JP2001222033A - 光導波路型光スイッチ - Google Patents
光導波路型光スイッチInfo
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- JP2001222033A JP2001222033A JP2000033859A JP2000033859A JP2001222033A JP 2001222033 A JP2001222033 A JP 2001222033A JP 2000033859 A JP2000033859 A JP 2000033859A JP 2000033859 A JP2000033859 A JP 2000033859A JP 2001222033 A JP2001222033 A JP 2001222033A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 結合長誤差、位相シフト量誤差の許容量が大
きく、高消光比を維持することができる光導波路型光ス
イッチを提供する。 【解決手段】 ２本の光導波路１１が第１の方向性結合
器１２、第１の位相シフタ１７、第２の方向性結合器１
３、第２位相シフタ１８、第３の方向性結合器１４を順
次形成し、第１の位相シフタ１７は一方の光導波路のコ
アに、第２の位相シフタ１８は他方の光導波路のコアに
同時に作用するように構成されている。
きく、高消光比を維持することができる光導波路型光ス
イッチを提供する。 【解決手段】 ２本の光導波路１１が第１の方向性結合
器１２、第１の位相シフタ１７、第２の方向性結合器１
３、第２位相シフタ１８、第３の方向性結合器１４を順
次形成し、第１の位相シフタ１７は一方の光導波路のコ
アに、第２の位相シフタ１８は他方の光導波路のコアに
同時に作用するように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信および光信
号処理システムにおいて使用される光導波路型光スイッ
チに関し、更に詳しくは、光導波路構造の作製誤差や光
導波路材料の屈折率変化に対して許容度が大きくて、高
消光比を維持することができる光導波路型光スイッチに
関する。
号処理システムにおいて使用される光導波路型光スイッ
チに関し、更に詳しくは、光導波路構造の作製誤差や光
導波路材料の屈折率変化に対して許容度が大きくて、高
消光比を維持することができる光導波路型光スイッチに
関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路型光スイッチは、小型で集積化
が容易なため、光通信網のクロスコネクトやアドドロッ
プマルチプレクサ用光路切り替えスイッチ用として有望
視されている。特に、石英ガラス製光導波路を用いて作
製された熱光学光スイッチは、低挿入損失であり、１６
×１６などの大規模光スイッチの実績もある（T.Goh et
al.,"Low-Loss and High-Extinction-Ratio Silica-Bas
ed Strictly Nonblocking 16×16 Thermooptic Matrix
Switch",IEEE Photonics Technol.Lett.,vol.10,No.6,p
p.810-812,1998）。ここでは、２×２または１×２の単
位光スイッチとしてマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）
型光スイッチが用いられている。石英ガラスＭＺＩ型熱
光学スイッチは、その熱光学位相シフタに約４００ｍＷ
の加熱電力を与えることで光路切り替えを実現してい
る。
が容易なため、光通信網のクロスコネクトやアドドロッ
プマルチプレクサ用光路切り替えスイッチ用として有望
視されている。特に、石英ガラス製光導波路を用いて作
製された熱光学光スイッチは、低挿入損失であり、１６
×１６などの大規模光スイッチの実績もある（T.Goh et
al.,"Low-Loss and High-Extinction-Ratio Silica-Bas
ed Strictly Nonblocking 16×16 Thermooptic Matrix
Switch",IEEE Photonics Technol.Lett.,vol.10,No.6,p
p.810-812,1998）。ここでは、２×２または１×２の単
位光スイッチとしてマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）
型光スイッチが用いられている。石英ガラスＭＺＩ型熱
光学スイッチは、その熱光学位相シフタに約４００ｍＷ
の加熱電力を与えることで光路切り替えを実現してい
る。
【０００３】一方、アクリル系高分子または紫外線硬化
エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂またはポリイミドに
代表される高分子光導波路材料は、石英ガラスのような
無機ガラス光導波路材料に比べて熱光学定数が約１桁大
きく、熱伝導率が約１桁小さいため、熱光学位相シフタ
の消費電力が約１００分の１となる特長がある。実際、
約５ｍＷの低電力で動作する高分子光導波路ＭＺＩ型熱
光学スイッチが報告されている（Y.Hida et al.,"Polym
er Waveguide Thermooptic Switch with Low Electric
Power Consumption at 1.3μm",IEEE Photonics Techno
l.Lett.,Vol.5,No.7,pp.782-784,1993）。
エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂またはポリイミドに
代表される高分子光導波路材料は、石英ガラスのような
無機ガラス光導波路材料に比べて熱光学定数が約１桁大
きく、熱伝導率が約１桁小さいため、熱光学位相シフタ
の消費電力が約１００分の１となる特長がある。実際、
約５ｍＷの低電力で動作する高分子光導波路ＭＺＩ型熱
光学スイッチが報告されている（Y.Hida et al.,"Polym
er Waveguide Thermooptic Switch with Low Electric
Power Consumption at 1.3μm",IEEE Photonics Techno
l.Lett.,Vol.5,No.7,pp.782-784,1993）。
【０００４】ＭＺＩ型光スイッチは、図１４に示すよう
に、２つのコア１１が第１の方向性結合器（以下、方向
性結合器をＤＣと略称する）１２、位相シフタ１７、第
２のＤＣ１３を順次形成している。ポート１ａ，１ｂ，
２ａ，２ｂでの入力出光の複素振幅をψ1a，ψ1b，
ψ2a，ψ2bとすると、
に、２つのコア１１が第１の方向性結合器（以下、方向
性結合器をＤＣと略称する）１２、位相シフタ１７、第
２のＤＣ１３を順次形成している。ポート１ａ，１ｂ，
２ａ，２ｂでの入力出光の複素振幅をψ1a，ψ1b，
ψ2a，ψ2bとすると、
【数１】 の関係が成り立つ。ただし、
【数２】 ＬはＤＣ１２，１３の完全結合長、ｌは実際のＤＣ１
２，１３の結合長、θは位相シフタ１７により与えられ
る位相差である。
２，１３の結合長、θは位相シフタ１７により与えられ
る位相差である。
【０００５】式１を基にポート１ａ−２ａ間と１ａ−２
ｂ間の透過率を計算した結果を図１５に示す。位相差０
でクロスステイト、πでバーステイトとなり、消光比は
ｌ＝Ｌ／２の場合、理論上無限大となる（図１５実
線）。なお、図１５において、実線３０はポート１ａ−
２ｂ間のｌ（タイプ注：エルＬの小文字ｌです）＝Ｌ／
２の場合の光透過率を示し、実線３１はポート１ａ−２
ａ間のｌ＝Ｌ／２の場合の光透過率を示し、実線３２は
実線３０と重なっているが、１ａ−２ｂ間のｌ＝Ｌ／２
×１．０２の場合の光透過率を示し、点線３３は１ａ−
２ａ間のｌ＝Ｌ／２×１．０２の場合の光透過率を示
す。
ｂ間の透過率を計算した結果を図１５に示す。位相差０
でクロスステイト、πでバーステイトとなり、消光比は
ｌ＝Ｌ／２の場合、理論上無限大となる（図１５実
線）。なお、図１５において、実線３０はポート１ａ−
２ｂ間のｌ（タイプ注：エルＬの小文字ｌです）＝Ｌ／
２の場合の光透過率を示し、実線３１はポート１ａ−２
ａ間のｌ＝Ｌ／２の場合の光透過率を示し、実線３２は
実線３０と重なっているが、１ａ−２ｂ間のｌ＝Ｌ／２
×１．０２の場合の光透過率を示し、点線３３は１ａ−
２ａ間のｌ＝Ｌ／２×１．０２の場合の光透過率を示
す。
【０００６】しかしながら、光導波路作製誤差によりＤ
Ｃの結合長がずれるとクロスステイトでの消光比が悪化
する。例えば、図１５点線のように２％結合長がずれる
だけで、３０ｄＢが消光比の限界となる。また、位相シ
フタが与える位相シフト量の誤差は、バーステイトの消
光比を悪化させる。この誤差は、例えば熱光学位相シフ
タの場合であると、光導波路材料の熱光学定数が環境温
度等に依存して変化した場合に生じする。これらの消光
比の低下を回避するために、前述の石英ガラスＭＺＩ型
熱光学スイッチでは、ＭＺＩを複数段に接続して消光比
の改善を図っている。
Ｃの結合長がずれるとクロスステイトでの消光比が悪化
する。例えば、図１５点線のように２％結合長がずれる
だけで、３０ｄＢが消光比の限界となる。また、位相シ
フタが与える位相シフト量の誤差は、バーステイトの消
光比を悪化させる。この誤差は、例えば熱光学位相シフ
タの場合であると、光導波路材料の熱光学定数が環境温
度等に依存して変化した場合に生じする。これらの消光
比の低下を回避するために、前述の石英ガラスＭＺＩ型
熱光学スイッチでは、ＭＺＩを複数段に接続して消光比
の改善を図っている。
【０００７】一方、高分子ＭＺＩ熱光学スイッチでは、
位相シフタ動作に伴う水分の吸脱着による屈折率変化の
ため、ゆっくりと変化する位相誤差を生じ、動作点がド
リフトする問題が指摘されている（Y.Hida et al.,"Moi
sture-induced drift in thermo-optec phase shifters
composed of deuterated and fluorinated methacryla
te polymer waveguide",Appl.Optics,Vol.35,No.27,pp.
6828-6837,1997）。このため、高分子光導波路を用いた
実用的なＭＺＩ型光スイッチは実現されていない。
位相シフタ動作に伴う水分の吸脱着による屈折率変化の
ため、ゆっくりと変化する位相誤差を生じ、動作点がド
リフトする問題が指摘されている（Y.Hida et al.,"Moi
sture-induced drift in thermo-optec phase shifters
composed of deuterated and fluorinated methacryla
te polymer waveguide",Appl.Optics,Vol.35,No.27,pp.
6828-6837,1997）。このため、高分子光導波路を用いた
実用的なＭＺＩ型光スイッチは実現されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のＭＺＩ型光スイ
ッチは、上述したように、方向性結合器の結合長誤差、
駆動用位相シフト量誤差の許容量が小さいため、単独で
は高消光比が得にくいという問題がある。
ッチは、上述したように、方向性結合器の結合長誤差、
駆動用位相シフト量誤差の許容量が小さいため、単独で
は高消光比が得にくいという問題がある。
【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、結合長誤差、位相シフト量誤
差の許容量が大きく、高消光比を維持することができる
光導波路型光スイッチを提供することにある。
その目的とするところは、結合長誤差、位相シフト量誤
差の許容量が大きく、高消光比を維持することができる
光導波路型光スイッチを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、コアおよびクラッドから
各々が構成される２本の光導波路に形成され、該２本の
光導波路の導波光を結合する第１の方向性結合器と、該
第１の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の一方
に対して形成され、この一方の光導波路のコアの光学長
を変化させる第１の位相シフタと、該第１の位相シフタ
に続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光導
波路の導波光を結合する第２の方向性結合器と、該第２
の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他方に対
して形成され、この他方の光導波路のコアの光学長を変
化させる第２の位相シフタと、該第２の位相シフタに続
いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光導波路
の導波光を結合する第３の方向性結合器とを有すること
を要旨とする。
め、請求項１記載の本発明は、コアおよびクラッドから
各々が構成される２本の光導波路に形成され、該２本の
光導波路の導波光を結合する第１の方向性結合器と、該
第１の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の一方
に対して形成され、この一方の光導波路のコアの光学長
を変化させる第１の位相シフタと、該第１の位相シフタ
に続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光導
波路の導波光を結合する第２の方向性結合器と、該第２
の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他方に対
して形成され、この他方の光導波路のコアの光学長を変
化させる第２の位相シフタと、該第２の位相シフタに続
いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光導波路
の導波光を結合する第３の方向性結合器とを有すること
を要旨とする。
【００１１】請求項１記載の本発明にあっては、光導波
路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方
向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器を
順次形成し、第１の位相シフタは一方の光導波路のコア
に、第２の位相シフタは他方の光導波路のコアに同時に
作用するように構成されているため、位相シフト量０ま
たは２πのクロスステイトにおいて高消光比を示す位相
シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位相シフト量誤
差に影響されずに、高消光比を得ることができる。
路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方
向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器を
順次形成し、第１の位相シフタは一方の光導波路のコア
に、第２の位相シフタは他方の光導波路のコアに同時に
作用するように構成されているため、位相シフト量０ま
たは２πのクロスステイトにおいて高消光比を示す位相
シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位相シフト量誤
差に影響されずに、高消光比を得ることができる。
【００１２】また、請求項２記載の本発明は、コアおよ
びクラッドから各々が構成される２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第１の方向
性結合器と、該第１の方向性結合器に続いて前記２本の
光導波路の一方に対して形成され、この一方の光導波路
のコアの光学長を変化させる第１の位相シフタと、該第
１の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成さ
れ、該２本の光導波路の導波光を結合する第２の方向性
結合器と、該第２の方向性結合器に続いて前記２本の光
導波路の一方に対して形成され、この一方の光導波路の
コアの光学長を変化させる第２の位相シフタと、該第２
の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成され、
該２本の光導波路の導波光を結合する第３の方向性結合
器とを有することを要旨とする。
びクラッドから各々が構成される２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第１の方向
性結合器と、該第１の方向性結合器に続いて前記２本の
光導波路の一方に対して形成され、この一方の光導波路
のコアの光学長を変化させる第１の位相シフタと、該第
１の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成さ
れ、該２本の光導波路の導波光を結合する第２の方向性
結合器と、該第２の方向性結合器に続いて前記２本の光
導波路の一方に対して形成され、この一方の光導波路の
コアの光学長を変化させる第２の位相シフタと、該第２
の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成され、
該２本の光導波路の導波光を結合する第３の方向性結合
器とを有することを要旨とする。
【００１３】請求項２記載の本発明にあっては、光導波
路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方
向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器を
順次形成し、第１および第２の位相シフタは一方の光導
波路のコアに同時に作用するように構成されているた
め、位相シフト量π近傍のバーステイトにおいて高消光
比を示す位相シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位
相シフト量誤差に影響されずに、高消光比を得ることが
できる。
路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方
向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器を
順次形成し、第１および第２の位相シフタは一方の光導
波路のコアに同時に作用するように構成されているた
め、位相シフト量π近傍のバーステイトにおいて高消光
比を示す位相シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位
相シフト量誤差に影響されずに、高消光比を得ることが
できる。
【００１４】更に、請求項３記載の本発明は、請求項１
または２記載の発明において、前記第１、第２、および
第３の方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合長の
４分の１、２分の１、および４分の１であることを要旨
とする。
または２記載の発明において、前記第１、第２、および
第３の方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合長の
４分の１、２分の１、および４分の１であることを要旨
とする。
【００１５】請求項３記載の本発明にあっては、第１、
第２、および第３の方向性結合器の結合長がそれぞれ完
全結合長の４分の１、２分の１、および４分の１であ
る。
第２、および第３の方向性結合器の結合長がそれぞれ完
全結合長の４分の１、２分の１、および４分の１であ
る。
【００１６】請求項４記載の本発明は、請求項１または
２記載の発明において、前記第１、第２、および第３の
方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合長の４分の
１、２分の１、および４分の１よりも僅かに長いことを
要旨とする。
２記載の発明において、前記第１、第２、および第３の
方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合長の４分の
１、２分の１、および４分の１よりも僅かに長いことを
要旨とする。
【００１７】請求項４記載の本発明にあっては、第１、
第２、および第３の方向性結合器の結合長がそれぞれ完
全結合長の４分の１、２分の１、および４分の１よりも
僅かに長い。
第２、および第３の方向性結合器の結合長がそれぞれ完
全結合長の４分の１、２分の１、および４分の１よりも
僅かに長い。
【００１８】また、請求項５記載の本発明は、請求項１
乃至４のいずれかに記載の発明において、前記第１およ
び第２の位相シフタが、前記光導波路のコアに近接して
設けられるヒータを有する熱光学位相シフタであること
を要旨とする。
乃至４のいずれかに記載の発明において、前記第１およ
び第２の位相シフタが、前記光導波路のコアに近接して
設けられるヒータを有する熱光学位相シフタであること
を要旨とする。
【００１９】請求項５記載の本発明にあっては、第１お
よび第２の位相シフタが光導波路のコアに近接して設け
られるヒータを有する熱光学位相シフタである。
よび第２の位相シフタが光導波路のコアに近接して設け
られるヒータを有する熱光学位相シフタである。
【００２０】更に、請求項６記載の本発明は、請求項５
記載の発明において、前記光導波路のうち、少なくとも
前記熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路が、
高分子材料で構成されることを要旨とする。
記載の発明において、前記光導波路のうち、少なくとも
前記熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路が、
高分子材料で構成されることを要旨とする。
【００２１】請求項６記載の本発明にあっては、少なく
とも熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路が高
分子材料で構成されている。
とも熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路が高
分子材料で構成されている。
【００２２】請求項７記載の本発明は、コアおよびクラ
ッドから各々が構成される２本の光導波路に形成され、
該２本の光導波路の導波光を結合する第１の方向性結合
器と、該第１の方向性結合器に続いて前記２本の光導波
路の一方に対して形成され、この一方の光導波路のコア
の光学長を変化させる第１の位相シフタと、該第１の位
相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成され、該２
本の光導波路の導波光を結合する第２の方向性結合器
と、該第２の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路
の一方に対して形成され、この一方の光導波路のコアの
光学長を変化させる第２の位相シフタと、該第２の位相
シフタに続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本
の光導波路の導波光を結合する第３の方向性結合器と、
該第３の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他
方に対して形成され、この他方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第３の位相シフタと、該第３の位相シフ
タに続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光
導波路の導波光を結合する第４の方向性結合器と、該第
４の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他方に
対して形成され、この他方の光導波路のコアの光学長を
変化させる第４の位相シフタと、該第４の位相シフタに
続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光導波
路の導波光を結合する第５の方向性結合器とを有するこ
とを要旨とする。
ッドから各々が構成される２本の光導波路に形成され、
該２本の光導波路の導波光を結合する第１の方向性結合
器と、該第１の方向性結合器に続いて前記２本の光導波
路の一方に対して形成され、この一方の光導波路のコア
の光学長を変化させる第１の位相シフタと、該第１の位
相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成され、該２
本の光導波路の導波光を結合する第２の方向性結合器
と、該第２の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路
の一方に対して形成され、この一方の光導波路のコアの
光学長を変化させる第２の位相シフタと、該第２の位相
シフタに続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本
の光導波路の導波光を結合する第３の方向性結合器と、
該第３の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他
方に対して形成され、この他方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第３の位相シフタと、該第３の位相シフ
タに続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光
導波路の導波光を結合する第４の方向性結合器と、該第
４の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他方に
対して形成され、この他方の光導波路のコアの光学長を
変化させる第４の位相シフタと、該第４の位相シフタに
続いて前記２本の光導波路に形成され、該２本の光導波
路の導波光を結合する第５の方向性結合器とを有するこ
とを要旨とする。
【００２３】請求項７記載の本発明にあっては、光導波
路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方
向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器、
第３の位相シフタ、第４の方向性結合器、第４の位相シ
フタ、第５の方向性結合器を順次形成し、第１および第
２の位相シフタは一方の光導波路のコアに、第３および
第４の位相シフタは他方の光導波路のコアに作用するよ
うに構成されているため、クロスステイトおよびバース
テイトの両方において高消光比を示す位相シフト量の範
囲が大きく、結合長誤差や位相シフト量誤差に影響され
ずに、高消光比を得ることができる。
路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方
向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器、
第３の位相シフタ、第４の方向性結合器、第４の位相シ
フタ、第５の方向性結合器を順次形成し、第１および第
２の位相シフタは一方の光導波路のコアに、第３および
第４の位相シフタは他方の光導波路のコアに作用するよ
うに構成されているため、クロスステイトおよびバース
テイトの両方において高消光比を示す位相シフト量の範
囲が大きく、結合長誤差や位相シフト量誤差に影響され
ずに、高消光比を得ることができる。
【００２４】また、請求項８記載の本発明は、請求項７
記載の発明において、前記第１、第２、第３、第４、お
よび第５の方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合
長の８分の１、４分の１、４分の１、４分の１、および
８分の１であることを要旨とする。
記載の発明において、前記第１、第２、第３、第４、お
よび第５の方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合
長の８分の１、４分の１、４分の１、４分の１、および
８分の１であることを要旨とする。
【００２５】請求項８記載の本発明にあっては、第１、
第２、第３、第４、および第５の方向性結合器の結合長
がそれぞれ完全結合長の８分の１、４分の１、４分の
１、４分の１、および８分の１である。
第２、第３、第４、および第５の方向性結合器の結合長
がそれぞれ完全結合長の８分の１、４分の１、４分の
１、４分の１、および８分の１である。
【００２６】更に、請求項９記載の本発明は、請求項７
記載の発明において、前記第１、第２、第３、第４、お
よび第５の方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合
長の８分の１、４分の１、４分の１、４分の１、および
８分の１よりも僅かに長いことを要旨とする。
記載の発明において、前記第１、第２、第３、第４、お
よび第５の方向性結合器の結合長が、それぞれ完全結合
長の８分の１、４分の１、４分の１、４分の１、および
８分の１よりも僅かに長いことを要旨とする。
【００２７】請求項９記載の本発明にあっては、第１、
第２、第３、第４、および第５の方向性結合器の結合長
がそれぞれ完全結合長の８分の１、４分の１、４分の
１、４分の１、および８分の１よりも僅かに長い。
第２、第３、第４、および第５の方向性結合器の結合長
がそれぞれ完全結合長の８分の１、４分の１、４分の
１、４分の１、および８分の１よりも僅かに長い。
【００２８】請求項１０記載の本発明は、請求項７乃至
９のいずれかに記載の発明において、前記第１乃至第４
の位相シフタが、前記光導波路のコアに近接して設けら
れるヒータを有する熱光学位相シフタであることを要旨
とする。
９のいずれかに記載の発明において、前記第１乃至第４
の位相シフタが、前記光導波路のコアに近接して設けら
れるヒータを有する熱光学位相シフタであることを要旨
とする。
【００２９】請求項１０記載の本発明にあっては、第１
乃至第４の位相シフタが光導波路のコアに近接して設け
られるヒータを有する熱光学位相シフタである。
乃至第４の位相シフタが光導波路のコアに近接して設け
られるヒータを有する熱光学位相シフタである。
【００３０】また、請求項１１記載の本発明は、請求項
１０記載の発明において、前記光導波路のうち、少なく
とも前記熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路
が、高分子材料で構成されることを要旨とする。
１０記載の発明において、前記光導波路のうち、少なく
とも前記熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路
が、高分子材料で構成されることを要旨とする。
【００３１】請求項１１記載の本発明にあっては、熱光
学位相シフタが形成される部分の光導波路が高分子材料
で構成される。
学位相シフタが形成される部分の光導波路が高分子材料
で構成される。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に
係る光導波路型光スイッチの構成を示す図である。同図
に示す光導波路型光スイッチは、コアおよびクラッドか
ら各々が構成される２本の光導波路１１に形成され、該
２本の光導波路１１の導波光を結合する第１の方向性結
合器１２、この第１の方向性結合器１２に続いて２本の
光導波路１１の一方である第１の光導波路に対して形成
され、この第１の光導波路のコアの光学長を変化させる
第１の位相シフタ１７、この第１の位相シフタに続いて
２本の光導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１
の導波光を結合する第２の方向性結合器１３、この第２
の方向性結合器１３に続いて２本の光導波路１１の他方
である第２の光導波路に対して形成され、この第２の光
導波路のコアの光学長を変化させる第２の位相シフタ１
８、およびこの第２の位相シフタ１８に続いて２本の光
導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１の導波光
を結合する第３の方向性結合器１４から構成されてい
る。なお、１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂはポートである。
の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に
係る光導波路型光スイッチの構成を示す図である。同図
に示す光導波路型光スイッチは、コアおよびクラッドか
ら各々が構成される２本の光導波路１１に形成され、該
２本の光導波路１１の導波光を結合する第１の方向性結
合器１２、この第１の方向性結合器１２に続いて２本の
光導波路１１の一方である第１の光導波路に対して形成
され、この第１の光導波路のコアの光学長を変化させる
第１の位相シフタ１７、この第１の位相シフタに続いて
２本の光導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１
の導波光を結合する第２の方向性結合器１３、この第２
の方向性結合器１３に続いて２本の光導波路１１の他方
である第２の光導波路に対して形成され、この第２の光
導波路のコアの光学長を変化させる第２の位相シフタ１
８、およびこの第２の位相シフタ１８に続いて２本の光
導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１の導波光
を結合する第３の方向性結合器１４から構成されてい
る。なお、１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂはポートである。
【００３３】また、図２は、本発明の第２の実施形態に
係る光導波路型光スイッチの構成を示す図である。同図
に示す光導波路型光スイッチは、コアおよびクラッドか
ら各々が構成される２本の光導波路１１に形成され、該
２本の光導波路１１の導波光を結合する第１の方向性結
合器１２、この第１の方向性結合器１２に続いて２本の
光導波路の一方である第１の光導波路に対して形成さ
れ、この第１の光導波路のコアの光学長を変化させる第
１の位相シフタ１７、この第１の位相シフタ１７に続い
て２本の光導波路１１に形成され、該２本の光導波路１
１の導波光を結合する第２の方向性結合器１３、該第２
の方向性結合器１３に続いて２本の光導波路１１の一方
である第１の光導波路に対して形成され、この第１の光
導波路のコアの光学長を変化させる第２の位相シフタ１
８、およびこの第２の位相シフタ１８に続いて２本の光
導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１の導波光
を結合する第３の方向性結合器１４から構成されてい
る。
係る光導波路型光スイッチの構成を示す図である。同図
に示す光導波路型光スイッチは、コアおよびクラッドか
ら各々が構成される２本の光導波路１１に形成され、該
２本の光導波路１１の導波光を結合する第１の方向性結
合器１２、この第１の方向性結合器１２に続いて２本の
光導波路の一方である第１の光導波路に対して形成さ
れ、この第１の光導波路のコアの光学長を変化させる第
１の位相シフタ１７、この第１の位相シフタ１７に続い
て２本の光導波路１１に形成され、該２本の光導波路１
１の導波光を結合する第２の方向性結合器１３、該第２
の方向性結合器１３に続いて２本の光導波路１１の一方
である第１の光導波路に対して形成され、この第１の光
導波路のコアの光学長を変化させる第２の位相シフタ１
８、およびこの第２の位相シフタ１８に続いて２本の光
導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１の導波光
を結合する第３の方向性結合器１４から構成されてい
る。
【００３４】図１および図２に示す光導波路型光スイッ
チでは、方向性結合器１２，１３，１４の完全結合長Ｌ
に対して、実際の方向性結合器の結合長ｌがその半分、
すなわちｌ＝Ｌ／２である場合、図１、図２に示すよう
に、第２の方向性結合器１３の実際の結合長ｌに対して
第１および第３の方向性結合器１２，１４の実際の結合
長は、ｌ／２である。すなわち、第１、第２、および第
３の方向性結合器１２，１３，１４の結合長は、それぞ
れ完全結合長の４分の１、２分の１、および４分の１で
ある。また、第１、第２、および第３の方向性結合器１
２，１３，１４の結合長は、それぞれ完全結合長の４分
１、２分の１、および４分の１よりも僅かに長くてもよ
い。第１および第２の位相シフタ１７，１８は、光導波
路１１のコアに近接して設けられるヒータを有する熱光
学位相シフタであり、少なくとも熱光学位相シフタが形
成される部分の光導波路は高分子材料で構成されてい
る。
チでは、方向性結合器１２，１３，１４の完全結合長Ｌ
に対して、実際の方向性結合器の結合長ｌがその半分、
すなわちｌ＝Ｌ／２である場合、図１、図２に示すよう
に、第２の方向性結合器１３の実際の結合長ｌに対して
第１および第３の方向性結合器１２，１４の実際の結合
長は、ｌ／２である。すなわち、第１、第２、および第
３の方向性結合器１２，１３，１４の結合長は、それぞ
れ完全結合長の４分の１、２分の１、および４分の１で
ある。また、第１、第２、および第３の方向性結合器１
２，１３，１４の結合長は、それぞれ完全結合長の４分
１、２分の１、および４分の１よりも僅かに長くてもよ
い。第１および第２の位相シフタ１７，１８は、光導波
路１１のコアに近接して設けられるヒータを有する熱光
学位相シフタであり、少なくとも熱光学位相シフタが形
成される部分の光導波路は高分子材料で構成されてい
る。
【００３５】図３は、本発明の第３の実施形態に係る光
導波路型光スイッチの構成を示す図である。同図に示す
光導波路型光スイッチは、コアおよびクラッドから各々
が構成される２本の光導波路１１に形成され、該２本の
光導波路１１の導波光を結合する第１の方向性結合器１
２、該第１の方向性結合器１２に続いて２本の光導波路
１１の一方である第１の光導波路に対して形成され、こ
の第１の光導波路のコアの光学長を変化させる第１の位
相シフタ１７、この第１の位相シフタ１７に続いて２本
の光導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１の導
波光を結合する第２の方向性結合器１３、該第２の方向
性結合器１３に続いて２本の光導波路１１の一方である
第１の光導波路に対して形成され、この第１の光導波路
のコアの光学長を変化させる第２の位相シフタ１８、該
第２の位相シフタ１８に続いて２本の光導波路１１に形
成され、該２本の光導波路１１の導波光を結合する第３
の方向性結合器１４、この第３の方向性結合器１４に続
いて２本の光導波路１１の他方である第２の光導波路に
対して形成され、この第２の光導波路のコアの光学長を
変化させる第３の位相シフタ１９、この第３の位相シフ
タ１９に続いて２本の光導波路１１に形成され、該２本
の光導波路１１の導波光を結合する第４の方向性結合器
１５、この第４の方向性結合器１５に続いて２本の光導
波路１１の他方である第２の光導波路に対して形成さ
れ、この第２の光導波路のコアの光学長を変化させる第
４の位相シフタ２０、および該第４の位相シフタ２０に
続いて２本の光導波路１１に形成され、該２本の光導波
路１１の導波光を結合する第５の方向性結合器１６から
構成されている。
導波路型光スイッチの構成を示す図である。同図に示す
光導波路型光スイッチは、コアおよびクラッドから各々
が構成される２本の光導波路１１に形成され、該２本の
光導波路１１の導波光を結合する第１の方向性結合器１
２、該第１の方向性結合器１２に続いて２本の光導波路
１１の一方である第１の光導波路に対して形成され、こ
の第１の光導波路のコアの光学長を変化させる第１の位
相シフタ１７、この第１の位相シフタ１７に続いて２本
の光導波路１１に形成され、該２本の光導波路１１の導
波光を結合する第２の方向性結合器１３、該第２の方向
性結合器１３に続いて２本の光導波路１１の一方である
第１の光導波路に対して形成され、この第１の光導波路
のコアの光学長を変化させる第２の位相シフタ１８、該
第２の位相シフタ１８に続いて２本の光導波路１１に形
成され、該２本の光導波路１１の導波光を結合する第３
の方向性結合器１４、この第３の方向性結合器１４に続
いて２本の光導波路１１の他方である第２の光導波路に
対して形成され、この第２の光導波路のコアの光学長を
変化させる第３の位相シフタ１９、この第３の位相シフ
タ１９に続いて２本の光導波路１１に形成され、該２本
の光導波路１１の導波光を結合する第４の方向性結合器
１５、この第４の方向性結合器１５に続いて２本の光導
波路１１の他方である第２の光導波路に対して形成さ
れ、この第２の光導波路のコアの光学長を変化させる第
４の位相シフタ２０、および該第４の位相シフタ２０に
続いて２本の光導波路１１に形成され、該２本の光導波
路１１の導波光を結合する第５の方向性結合器１６から
構成されている。
【００３６】図３に示す光導波路型光スイッチでは、方
向性結合器１２，１３，１４，１５，１６の完全結合長
Ｌに対して、実際の方向性結合器の結合長ｌ（タイプ
注：エルＬの小文字ｌです）がその半分、すなわちｌ＝
Ｌ／２である場合、図３に示すように、第１および第５
の方向性結合器１２，１６の実際の結合長はｌ／４であ
るのに対して、第２、第３、第４の方向性結合器１３，
１４，１５の実際の結合長はｌ／２である。すなわち、
第１、第２、第３、第４、および第５の方向性結合器１
２，１３，１４，１５，１６の結合長は、それぞれ完全
結合長の８分の１、４分の１、４分の１、４分の１、お
よび８分の１である。また、第１、第２、第３、第４、
および第５の方向性結合器１２，１３，１４，１５，１
６の結合長はそれぞれ完全結合長の８分の１、４分の
１、４分の１、４分の１、および８分の１よりも僅かに
長くてもよい。第１乃至第４の位相シフタ１７，１８，
１９，２０は、光導波路１１のコアに近接して設けられ
るヒータを有する熱光学位相シフタであり、少なくとも
熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路は高分子
材料で構成されれている。
向性結合器１２，１３，１４，１５，１６の完全結合長
Ｌに対して、実際の方向性結合器の結合長ｌ（タイプ
注：エルＬの小文字ｌです）がその半分、すなわちｌ＝
Ｌ／２である場合、図３に示すように、第１および第５
の方向性結合器１２，１６の実際の結合長はｌ／４であ
るのに対して、第２、第３、第４の方向性結合器１３，
１４，１５の実際の結合長はｌ／２である。すなわち、
第１、第２、第３、第４、および第５の方向性結合器１
２，１３，１４，１５，１６の結合長は、それぞれ完全
結合長の８分の１、４分の１、４分の１、４分の１、お
よび８分の１である。また、第１、第２、第３、第４、
および第５の方向性結合器１２，１３，１４，１５，１
６の結合長はそれぞれ完全結合長の８分の１、４分の
１、４分の１、４分の１、および８分の１よりも僅かに
長くてもよい。第１乃至第４の位相シフタ１７，１８，
１９，２０は、光導波路１１のコアに近接して設けられ
るヒータを有する熱光学位相シフタであり、少なくとも
熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路は高分子
材料で構成されれている。
【００３７】図１乃至図３に示した光導波路型光スイッ
チの構成において、上述した図１、図２、図３に示した
光導波路型光スイッチをそれぞれＡ，Ｂ，Ｃタイプの光
導波路型光スイッチと記載することにする。光導波路１
１は、通常のシングルモード条件を満たす範囲でコアサ
イズおよびコア・クラッド間の屈折率差を設定すること
ができる。方向性結合器（以下、ＤＣと略称する）は、
２つのコアを光結合するまで隣接させた通常の構造の
他、多モード干渉計を用いても同等の効果が得られる。
位相シフタは、熱光学効果、電気光学効果など光導波路
の光学長を可変とするものであれば何れでもよい。Ａ，
Ｂ，Ｃタイプの構造の光スイッチの特性は、それぞれ式
２、式３、式４で表される。式中の変数は式１と同じで
ある。
チの構成において、上述した図１、図２、図３に示した
光導波路型光スイッチをそれぞれＡ，Ｂ，Ｃタイプの光
導波路型光スイッチと記載することにする。光導波路１
１は、通常のシングルモード条件を満たす範囲でコアサ
イズおよびコア・クラッド間の屈折率差を設定すること
ができる。方向性結合器（以下、ＤＣと略称する）は、
２つのコアを光結合するまで隣接させた通常の構造の
他、多モード干渉計を用いても同等の効果が得られる。
位相シフタは、熱光学効果、電気光学効果など光導波路
の光学長を可変とするものであれば何れでもよい。Ａ，
Ｂ，Ｃタイプの構造の光スイッチの特性は、それぞれ式
２、式３、式４で表される。式中の変数は式１と同じで
ある。
【００３８】
【数３】 これらの式を基に図１、図２、図３に示した光導波路型
光スイッチの光透過率を計算した結果がそれぞれ図４、
図５、図６に示すスイッチ特性である。図４、図５、図
６に示すスイッチ特性において、実線３０は、ｌ＝Ｌ／
２の場合のポート１ａ−２ｂ間の光透過率であり、実線
３１は、ｌ＝Ｌ／２の場合のポート１ａ−２ａ間の光透
過率であり、実線３０に重なっている点線３２は、ｌ＝
Ｌ／２×１．０２の場合のポート１ａ−２ｂ間の光透過
率であり、点線３３は、ｌ＝Ｌ／２×１．０２の場合の
ポート１ａ−２ａ間の光透過率である。また、細実線３
４は、第１、第３のＤＣにおいてｌ＝Ｌ／２×１．０４
の場合および第２のＤＣにおいてはｌ＝Ｌ／２の場合の
ポート１ａ−２ｂ間の光透過率である。
光スイッチの光透過率を計算した結果がそれぞれ図４、
図５、図６に示すスイッチ特性である。図４、図５、図
６に示すスイッチ特性において、実線３０は、ｌ＝Ｌ／
２の場合のポート１ａ−２ｂ間の光透過率であり、実線
３１は、ｌ＝Ｌ／２の場合のポート１ａ−２ａ間の光透
過率であり、実線３０に重なっている点線３２は、ｌ＝
Ｌ／２×１．０２の場合のポート１ａ−２ｂ間の光透過
率であり、点線３３は、ｌ＝Ｌ／２×１．０２の場合の
ポート１ａ−２ａ間の光透過率である。また、細実線３
４は、第１、第３のＤＣにおいてｌ＝Ｌ／２×１．０４
の場合および第２のＤＣにおいてはｌ＝Ｌ／２の場合の
ポート１ａ−２ｂ間の光透過率である。
【００３９】Ａタイプの光導波路型光スイッチは、図４
に特性を示すように、位相シフト量０または２πのクロ
スステイトにおいて高消光比を示す位相シフト量の範囲
が大きいことがわかる。例えば、消光比が３０ｄＢを越
える範囲は、従来のＭＺＩ型が±０．０２π程度なのに
対して±０．１π以上に改善されている。更に、図４の
点線で表記したような、ＤＣの結合長が２％長い場合で
は、消光比が３０ｄＢを越える位相シフト量範囲がさら
に広がる。必要とされる消光比に合わせて、結合長を長
めに設計することで、結合長誤差や位相シフト量誤差に
影響されずに高消光比を得ることができることがわか
る。
に特性を示すように、位相シフト量０または２πのクロ
スステイトにおいて高消光比を示す位相シフト量の範囲
が大きいことがわかる。例えば、消光比が３０ｄＢを越
える範囲は、従来のＭＺＩ型が±０．０２π程度なのに
対して±０．１π以上に改善されている。更に、図４の
点線で表記したような、ＤＣの結合長が２％長い場合で
は、消光比が３０ｄＢを越える位相シフト量範囲がさら
に広がる。必要とされる消光比に合わせて、結合長を長
めに設計することで、結合長誤差や位相シフト量誤差に
影響されずに高消光比を得ることができることがわか
る。
【００４０】Ｂタイプの光導波路型光スイッチは、図５
に特性を示すように、位相シフト量π近傍のバーステイ
トにおいて高消光比を示す位相シフト量の範囲が大きい
ことがわかる。例えば、消光比が３０ｄＢを越える範囲
は、±０．１π以上に改善されている。更に、図５の細
実線で表記した第１と第３のＤＣ１２，１４ではｌ＝Ｌ
／２×１．０４、第２のＤＣ１３ではｌ＝Ｌ／２の場合
は、消光比が３０ｄＢを越える位相シフト量範囲がさら
に広がる。
に特性を示すように、位相シフト量π近傍のバーステイ
トにおいて高消光比を示す位相シフト量の範囲が大きい
ことがわかる。例えば、消光比が３０ｄＢを越える範囲
は、±０．１π以上に改善されている。更に、図５の細
実線で表記した第１と第３のＤＣ１２，１４ではｌ＝Ｌ
／２×１．０４、第２のＤＣ１３ではｌ＝Ｌ／２の場合
は、消光比が３０ｄＢを越える位相シフト量範囲がさら
に広がる。
【００４１】Ｃタイプの光導波路型光スイッチは、図６
に特性を示すように、クロスステイト、バーステイトの
両方において高消光比を示す位相シフト量の範囲が大き
いことがわかる。クロスステイト、バーステイトで消光
比が３０ｄＢを越える範囲は、それぞれ±０．０８π、
±０．１π程度に改善されている。更に、実際の素子中
のＤＣの結合長を長めにすることで、クロスステイトで
消光比が３０ｄＢを越える範囲が±０．１２π程度にま
で改善される。
に特性を示すように、クロスステイト、バーステイトの
両方において高消光比を示す位相シフト量の範囲が大き
いことがわかる。クロスステイト、バーステイトで消光
比が３０ｄＢを越える範囲は、それぞれ±０．０８π、
±０．１π程度に改善されている。更に、実際の素子中
のＤＣの結合長を長めにすることで、クロスステイトで
消光比が３０ｄＢを越える範囲が±０．１２π程度にま
で改善される。
【００４２】上述したように、図１、図２、図３に示す
光導波路型光スイッチは、クロスステイト、バーステイ
ト、またはその両方において作製誤差などの影響を最小
限にとどめ、高消光比を実現することがわかる。
光導波路型光スイッチは、クロスステイト、バーステイ
ト、またはその両方において作製誤差などの影響を最小
限にとどめ、高消光比を実現することがわかる。
【００４３】石英ガラス製光導波路と薄膜ヒータによる
位相シフタ用いた光導波路型光スイッチに本発明の構造
を使用すると、環境温度に影響されず高消光比を得るこ
とができる。更に、ＤＣの作製誤差の許容量が大きくな
るために作製歩留まりが向上する利点もある。
位相シフタ用いた光導波路型光スイッチに本発明の構造
を使用すると、環境温度に影響されず高消光比を得るこ
とができる。更に、ＤＣの作製誤差の許容量が大きくな
るために作製歩留まりが向上する利点もある。
【００４４】本発明は広い位相誤差許容量をもつため、
高分子光導波路の欠点であった動作点のドリフトの影響
を受けにくい。これにより、高分子光導波路を使用して
低消費電力の実用的な光スイッチを実現できることにな
る。
高分子光導波路の欠点であった動作点のドリフトの影響
を受けにくい。これにより、高分子光導波路を使用して
低消費電力の実用的な光スイッチを実現できることにな
る。
【００４５】次に、図１、図２、図３に示したＡ，Ｂ，
Ｃタイプの光導波路型光スイッチを適用した種々の実施
例について説明する。
Ｃタイプの光導波路型光スイッチを適用した種々の実施
例について説明する。
【００４６】まず、実施例１として、高分子光導波路を
用いて、図１、図２、図３に示すＡ，Ｂ，Ｃタイプの光
導波路型熱光学光スイッチを作製した場合について説明
する。この実施例１では、ＤＣはコア間ギャップ３μ
ｍ、結合長パラメータｌ＝１．０ｍｍとし、位相シフタ
はコア間ギャップ１００μｍ、薄膜ヒータの長さ２ｍ
ｍ、幅２０μｍとした。ＤＣと位相シフタの間は、曲率
半径３０ｍｍのＳ字光導波路で結ばれている。光スイッ
チ全長は、入力出用直線光導波路を含めてＡ，Ｂタイプ
は２６ｍｍ、Ｃタイプは３８ｍｍである。
用いて、図１、図２、図３に示すＡ，Ｂ，Ｃタイプの光
導波路型熱光学光スイッチを作製した場合について説明
する。この実施例１では、ＤＣはコア間ギャップ３μ
ｍ、結合長パラメータｌ＝１．０ｍｍとし、位相シフタ
はコア間ギャップ１００μｍ、薄膜ヒータの長さ２ｍ
ｍ、幅２０μｍとした。ＤＣと位相シフタの間は、曲率
半径３０ｍｍのＳ字光導波路で結ばれている。光スイッ
チ全長は、入力出用直線光導波路を含めてＡ，Ｂタイプ
は２６ｍｍ、Ｃタイプは３８ｍｍである。
【００４７】屈折率１．４８９の重水素化シリコーン樹
脂をコアに、屈折率１．４８３の重水素化シリコーン樹
脂をクラッドに用いて、シリコン基板上に上述した図１
〜図３の光導波路を作製した。シリコーン樹脂光導波路
の作製方法は、「熱光学デバイス」（特願平９−３６１
３８３号）に準じた。コア断面サイズは７．５μｍ×
７．５μｍ、下層クラッド厚、コア上の上部クラッド厚
は、それぞれ１６μｍ、１４μｍとした。導波路上に金
薄膜をスパッタ法で形成し、フォトリソグラフィーおよ
びドライエッチング法を用いて、位相シフタ部のコア上
にストリップ状の薄膜抵抗ヒータを作製した。
脂をコアに、屈折率１．４８３の重水素化シリコーン樹
脂をクラッドに用いて、シリコン基板上に上述した図１
〜図３の光導波路を作製した。シリコーン樹脂光導波路
の作製方法は、「熱光学デバイス」（特願平９−３６１
３８３号）に準じた。コア断面サイズは７．５μｍ×
７．５μｍ、下層クラッド厚、コア上の上部クラッド厚
は、それぞれ１６μｍ、１４μｍとした。導波路上に金
薄膜をスパッタ法で形成し、フォトリソグラフィーおよ
びドライエッチング法を用いて、位相シフタ部のコア上
にストリップ状の薄膜抵抗ヒータを作製した。
【００４８】波長１．５５μｍのＬＥＤ光源を１ａポー
トに、２つの光パワーメータを２ａ，２ｂポートにそれ
ぞれ接続し、ＡタイプおよびＢタイプでは２つの、Ｃタ
イプでは４つのヒータに等しい加熱電力を与えて、スイ
ッチ特性を測定した。１ヒータ当たりの加熱電力と透過
率の測定結果を表１に示す。
トに、２つの光パワーメータを２ａ，２ｂポートにそれ
ぞれ接続し、ＡタイプおよびＢタイプでは２つの、Ｃタ
イプでは４つのヒータに等しい加熱電力を与えて、スイ
ッチ特性を測定した。１ヒータ当たりの加熱電力と透過
率の測定結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】 この結果から、Ａタイプはクロスステイトで、Ｂタイプ
はバーステイトで、Ｃタイプはその両方で高消光比を達
成していることがわかった。動作温度を０〜６０℃に変
化させても、これらの高消光比状態は、大きく変化しな
かった。一方、ＡタイプおよびＢタイプでは２つの、Ｃ
タイプでは４つのヒータに与える加熱電力が等しくない
場合は消光比の低下が認められた。
はバーステイトで、Ｃタイプはその両方で高消光比を達
成していることがわかった。動作温度を０〜６０℃に変
化させても、これらの高消光比状態は、大きく変化しな
かった。一方、ＡタイプおよびＢタイプでは２つの、Ｃ
タイプでは４つのヒータに与える加熱電力が等しくない
場合は消光比の低下が認められた。
【００５０】次に、実施例２として、実施例１と同様の
光スイッチを結合長パラメータｌ＝１．０１ｍｍとして
作製した。実施例１と同様の測定を行った結果を表２に
示す。
光スイッチを結合長パラメータｌ＝１．０１ｍｍとして
作製した。実施例１と同様の測定を行った結果を表２に
示す。
【００５１】
【表２】 この結果からＡタイプとＣタイプのクロスステイトで消
光比の向上が観測された。
光比の向上が観測された。
【００５２】次に、実施例３として、高分子光導波路を
用いて、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８、図９に示す
Ｄ，Ｅ，Ｆタイプの光導波路型熱光学光スイッチを作製
した。図７〜図９において、Ａ部は図１の構造、Ｂ部は
図２の構造を表している。Ａ部、Ｂ部を結ぶ部分は、直
線または曲率半径３０ｍｍの曲線光導波路で構成した。
光導波路の材料と作製法、ＡまたはＢ部分の構造は実施
例１と同じとした。
用いて、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８、図９に示す
Ｄ，Ｅ，Ｆタイプの光導波路型熱光学光スイッチを作製
した。図７〜図９において、Ａ部は図１の構造、Ｂ部は
図２の構造を表している。Ａ部、Ｂ部を結ぶ部分は、直
線または曲率半径３０ｍｍの曲線光導波路で構成した。
光導波路の材料と作製法、ＡまたはＢ部分の構造は実施
例１と同じとした。
【００５３】波長１．５５μｍのＬＥＤ光源を１ａポー
トに、２つの光パワーメータを２ａ，２ｂポートにそれ
ぞれ接続して透過率を測定した。
トに、２つの光パワーメータを２ａ，２ｂポートにそれ
ぞれ接続して透過率を測定した。
【００５４】Ｄタイプは、すべてのヒータを非加熱とす
ると、すべての入力出間の透過率が−４２ｄＢ以下のカ
ットオフ状態となった。ＳＷ１とＳＷ２のヒータを加熱
してバーステイトとすると、Ｄタイプスイッチ全体では
バーステイトとなる。ＳＷ３とＳＷ４のヒータを加熱し
てバーステイトとすると、Ｄタイプスイッチ全体ではク
ロスステイトとなる。消光比は何れの場合も４０ｄＢ以
上得られた。
ると、すべての入力出間の透過率が−４２ｄＢ以下のカ
ットオフ状態となった。ＳＷ１とＳＷ２のヒータを加熱
してバーステイトとすると、Ｄタイプスイッチ全体では
バーステイトとなる。ＳＷ３とＳＷ４のヒータを加熱し
てバーステイトとすると、Ｄタイプスイッチ全体ではク
ロスステイトとなる。消光比は何れの場合も４０ｄＢ以
上得られた。
【００５５】Ｅタイプは、すべてのヒータを非加熱とす
ると、クロスステイトとなる。ＳＷ１からＳＷ４のすべ
てのヒータを加熱してバーステイトとすると、Ｅタイプ
スイッチ全体ではバーステイトとなる。消光比は何れの
場合も４２ｄＢ以上得られた。
ると、クロスステイトとなる。ＳＷ１からＳＷ４のすべ
てのヒータを加熱してバーステイトとすると、Ｅタイプ
スイッチ全体ではバーステイトとなる。消光比は何れの
場合も４２ｄＢ以上得られた。
【００５６】Ｆタイプは、すべてのヒータを非加熱とす
ると、バーステイトとなる。ＳＷ１からＳＷ４のすべて
のヒータを加熱してバーステイトとすると、Ｆタイプス
イッチ全体ではクロスステイトとなる。消光比は何れの
場合も４２ｄＢ以上得られた。
ると、バーステイトとなる。ＳＷ１からＳＷ４のすべて
のヒータを加熱してバーステイトとすると、Ｆタイプス
イッチ全体ではクロスステイトとなる。消光比は何れの
場合も４２ｄＢ以上得られた。
【００５７】次に、実施例４として、本発明の光導波路
型光スイッチを大規模集積光スイッチに適用した一実施
例として、図１０に示す接続構造を持つＮ×Ｎマトリク
ススイッチ（Ｎ＝８）を作製した。このマトリクススイ
ッチは、入力出ポート４４間に交差導波路４２で連結さ
れた２入力２出力光スイッチ要素４１をＮ個含むスイッ
チ群４３をＮ段基板上に配置しており（図１０ではＮ＝
８）、各段間は交差導波路を含む直線導波路や曲線導波
路で接続されている。本マトリクススイッチに使用され
ている２×２光スイッチ要素（Ｇタイプ）４１を図１１
に示す。
型光スイッチを大規模集積光スイッチに適用した一実施
例として、図１０に示す接続構造を持つＮ×Ｎマトリク
ススイッチ（Ｎ＝８）を作製した。このマトリクススイ
ッチは、入力出ポート４４間に交差導波路４２で連結さ
れた２入力２出力光スイッチ要素４１をＮ個含むスイッ
チ群４３をＮ段基板上に配置しており（図１０ではＮ＝
８）、各段間は交差導波路を含む直線導波路や曲線導波
路で接続されている。本マトリクススイッチに使用され
ている２×２光スイッチ要素（Ｇタイプ）４１を図１１
に示す。
【００５８】図１１に示すＧタイプの２×２光スイッチ
要素４１は、２本のアーム導波路１１の光路長差を２分
の１波長相当に設定した、すなわち光路長λ／２の余長
をコア４５に与えたＢタイプの２×２光スイッチ１１１
および交差導波路４０を用いて構成されている。この２
×２光スイッチ要素は、位相シフタ１７，１８がＯＦＦ
状態のときクロス状態となり、位相シフタ１７，１８が
ＯＮ状態のときバー状態となる。このスイッチ要素にお
いて、位相シフタへ加える電力と光出力の関係は、図４
と等価である。マトリクススイッチにおいては、各スイ
ッチ要素のバー経路への消光比が大きいことが特性上重
要であるが、このスイッチ要素はバー経路への消光比を
確保するにあたり、干渉計の位相儀差に対して許容度が
大きい。
要素４１は、２本のアーム導波路１１の光路長差を２分
の１波長相当に設定した、すなわち光路長λ／２の余長
をコア４５に与えたＢタイプの２×２光スイッチ１１１
および交差導波路４０を用いて構成されている。この２
×２光スイッチ要素は、位相シフタ１７，１８がＯＦＦ
状態のときクロス状態となり、位相シフタ１７，１８が
ＯＮ状態のときバー状態となる。このスイッチ要素にお
いて、位相シフタへ加える電力と光出力の関係は、図４
と等価である。マトリクススイッチにおいては、各スイ
ッチ要素のバー経路への消光比が大きいことが特性上重
要であるが、このスイッチ要素はバー経路への消光比を
確保するにあたり、干渉計の位相儀差に対して許容度が
大きい。
【００５９】このマトリクススイッチにおいて、任意の
入力導波路に入射された光を任意の出力導波路に導くに
は、該入力導波路から各段のスイッチ要素をクロスにた
ぐっていった経路と該出力導波路から各段のスイッチ要
素をクロスにたぐっていった経路の交点となる２×２ス
イッチ要素のみをＯＮすればよく、適切なスイッチ要素
をＮ個ＯＮ（１経路につき１個をＯＮ）にすることによ
り、Ｎ本の入力導波路とＮ本の出力導波路を任意の組み
合わせ（任意のＮ経路）で光学的に接続することができ
る。
入力導波路に入射された光を任意の出力導波路に導くに
は、該入力導波路から各段のスイッチ要素をクロスにた
ぐっていった経路と該出力導波路から各段のスイッチ要
素をクロスにたぐっていった経路の交点となる２×２ス
イッチ要素のみをＯＮすればよく、適切なスイッチ要素
をＮ個ＯＮ（１経路につき１個をＯＮ）にすることによ
り、Ｎ本の入力導波路とＮ本の出力導波路を任意の組み
合わせ（任意のＮ経路）で光学的に接続することができ
る。
【００６０】本実施例の８×８マトリクス光スイッチ
は、厚さ１ｍｍのシリコン基板上に作製した。従来と同
様に、石英系導波路はＳｉＣ１４やＧｅＣ１４などの原
料ガスの加水分解反応利用した石英系ガラス膜の推積技
術と反応性イオンエッチング技術の組み合わせにより作
製し、薄膜ヒータは真空蒸着法および化学エッチングに
より作製した。コアの断面寸法は６μｍ角であり、コア
とクラッド間の比屈折率差は０．７５％である。薄膜ヒ
ータのサイズは、厚さ０．１μｍ、幅４０μｍ、長さ４
ｍｍである。干渉計回路を構成している２本の導波路の
間隔は２５０μｍにした。曲がり導波路の最小曲げ半径
は５ｍｍとした。２×２光スイッチ要素の長さは約２５
ｍｍとなった。直径４インチの基板上に８段のスイッチ
段４９を図１２に示すように配置した。各スイッチ段４
９は８個の該２×２光スイッチ要素４１およびマトリク
ススイッチ段間の交差導波路４２を組み合わせた構成と
して導波路長の短縮を謀った構成とした。
は、厚さ１ｍｍのシリコン基板上に作製した。従来と同
様に、石英系導波路はＳｉＣ１４やＧｅＣ１４などの原
料ガスの加水分解反応利用した石英系ガラス膜の推積技
術と反応性イオンエッチング技術の組み合わせにより作
製し、薄膜ヒータは真空蒸着法および化学エッチングに
より作製した。コアの断面寸法は６μｍ角であり、コア
とクラッド間の比屈折率差は０．７５％である。薄膜ヒ
ータのサイズは、厚さ０．１μｍ、幅４０μｍ、長さ４
ｍｍである。干渉計回路を構成している２本の導波路の
間隔は２５０μｍにした。曲がり導波路の最小曲げ半径
は５ｍｍとした。２×２光スイッチ要素の長さは約２５
ｍｍとなった。直径４インチの基板上に８段のスイッチ
段４９を図１２に示すように配置した。各スイッチ段４
９は８個の該２×２光スイッチ要素４１およびマトリク
ススイッチ段間の交差導波路４２を組み合わせた構成と
して導波路長の短縮を謀った構成とした。
【００６１】作製されたチップをダイシングにより切り
出し、シリコン基板下部には放熱板を設け、また入力出
導波路にはシングルモードファイバを接続し、薄膜ヒー
タには給電リードを接続し、マトリクス光スイッチモジ
ュールとした。
出し、シリコン基板下部には放熱板を設け、また入力出
導波路にはシングルモードファイバを接続し、薄膜ヒー
タには給電リードを接続し、マトリクス光スイッチモジ
ュールとした。
【００６２】１．５５μｍ帯の半導体ＬＤ光源を用い
て、本実施例の８×８マトリクス光スイッチの光学特性
を測定した。スイッチングに必要な１ヒータ当たりの電
力は約４００ｍＷであった。挿入損失は約６ｄＢであ
り、スイッチ消光比はＯＦＦ状態時に位相誤差相殺用の
バイアス電力を加えることなく約４５ｄＢの良好な値が
得られた。
て、本実施例の８×８マトリクス光スイッチの光学特性
を測定した。スイッチングに必要な１ヒータ当たりの電
力は約４００ｍＷであった。挿入損失は約６ｄＢであ
り、スイッチ消光比はＯＦＦ状態時に位相誤差相殺用の
バイアス電力を加えることなく約４５ｄＢの良好な値が
得られた。
【００６３】次に、実施例５として、実施例４のマトリ
クススイッチにおいて２×２光スイッチ要素に図１３に
示す構成（Ｈタイプ）を用いたマトリクススイッチを作
製した。結合長Ｌ／４相当の多モード（マルチモード）
干渉計型光結合器４７と結合長Ｌ／２相当の多モード
（マルチモード）干渉計型光結合器４８とからなるＨタ
イプの２×２光スイッチ要素は、２本のアーム導波路の
光路長差をゼロに設定したＡタイプの２×２光スイッチ
で構成され、方向性結合器（カップラー）にマルチモー
ド干渉計型光結合器４８を用いた。マルチモード干渉計
型光結合器は結合率の作製誤差が通常の方向性結合器に
比べて小さく、結合率の作製誤差を２％程度に抑えるこ
とができる。図４からわかるように、この２×２光スイ
ッチ要素もバー経路への消光比を確保するにあたり、干
渉計の位相誤差に対して許容度が大きい。本実施例の石
英系８×８マトリクス光スイッチも実施例４と同様の作
製方法で作製し、モジュールとした。
クススイッチにおいて２×２光スイッチ要素に図１３に
示す構成（Ｈタイプ）を用いたマトリクススイッチを作
製した。結合長Ｌ／４相当の多モード（マルチモード）
干渉計型光結合器４７と結合長Ｌ／２相当の多モード
（マルチモード）干渉計型光結合器４８とからなるＨタ
イプの２×２光スイッチ要素は、２本のアーム導波路の
光路長差をゼロに設定したＡタイプの２×２光スイッチ
で構成され、方向性結合器（カップラー）にマルチモー
ド干渉計型光結合器４８を用いた。マルチモード干渉計
型光結合器は結合率の作製誤差が通常の方向性結合器に
比べて小さく、結合率の作製誤差を２％程度に抑えるこ
とができる。図４からわかるように、この２×２光スイ
ッチ要素もバー経路への消光比を確保するにあたり、干
渉計の位相誤差に対して許容度が大きい。本実施例の石
英系８×８マトリクス光スイッチも実施例４と同様の作
製方法で作製し、モジュールとした。
【００６４】１．５５μｍ帯の半導体ＬＤ光源を用い
て、本実施例の８×８マトリクス光スイッチの光学特性
を測定した。スイッチングに必要な１ヒータ当たりの電
力は約４００ｍＷであった。挿入損失は約７ｄＢであ
り、スイッチ消光比はＯＦＦ状態時に位相誤差相殺用の
バイアス電力を加えることなく約３５ｄＢの良好な値が
得られた。
て、本実施例の８×８マトリクス光スイッチの光学特性
を測定した。スイッチングに必要な１ヒータ当たりの電
力は約４００ｍＷであった。挿入損失は約７ｄＢであ
り、スイッチ消光比はＯＦＦ状態時に位相誤差相殺用の
バイアス電力を加えることなく約３５ｄＢの良好な値が
得られた。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光導波路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第
２の方向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結
合器を順次形成し、第１の位相シフタは一方の光導波路
のコアに、第２の位相シフタは他方の光導波路のコアに
同時に作用するように構成されているので、位相シフト
量０または２πのクロスステイトにおいて高消光比を示
す位相シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位相シフ
ト量誤差に影響されずに、結合長誤差や位相シフト量誤
差に対する許容量が大きく、高消光比である光導波路型
光スイッチを実現することができる。
光導波路が第１の方向性結合器、第１の位相シフタ、第
２の方向性結合器、第２の位相シフタ、第３の方向性結
合器を順次形成し、第１の位相シフタは一方の光導波路
のコアに、第２の位相シフタは他方の光導波路のコアに
同時に作用するように構成されているので、位相シフト
量０または２πのクロスステイトにおいて高消光比を示
す位相シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位相シフ
ト量誤差に影響されずに、結合長誤差や位相シフト量誤
差に対する許容量が大きく、高消光比である光導波路型
光スイッチを実現することができる。
【００６６】また、本発明によれば、光導波路が第１の
方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方向性結合
器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器を順次形成
し、第１および第２の位相シフタは一方の光導波路のコ
アに同時に作用するように構成されているので、位相シ
フト量π近傍のバーステイトにおいて高消光比を示す位
相シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位相シフト量
誤差に影響されずに、結合長誤差や位相シフト量誤差に
対する許容量が大きく、高消光比である光導波路型光ス
イッチを実現することができる。
方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方向性結合
器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器を順次形成
し、第１および第２の位相シフタは一方の光導波路のコ
アに同時に作用するように構成されているので、位相シ
フト量π近傍のバーステイトにおいて高消光比を示す位
相シフト量の範囲が大きく、結合長誤差や位相シフト量
誤差に影響されずに、結合長誤差や位相シフト量誤差に
対する許容量が大きく、高消光比である光導波路型光ス
イッチを実現することができる。
【００６７】更に、本発明によれば、光導波路が第１の
方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方向性結合
器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器、第３の位
相シフタ、第４の方向性結合器、第４の位相シフタ、第
５の方向性結合器を順次形成し、第１および第２の位相
シフタは一方の光導波路のコアに、第３および第４の位
相シフタは他方の光導波路のコアに作用するように構成
されているため、クロスステイトおよびバーステイトの
両方において高消光比を示す位相シフト量の範囲が大き
く、結合長誤差や位相シフト量誤差に影響されずに、結
合長誤差や位相シフト量誤差に対する許容量が大きく、
高消光比である光導波路型光スイッチを実現することが
できる。
方向性結合器、第１の位相シフタ、第２の方向性結合
器、第２の位相シフタ、第３の方向性結合器、第３の位
相シフタ、第４の方向性結合器、第４の位相シフタ、第
５の方向性結合器を順次形成し、第１および第２の位相
シフタは一方の光導波路のコアに、第３および第４の位
相シフタは他方の光導波路のコアに作用するように構成
されているため、クロスステイトおよびバーステイトの
両方において高消光比を示す位相シフト量の範囲が大き
く、結合長誤差や位相シフト量誤差に影響されずに、結
合長誤差や位相シフト量誤差に対する許容量が大きく、
高消光比である光導波路型光スイッチを実現することが
できる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光導波路型光ス
イッチの構成を示す図である。
イッチの構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光導波路型光ス
イッチの構成を示す図である。
イッチの構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光導波路型光ス
イッチの構成を示す図である。
イッチの構成を示す図である。
【図４】図１に示す光導波路型光スイッチのスイッチ特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図５】図２に示す光導波路型光スイッチのスイッチ特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図６】図３に示す光導波路型光スイッチのスイッチ特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図７】４つのＡタイプまたはＢタイプの光導波路型光
スイッチで構成されるＤタイプの光導波路型光スイッチ
の構成を示す図である。
スイッチで構成されるＤタイプの光導波路型光スイッチ
の構成を示す図である。
【図８】ＡタイプとＢタイプを２つずつ使用して構成さ
れるＥタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す図で
ある。
れるＥタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す図で
ある。
【図９】ＡタイプとＢタイプを２つずつ使用して構成さ
れるＦタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す図で
ある。
れるＦタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す図で
ある。
【図１０】Ｎ×Ｎマトリクススイッチ（Ｎ＝８）の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】図１０に示すＮ×Ｎマトリクススイッチを構
成するＧタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す図
である。
成するＧタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す図
である。
【図１２】図１０に示したＮ×Ｎマトリクススイッチを
基板上に配置した構造を示す図である。
基板上に配置した構造を示す図である。
【図１３】図１０に示したＮ×Ｎマトリクススイッチを
構成するＨタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す
図である。
構成するＨタイプの光導波路型光スイッチの構成を示す
図である。
【図１４】従来のマッハツェンダー干渉計光導波路型光
スイッチの構成を示す図である。
スイッチの構成を示す図である。
【図１５】図１４に示した従来のマッハツェンダー干渉
計光導波路型光スイッチのスイッチ特性を示すグラフで
ある。
計光導波路型光スイッチのスイッチ特性を示すグラフで
ある。
１１ 光導波路（コア） １２，１３，１４，１５，１６ 第１、第２、第３、第
４、第５の方向性結合器 １７，１８，１９，２０ 第１、第２、第３、第４の位
相シフタ ４１ ２×２光スイッチ要素 ４２，４６ 交差光導波路 ４３ スイッチ群 ４４ 入力出ポート ４５ 光路長λ／２の余長を与えたコア ４７ 結合長Ｌ／４相当の多モード干渉計型光結合器 ４８ 結合長Ｌ／２相当の多モード干渉計型光結合器 ４９ ２×２光スイッチ要素群および交差導波路を含む
ブロック
４、第５の方向性結合器 １７，１８，１９，２０ 第１、第２、第３、第４の位
相シフタ ４１ ２×２光スイッチ要素 ４２，４６ 交差光導波路 ４３ スイッチ群 ４４ 入力出ポート ４５ 光路長λ／２の余長を与えたコア ４７ 結合長Ｌ／４相当の多モード干渉計型光結合器 ４８ 結合長Ｌ／２相当の多モード干渉計型光結合器 ４９ ２×２光スイッチ要素群および交差導波路を含む
ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 俊夫 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 栗原 隆 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB05 BA13 CA06 CA22 DA07 EA10 EA14 EA16 HA11
Claims (11)
- 【請求項１】 コアおよびクラッドから各々が構成され
る２本の光導波路に形成され、該２本の光導波路の導波
光を結合する第１の方向性結合器と、 該第１の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の一
方に対して形成され、この一方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第１の位相シフタと、 該第１の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第２の方向
性結合器と、 該第２の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他
方に対して形成され、この他方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第２の位相シフタと、 該第２の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第３の方向
性結合器とを有することを特徴とする光導波路型光スイ
ッチ。 - 【請求項２】 コアおよびクラッドから各々が構成され
る２本の光導波路に形成され、該２本の光導波路の導波
光を結合する第１の方向性結合器と、 該第１の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の一
方に対して形成され、この一方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第１の位相シフタと、 該第１の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第２の方向
性結合器と、 該第２の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の一
方に対して形成され、この一方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第２の位相シフタと、 該第２の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第３の方向
性結合器とを有することを特徴とする光導波路型光スイ
ッチ。 - 【請求項３】 前記第１、第２、および第３の方向性結
合器の結合長は、それぞれ完全結合長の４分の１、２分
の１、および４分の１であることを特徴とする請求項１
または２記載の光導波路型光スイッチ。 - 【請求項４】 前記第１、第２、および第３の方向性結
合器の結合長は、それぞれ完全結合長の４分の１、２分
の１、および４分の１よりも僅かに長いことを特徴とす
る請求項１または２記載の光導波路型光スイッチ。 - 【請求項５】 前記第１および第２の位相シフタは、前
記光導波路のコアに近接して設けられるヒータを有する
熱光学位相シフタであることを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載の光導波路型光スイッチ。 - 【請求項６】 前記光導波路のうち、少なくとも前記熱
光学位相シフタが形成される部分の光導波路は、高分子
材料で構成されることを特徴とする請求項５記載の光導
波路型光スイッチ。 - 【請求項７】 コアおよびクラッドから各々が構成され
る２本の光導波路に形成され、該２本の光導波路の導波
光を結合する第１の方向性結合器と、 該第１の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の一
方に対して形成され、この一方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第１の位相シフタと、 該第１の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第２の方向
性結合器と、 該第２の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の一
方に対して形成され、この一方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第２の位相シフタと、 該第２の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第３の方向
性結合器と、 該第３の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他
方に対して形成され、この他方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第３の位相シフタと、 該第３の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第４の方向
性結合器と、 該第４の方向性結合器に続いて前記２本の光導波路の他
方に対して形成され、この他方の光導波路のコアの光学
長を変化させる第４の位相シフタと、 該第４の位相シフタに続いて前記２本の光導波路に形成
され、該２本の光導波路の導波光を結合する第５の方向
性結合器とを有することを特徴とする光導波路型光スイ
ッチ。 - 【請求項８】 前記第１、第２、第３、第４、および第
５の方向性結合器の結合長は、それぞれ完全結合長の８
分の１、４分の１、４分の１、４分の１、および８分の
１であることを特徴とする請求項７記載の光導波路型光
スイッチ。 - 【請求項９】 前記第１、第２、第３、第４、および第
５の方向性結合器の結合長は、それぞれ完全結合長の８
分の１、４分の１、４分の１、４分の１、および８分の
１よりも僅かに長いことを特徴とする請求項７記載の光
導波路型光スイッチ。 - 【請求項１０】 前記第１乃至第４の位相シフタは、前
記光導波路のコアに近接して設けられるヒータを有する
熱光学位相シフタであることを特徴とする請求項７乃至
９のいずれかに記載の光導波路型光スイッチ。 - 【請求項１１】 前記光導波路のうち、少なくとも前記
熱光学位相シフタが形成される部分の光導波路は、高分
子材料で構成されることを特徴とする請求項１０記載の
光導波路型光スイッチ。
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|---|---|---|---|---|
| WO2004059353A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-15 | Pirelli & C. S.P.A. | Integrated optical add/drop device having switching function |
| JP2005352202A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光回路、光合波器及び光分波器 |
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