ス
イッチ24の入出力導波路の左端16とを、１対１に対応付
けて偏り変更手段26によってそれぞれ接続する。そし
て、前段スイッチ10における入出力導波路14の左端161
及び162を、光マトリクススイッチ装置28の入力ポート
として、かつ後段スイッチ24における入出力導波路14の
右端183及び184を、光マトリクススイッチ装置28の出力
ポートとする。

尚、上述のように構成されたこの実施例１の光マトリ
クススイッチ装置28における各構成成分の接続関係は、
第一発明の第一実施例と同様と成っており、従ってこの
実施例１の光マトリクススイッチ装置28における光の伝
搬経路は、第一発明の第一実施例と同様に形成されてい
る。

化合物半導体結晶基板12としてGaAs基板を用いた場
合、電気光学効果の大なる偏光はTE波であって、電気光
学効果の小なる偏光はTM波であることが知られている。
従って、前段スイッチ10に入力されたTE波に対しては、
前段スイッチ10においてその伝搬経路を選択的に変更
し、かつ、前段スイッチ10に入力されたTM波に対して
は、偏り変更手段26によりその偏り方向を90゜回転させ
てTE波に変換した後に後段スイッチ24においてその伝搬
経路を選択的に変更するようにすれば、化合物半導体結
晶基板12としてGaAs基板を用いた場合にも、電気光学効
果を利用して偏波依存性のないスイッチング動作を実現
できる。

ここで信号光の、互いに直交する２つの偏光成分Ｘ、
Ｙであって、前段スイッチ10においてはTE波である偏光
成分Ｘを一方の光Ｘ、また前段スイッチ10においてはTM
波である偏光成分Ｙを他方の光Ｙと表せば、上述のよう
に構成された光マトリクススイッチ装置28においては、
一方の光Ｘ及び他方の光Ｙを、偏り変更手段26を介し
て、前段スイッチ10から後段スイッチ24へ入力する。

従って一方の光Ｘは、前段スイッチ10内を伝搬すると
き電気光学効果の大なるTE波の状態で伝搬し、また後段
スイッチ24内を伝搬するとき電気光学効果の小なるTM波
の状態で伝搬する。さらに他方の光Ｙは、前段スイッチ
10内を伝搬するとき電気光学効果の小なるTM波の状態で
伝搬し、また後段スイッチ24内を伝搬するとき電気光学
効果の大なるTE波の状態で伝搬する。

そして前段スイッチ10及び後段スイッチ24を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の大なるTE
波に対しては、Bar状態或はCross状態で選択的に動作す
る。従って一方の光Ｘに対しては前段スイッチ10の制御
光スイッチ20により電気光学効果を利用して伝搬経路を
選択的に変更でき、かつ、他方の光Ｙに対しては後段ス
イッチ24の制御光スイッチ20により電気光学効果を利用
して伝搬経路を選択的に変更できる。

従って化合物半導体結晶基板12を用いて前段スイッチ
10及び後段スイッチ24を構成している場合でも、一方の
光Ｘ及び他方の光Ｙをそれぞれ、電気光学効果の大なる
TE波の状態のときに伝搬経路を選択的に変更できるの
で、電気光学効果を利用して偏波依存性のないスイッチ
ング動作を実現できる。

しかも前段スイッチ10及び後段スイッチ24を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の小なるTM
波に対しては、Bar状態及びCross状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作する。従って一方の光Ｘに対して
は後段スイッチ24の制御光スイッチ20により当該後段ス
イッチ24の特定の入出力ポート間を接続する固定された
伝搬経路を提供でき、かつ、他方の光Ｙに対しては前段
スイッチ10の制御光スイッチ20により当該前段スイッチ
10の特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供できる。

従って一方の光Ｘの伝搬経路を、前段スイッチ10にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置28の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Ｘに対して形成できる。さらに他方の光Ｙの伝
搬経路を、後段スイッチ24において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置28の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Ｙに対して形成
できる。

制御光スイッチ20の構成は問わないが、制御光スイッ
チ20として単一電極型又は反転Δβ電極型の制御電極を
有する光スイッチを用いて構成するのが良い。

また上述した実施例では、化合物半導体結晶基板12と
してGaAs基板を用いており従って電気光学効果の大なる
偏光はTE波及び電気光学効果の小なる偏光はTM波である
ので、制御光スイッチ20として、TE波に対しCross状態
或はBar状態で選択的に動作し、かつ、TM波に対しCross
状態及びBar状態のいずれか一方で非選択的に動作する
光スイッチを作成するようにしたが、制御光スイッチ20
の動作条件及び作成条件は基板材料に応じて任意好適に
変更して良い。

実施例２ 以下、第７図を参照して、第二発明の実施例２の構成
につき概略的に説明する。

この実施例２の光マトリクススイッチ装置40は、化合
物半導体結晶基板12を用いて構成される前段スイッチ4
2、化合物半導体結晶基板12を用いて構成される後段ス
イッチ44及び偏り変更手段26を備えて成る。

前段スイッチ42は、基板12と、この基板12に設けられ
る行方向の２本の入出力導波路46及び列方向の２本の入
出力導波路48と、これら導波路46及び48の交点にそれぞ
れ設けられる４個の制御光スイッチ20とから成り、クロ
スバー型の構成を有する。後段スイッチ44も、前段スイ
ッチ42と同様、基板12、２本の入出力導波路46、２本の
入出力導波路48、４個の制御光スイッチ20とから成る、
クロスバー型の構成を有する。導波路としては例えばリ
ッヂ型の導波路を用いる。

後段スイッチ44にあっては、出力導波路48の上端54と
第１行の制御スイッチ20との間の入出力導波路48に漏れ
光排除手段58、例えばTM波透過型の偏光フィルタを設け
る。偏光フィルタは従来周知の種々のものを用いても良
い。また漏れ光排除手段58として従来周知の種々のモー
ドフィルタを用いても良い。漏れ光排除手段58の配設位
置は漏れ光を排除出来る任意好適な光の伝搬経路上の位
置として良い。例えば、TE波透過型の漏れ光排除手段58
を前段スイッチ42における出力導波路48の上端54と第１
行の制御スイッチ20との間に配置して入出力導波路48に
設けても良い。

前段スイッチ42及び後段スイッチ44は、軸Ｓが90゜ね
じれた状態の偏り変更手段26を介し直列に接続される。

そして、前段スイッチ42の入出力導波路46の左端50を
光マトリクススイッチ装置40の入力ポート501、502と
し、後段スイッチ44の入出力導波路48の下端56を光マト
リクススイッチ装置40の出力ポート561、562とする。

尚、上述のように構成されたこの実施例２の光マトリ
クススイッチ装置40における各構成成分の接続関係は、
第一発明の第二実施例と同様と成っており、従ってこの
実施例２の光マトリクススイッチ装置40における光の伝
搬経路は、第一発明の第二実施例と同様に形成されてい
る。

この実施例でも、化合物半導体結晶基板12としてGaAs
基板を用いる。従って電気光学効果の大なる偏光はTE
波、電気光学効果の小なる偏光はTM波となるので、前段
スイッチ42に入力されたTE波に対しては、前段スイッチ
42においてその伝搬経路を選択的に変更し、かつ、前段
スイッチ42に入力されたTM波に対しては、偏り変更手段
26によりその偏り方向を90゜回転させてTE波に変換した
後に後段スイッチ44においてその伝搬経路を選択的に変
更するようにすれば、GaAs基板を用いた場合にも、電気
光学効果を利用して偏波依存性のないスイッチング動作
を実現できる。

ここで信号光の、互いに直交する２つの偏光成分Ｘ、
Ｙであって、前段スイッチ42においてはTE波である偏光
成分Ｘを一方の光Ｘ、また前段スイッチ42においてはTM
波である偏光成分Ｙを他方の光Ｙと表せば、前段スイッ
チ42及び後段スイッチ44を構成する制御光スイッチ20は
いずれも、電気光学効果の大なるTE波に対しては、Bar
状態或はCross状態で選択的に動作するので、一方の光
Ｘに対しては前段スイッチ42の制御光スイッチ20により
電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更でき、
かつ、他方の光Ｙに対しては後段スイッチ44の制御光ス
イッチ20により電気光学効果を利用して伝搬経路を選択
的に変更できる。

従って前段スイッチ42においてはTE波の状態である一
方の光Ｘ及びTM波の状態である他方の光Ｙをそれぞれ、
電気光学効果の大なるTE波の状態のときに伝搬経路を選
択的に変更できるので、電気光学効果を利用して偏波依
存性のないスイッチング動作を実現できる。

しかも前段スイッチ42及び後段スイッチ44を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の小なるTM
波に対しては、Bar状態及びCross状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作する。従って一方の光Ｘに対して
は後段スイッチ44の制御光スイッチ20により当該後段ス
イッチ44の特定の入出力ポート間を接続する固定された
伝搬経路を提供でき、かつ、他方の光Ｙに対しては前段
スイッチ42の制御光スイッチ20により当該前段スイッチ
42の特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供できる。

従って一方の光Ｘの伝搬経路を、前段スイッチ42にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置40の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Ｘに対して形成できる。さらに他方の光Ｙの伝
搬経路を、後段スイッチ44において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置40の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Ｙに対して形成
できる。

従って一方の光Ｘの伝搬経路を、前段スイッチ42にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置40の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Ｘに対して形成できる。さらに他方の光Ｙの伝
搬経路を、後段スイッチ24において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置40の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Ｙに対して形成
できる。

制御光スイッチ20の構成は問わないが、制御光スイッ
チ20として単一電極型又は反転Δβ電極型の制御電極を
有する光スイッチを用いて構成するのが良い。

また上述した実施例では、化合物半導体結晶基板12と
してGaAs基板を用いており従って電気光学効果の大なる
偏光はTE波及び電気光学効果の小なる偏光はTM波である
ので、制御光スイッチ20として、TE波に対しCross状態
或はBar状態で選択的に動作し、かつ、TM波に対しCross
状態及びBar状態のいずれか一方で非選択的に動作する
光スイッチを作成するようにしたが、制御光スイッチ20
の動作条件及び作成条件は基板材料に応じて任意好適に
変更して良い。

実施例３ 以下、第９図を参照して、第二発明の実施例３の構成
につき概略的に説明する。

この実施例３の光マトリクススイッチ装置60は、化合
物半導体結晶基板12を用いて構成される前段スイッチ62
と、化合物半導体結晶基板12を用いて構成される後段ス
イッチ64と、偏り変更手段26とから成る。導波路として
は例えばリッヂ型の導波路を用いる。

前段スイッチ62は、基板12と、１×２入力側制御光ス
イッチ66及び２×１出力側制御光スイッチ68と、これら
素子66及び68を接続するための２×２制御光スイッチ70
とを備え、１個の入力側光スイッチ66に対して、全ての
出力側光スイッチ68が２×２光スイッチ70を介して接続
されるようなツリー構成を有する。例えば上述した反転
Δβ方向性結合型の２×２光スイッチ素子21を、１×２
入力側光スイッチ66、２×１出力側光スイッチ68及び２
×２光スイッチ70として用いても良いし、単一電極型の
光スイッチを光スイッチ66、68、70として用いても良
い。

後段スイッチ64も、前段スイッチ62と同様にして、基
板12、スイッチ66、68及び70を備えて成るツリー構成を
有する。

前段スイッチ62及び後段スイッチ64は、軸Ｓが90゜ね
じれた状態の偏り変更手段26を介し直列接続される。

前段スイッチ62の入力側光スイッチ66はそれぞれ、装
置60の入力ポート741、742、743、744に、さらに後段ス
イッチ64の出力側光スイッチ68はそれぞれ、装置60の出
力ポート761、762、763、764に接続されている。

そして、TE波透過型の漏れ光排除手段58を、任意好適
な漏れ光の伝搬経路上に設ける。図示例の場合、第１行
の光スイッチ70及び第３行の光スイッチ68の間、第２行
の光スイッチ70及び第４行の光スイッチ68の間、第３行
の光スイッチ70及び第１行の光スイッチ68の間、及び第
４行の光スイッチ70及び第２行の光スイッチ68の間に設
けている。

尚、上述のように構成されたこの実施例３の光マトリ
クススイッチ装置60における各構成成分の接続関係は、
第一発明の第三実施例と同様と成っており、従ってこの
実施例３の光マトリクススイッチ装置60における光の伝
搬経路は、第一発明の第三実施例と同様に形成されてい
る。

この実施例でも、化合物半導体結晶基板12としてGaAs
基板を用いる。従って電気光学効果の大なる偏光はTE
波、電気光学効果の小なる偏光はTM波となるので、前段
スイッチ62に入力されたTE波に対しては、前段スイッチ
62においてその伝搬経路を選択的に変更し、かつ、前段
スイッチ62に入力されたTM波に対しては、偏り変更手段
26によりその偏り方向を90゜回転させてTE波に変換した
後に後段スイッチ64においてその伝搬経路を選択的に変
更するようにすれば、GaAs基板を用いた場合にも、電気
光学効果を利用して偏波依存性のないスイッチング動作
を実現できる。

ここで信号光の、互いに直交する２つの偏光成分Ｘ、
Ｙであって、前段スイッチ62においてはTE波である偏光
成分Ｘを一方の光Ｘ、また前段スイッチ62においてはTM
波である偏光成分Ｙを他方の光Ｙと表せば、前段スイッ
チ62及び後段スイッチ64を構成する制御光スイッチ20は
いずれも、電気光学効果の大なるTE波に対しては、Bar
状態或はCross状態で選択的に動作するので、一方の光
Ｘに対しては前段スイッチ62の制御光スイッチ20により
電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更でき、
かつ、他方の光Ｙに対しては後段スイッチ64の制御光ス
イッチ20により電気光学効果を利用して伝搬経路を選択
的に変更できる。

従って前段スイッチ62においてはTE波の状態である一
方の光Ｘ及びTM波の状態である他方の光Ｙをそれぞれ、
電気光学効果の大なるTE波の状態のときに伝搬経路を選
択的に変更できるので、電気光学効果を利用して偏波依
存性のないスイッチング動作を実現できる。

しかも前段スイッチ62及び後段スイッチ64を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の小なるTM
波に対しては、Bar状態及びCross状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作する。従って一方の光Ｘに対して
は後段スイッチ64の制御光スイッチ20により当該後段ス
イッチ64の特定の入出力ポート間を接続する固定された
伝搬経路を提供でき、かつ、他方の光Ｙに対しては前段
スイッチ62の制御光スイッチ20により当該前段スイッチ
62の特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供できる。

従って一方の光Ｘの伝搬経路を、前段スイッチ62にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置60の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Ｘに対して形成できる。さらに他方の光Ｙの伝
搬経路を、後段スイッチ64において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置60の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Ｙに対して形成
できる。

従って一方の光Ｘの伝搬経路を、前段スイッチ62にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置60の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Ｘに対して形成できる。さらに他方の光Ｙの伝
搬経路を、後段スイッチ64において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置60の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Ｙに対して形成
できる。

また上述した実施例では、化合物半導体結晶基板12と
してGaAs基板を用いており従って電気光学効果の大なる
偏光はTE波及び電気光学効果の小なる偏光はTM波である
ので、制御光スイッチ20として、TE波に対しCross状態
或はBar状態で選択的に動作し、かつ、TM波に対しCross
状態及びBar状態のいずれか一方で非選択的に動作する
光スイッチを作成するようにしたが、制御光スイッチ20
の動作条件及び作成条件は基板材料に応じて任意好適に
変更して良い。

この実施例３も第一発明の第三実施例の変形例と同様
に変形することが出来る。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものでは
なく、設計に応じて各構成成分の構成、形成材料、配設
位置、数値的条件その他の設計条件を任意好適に変更す
ることが出来る。

例えば基板材料は光学効果を有する、例えばLiNbO₃そ
の他の強誘電体結晶や、GaAsその他の半導体材料を用い
て良い。

また前段及び後段光マトリクススイッチの構成も従来
提案されている種々の構成の光マトリクススイッチを用
いて良い。その代表的な構成としては、例えば二重化構
成や、クロスバー型や、一般的なツリー構成や、簡約化
されたツリー構成がある。

例えば、二重化構成とする場合には、ｎ行ｎ列に配列
される第一群Ｉのn²個の制御光スイッチと、ｎ行ｎ列に
配列される第二群IIのn²個の制御光スイッチとを備え、
第一群Ｉの同一行のｎ個の制御光スイッチと、第二群II
の異なる列から１個ずつしかも重複しないように選ばれ
たｎ個の制御光スイッチとを、１対１に接続した構成の
光マトリクススイッチとしても良い。このように接続さ
れた第一群Ｉの制御光スイッチと第二群IIの制御光スイ
ッチとは、全て重複することなく１対１に対応付けて接
続される。

或は、クロスバー型の構成とする場合には、例えば、
ｎ本の行方向の入出力導波路と、ｎ本の列方向の入出力
導波路と、行方向及び列方向の入出力導波路の公差部に
それぞれ設けられるn²個の制御光スイッチとを備えた構
成の光マトリクススイッチとしても良い。

また制御光スイッチを１個の光スイッチ素子から構成
しても良いし、複数個の光スイッチ素子から構成するよ
うにしても良い。また制御光スイッチが、電気光学効果
が小さくなる偏り方向の光に対してBar状態及びCross状
態のいずれか一方の状態で非選択的に動作するとは、受
動分岐として機能する場合を含む。制御光スイッチを構
成するための光スイッチ素子としては、種々の構成のも
のを用いて良く、例えば方向性結合型光スイッチ素子或
は全反射型光スイッチ素子を用いて良い。

また、偏り変更手段を、光の偏り方向を変更出来る任
意好適な手段として良い。

また漏れ光排除手段を設けても設けなくとも良い。漏
れ光排除手段を設けることによって、クロストーク特製
を偏波依存性を有する光マトリクススイッチのクロスト
ーク特性と同等とすることが可能である。

第一及び第二発明の光マトリクススイッチ装置は、偏
波多量（２重）のスイッチングを用いて好適である。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この出願の第一
発明によれば、互いに直交する偏り方向を有する電気光
学効果の大なる偏光及び電気光学効果の小なる偏光を、
偏り変更手段を介して、前段のマトリクススイッチから
後段のマトリクススイッチへ入力する。

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光は、後段の光マトリクススイ
ッチを電気光学効果の小なる状態で伝搬し、また前段の
光マトリクススイッチに電気光学効果の小なる状態で入
力した偏光は、後段の光マトリクススイッチを電気光学
効果の大なる状態で伝搬する。

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の大なる偏
光に対しては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作
するので、前段の光マトリクススイッチに電気光学効果
の大なる状態で入力した偏光及び前段の光マトリクスス
イッチに電気光学効果の小なる状態で入力した偏光に対
してそれぞれ、電気光学効果の大なる状態のときに伝搬
経路を選択的に変更でき、低い動作電圧でスイッチ動作
を実現できる。

しかも前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の小なる偏
光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作するので、前段の光マトリクスス
イッチに電気光学効果の大なる状態で入力した偏光に対
して、後段の光マトリクススイッチは当該後段のスイッ
チの特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供でき、さらに前段の光マトリクススイッチに電
気光学効果の小なる状態で入力した偏光に対して、前段
の光マトリクススイッチは当該前段のスイッチの特定の
入出力ポート間を接続する固定された伝搬経路を提供で
きる。

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光に対して、前段の光マトリク
ススイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することに
より、当該第一発明の光マトリクススイッチ装置の所望
の入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。さ
らに前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の小な
る状態で入力した偏光に対して、後段の光マトリクスス
イッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することによ
り、当該第一発明の光マトリクススイッチ装置の所望の
入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。

これがため第一発明によれば、強誘電体結晶基板を用
いた場合に、低い動作電圧で偏波依存性のないスイッチ
ングを行なえる光マトリクススイッチ装置を提供でき
る。

またこの出願の第二発明によれば、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光を、偏り変更手段を介して、前段のマ
トリクススイッチから後段のマトリクススイッチへ入力
する。

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光は、後段の光マトリクススイ
ッチを電気光学効果の小なる状態で伝搬し、また前段の
光マトリクススイッチに電気光学効果の小なる状態で入
力した偏光は、後段の光マトリクススイッチを電気光学
効果の大なる状態で伝搬する。

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の大なる偏
光に対しては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作
するので、前段の光マトリクススイッチに電気光学効果
の大なる状態で入力した偏光に対しては、前段の光マト
リクススイッチにおいて電気光学効果の大なる状態のと
きに電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更で
き、さらに前段の光マトリクススイッチに電気光学効果
の小なる状態で入力した偏光に対しては、後段の光マト
リクススイッチにおいて電気光学効果の大なる状態のと
きに電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更で
きる。

しかも前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の小なる偏
光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作するので、前段の光マトリクスス
イッチに電気光学効果の大なる状態で入力した偏光に対
して、後段の光マトリクススイッチは当該後段のスイッ
チの特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供でき、さらに前段の光マトリクススイッチに電
気光学効果の小なる状態で入力した偏光に対して、前段
の光マトリクススイッチは当該前段のスイッチの特定の
入出力ポート間を接続する固定された伝搬経路を提供で
きる。

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光に対して、前段の光マトリク
ススイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することに
より、当該第二発明の光マトリクススイッチ装置の所望
の入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。さ
らに前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の小な
る状態で入力した偏光に対して、後段の光マトリクスス
イッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することによ
り、当該第二発明の光マトリクススイッチ装置の所望の
入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。

これがため、第二発明によれば、化合物半導体結晶基
板を用いた場合でも、電気光学効果を利用して偏波依存
性のないスイッチングを行なえる光マトリクススイッチ
装置を提供できる。電気光学効果を利用することによ
り、従来の電流注入型の光スイッチを用いて構成した光
マトリクススイッチ装置よりも、動作速度が速く、また
消費電流の少ない光マトリクススイッチ装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一発明の第一実施例及び第二発明の実施例１
の構成の説明図、 第２図（Ａ）及び（Ｂ）は偏り変更手段の説明図、 第３図は光スイッチ素子の構成の説明に供する図、 第４図は光スイッチ素子の動作条件図、 第５図（Ａ）及び（Ｂ）は動作条件図を部分的に拡大し
て示す図、 第６図（Ａ）及び（Ｂ）は第一実施例の動作例の説明
図、 第７図は第一発明の第二実施例及び第二発明の実施例２
の構成の説明図、 第８図は第二実施例の動作例の説明図、 第９図は第一発明の第三実施例及び第二発明の実施例３
の構成の説明図、 第10図は第三実施例の動作例の説明図、 第11図は第一発明の第三実施例及び第二発明の実施例３
における光マトリクススイッチの変形例の構成の説明図
である。 10、42、62（、74）……前段の光マトリクススイッチ 20、66、68、70、76、78……制御光スイッチ 24、44、64（、74）……後段の光マトリクススイッチ 26……偏り変更手段 28、40、60……光マトリクススイッチ装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強誘電体結晶基板を用いて構成され、互い
   に直交する偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光
   及び電気光学効果の小なる偏光が入力される前段の光マ
   トリクススイッチと、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
   り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
   効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクススイ
   ッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
   すると共に、前記前段の光マトリクススイッチの制御光
   スイッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させ
   て後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力
   する偏り変更手段とを備え、 前記前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイ
   ッチを、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態
   或はクロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果
   の小なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいず
   れか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして
   成ることを特徴とする光マトリクススイッチ装置。
2. 【請求項２】化合物半導体結晶基板を用いて構成され、
   互いに直交する偏り方向を有する電気光学効果の大なる
   偏光及び電気光学効果の小なる偏光が入力される前段の
   光マトリクススイッチと、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
   る偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気
   光学効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクス
   スイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
   すると共に、前記前段の光マトリクススイッチの制御光
   スイッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させ
   て後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力
   する偏り変更手段とを備え、 前記前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイ
   ッチを、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態
   或はクロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果
   の小なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいず
   れか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして
   成ることを特徴とする光マトリクススイッチ装置。