JPS62297825A - Optical switch - Google Patents
Optical switchInfo
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- JPS62297825A JPS62297825A JP14007086A JP14007086A JPS62297825A JP S62297825 A JPS62297825 A JP S62297825A JP 14007086 A JP14007086 A JP 14007086A JP 14007086 A JP14007086 A JP 14007086A JP S62297825 A JPS62297825 A JP S62297825A
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- optical waveguide
- refractive index
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信用光部品に係り、特に消光比が大きく、
損失の小さい光スイッチに関する。[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical component for optical communication, and in particular has a large extinction ratio.
This invention relates to an optical switch with low loss.
2本の光導波路が交叉した構造の光スイッチにおいてそ
の交叉角度が90°に近い方が小型化を実行する上で望
ましい場合がある。特に多数個の光スイッチをマトリッ
クス状に配置する場合に要求される。In an optical switch having a structure in which two optical waveguides intersect, it may be desirable for the intersection angle to be close to 90° in terms of miniaturization. This is particularly required when a large number of optical switches are arranged in a matrix.
これに対処する従来の光合波回路で構成した光スイッチ
は、たとえばアプライド オプティクス土6. No、
12 (1977)第3223頁から第3229頁(A
ppl、 Opt、 Vol、 16 、 No、 1
2(1977)pp、3223−3229)において論
じられている。An optical switch configured with a conventional optical multiplexing circuit to deal with this problem is, for example, Applied Optics 6. No,
12 (1977) pp. 3223-3229 (A
ppl, Opt, Vol, 16, No, 1
2 (1977) pp. 3223-3229).
上記従来技術は、光合分波部分における2つの光導波路
間の結合効率についての検討がなされていなかった。In the above-mentioned conventional technology, the coupling efficiency between two optical waveguides in the optical multiplexing/demultiplexing section has not been considered.
本発明の目的は、光合波部分の結合効率が高く、その結
果、消光比が大きく、光導波路の交叉角度が大きく、か
つ挿入損失の少ない光スイッチを提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical switch that has a high coupling efficiency in an optical multiplexing section, resulting in a large extinction ratio, a large crossing angle of optical waveguides, and a low insertion loss.
上記目的は、第1図に示すように入力側光導波路の一つ
(たとえば6)と、出力側光導波路(たとえば10)を
、バイパス光導波路(7)で接続し、それらの結合領域
(13,14,15,16)に屈折率変化部分を設け、
該部分の屈折率を調整することにより達成される。The above purpose is to connect one of the input side optical waveguides (for example 6) and the output side optical waveguide (for example 10) with a bypass optical waveguide (7) as shown in FIG. , 14, 15, 16) are provided with refractive index changing portions,
This is achieved by adjusting the refractive index of the portion.
この屈折率の調整は、光を伝送する側の光導波路の屈折
率は大きくし、伝送しない光導波の屈折率を変化しない
か小さくすることが普通であるが、光導波路の構造によ
っては様々な屈折率変化の態様が考えられる。This adjustment of the refractive index is usually done by increasing the refractive index of the optical waveguide that transmits light, and leaving the refractive index of the optical waveguide that does not transmit unchanged or decreasing it, but depending on the structure of the optical waveguide, various The mode of refractive index change can be considered.
なお、この様な屈折率の調整は、該部分に電界を印加し
たり、電流を注入したり、また、光を照射することなど
周知の技術によって実施できる。Note that such adjustment of the refractive index can be carried out using well-known techniques such as applying an electric field to the portion, injecting a current, or irradiating the portion with light.
すなわち、このような技術により、たとえば該屈折率変
化部分の屈折率を増大させることができる。That is, by such a technique, for example, the refractive index of the refractive index changing portion can be increased.
ここで、結合領域とは、光導波路の交叉点および/また
はその近傍領域をいう。Here, the coupling region refers to a crossing point of an optical waveguide and/or a region near it.
尚、第1図は光スイッチの平面配置を示す平面図である
。Note that FIG. 1 is a plan view showing the planar arrangement of the optical switch.
光合分波部分の光導波路結合領域において、入力側光導
波路の中で、ある1本の光導波路だけが出力側光導波路
の中のある一本の光導波路と結合するように、当該結合
部の結合に不要の部分の屈折率を小さくする、又は結合
経路となる光導波路の一部の屈折率を大きくする。それ
によって、入力側光導波路と出力側光導波路の結合路で
の閉じ込めが良くなるので、他の光導波路への漏れが少
なくなり、したがって、導波させるべき入力側光導路と
出力側光導路の結合効率が大きくなり、消光比の大きい
スイッチングが可能となる。In the optical waveguide coupling region of the optical multiplexing/demultiplexing section, the coupling section is configured such that only one optical waveguide among the input optical waveguides is coupled to one optical waveguide within the output optical waveguide. Decrease the refractive index of a portion unnecessary for coupling, or increase the refractive index of a part of the optical waveguide that serves as a coupling path. This improves confinement in the coupling path between the input optical waveguide and the output optical waveguide, reducing leakage to other optical waveguides. The coupling efficiency is increased, and switching with a large extinction ratio becomes possible.
光導波路の交叉角度は大きくてもよい。The intersection angle of the optical waveguides may be large.
以下、本発明の実施例を第1図により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.
コア領域とクラッド領域からなる光導波路をInGaA
sPおよびその他の周辺のInPで構成した2個の入力
端および2個の出力端を持つ光スイッチである。入力側
光導波路6、および12が出力側光導波路10、および
17にX型光分岐回路20とY型光分波回路18及びY
型光合波回路19で構成さ九た光スイッチによって結合
されている。Y型光合・分波回路18.19の光結合部
では屈折率が低下する領域13,14,15゜16を設
けである。屈折率を低下させる方法としては、例えばキ
ャリヤを注入する方法がある。今、入力側光導波路6か
ら光1が入り、出力側光導波路10へ出射光5として出
射させる時、領域13゜15の屈折率を低下させる。こ
の時、光導波路6゜7.10が選択的に結合され、効率
良く光波5が出射する。又、出力側光導波路17へ出射
光4を導く際は、領域14の屈折率を低下させると、光
導波路6,8,17が選択的に結合され、効率良く光波
4が出射する。入力側光導波路12から光波11が入射
し、出力側光導波路10へ出射する時は領域16の屈折
率を低下させ、光導波路12゜9.10を選択的に結合
させることができる。この発明がないとき、Y型光合分
波回路18.19における光導波路間の結合損失が3d
B程度あったものが、本発明を用いることにより、1d
B以下となった。又1本発明によって光導波路が選択的
に効率良く結合するため、入力側光導波路6から入射し
た光波1を出力側光導波路10及び17へ切り替えた際
の消光比は、30 d、B以上となり、極めて良好な特
性を示した。An optical waveguide consisting of a core region and a cladding region is made of InGaA.
This is an optical switch that has two input terminals and two output terminals composed of sP and other peripheral InP. The input optical waveguides 6 and 12 are connected to the output optical waveguides 10 and 17, and the X-type optical branching circuit 20 and the Y-type optical branching circuit 18 and Y
The optical multiplexing circuit 19 consists of nine optical switches. The optical coupling portions of the Y-type optical multiplexing/demultiplexing circuits 18 and 19 are provided with regions 13, 14, and 15° 16 in which the refractive index decreases. As a method for lowering the refractive index, there is, for example, a method of injecting carriers. Now, when light 1 enters from the input optical waveguide 6 and is emitted as output light 5 to the output optical waveguide 10, the refractive index of the region 13°15 is lowered. At this time, the optical waveguides 6°7.10 are selectively coupled, and the light waves 5 are efficiently emitted. Furthermore, when guiding the emitted light 4 to the output side optical waveguide 17, by lowering the refractive index of the region 14, the optical waveguides 6, 8, and 17 are selectively coupled, and the light wave 4 is efficiently emitted. When the light wave 11 enters from the input optical waveguide 12 and exits to the output optical waveguide 10, the refractive index of the region 16 is lowered, and the optical waveguide 12°9.10 can be selectively coupled. Without this invention, the coupling loss between the optical waveguides in the Y-type optical multiplexing/demultiplexing circuit 18 and 19 would be 3d.
By using the present invention, what was about B
It was below B. Furthermore, since the optical waveguides are selectively and efficiently coupled according to the present invention, the extinction ratio when the optical wave 1 incident from the input optical waveguide 6 is switched to the output optical waveguides 10 and 17 is 30 d,B or more. , showed extremely good characteristics.
■ 本実施例では光導波路のみの屈折率を変化させる事
例について説明したが屈折率変化領域がその所望の光導
波路を含み、かつクラッド領域にかかっても同一効果が
得られる。(2) In this embodiment, a case has been described in which the refractive index of only the optical waveguide is changed, but the same effect can be obtained even if the refractive index changing region includes the desired optical waveguide and extends over the cladding region.
■ また本実施例では屈折率を変化させる方法としてキ
ャリアを注入する方法を取ったが電界を印加して電気光
学効果によって屈折率を変えても同一の効果が得られる
。また屈折率変化部分に光を照射しても同様の効果が得
られる。(2) Furthermore, in this embodiment, a method of injecting carriers was used as a method of changing the refractive index, but the same effect can be obtained by applying an electric field and changing the refractive index by the electro-optic effect. A similar effect can also be obtained by irradiating the refractive index changing portion with light.
第2図は、第1図のA−A’またはB−B’所さ
面図で、第2図(a)はキャリア注または電場印加のた
めの電極を形成した一例を示し、第2図(b)は光を照
射する場合の一例を示す。FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A' or B-B' in FIG. 1, and FIG. (b) shows an example of light irradiation.
第2図(a)においては、基板上に形成した屈折率変化
部分13,15,16.18の上および基板背面に電極
30が形成され、これに周知の電源(図示されていない
)を接続することにより、電界を印加し、または電流注
入を行なって、該部分の屈折率を変化させる。In FIG. 2(a), an electrode 30 is formed on the refractive index changing portions 13, 15, 16, and 18 formed on the substrate and on the back surface of the substrate, and a well-known power source (not shown) is connected to this. By applying an electric field or injecting a current, the refractive index of the portion is changed.
また、第2図(b)においては、基板上に形成された屈
折率変化部13,15,16.18に半導体レーザを用
いて光を照射することにより屈折率を該部分の屈折率を
変化させることができる。In addition, in FIG. 2(b), the refractive index of the refractive index changing portions 13, 15, 16, and 18 formed on the substrate is changed by irradiating light using a semiconductor laser. can be done.
本実施例において、基板としては電場を印加する場合お
よび光を注入する場合にはGaAs、InP。In this embodiment, the substrate is GaAs or InP when applying an electric field or when injecting light.
LiNb0を用い、電流注入の場合にはn−GaAs。LiNb0 is used, and n-GaAs is used for current injection.
n−InPを用いた。基板がG a A sの場合には
、光導波路としてn−GaAsを用い、屈折率変化部分
としてn十 GaAsを用いた。形成方法としては周知
の結晶成長法およびホトエツチングを用いた。その他、
周知の光導波路に関する技術が本発明の実施に適用でき
る。n-InP was used. When the substrate was GaAs, n-GaAs was used as the optical waveguide, and n+GaAs was used as the refractive index changing portion. The well-known crystal growth method and photoetching were used as the formation method. others,
Well-known techniques relating to optical waveguides are applicable to the implementation of the present invention.
本発明によれば、光スイッチを構成する光合分波回路で
の損失が非常に小さくなり、消光比が大きくなるので、
出射する光信号強度を大きく維持でき、S/Nを高める
ことができる。According to the present invention, the loss in the optical multiplexing/demultiplexing circuit constituting the optical switch becomes extremely small and the extinction ratio becomes large.
The intensity of the emitted optical signal can be maintained high, and the S/N ratio can be increased.
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図(a)、(
b)は、各々第1図のA −A ’またはB−B’断面
図である。
1.11・・・入射光、4,5・・・出射光、6.7,
8,9,10,12.17・・・先導波路、13.14
,15,16・・・屈折率変化領域、18.19・・・
Y型光合分波回路、20・・・X型光分岐回路。
.74
代理人 弁理士 小川勝男゛ゝ−′
第7固
ハ
タ
ん//−−−−−−−、−−−−−一人力畔・・−−−
−・二足→
2、乙色10. /2. / 7・・尺導う反ヌト/乙
/デ、zトー・−・・−大木が4k・7G、、74.B
、ノ乙−・−一・−−・・壓オグ左−艮A(仰6ト第2
8
初
ジ
jり完分Figure 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Figures 2 (a), (
b) is a sectional view taken along line A-A' or line B-B' in FIG. 1, respectively; 1.11...Incoming light, 4,5...Outgoing light, 6.7,
8, 9, 10, 12.17... Leading wave path, 13.14
, 15, 16... refractive index change region, 18.19...
Y-type optical multiplexing/demultiplexing circuit, 20...X-type optical branching circuit. .. 74 Agent Patent Attorney Katsuo Ogawa ゛ゝ-' 7th Hard Hatan//-------、-----One-man power...---
-・Two pairs → 2, otsuiro 10. /2. / 7...Shaku leading anti-nuto/ot/de, zto...-Oki is 4k/7G,, 74. B
, Nootsu-・-1・--・壓ogleft-艮A (Upper 6th 2nd
8 Complete first jizz
Claims (1)
交叉点もしくは結合領域を有し、かつ2以上の入力端お
よび2以上の出力端を有する光スイッチにおいて、一の
該交叉点における一の入力側光導波路と一の出力側光導
波路を接続するバイパス光導波路を設け、該光導波路と
バイパス光導波路の交点領域において、該光導波路に屈
折率変化部分を設けたことを特徴とする光スイッチ。 2、上記屈折率変化が、キャリア注入により生じること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光スイッチ。[Claims] An optical switch that is composed of one, two or more optical waveguides, has at least one crossing point or coupling region, and has two or more input ends and two or more output ends. A bypass optical waveguide is provided to connect one input side optical waveguide and one output side optical waveguide at the intersection point, and a refractive index changing portion is provided in the optical waveguide at the intersection area of the optical waveguide and the bypass optical waveguide. An optical switch characterized by: 2. The optical switch according to claim 1, wherein the refractive index change is caused by carrier injection.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140070A JP2539381B2 (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Light switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140070A JP2539381B2 (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Light switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297825A true JPS62297825A (en) | 1987-12-25 |
| JP2539381B2 JP2539381B2 (en) | 1996-10-02 |
Family
ID=15260270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61140070A Expired - Fee Related JP2539381B2 (en) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | Light switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539381B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02199430A (en) * | 1989-01-30 | 1990-08-07 | Hitachi Ltd | Semiconductor optical switch and semiconductor optical switch array |
Citations (4)
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| JPS5662221A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-28 | Fujitsu Ltd | Photoswitch |
| JPS5895715A (en) * | 1981-12-03 | 1983-06-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical switch |
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-
1986
- 1986-06-18 JP JP61140070A patent/JP2539381B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2539381B2 (en) | 1996-10-02 |
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