JPH01118821A - 導波型光スイッチ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、実用に適したクロストーク特性を有する偏
波依存性のない導波型光スイッチであって、より緩やか
な作成条件で作成記来る導波型光スイッチに関する。

（従来の技術） 近年、偏波依存性のない導波型光スイッチの研究及び開
発が進められ、例えば文献Ｉ「光通信システムワークシ
ョップ（ＯＣＳ−８７１０１９８７゜８．３Ｌ　）　Ｊ
に、低電圧及θ低損失で動作する偏波依存性のない導波
型光スイッチが提案されている。

第９図は、上記文献工に提案されでいる導波型光スイッ
チの構成を概略的に示す平面図である。

同図において、１０は２カツトＬｉＮｂＯ３基板、１２
は光の相互作用が行なわれる結合領域、また１４及び１
６は結合領域において互いに平行となる入出力導波路を
示し、基板１０にＴｉを拡散することによって入出力導
波路１４．１６を形成している。１８及び２０は制御電
極を示し、入出力導波路１４の結合領域１２の部分に分
割されない１個の制御電極１８ヲ、また入出力導波路１
６の結合領域１２の部分に分割されない１個の制御電極
２０を設け、図示の導波型光スイッチ２２を、これら制
御電極＋８．２０　！介しΔＢ同相駆動する構成となっ
ている。

結合領域１２においで平行な入出力導波路１４．１６を
備える導波型光スイッチでは、電気光学効果の大なるＴ
Ｍ波に対してバー（８ａ　ｒ）状態となる動作点と、電
気光学効果の小なるＴＥ波に対してＢａｒ状態となる動
作点とを、制御電極１８．２０の印加電圧を調整するこ
とによって一致させることが出来ることが、一般に知ら
れでいる。２カ・シトＬｉＮｂＯ３基板１２の電気光学
係数γ、３及びγ３３の比は、γ１３／γ３３鈎１／３
．３であるので、ＴＭ波に対してＢａｒ状態となる一番
目の動作点と、ＴＥ波に対してＢａｒ状態となる三番目
の動作点とを一致させることが出来る。

また分割されない制御電極１８．２０を用いてΔＢ同相
駆動を行なう構成では、ＴＭ波に対してクロス（Ｃｒｏ
ｓｓ）状態となる動作点と、ＴＥ波に対してＣｒｏｓｓ
状態となる動作点とを一致させるには、ＴＭ波及びＴＥ
波に対する結合係数を一致させることが必要であった。

しかも、この構成では、Ｃｒｏｓｓ状態においで実用に
適したクロストークを得るために、ＴＭ波に対する結合
長を素子長に一致させ、かつＴＥ波に対する結合長を素
子長に一致させることが必要であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述した従来の光導波型光スイッチでは、
作成条件（特に入出力導波路形成のためのＴｉ薄膜の作
成条件）が非常に厳しく、これがため実用に適したクロ
ストーク特性を有する光導波型光スイッチを歩留り良く
作成することが出来ないという問題点があった。

すなわち、ＴｉＥ散導波路は基板上に薄膜状に形成した
Ｔｉを拡散することによって形成されるが、上述のよう
に、結合係数を一致させしかも結合長を素子長に−８さ
せるためには、このＴｉ薄膜を、この薄膜の膜厚が設計
値上（設計値×４％）の作成誤差範囲内となるように、
形成しなければならない。しかしながら、このような誤
差範囲でＴｉ薄膜の膜厚制御を行なうことは非常に困難
であった。

この発明の目的は上述した従来の問題点を解決し、実用
に適したクロストーク特性を有する偏波依存性のない導
波型光スイッチであって、より緩やかな作成条件で作成
出来る導波型光スイッチを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を計るため、この出願の第一の発明の導
波型光スイッチは、 光の相互作用が行なわれる結合領域において互いに平行
な２本の入出力導波路を有し、反転ΔＢ電極型の制御電
極を有する導波型光スイッチにおいて、 素子長をＬ及び結合長８ρ。とする場合、電気光学効果
の大となる一方の光に対する導波型光スイッチの動作状
態をクロス状態とする電圧を制御電極に印加したとき、
電気光学効果の小となる他方の光に対するＬ／ρ。の値
が、他方の光に対する導波型光スイッチの動作状態をク
ロス状態とするような値となるよう１こ、素子長し及び
結合長β。を設定して成ることを特徴とする。

また、この出願の第二の発明の導波型光スイッチは、 光の相互作用が行なわれる結合領域において互いに平行
な２本の入出力導波路を有し、反転△β電極型の制御電
極を有する導波型光スイッチにおいて、 素子長をＬ及び結合長をｌｃとする場合、電気光学効果
の大となる一方の光に対する導波型光スイッチの動作状
態をクロス状態とする電圧を制御電極に印加したとき、
電気光学効果の小となる他方の光に対するＬ／β。の値
が、他方の光に対する導波型光スイッチの動作状態をク
ロス状態とするような値となるように、素子長し及び結
合長β。を設定し、 結合領域の少なくとも一方の入出力導波路中に、垂直電
場及び又は水平電場を形成するための補助制御電極を設
けで成ることを特徴とする。

（作用） この出願の第−及び第二の発明の導波型光スイッチによ
れば、光の相互作用が行なわれる結合領域において互い
に平行な２本の入出力導波路を有する。このような平行
な入出力導波路を有する導波型光スイッチにあっては、
電気光学効果の大となる一方の光に対してバー（Ｂａ　
ｒ）状態となる動作点と、電気光学効果の小となる他方
の光に対してＢａｒ状態となる動作点とを、制御電極に
印加する電圧を調整することによって一致させることが
出来る。

また、この出願の第−及び第二の発明の導波型光スイッ
チによれば、電気光学効果の大となる一方の光に対する
導波型光スイッチの動作状態をクロス状態とする電圧を
制御電極に印加するとき、電気光学効果の小となる他方
の光に対するＬ／β。の値が、他方の光に対する導波型
光スイッチの動作状態をクロス状態とするような値とな
るように、素子長し及び他方の光に対する！。を設定す
る。このように、素子長し及び他方の光に対するβ−ｃ
を設定することによって、一方の光に対してＣｒｏｓｓ
状態となる動作点と、他方の光に対してＣｒｏｓｓ状態
となる動作点とを一致させることが出来る。

従って、第−及び第二の発明によれば、一方及び他方の
光に対するＢａｒ状態の動作点を一致させ、かつ一方及
び他方の光に対するＣｒｏｓｓ状態の動作点を一致させ
るので、偏波依存性のない動作が行なえる。

ざらに、第二の発明の導波型光スイッチによれば、結合
領域における少なくとも一方の入出力導波路中に垂直電
場及び又は水平電場を形成するための補助制御電極を備
える。少なくとも一方の入出力導波路中の垂直電場及び
又は水平電場をｔｉ／？に変化させることによって、２
本の入出力導波路の伝搬定数を微調整することが出来る
。

（実施例） 以下、図面ヲ参照してこの出願の第−及び第二発明の実
施例につき説明する。尚、図面は第−及び第二の発明が
理解出来る程度に概略的に示しであるにすぎず、従って
、各構成成分の寸法、形状、配Ｈａ係、形成材料及び配
設個数は図示例に限定されるものではないことを理解さ
れたい。

く第一発明の説明〉 に天痙あ 第１図は第一発明の第一実施例の構成を概略的に示す斜
視図である。同図において、２４は電気光学効果を有す
る結晶材料から成る基板例えば２カツトＬｉＮｂＯ３基
板、２６は光の相互作用が行なわれる結合領域、また２
８及び３０は結合領域において互いに平行な入出力導波
路を示す。２本の入出力導波路２８及び３０は、例えば
、基板２４中にＴ１を拡散することによって形成される
。基板２４として２カツトＬｉＮｂ○３基板を用いる場
合、電気光学効果が大となる一方の光はＴＭ波であり、
電１気光学効果が小となる他方の光はＴＥ波である。

ＴＭ波及びＴＥ波の電場の撮動方向はそれぞれ基板２４
の基板面に対して垂直方向及び水平方向となる。

入出力導波路２８．３０は、結合９Ｎ　’４．２６にお
いてこれら導波路２８．３０のＰ８１で光の相互作用か
行なわれるように近接させて設けられてあり、従って、
結合領域２６の導波路２８．３０の間で光の結合を生じ
させて、光のスイッチングを行なうことが出来る。入出
力導波路２８．３０は、結合領域２６において方向性結
合器を構成する。光は２カツトＬｉＮｂ○３基板２４の
Ｘ軸方向の結晶軸に沿う方向へ、入出力導波路２８．３
０中を伝搬する。

尚、２８ａ及び２８ｂは入出力導波路２８の入力ポート
及び出力ポート、また３０ａ及び３０ｂは入出力導波路
３０の入力ポート及び出力ポートを示す。

３２及び３４は入出力導波路に設けられる制御電極、ま
た３６は入出力導波路の外側の基板領域に設けられる制
御電極を示し、この第一実施例の導波型光スイッチ３８
は、反転ΔＢ型の制御電極を構成するこれら制御電極３
２．３４．３６を有し、制御電極３２．３４．３６を介
し反転ΔＢ駆動される。

この実施例では、制御電極３２．３４及び３６をそれぞ
れ、２個に分割された電極部材３２ａ、３２ｂ　、２個
に分割された電極部材３４ａ、３４ｂ及び２個に分割さ
れた電極部材３６ａ、３６ｂ　％以って構成する。しが
も、電極部材３６ａ、３６ｂは、入出力導波路３０との
間に入出力導波路２８をはさむように、入出力導波路２
８の左側縁と離間させて基板２４に設けられている。電
極部材３２ａ、３２ｂは、これら電極３２ａ、　３２ｂ
の左側縁が入出力導波路２８の右側縁に一致し、かつこ
れら電極３２ａ、３２ｂの右側縁が入出力導波路２８の
右側縁と入出力導波路３０の左側縁との間の基板２４領
域に泣言するように、延在させて設けられている。電極
部材３４ａ、３４ｂは、これら電極３４ａ、３４ｂの右
側縁が入出力導波路３０の左側縁に一致し、かつこれら
電極３４ａ、３４ｂの右側縁が入出力導波路２８の右側
縁から基板２４の右側縁の側へ延出するように、延在さ
せて設けられている。

ざらに、電極部材３２ａＪ４ａ、３６ａの入力ボート２
８ａ、３０ａ側の端縁は、結合領域２６の入力ボート２
８ａ、３０ａ側の端縁Ｘと一致するように、また電極部
材３２ｂ、３４ｂ、３６ｂ　（７）出力ボート２８ｂ、
３０ｂ側の端縁は、結合器ｔＪ２２６の出力ボート２８
ｂ、３０ｂ側の端縁Ｙと一致するように、配貫されてい
る。

次に第一実施例につき、第２図（Ａ）及び（Ｂ）を参照
してざらに詳細に説明する。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）はこの実施例の動作条作図（（
Ｌ＃、）−（ΔＢＬ／π）ダイヤグラム）である、これ
ら図においで、ノいンチングを付して示す領域Ｍは、導
波型光スイッチ３８がＴＭ波及びＴＥ波に対しＣｒｏｓ
ｓ状態で、しかも−２０ｄＢ以下のクロストークで動作
する領域を示す。尚、Ｌは素子昂、β。は結合長及びΔ
Ｂは伝搬定数差である。以下、ＴＭ波に対する結合長及
び伝搬定数差をｆｆ　、（ＴＭ）及びΔＢ（ＴＭ）とし
、ＴＥ波に対する結合長及び伝搬定数差をβ。（ＴＥ）
及びΔＢ（ＴＥ）として表す。

第２図（Ａ）に示すように、例えば、ＴＭ波に対するＬ
／β。（Ｌ／β。（ＴＭ）　）が１．１となるように導
波型光スイッチ３８を作成した場合、ＴＭ波に対するΔ
ＢＬ／ＴＩ　（ΔＢ　（ＴＭ）Ｌ　／　ＴＴ　）がａ−
ａ′の範囲の値をとるとき、ＴＭ波に対する導波型光ス
イッチ３日の動作状態はＣｒｏｓｓ状態となる。このよ
うな範囲の八β（ＴＭ）Ｌ／Ｔ［は、例えば、電極部材
３６ａ、３４ａ及び３２ｂに正（＋）の極性を有する任
意好適な大きざの電圧を及び電極部材３２ａ、３６ｂ及
び３４ｂに負（−）の極性を有する任意好適な大きざの
電圧を印加することによって得られる。

このように電圧を印加したとき、ＴＥ波に対するΔＢＬ
／Ｔ［（八β（ＴＥ）Ｌ／ＴＩ）は、電気光学定数γ、
３及びγ３３の比がγ１３／γ３３押１／３．３である
ため、ｂ−ｂ　′の範囲の値となる。このとき、ＴＥ波
に対する導波型光スイッチ３８の動作状態をＣｒ　、ｏ
　ｓ　ｓ状態とするためには、ＴＥ波に対するＬ／ｕ、
（Ｌ／ρ。（ＴＥ）　）の値がＳＴＥの範囲の値となる
ようにすれば良い。

Ｌ／βｅ（ＴＥ）の値をＳＴＥの範囲の値となるように
設定することによって、ＴＭ波に対する動作状態をＣｒ
ｏｓｓ状態とする電圧を印加したとき、Ｌ／βｃ（ＴＥ
）の値がＴＥ波に対する動作状態をＣｒｏｓｓ状態とす
るような値となるようにすることが出来る。

すなわち、例えば、Ｌ／β。（ＴＭ）＝１．１としＬ／
β。（■ε）の値をＳＴＥの範囲の値とすることによっ
て、ＴＥ波及びＴＭ波に対するＣｒｏｓｓ状態を同一の
電圧印加状態で得ることが出来る（ＴＥ波及びＴＭ波に
対してＣｒｏｓｓ状態となる動作点が一致する）。

同様に、第２図（Ｂ）に示すように、例えばＬ／ρ。（
ＴＭ）＝１．５とする場合にも、Ｌ／β。

（ＴＥ）の値がＳＴＥの範囲の値となるように設定する
ことによって、ＴＭ波に対する動作状態をＣｒ０ＳＳ状
態とする電圧を印加したとき、Ｌ／ｕ　、（ＴＥ）の値
がＴＥ波に対する動作状態をＣｒ。

ＳＳ状態とするような値となるようにすることが出来る
。

従って、例えば、Ｌ／βｅ（ＴＭ）　＝　１　、’５と
しＬ／β、（ＴＥ）のＷａＳ□、の範囲の値とすること
によって、ＴＥ波及びＴＭ波に対するＣｒｏｓｓ状態を
同一電圧の印加によって得ることが出来る。

第２図（Ａ）及び（Ｂ）からも理解出来るように、領域
Ｐが急峻であるため、Ｌ／β。（ＴＭ）の値が異なる値
をとる場合でも、第２図（Ａ）及び（Ｂ）において動作
点の一致するＳＴＥの範囲はほぼ一致する。制御電極３
２．３４．３６を反転ΔＢ型の制御電極に構成したこと
によって、領ＩＳＰが急峻になるものと考えられる。

従って、例えば、Ｌ／β。（ＴＭ）の値が１．１から１
．５の範囲の値となり、かつし／βｃ（ＴＥ）の値がＳ
□、の範囲の値となるような作成条件で、導波型光スィ
ッチ３８ヲ作成すれば、ＴＭ波及びＴＥ波に対するＣｒ
ｏｓｓ状態の動作点が一致し、しかも−２０ｄＢ以下の
実用に適したクロストークで動作する導波型光スィッチ
３８ヲ作成することが出来る。動作点が一致し、しかも
実用に適したクロストークで動作する導波型光スイッチ
３８のみを必ずしも作成出来るものではないが、従来の
ようにＩＩｉ格な作成条件で作成しなければならない場
合と比較して、Ｃｒｏｓｓ吠態で実用に適したクロスト
ーク特性を有する先導波型光スイッチを、より緩やかな
作成条件でしかも歩留り良く作成することが出来る。

一方、結合領域においで平行である２本の入出力導波路
を有する導波型光スイッチでは、ＴＭ波に対してＢａｒ
状態となる動作点と、ＴＥ波に対してＢａｒ状態となる
動作点とを、制御電極に印加する電圧を調整することに
よって一致させることが出来ることが、従来より知られ
でおり、従って入出力導波路２８．３０を有する導波型
光スイッチ３８においても、ＴＭ波及びＴＥ波に対する
Ｂａｒ状態の動作点を、制御電極３２．３４．３６に印
加する電圧を調整することによって一致させることが出
来る。この場合には、クロストークも実用に適したクロ
ストークを得ることが出来る。従って、印加電圧の調整
によって動作点を一致させることが出来るので、Ｂａｒ
状態の動作点を一致させるために要求される作成条件を
緩やかな条件とすることが出来、しかも緩やかな作成条
件で実用に適したクロストークを得ることが出来る。Ｂ
ａｒ状態とするためには、例えば、電極部材３６ａ−３
４ａ−３６ｂｓ３４ｂに正（＋）の極性を有する任意好
適な大きさの電圧を及び電極部材３２ａ及び３２ｂに負
（−）の極性を有する任意好適な大きざの電圧を印加す
れば良い。

従って、上述したことから理解出来るように、Ｃｒ０８
Ｓ及びＢａｒ状態いずれの場合にも実用に適したクロス
トークで動作する導波型光スイッチ３８を、従来よりも
緩やかな作成条件で、しかも歩留り良く作成することが
出来る。また、Ｃｒ。

ＳＳ状態及びＢａｒ状態の動作点が一致するので、偏波
依存性のない導波型光スイッチ３８を得ることが出来る
。

第３図は作成条件の説明図であり、図中のハツチング領
域ＱはＣｒｏｓｓ状態においでＴＭ波及びＴＥ波に対し
一２０ｄＢ以下のクロストークが得られる領域を示す。

縦軸はＬ　／　ｆｆ　、（ＴＥ）及び横軸はＬ／β、（
ＴＭ）である。

第３図に示すように、Ｌ／β。（ＴＥ）及びＬ／β、（
ＴＭ）が領域Ｑ内の＠を取るような作成条件で先導波型
光スイツチ３８ヲ作成することによって、Ｃｒｏｓｓ状
態で一２０ｄＢ以下のクロストークを得ることが出来る
。

第４図（Ａ）　〜（Ｃ）はＢａｒ状態でのＴＭ波及びＴ
Ｅ波に間するクロストーク特性図であり、第４図（Ａ）
はＬ／Ｊ２ｅ（ＴＥ）　＝　１及びＬ／Ａ　、（ＴＭ）
　＝　１とした場合、第４図（Ｂ）はＬ／Ａ　、（ＴＥ
）　＝　１及びＬ／β。（ＴＭ）＝１．２５とした場合
、第４図（Ｃ）はＬ　／（ｌ　ｅ（ＴＥ）　＝　１及び
Ｌ／βｅ（ＴＭ）　＝　１　、５とした場合のクロスト
ーク特性を示す、横軸はＴＭ波に対するΔＢＬ／Ｔ［（
ΔＢ（ＴＭ）Ｌ／π）及び縦軸はクロストークである。

これら図において、ＴＭ波に間するクロストーク特性曲
線Ａを実線で及びＴＥ波に間するクロストーク特性的Ｍ
Ｂを破線で示しており、横軸のΔＢ（ＴＭ）Ｌ／πを与
える電圧が印加されたときの、ＴＭ波に関するクロスト
ーク及びＴＥ波に関するクロストークをプロットして曲
線Ａ及びｌそれぞれ示した。

電気光学定数γ、３及びγ３３の比がγ１３／γ３３〜
１／３．３であルノテ、第４図（Ａ）　〜（Ｃ）　１．
１ｍ示すように、８ａｒ状態では、ＴＭ波に対する一番
目の動作点と、ＴＥ波に対する三番目の動作点とを、印
加電圧の調整によって一敗させることが出来る。

しかも、第４図（Ａ）〜（Ｃ）からも理解出来るように
、βＪＴＥ）＝　１　（ｃｏｎｓ　ｔ、）としβ。（Ｔ
Ｍ）を１．１．２５．１．５と変化させても、動作点は
、はぼΔＢ（ＴＭ）Ｌ　／　ＴＩ　＝　６となるような
動作点で一敗し、ＴＭ波及びＴＥ波いずれに対しても一
２０ｄＢ以下のクロストークが得られる。

第５図はＢａｒ状態においてＴＭ波及びＴＥ波のクロス
トークが最小となるときの、ＴＭ波に間するクロストー
クの変化を示すクロストーク特性図であり、横軸にＬ／
β。（ＴＭ）及び縦軸にＴＭ波波に関するクロストーク
を取っている。

第５図からも理解出来るように、導波型光スイッチ３８
の作成誤差によって、ΔＢ（ＴＭ）／ΔＢ（ＴＥ）の値
が３．０．３．２．３．４．３．６と変化する場合でも
、Ｌ／βｅ（ＴＭ）の値が例えば約１．０〜１．５の範
囲の値のとき、−２０ｄＢ以下のクロストークを得るこ
とが出来る。

に叉流あ 第６図は第二実施例の構成を概略的に示す斜視図である
。上述した第一実施例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及び４２は入出力導波路に設けられ
る制御電極、また４４は入出力導波路の外側の基板領域
に設けられる制御電極を示し、この第一実施例の導波型
光スイッチ４６は、反転ΔＢ型の制御電極を構成するこ
れら制御電極４０．４２．４４を有し、制御電極４０．
４２．４４を介し反転ΔＢ短駆動れる。

この実施例では、制御電極４０を３個に分割された電極
部材４０ａ、４０ｂ、４０ＣＩＦｒ以って、制御電極４
２を３個に分割された電極部材４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
を以って、ざらに制御電極４４を３個に分割された電極
部材４４ａ、４４ｂ、４４ｃを以って構成する。

しかも、電極部材４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、入出力導
波路３０との間に入出力導波路２８をはさむように、入
出力導波路２８の左側縁とＭ間させて基板２４に設けら
れている。電極部材４０ａ、　４０ｂ、　４０ｃは、こ
れら４０ａ、４０ｂ、４０ｃの右側縁が入出力導波路２
８の右側縁に一敗し、かつこれら４０ａ、４０ｂ、４０
ｃの右側縁が入出力導波路２８の右側縁と入出力導波路
３ｏの右側縁との間の基板２４領域に位画するように、
延在させて設けられている。電極部材４２ａ、　４２ｂ
、　４２ｃは、これら４２ａ、４２ｂ、４２ｃの右側縁
が入出力導波路３ｏの左側縁に一致し、がつこれら４２
　ａ　１４２　ｂ　％　４２　ｃの右側縁が入出力導波
路２８の右側縁がら基板２４の右側縁の側へ延出するよ
うに、延在させて設けられでいる。

ざらに、電極部材４０ａ、　４２ａｓ　４４ａの入力ポ
ート２８ａｓ　３０ａ側の端縁は、端縁Ｘと一敗するよ
うに、また電極部材４０ｃ、４２ｃ、４４ｃの出力ボー
ト２８ｂ、３０ｂ側の端縁は、端縁Ｙと一敗するように
配置されている。

この第二実施例の導波型光スイッチ４６も、第−実施例
と同様、ＴＭ波に対する動作状態をＣｒｏｓｓ状態とす
る電圧を印加したとき、Ｌ／ｆｆ　、（ＴＥ）の値がＴ
Ｅ波に対する動作状態ＩＣｒ。

Ｓｓ状態とするような値となるように作成され、しかも
結合領域２６において平行な２本の入出力導波路２８．
３０８備える。

制御電極４０．４２．４４を３分割して反転ΔＢ型の制
御電極を構成した場合、電極部材４４　ａ　％　４２　
ａ　％　４０　ｂ　−４４ｃ、　４２ｃにそれぞれ正（
＋）の極性を有する任意好適な大きざの電圧を印加し、
かつ電極部材４０ａ１４４ｂ、　４２ｂ、　４０ｃにそ
れぞれ負（−）の極性を有する任意好適な大きさの電圧
を印加することによってＴＭ波及びＴＥ波に対してＣｒ
ｏｓｓ状態で動作させることが出来る。しかも、実用に
適したクロストークで動作させることが出来る。

また、電極部材４４ａ、　４４ｂ、　４４ｃ、　４２ａ
、　４２ｂ、　４２ｃにそれぞれ正（＋）の極性を有す
る任意好適な大きざの電圧を印加し、かつ電極部材４０
ａ、４０ｂ、４０ｃにそれぞれ負（−）の極性を有する
任意好適な大きざの電圧を印加することによってＴＭ波
及びＴＥ波に対してＢａｒ状態で動作させることが出来
る。

しかも、実用に適したクロストークで動作させることが
出来る。

この第二実施例でも、第一実施例と同様に、実用に適し
たクロストークで動作する偏波依存性のない導波型光ス
イッチを、従来よりも緩やかな作成条件で、しかも歩留
り良く作成することが出来る。

く第二発明の説明〉 民施側 第７図は第二発明の実施例の構成を概略的に示す斜視図
である。尚、上述した第一発明の実施例の構成成分と対
応する構成成分についでは、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、４８及び５０は入出力導波路に設けられ
る制御電極、また５２は入出力導波路の外側の基板領域
に設けられる制御電極を示し、この実施例の導波型光ス
イッチ５３は、反転ΔＢ型の制御電極を構成するこれら
制御電極４８．５０．５２を有し、制御電極４８．５０
．５２を介し反転ΔＢ駆動される。

制御電極５２は、分割されない１個の電極部材を以って
構成され、入出力導波路３０との間に入出力導波路２８
をはざむように、入出力導波路２日の右側縁と離間させ
て基板２４に設けられでいる。制御電極４８は、１個の
分割されない電極部材を以って構成され、その右側縁が
入出力導波路２８の右側縁に一致し、かつその右側縁が
入出力導波路２８の右側縁と入出力導波路３０の左側縁
との間の基板２４領域に位置するように、延在させて設
けられている。

制御電極５０は、２個に分割された電極部材５０ａ１５
０ｂを以って構成され、これら５０ａ、５０ｂの左側縁
が入出力導波路３０の左側縁に−敗し、かつこれら５０
ａ、　５０ｂの右側縁が入出力導波路２８の右側縁に一
致するよう、延在させて設けられている。

ざらに、制御電極４８．５２及び電極部材５０ａの入力
ポート２８ａ、３０ａ側の端縁は、端縁Ｘと一致するよ
うに、また制御電極４８．５２及び電極部材５０ｂの出
力ポート２８ｂ、３０ｂ側の端縁は、端縁Ｙと一致する
ように配置されている。

この実施例の導波型光スイッチ５３も、第一発明の第一
実施例と同様、ＴＭ波に対する動作状態をＣｒｏｓｓ状
態とする電圧を印加したとき、Ｌ／β。（ＴＥ）の値が
ＴＥ波に対する動作状態をＣｒ。

５ｓｔＫ態とするような値となるよう（こ作成され、し
かも結合領Ｖｔ２６において平行な２本の入出力導波路
２８．３０７＆備える。

従って、第一発明の第一実施例と同様に、Ｃｒ０ＳＳ及
びＢａｒいずれの場合にも実用に適したクロストークで
動作する偏波依存性のない導波型光スイッチを、従来よ
りも緩やかな作成条件で、しかも歩留り良く作成するこ
とが出来る。

導波型光スイッチ５３は、制御電極４８．５０．５２に
それぞれ任意好適な極性を有する任意好適な大きさの電
圧を印加して反転ΔＢ駆動することによって、Ｃｒｏｓ
ｓ及びＢａｒ状態で動作させることが出来る。

５４は結合領域の少なくとも一方の入出力導波路中に、
垂直電場及び又は水平電場を形成するための補助電極を
示す。この実施例では、補助電極５４を例えば２個に分
割された電極部材５４ａ、５４ｂを以って構成し、これ
ら５４ａ、５４ｂ　＠入出力導波路３０の右側縁と基板
２４の右側縁との間の基板２４領域に、電極部材５０ａ
、５０ｂと離間させて設ける。

第８図は第７図に示す実施例の構成を示す正面図である
。

同図に示すように、この実施例では、制御電極４８．５
０．５２ヲ介し、例えば矢印Ｐで示すような方向の電場
を形成することによって、入出力導波路２８．３０中に
基板２４面に垂直な方向の電場（垂直電場）を形成する
。これと共に補助電極５４を介し、例えば矢印Ｑで示す
ような方向の電場を形成すること（こよって、一方の入
出力導波路３０中に基板２４面に水平な方向の電場（水
平電場）を形成する。

ＴＭ波に対する電場による屈折率変化Δｎ。

は、次式（１）によって表すことが出来る。

また、ＴＥ波に対する電場による屈折率変化Δｎｏは、
次式（２）によって表すことが出来る。

但し、ｎ、：ＴＭ波に対する屈折率 ｎ０　：ＴＥ波に対する屈折率 γ１３、γ２□、γ３３：電気光学係数Ｅｖ　：入出力
導波路中に形成される垂直電場の強度 Ｅｈ　＝入出力導波路中に形成される水平電場の強度 「：定数 上記（１）及び（２）式から理解出来るように、垂直電
場（Ｅｖ）のみではΔｎ、及びΔｎｏを独立して制御出
来ないが、垂直電場（Ｅｖ）及び水平電場（Ｅｌ、　）
によれば、Δｎ、及びΔｎｏを独立して制御することが
出来る。

導波型光スイッチ５３は、ＴＭ波に対する動作状態をＣ
ｒｏｓｓ状態とする電圧を印加したとき、Ｌ／β。（Ｔ
Ｅ）の値がＴＥ波に対する動作状態をＣｒｏｓｓ状態と
するような値となるような作成条件で作成されていれば
、制御電極４８．５０．５２ヲ介し反転Δｅ動作させる
ことによって、実用に適したクロストークでＣｒｏｓｓ
及びＢａｒ状態で偏波依存性のない動作をさせることが
出来る。

しかしながら、実際の作成では、作成された導波型光ス
イッチが上述の作成条件を満足しない場合もある。この
場合には、例えば実用に適したクロストークが得られな
くなったり、或はＴＥ波に対してＣｒｏｓｓ状態で動作
させることが出来なくなったりする。このような不都合
は、例えば、ＴＭ波及びＴＥ波に対する入出力導波路２
８の屈折率や、ＴＭ波及びＴＥ波に対する入出力導波路
３０の屈折率を、補助電極５４ヲ介しそれぞれ制御する
ことによって、回避することが出来る。補助電極５４１
Ｆｒ用いることによって、上述の作成条件を満足しない
場合にクロストークの低減を図ると共に、ＴＭ波及びＴ
Ｅ波に対する動作状態を電気的に制御することが出来る
。その結果、この第二発明は第一発明よりも、歩留りの
向上を図れるという利点がある。

Ｃｒｏｓｓ状態で動作させる場合、例えば、次に述べる
ようにすれば良い、まず、制御電極５２．４８をアース
とする。このとき、ＴＭ波に対しては、制御電極５０ａ
に正（＋）の極性の及び制御電極５０ｂに負（−）の極
性の任意好適な大きさの電圧を印加することによって、
実用に適したクロストークで動作させることが出来る。

また、ＴＥ波に対しでは、補助電極部材５４ａに正（＋
）又は負（−）の極性の及び補助電極部材５４ｂに負（
＝）又は正（＋）の極性の、任意好適な大きざの電圧を
印加することによって、実用に適したクロストークで動
作させることが出来る。

またＢａｒ状態で動作させる場合、例えば次に述べるよ
うにすれば良い。まず、制御電極４８、制御電極部材５
０ａ、５０ｂをアースとする。制御電極４日には正（＋
）又は負（−）の極性の任意好適な大きざの電圧を印加
する。そして、補助電極部材５４ａ、５４ｂに同一の極
性及び大きざであって、任意好適な大きざの電圧を印加
する。その結果、ＴＭ波及びＴＥ波に対する動作点を一
致させ、しかも実用に適したクロストークで動作させる
ことか出来る。

第−及び第二発明は、上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、各構成成分の配設位置、構成、寸法、形
成材料、数値的条件及びその他の作成条件を任意好適に
変更して良い。また、制御電極及び又は補助電極に印加
する電圧の極性や大きざその他の動作条件、特に第二発
明にあっては、垂直電場及び水平電場の形成状態を任意
好適に変更して良い。

例えば第−発明及び第二発明においで、反転ΔＢ電極型
の制御電極の配設個数及び配設位置や、制御電極を分割
して構成する場合の分割個数や、制御電極を構成する分
割された電極部材の寸法を任意好適に設定することが出
来る。

また第二発明にあっては、２本の入出力導波路中に形成
される垂直電場及び又は水平電場の、形成状態及び形成
方法を上述の実施例に限定することなく任意好適に変更
して良い。

尚、第−及び第二発明にあっては、結合長β。（ＴＭ）
及びＡＣ（ＴＥ）！それぞれ素子長しにほぼ一致させる
ようにすると、動作電圧を低減することが出来る。

（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−及
び第二の発明の導波型光スイッチによれば、電気光学効
果が大きい一方の光に対する動作状態をＣｒｏｓｓ状態
とする電圧を印加したとき、電気光学効果の小さい他方
の光に対するＬ／ｌｃの値が、他方の光に対する動作状
態をＣｒ。

ＳＳ状態とするような値となるようにする。このような
作成条件で導波型光スイッチを作成することによって、
Ｃｒｏｓｓ状態における一方及び他方の光の動作点を一
致させることが出来る。しかも、制御電極を反転ΔＢ電
極型とした導波型光スイッチを上述の作成条件で作成す
ることによって、Ｃｒｏｓｓ状態において実用に適した
クロストークで動作する導波型光スイッチを、従来より
も緩やかな作成条件で歩留り良く作成することが出来る
。

一方、結合領域において平行である２本の入出力導波路
を有する導波型光スイッチでは、印加電圧の調整によっ
て、Ｂａｒ状態でこおいで実用に適したクロストークを
得ることが出来ると共に、Ｂａｒ状態における一方及び
他方の光の動作点を一致させることが出来る。印加電圧
の調整１こよって動作点を一致させることが出来るので
、Ｂａｒ状態の動作点を一致させるため（こ要求される
作成条件を緩やかな条件とすることが出来る。

従って、第−及び第二の発明によれば、Ｃｒ。

ＳＳ及びＢａｒ状態のいずれの場合も実用に適したクロ
ストークで動作する導波型光スイッチを、従来よりも緩
やかな作成条件で、しかも歩留り良く作成することが出
来る。また、Ｃｒｏｓｓ状態での動作点が一致し及びＢ
ａｒ状態での動作点が一致するので、偏波依存性のない
導波型光スイッチを得ることが出来る。

これに加え、第二の発明の導波型光スイッチによれば、
結合領域における少なくとも一方の入出力導波路中に垂
直電場及び又は水平電場を形成するための補助制御電極
を備える。少なくとも一方の入出力導波路中の垂直電場
及び又は水平電場を＋！’？に変化させることによって
、一方及び他方の光に対する２本の入出力導波路の伝搬
定数を微調整することが出来る。この微調整によって、
クロストークの低減を図ると共に、一方及び他方の光に
対する動作状態を電気的に制御することが出来る。

作成された導波型光スイッチが上述の作成条件を満足し
ない場合には、例えば実用に適したクロストークが得ら
れなくなったり、或はＴＥ波に対してＣｒｏｓｓ状態で
動作させることが出来なくなったりするが、補助電極を
用いて伝搬定数を微調整することによって、クロストー
クを低減し、或は他方の光に対してＣｒｏｓｓ状態で動
作するよう１ζすることが出来る。その結果、この第二
発明は第一発明よりも、歩留りの向上を図れるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一発明の第一実施例の構成を概略的に示す斜
視図、 第２図は第一発明の第一実施例の作成条件の説明に供す
る動作条件図、 第３図は第一発明の第一実施例の作成条件の説明図、 第４図及び第５図は第一発明の第一実施例のクロストー
ク特性図、 第６図は第一発明の第二実施例の構成を概略的に示す斜
視図、 第７図は第二発明の実施例の構成を概略的に示す斜視図
、 第８図は第二発明の補助電極の説明図、第９図は従来の
導波型光スイッチの構成を概略的に示す斜視図である。 ２６・・・結合領域、　　　２８．３０・・・入出力導
波路３２．３４．３６．４０．４２．４４．４８．５０
．５２−・・制御電極３８．４６．５３−・・導波型光
スイッチ５４・・・補助電極。 特許出願人　　　沖電気工業株式会社 ２４：基板 ２６：結合領域 ２８．３０：入出力導波路 ３２．３４，３６：制御電極 ３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂ：電
極部材３８：導波型光スイッチ 第一発明の第−実施例 第１図 「　　　　　　　　　　　　　　　　　　ン＼　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　ット） Ω Δ１３Ｌ／ＴＴ Ｌ／βｃ　（ＴＥ） θｑ　　／、０　１．ｆ　　／、２　　／、Ｊ　　１．
４　１．５Ｌ／βｃ　（ＴＭ） 作成条件の説明図 ｔ、ｏ　　ｔ、ｔ　　／、２　　ｔ、ｙ　　／４　　ｔ
、ｓＬ／ｉ７ｃ（ＴＭ） クロストーク特性図 第５図 ４０．４２，４４：制御電極 ４０ａ、　４０ｂ、　４０ｃ、　４２ａ、　４２ｂ、　
４２ｃ、　４４ａ、　４４ｂ、　４４ｃ　：電極部材４
６：導電型光スイッチ 第一発明の第二実施例 第６図 ４８．５０．５２：制御電極　　５０ａ、５０ｂ、５４
ａ、５４ｂ：電極部材５３：導波型光スイッチ　５４：
補助電極第二発明の実施例 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光の相互作用が行なわれる結合領域において互い
   に平行な２本の入出力導波路を有し、反転ΔＢ電極型の
   制御電極を有する導波型光スイッチにおいて、 素子長をＬ及び結合長をｌ＿ｃとする場合、電気光学効
   果の大となる一方の光に対する前記導波型光スイッチの
   動作状態をクロス状態とする電圧を前記制御電極に印加
   したとき、電気光学効果の小となる他方の光に対するＬ
   ／ｌ＿ｃの値が、該他方の光に対する前記導波型光スイ
   ッチの動作状態をクロス状態とするような値となるよう
   に、前記素子長Ｌ及び結合長ｌ＿ｃを設定して成ること を特徴とする導波型光スイッチ。
2. （２）光の相互作用が行なわれる結合領域において互い
   に平行な２本の入出力導波路を有し、反転ΔＢ電極型の
   制御電極を有する導波型光スイッチにおいて、 素子長をＬ及び結合長をｌ＿ｃとする場合、電気光学効
   果の大となる一方の光に対する前記導波型光スイッチの
   動作状態をクロス状態とする電圧を前記制御電極に印加
   したとき、電気光学効果の小となる他方の光に対するＬ
   ／ｌ＿ｃの値が、該他方の光に対する前記導波型光スイ
   ッチの動作状態をクロス状態とするような値となるよう
   に、前記素子長Ｌ及び結合長ｌ＿ｃを設定し、 前記結合領域の少なくとも一方の入出力導波路中に、垂
   直電場及び又は水平電場を形成するための補助制御電極
   を設けて成ることを特徴とする導波型光スイッチ。