+

WO2003007052A1 - Commutateur de matrice de guides d'ondes optiques et procede de production associe - Google Patents

Commutateur de matrice de guides d'ondes optiques et procede de production associe Download PDF

Info

Publication number
WO2003007052A1
WO2003007052A1 PCT/JP2002/007128 JP0207128W WO03007052A1 WO 2003007052 A1 WO2003007052 A1 WO 2003007052A1 JP 0207128 W JP0207128 W JP 0207128W WO 03007052 A1 WO03007052 A1 WO 03007052A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical waveguides
optical
optical waveguide
groove
type matrix
Prior art date
Application number
PCT/JP2002/007128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tatsuo Izawa
Katsuhiko Kurumada
Toshiaki Tamamura
Makoto Satoh
Katsunari Okamoto
Original Assignee
Ntt Electronics Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ntt Electronics Corporation filed Critical Ntt Electronics Corporation
Priority to EP02747665A priority Critical patent/EP1413912A4/en
Priority to JP2003512761A priority patent/JP3810768B2/ja
Publication of WO2003007052A1 publication Critical patent/WO2003007052A1/ja
Priority to US10/755,388 priority patent/US6954562B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3596—With planar waveguide arrangement, i.e. in a substrate, regardless if actuating mechanism is outside the substrate
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12097—Ridge, rib or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
    • G02B6/3546—NxM switch, i.e. a regular array of switches elements of matrix type constellation

Definitions

  • Patent application title Optical waveguide type matrix switch and method for manufacturing the same
  • the present invention relates to an optical waveguide type matrix switch and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an optical waveguide type switch comprising a matrix switch having a uniform groove having a deep and vertical cross section and having a small variation in passage loss.
  • the present invention relates to a matrix switch and a method for manufacturing the same.
  • a bubble type matrix switch As a typical optical switch, a bubble type matrix switch is known. Assuming that the number of inputs is m and the number of outputs is n, the bubble-type matrix switch intersects m parallel optical waveguides with n parallel optical waveguides and forms a groove at each intersection. Then, the core part of the intersecting optical waveguide is cut. The groove is filled with a matching oil having the same refractive index as the refractive index of the optical waveguide so that light can pass therethrough. A heater is installed in the lower part of the groove, and when the heater is heated, bubbles are generated in the groove. Since the refractive index of the bubble is smaller than that of the optical waveguide, the light is totally reflected. By adjusting the angle of the totally reflected light, the light can be transmitted through a desired optical waveguide.
  • silica glass that can realize a low-loss waveguide is used for the matrix switch.
  • Quartz glass (Si 2 ) is dry-etched with CHF-based gas.
  • Reactive species play a role in removing Si
  • CH active species play a role in eliminating 0.
  • the binding energy of Si 10 O is large, large energy is required for the active species to break this bond, and the main active species that contributes to etching are ions that can be accelerated by voltage.
  • dry etching in which ions are the main component the direction of the acceleration voltage has a large effect on the shape of the etching, and the number of ions reaching the bottom surface due to the shadow of the side wall in a narrow groove with a high aspect ratio is reduced. Therefore, there is a problem that the etching rate is reduced.
  • the bottom surface of the groove is not uniformly irradiated with ions, and the cross-sectional shape of the groove tends to be tapered. Furthermore, if the ratio of the etched portion is larger than that of the masked portion, there is a difference in the amount of ions reaching the bottom of the groove, and the etching tends to be uneven. Therefore, precise control of the etching conditions was required, and as a result, the throughput of the etching was reduced, and the equipment became more sophisticated and more expensive.
  • a switching member for selecting one of the optical paths from the input port of the optical waveguide to the output port of the second set of optical waveguides, and inserted into the switching groove.
  • a switching member which is an insertion plate having a reflection surface arranged so as to be capable of being arranged;
  • Each of the grooves is arranged on an imaginary line connecting the points where the first set of optical waveguides and the second set of optical waveguides intersect, and each switching groove is provided with a refractive index that matches the refractive index of the optical waveguide. It is characterized by being filled with an existing liquid.
  • a deep groove region having the same depth as the switching groove or a deep groove region deeper than the switching groove may be arranged in a region other than the optical waveguide on the substrate.
  • a first set of dummy grooves for transmitting light disposed at any one of the input ports of the first set of optical waveguides, and a light for transmitting light disposed at any one of the output ports of the first set of optical waveguides are transmitted.
  • Each of the dummy grooves may be filled with a liquid having a refractive index that matches the refractive index of the optical waveguide, by arranging the dummy grooves on a virtual straight line connecting the intersections of the waveguide and the second set of optical waveguides.
  • m + n—1 is required until the optical signal incident on the input port of the first set of optical waveguides is output from the output port of the first set of optical waveguides or the output port of the second set of optical waveguides.
  • the dummy grooves are arranged so as to pass through the grooves.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical waveguide type matrix switch according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows the relationship between groove width and light loss.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the optical waveguide type matrix switch according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an optical waveguide type matrix and switch according to an embodiment of the present invention.
  • the number of inputs is m and the number of outputs is n.
  • Waveguide-type matrix switch includes an optical waveguide 1 1 i to 1 l m parallel of the m, crossed and the optical waveguide 1 2 i-l 2 n parallel of the n switching groove in each of the intersections Form a.
  • Dummy grooves b are formed on the input and output sides of the optical waveguides 1 li to ll m and on the output sides of the optical waveguides 12 i to l 2 n .
  • the switching groove a is filled with a matching oil so that light passes therethrough.
  • Matching oil is a liquid having a refractive index that matches the refractive index of the optical waveguide.
  • the dummy groove b is also filled with matching oil, but the insertion plate is not inserted and is always in a transparent state.
  • No dummy groove b is formed at the input port of the optical waveguide 11 m .
  • one optical waveguide 1 1 2 output ports, two on the optical waveguide 1 1 3 output ports, increasing sequentially one Dzu', the optical waveguide 1 1 n output ports to n-1 dummy groove b of Is placed.
  • one dummy port b is arranged at the output port of the optical waveguide 12 n , one at the output port of the optical waveguide 12 2 , and two at the output port of the optical waveguide 12 3. .
  • the number of grooves through which light passes regardless of the path up to the l2 output port is m + n_l, and the variation in the transmission loss due to the selection of the optical path can be reduced.
  • the passage loss of the groove is smaller as the width of the groove is smaller.
  • the number of passing grooves is 63, 127, and 255, respectively, and the number of transmitting grooves is 62, 126, and 254, respectively.
  • the total insertion loss of the switch should be less than 10 dB.
  • each of the switching grooves a and the dummy grooves b can be formed by performing rotary cutting with a disc-shaped cutting edge (dicing tool).
  • the number of addresses of the cutting edge can be reduced, so that the accumulation of errors at the time of addressing is small, and the time for forming the groove can be shortened.
  • the switching groove a and the dummy groove b having no taper and having a constant groove shape and depth can be easily formed.
  • dicing saws with a small cutting edge width of about 20 to 15 are commercially available due to their use.
  • the ultra-thin cutting edge for cutting a groove width of 10 im is a custom-made product, and has to be replaced frequently due to severe wear and is not economical.
  • FIG. 3 shows the structure of an optical waveguide type matrix switch according to an embodiment of the present invention. Show.
  • the wear caused by cutting the cutting edge decreases as the cutting volume decreases. Therefore, a deep groove C is provided around the optical waveguide in order to reduce the area where rotary cutting is performed by the cutting blade.
  • the depth of the region of the deep groove C is about the same as the cutting depth of the cutting edge or deeper.
  • the switching groove a is the optical waveguide 11 1 1 2 , 12! , 12 2 , each core 31 1 ; 31 2 , 32!, 32 2 having sufficient depth to cut.
  • the cutting edge cuts the switching groove a at the intersection of the optical waveguides 11 and 1 12 ) 12 and 12 2 , but cutting by the cutting edge by forming a deep groove c in advance By reducing the volume, the consumption of the cutting blade can be minimized.
  • FIG. 4A shows a cross section of IVA-IVA in the optical waveguide type matrix switch shown in FIG.
  • FIG. 4B shows a cross section of IVB-IVB in the optical waveguide type matrix switch shown in FIG.
  • the distance between the optical waveguides is 250 when the optical fibers connected to the optical waveguides are arranged most closely in parallel.
  • the width of each of the cores 31 2 , 32 ⁇ 32 2 and the cladding region of the optical waveguide 11 1 1 2 , 12 1 ; 12 2 may be 30 m, so that the deep groove c has a width of 220 m. Can be provided.
  • the ratio of the switching groove a or the dummy groove b to the deep groove c is 12:88, so that the life due to the consumption of the cutting edge is shorter than when there is no deep groove c.
  • the deep groove c may be formed integrally with a region having a large area, or may be formed by dividing the region with a small area.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the intersection of the optical waveguides 11 and 12i in FIG.
  • the insertion plate 51 having a reflecting surface is vertically moved or moved in parallel with the switching groove a so as to be inserted between the optical paths.
  • the light beam input to the core 31 of the optical waveguide 11 L is output from the core 32 of the optical waveguide 12 i as shown by a solid line in FIG.
  • the light beam input to the core 31 i of the optical waveguide 11 1 i Is output straight through the core 31 of the optical waveguide 11 as it is, as shown by the dotted line in FIG.
  • the insertion plate 51 can be moved to be insertable using a cantilever.
  • FIG. 6A to 6E show a method of manufacturing an optical waveguide type matrix switch according to an embodiment of the present invention.
  • a quartz film 62 serving as a lower clad of the optical waveguide and a quartz film 63 serving as a core are sequentially deposited on a substrate 61, and in FIG. 6B, the quartz optical waveguide 64 is formed by photolithography. Form.
  • this optical waveguide is embedded with a quartz film 65 serving as an upper clad.
  • a deep groove c is formed by etching, and a switching groove a and a dummy groove b are cut by a cutting blade 66.
  • the positioning of the cutting of the switching groove a and the dummy groove b is performed using the monitor of the optical microscope. Place a dicing saw on the alignment mark and cut the quartz film to the desired depth and length. Hard particles are usually attached around the circumference of the cutting blade of the dicing machine, and the optical waveguide is cut by rotating at high speed while supplying a liquid such as water.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Description

明 細 書 光導波路型マトリクス ·スィツチおよびその製造方法 技術分野
本発明は、 光導波路型マトリクス ·スィッチおよびその製造方法に関し、 より詳 細には、 深くて垂直な断面を有する均一な溝を備え、 通過損失のばらつきが少ない マトリクス ·スィツチを構成する光導波路型マトリクス ·スィツチおよびその製造 方法に関する。 背景技術
近年、 光通信ネッ卜ワークの進展により、光ファイバを介して伝搬するデジタル 情報は多岐にわたり、 サービスの多様化、 ネットワークの高度化が図られている。 このような状況において、 全光スィッチに対する需要が高まるとともに、規模の大 きな光スィツチの必要性が高まっている。
代表的な光スィッチとして、 バブル型マトリクス ·スィッチが知られている。 入 力数を m、 出力数を nとすると、 バブル型マトリクス ·スィッチは、 互いに平行な m本の光導波路と互いに平行な n本の光導波路とを交差させ、それぞれの交差位置 に溝を形成し、 交差する光導波路のコア部分を切削している。 溝には、 光導波路の 屈折率と同一の屈折率を有するマッチングオイルを充填して、光が通過するように 構成されている。溝の下部にはヒータが設置されており、 ヒータを熱することで、 溝の中にバブル （気泡） を発生させる。 バブルの屈折率が光導波路より小さいので、 光を全反射するようになっており、全反射した光の角度を調整することによって、 所望の光導波路に光を通すことができる。
従来、 マトリクス ·スィッチは、 低損失の導波路を実現できる石英ガラスが用い られる。 石英ガラス （S i〇2) は、 C H F系のガスによりドライエッチングを行 レ F系活性種が S iを、 C H系活性種が 0を除去する役割を果たす。 しかし、 S i 一 Oの結合エネルギーが大きいため、この結合を切るために活性種に大きなェ ネルギ一が必要となり、 エッチングに寄与する主な活性種は、 電圧で加速できるィ オンとなる。 イオンが主体となるドライエッチングでは、 加速電圧方向が、 エッチ ングの形状に大きな影響を与え、 ァスぺクト比が高くなる細い溝では、側壁が影に なって底面に到達するイオンの数が減るため、エッチング速度が低減するという問 題があった。
また、 側壁のシャドウイング効果により、 溝の底面には、 均一にイオンが照射さ れず、 溝の断面形状がテーパ状になりやすい。 さらに、 エッチングする部分の割合 が、 マスクされている部分より多くなると、 溝の底面へのイオン到達量に差が生じ、 エッチングが不均一になりやすいという問題もあった。そこで、 エッチング条件の 精密な制御が必要となり、 その結果、 エッチングのスループッ卜が低下するととも に、 装置の高機能化、 高価格化を招いていた。
本発明の目的は、 深くて垂直な断面を有する均一な溝を備え、通過損失のばらつ きが少ない光導波路型マトリクス，スィッチ、 および、 均一な溝を経済的に形成す るための光導波路型マトリクス ·スィッチの製造方法を提供することにある。 発明の開示
本発明は、 このような目的を達成するために、 基板上に配置され、 互いに平行な m本の光導波路からなる第 1組の光導波路と、第 1組の光導波路と交差して基板上 に配置され、 互いに平行な n本の光導波路からなる第 2組の光導波路と （m, nは 整数） 、第 1組の光導波路と第 2組の光導波路との交差位置の各々に配置された光 路を切り替えるためのスイッチング溝とを有する光導波路型マトリクス ·スィツチ において、第 1組の光導波路の入力ポー卜から第 1組の光導波路の出力ポートに至 る光路、ならびに第 1組の光導波路の入力ポートから第 2組の光導波路の出力ポ一 卜に至る光路の一方を選択するスィツチング部材であって、スイッチング溝に挿入 可能に配置された反射面を有する挿入板であるスイッチング部材と、
溝の各々を、第 1組の光導波路と第 2組の光導波路とが交差する点を結んだ仮想直 線上に配置し、 スイッチング溝の各々に、光導波路の屈折率に整合する屈折率を有 する液体を充填したことを特徴とする。
また、 基板上の光導波路以外の領域に、 スイッチング溝の深さと同程度の深さの 深溝領域、 またはスイッチング溝の深さよりも深い深溝領域を配置してもよい。 さらに、第 1組の光導波路のいずれかの入力ポートに配置された光を透過させる 第 1組のダミー溝と、第 1組の光導波路のいずれかの出力ポートに配置された光を 透過させる第 2組のダミー溝と、第 2組の光導波路のいずれかの出力ポートに配置 された光を透過させる第 3組のダミー溝とを備え、 ダミー溝の各々を、第 1組の光 導波路と第 2組の光導波路とが交差する点を結んだ仮想直線上に配置し、ダミー溝 の各々に、光導波路の屈折率に整合する屈折率を有する液体を充填することもでき る。
好ましくは、第 1組の光導波路の入力ポートに入射した光信号が、第 1組の光導 波路の出力ポートまたは第 2組の光導波路の出力ポートから出力されるまでに、 m + n— 1個の溝を通過するように、 ダミー溝を配置する。
本発明によれば、 スィッチ規模の拡大に伴い、損失特性に影響を与える透過状態 における溝部分の挿入損失を一定水準以下に抑えることが可能となる。 また、深く て垂直な断面を有する細い溝を、 均一に、 かつ経済的に製造することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス ·スィツチを示した 構成図。
図 2は、 溝の幅と光損失の関係を示した図。
図 3は、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス ·スィッチの構造を 示した平面図。 図 4 Aおよび 4 Bは、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス *ス ィツチの構造を示した断面図。
図 5は、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス ·スィツチの動作を 説明するための図。
図 6 A— 6 Eは、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス 'スィッチ の製造方法を説明するための図。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形 態においては、 マッチングオイルが充填された溝に、 ミラーを挿入してスィッチン グを行うミラ一型マトリクス ·スィツチについて説明する。
図 1に、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス，スィツチを示す。 光導波路型マトリクス ·スィッチは、 入力数を m、 出力数を nとする。 光導波路型 マトリクス ·スィッチは、 m本の平行する光導波路 1 1 i〜 1 l mと、 n本の平行 する光導波路 1 2 i〜l 2 nとを交差させ、 それぞれの交差位置にスイッチング溝 aを形成する。 また、 光導波路 1 l i〜l l mの入力側および出力側と、 光導波路 1 2 i〜l 2 nの出力側には、 ダミー溝 bを形成する。
本実施形態において、 スイッチング溝 aには、 マッチングオイルを充填して、 光 が通過するように構成されている。 マッチングオイルは、光導波路の屈折率に整合 する屈折率を有する液体である。光路を変更する場合には、 反射面を有する挿入板 (ミラー） を、 スイッチング溝 aに挿入する。 挿入板が挿入されると、 例えば、 光 導波路 1 1 の入力ポートから入射された光信号 （s ignal l igh t) は、 スィッチン グ溝 aに挿入された挿入板により反射されて、 光導波路 1 2 の出力ポートから出 力される。
ダミー溝 bにも、 マッチングオイルを充填するが、 挿入板は挿入せず、 常に透過 状態にある。 ダミー溝 bは、 光導波路 1 1 の入力ポートに m— 1個、 光導波路 1 12の入力ポートに m— 2個、順次 1個づっ減って、光導波路 1 l m—iの入力ポー トに 1個配置する。光導波路 1 1 mの入力ポートにダミ一溝 bは形成されていない。 また、 光導波路 1 12の出力ポートに 1個、 光導波路 1 13の出力ポートに 2個、 順次 1個づっ増えて、 光導波路 1 1 nの出力ポートに n— 1個のダミー溝 bを配置 する。 一方、 光導波路 122の出力ポートに 1個、 光導波路 123の出力ポートに 2個、 順次 1個づっ増えて、 光導波路 12 nの出力ポートに n— 1個のダミー溝 b を配置する。
このような構成により、 光導波路 1 l i〜l lmの入力ポー卜から光導波路 1 1ェ 〜1 lmの出力ポートまで、 または光導波路 11 i〜l lmの入力ポートから光導波 路 12 i〜l 2 の出力ポートまでの、 いずれの経路を通っても、 光が通過する溝 の個数は、 m+n_ lであり、 光路選択による通過損失のばらつきを小さくするこ とができる。
次に、 溝の寸法の具体例について説明する。 溝の通過損失は、 溝の幅が狭いほど 小さい。 実用的な光導波路型マトリクス ·スィッチの容量を、 mX n = 32 X 32、 64X 64、 128 X 128の 3つの場合について考える。 通過する溝の数は、 そ れぞれ 63個、 127個、 255個となり、 透過する溝の個数は、 それぞれ 62個、 126個、 254個となる。 光導波路型マトリクス ·スィッチを、 光ファイバネッ トワークに適用する場合、 スィッチの全挿入損失は、 10 dB以下であることが望 ましい。 全挿入損失には、 スィッチとファイバとの入出力結合損失、 反射状態にあ る溝部分の通過損失なども含まれる。 これらの損失の合計は、 数 d Bに及ぶことか ら、 透過状態の溝に許容される損失は、 少なくとも 10— 3 = 7 dB程度以下であ ることが要求される。 従って、 スィッチの容量に応じて、 一箇所の溝に許容される 通過損失は、 以下の通りとなる。
mXn = 32 X 32 ： 7/63 = 0. 1 1 d B
mX n = 64 X 64 : 7/127 = 0. 06 d B
mXn= 128 X 128 ： 7/255 = 0. 03 d B 図 2に、 溝の幅と光損失の関係を示す。光導波路の比屈折率差△を変えたときの、 溝の幅と回析損失との関係を示したものである。コアサイズ 7 ^mX 7 の標準 的な光導波路の場合には 45%である。低損失化のために比屈折率差を低 くした場合 （コアサイズ 8 mX 8 m) には、 △=(). 36%, 0. 30%であ る。 図 2の△=(). 30%の場合に、 上述した通過損失を実現するために、 光ビ一 ムの入射方向からみた実効的な溝の幅は、
mX n = 32X 32 ：約 15 m ( 0. 1 1 d B)
mx n = 64X 64 ：約 12 （0. 06 d B)
mXn=128 X 128 :約 10 （0. 03 d B)
となる。
上述したように、 このような細くて深い溝をエッチングにより形成すると、 溝の 形状や深さの均一性が保てないという問題があった。そこで、 図 1に示したように、 スイッチング溝 aとダミー溝 bのいずれもが一直線上に並ぶように、各々の光導波 路と溝とを配置した。 すなわち、 光導波路 1 l i〜l lmと光導波路 12i〜l 2Π とが交差する点を結んだ仮想直線 （一点鎖線 X— X ' , y— y ' で示した。） 上に配 置した。 このようにして、 各々のスイッチング溝 aとダミー溝 bとは、 円盤状切刃 (ダイシングソ一） により、 回転切削を行って形成することができる。
この方法によれば、 切刃のアドレス回数を減らすことができるので、 アドレス時 の誤差の累積が少なく、 溝を形成する時間を短縮することができる。 また、 切刃に よれば、 テーパもなく、 溝の形状や深さが一定であるスイッチング溝 aおよびダ ミー溝 bを、 容易に形成することができる。
しかし、 ダイシングソ一は、 その用途から、 切刃の幅の薄いもので、 約 20〜 15 程度のものが市販されているに過ぎない。溝幅 10 imを切削するための 極薄い切刃は、 特注品であり、 消耗が激しく頻繁に交換しなければならず、 経済的 ではない。
図 3に、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス 'スィツチの構造を 示す。 切刃の切削による消耗は、 切削体積を減らすほど少なくなる。 そこで、 切刃 により回転切削を行う領域を小さくするために、光導波路の周辺に深い溝 Cを設け た。 深い溝 Cの領域の深さは、 切刃の切削する深さ程度またはそれよりも深い。一 方、 スイッチング溝 aは、 光導波路 1 1い 1 12, 12！, 122の、 各々のコア 311； 312, 32 !, 322を切削するのに十分な深さを有する。
このようにして、 切刃は、 光導波路 1 1い 1 12) 12い 122の交差位置に あるスイッチング溝 aを切削するが、 予め深い溝 cを形成することにより、切刃に よる切削体積を減らすことにより、 切刃の消耗を極力抑えることができる。
図 4 Aに、 図 3に示した光導波路型マトリクス ·スィッチおける I VA— I VA の断面を示す。 図 4Bに、 図 3に示した光導波路型マトリクス ·スィッチおける I VB- I VBの断面を示す。光導波路の間隔は、 これに接続する光ファイバを最 も緻密に並列配置した場合には、 250 間隔である。 光導波路 11い 1 12, 121； 122の、 各々のコア 31い 312, 32ぃ 322およびクラッド領域の 幅は、 30 mあればよいので、 深い溝 cを、 220 mの幅で設けることができ る。
従って、 スイッチング溝 aまたはダミー溝 bと深い溝 cとの比率は、 12 : 88 となるので、 深い溝 cがない場合に比較して、 切刃の消耗による寿命は、
88/12程度改善することができる。 なお、 深い溝 cは、 大きい面積の領域を一 括して形成してもよいし、 小さい面積の領域に分割して形成してもよい。
図 5を参照して、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス 'スィッチ の動作を説明する。 図 3における光導波路 1 1い 12 iの交差位置を拡大したも のである。 スイッチング溝 aには、 反射面を有する挿入板 51を、 上下動またはス ィツチング溝 aと平行して移動することにより、光路間に挿入されるようにする。 挿入板 51が挿入されると、 光導波路 1 1 Lのコア 31ェに入力された光ビームは、 図 5に実線で示したように光導波路 12 iのコア 32 こ出力される。 挿入板 51 が挿入されていない状態では、 光導波路 1 1 iのコア 31 iに入力された光ビーム は、 図 5に点線で示したように、 そのまま光導波路 1 1ェのコア 3 1】を直進して 出力される。
例えば、 挿入板 5 1のァクチユエ一夕一として、 カンチレバーを用いて挿入板 5 1を挿入可能に移動させることができる。
図 6 A— 6 Eに、 本発明の一実施形態にかかる光導波路型マトリクス ·スィッチ の製造方法を示す。 図 6 Aにおいて、基板 6 1上に光導波路の下部クラッドとなる 石英膜 6 2と、 コアとなる石英膜 6 3とを順次堆積し、 図 6 Bにおいて、 フォトリ ソグラフィで石英光導波路 6 4を形成する。 図 6 Cにおいて、 この光導波路を上部 クラッドとなる石英膜 6 5で埋め込む。フォトリソグラフィで石英光導波路を形成 する際には、 回転切削を行う切刃のアドレスのために、 スタート位置、 ストップ位 置および切削方向を示すための位置合わせマークを同時に形成しておく。
エッチングにより深い溝 cを形成し、スィツチング溝 aおよびダミー溝 bを切刃 6 6により切削する。スィツチング溝 aおよびダミー溝 bの切削の位置合わせは、 光学顕微鏡のモニタを使って行う。位置合わせマーク上にダイシングソーを置き、 石英膜を所望の深さと長さに切削する。 ダイシングソ一の切刃の円周周りには、 通 常硬質の粒子が付着させてあり、水などの液体を供給しながら高速回転することに より光導波路を切削する。
このとき、ダイシングソ一の切刃によるスィツチング溝 aまたはダミー溝 bの深 さは、 深い溝 cの深さと同程度であればよく、 厳密な設定精度は必要としない。 図. 6 Eにおいて、 切刃の切削する深さが、 深い溝 cの底部よりわずかに浅い位置 （h 1 ) である場合には、 切刃は、 深い溝 cの領域を切削することがないので、 切刃の 消耗が最も小さい。 また、 切刃の切削する深さが、 深い溝 cの底部よりわずかに深 い位置 （h 2 ) である場合にも、 切刃は、 深い溝 cの領域をわずかに切削するだけ なので、 切刃の消耗を極力抑えることができる。
本実施形態によれば、 m + n≤ 2 5 6の規模を有する光導波路型マトリクス ·ス イッチの、 スイッチングのための溝を均一に形成し、 かつ経済的に提供することが できる。 また、 透過状態における溝部分における挿入損失のばらつきを抑えること ができる。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 通信系の規模の拡大に応じて、 柔軟に適 用可能な光導波路型マトリクス 'スイツチの基本構成要素を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 基板上に配置され、互いに平行な m本の光導波路からなる第 1組の光導波路と, 該第 1組の光導波路と交差して前記基板上に配置され、互いに平行な n本の光導波 路からなる第 2組の光導波路と （m， nは整数） 、 前記第 1組の光導波路と前記第 2組の光導波路との交差位置の各々に配置された光路を切り替えるためのスィッ チング溝とを有する光導波路型マトリクス ·スィツチにおいて、
前記第 1組の光導波路の入力ポートから該第 1組の光導波路の出力ポートに至 る光路、ならびに前記第 1組の光導波路の入力ポートから前記第 2組の光導波路の 出力ポートに至る光路の一方を選択するスィツチング部材であって、前記スィツチ ング溝に挿入可能に配置された反射面を有する挿入板であるスイッチング部材と、 前記スィツチング溝の各々を、前記第 1組の光導波路と前記第 2組の光導波路と が交差する点を結んだ仮想直線上に配置し、 前記スイッチング溝の各々に、 前記光 導波路の屈折率に整合する屈折率を有する液体を充填したことを特徴とする光導 波路型マトリクス ·スィッチ。
2 . 前記基板上の前記光導波路以外の領域に、 前記スイッチング溝の深さと同程度 の深さの深溝領域を配置したことを特徴とする請求項 1に記載の光導波路型マト リクス ·スィツチ。
3 . 前記深溝領域の深さは、 前記スイッチング溝の深さよりも深いことを特徴とす る請求項 2'に記載の光導波路型マトリクス ·スィッチ。
4. 前記スイッチング溝の幅は、 1 0 以下であることを特徴とする請求項 1、 2または 3に記載の光導波路型マトリクス ·スィッチ。
5 .前記第 1組の光導波路のいずれかの入力ポートに配置された光を透過させる第 1組のダミー溝と、前記第 1組の光導波路のいずれかの出力ポ一トに配置された光 を透過させる第 2組のダミー溝と、前記第 2組の光導波路のいずれかの出力ポ一ト に配置された光を透過させる第 3組のダミー溝とを備え、
前記ダミー溝の各々を、前記第 1組の光導波路と前記第 2組の光導波路とが交差 する点を結んだ仮想直線上に配置し、 前記ダミー溝の各々に、 前記光導波路の屈折 率に整合する屈折率を有する液体を充填したことを特徴とする請求項 1、 2または 3に記載の光導波路型マトリクス ·スィッチ。
6 . 前記第 1組の光導波路の入力ポートに入射した光信号が、 前記第 1組の光導波 路の出力ポートまたは前記第 2組の光導波路の出力ポー卜から出力されるまでに、 m+ n— 1個の溝を通過するように、前記ダミー溝を配置したことを特徴とする請 求項 5に記載の光導波路型マトリクス ·スィッチ。
7 . 前記スイッチング溝および Zまたは前記ダミー溝の幅は、 1 O ^ m以下である ことを特徴とする請求項 5に記載の光導波路型マトリクス ·スィッチ。
8 . 基板上に配置され、 互いに平行な m本の光導波路からなる第 1組の光導波路と、 該第 1組の光導波路と交差して前記基板上に配置され、互いに平行な n本の光導波 路からなる第 2組の光導波路と （m, nは整数） 、 前記第 1組の光導波路と前記第 2組の光導波路との交差位置の各々に配置された光路を切り替えるためのスィッ チング溝とを有する光導波路型マトリクス ·スィッチの製造方法において、
前記基板上の前記光導波路以外の領域に、切刃が回転切削する深さよりも深い深 溝領域を配置し、
前記第 1組の光導波路および前記第 2組の光導波路が形成された前記基板の上 面を、 前記切刃によって回転切削することにより、 前記スイッチング溝の各々を、 前記仮想直線上に形成することを特徴とする光導波路型マトリクス ·スィツチの製 造方法。
9 . 前記光導波路型マトリクス ·スィッチは、 前記第 1組の光導波路のいずれかの 入力ポートに配置された光を透過させる第 1組のダミー溝と、前記第 1組の光導波 路のいずれかの出力ポートに配置された光を透過させる第 2組のダミー溝と、前記 第 2組の光導波路のいずれかの出力ポートに配置された光を透過させる第 3組の ダミー溝とを備え、
前記スイッチング溝およびノまたは前記ダミー溝の各々を、前記仮想直線上に形 成することを特徴とする請求項 8に記載の光導波路型マトリクス，スイツチの製造 方法。
PCT/JP2002/007128 2001-07-13 2002-07-12 Commutateur de matrice de guides d'ondes optiques et procede de production associe WO2003007052A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02747665A EP1413912A4 (en) 2001-07-13 2002-07-12 OPTICAL WAVEGUIDE MATRIX SWITCH AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP2003512761A JP3810768B2 (ja) 2001-07-13 2002-07-12 光導波路型マトリクス・スイッチおよびその製造方法
US10/755,388 US6954562B2 (en) 2001-07-13 2004-01-13 Matrix switch of optical waveguide type and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-213982 2001-07-13
JP2001213982 2001-07-13

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/755,388 Continuation US6954562B2 (en) 2001-07-13 2004-01-13 Matrix switch of optical waveguide type and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003007052A1 true WO2003007052A1 (fr) 2003-01-23

Family

ID=19048878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2002/007128 WO2003007052A1 (fr) 2001-07-13 2002-07-12 Commutateur de matrice de guides d'ondes optiques et procede de production associe

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6954562B2 (ja)
EP (1) EP1413912A4 (ja)
JP (1) JP3810768B2 (ja)
CN (1) CN1527954A (ja)
WO (1) WO2003007052A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008501781A (ja) * 2004-06-09 2008-01-24 テクニオン リサーチ アンド ディベロップメント ファウンデーション リミテッド 細胞の選択的アポトーシスのための抗体
US8165433B2 (en) 2003-03-22 2012-04-24 Qinetiq Limited Optical routing device comprising hollow waveguides and MEMS reflective elements
US9023348B2 (en) 2003-03-26 2015-05-05 Technion Research & Development Foundation Limited Compositions capable of specifically binding particular human antigen presenting molecule/pathogen-derived antigen complexes and uses thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011015587A1 (de) 2011-03-30 2012-10-04 Neutrik Aktiengesellschaft Schaltvorrichtung
JP2017094461A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 京セラ株式会社 構造体の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000025160A1 (en) * 1998-10-23 2000-05-04 Corning Incorporated Fluid-encapsulated mems optical switch

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04255804A (ja) * 1991-02-08 1992-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> マトリクス光導波路スイッチ
US6195478B1 (en) * 1998-02-04 2001-02-27 Agilent Technologies, Inc. Planar lightwave circuit-based optical switches using micromirrors in trenches
US6389189B1 (en) * 1998-10-23 2002-05-14 Corning Incorporated Fluid-encapsulated MEMS optical switch
EP1136851A1 (en) * 2000-03-23 2001-09-26 Corning Incorporated Optical waveguide with encapsulated liquid upper cladding
US6493480B1 (en) * 2000-07-31 2002-12-10 Corning Incorporated Multistage optical cross-connect

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000025160A1 (en) * 1998-10-23 2000-05-04 Corning Incorporated Fluid-encapsulated mems optical switch

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9095533B2 (en) 2000-03-27 2015-08-04 Technion Research & Development Foundation Limited Antigen-presenting complex-binding compositions and uses thereof
US8165433B2 (en) 2003-03-22 2012-04-24 Qinetiq Limited Optical routing device comprising hollow waveguides and MEMS reflective elements
US9023348B2 (en) 2003-03-26 2015-05-05 Technion Research & Development Foundation Limited Compositions capable of specifically binding particular human antigen presenting molecule/pathogen-derived antigen complexes and uses thereof
JP2008501781A (ja) * 2004-06-09 2008-01-24 テクニオン リサーチ アンド ディベロップメント ファウンデーション リミテッド 細胞の選択的アポトーシスのための抗体

Also Published As

Publication number Publication date
JP3810768B2 (ja) 2006-08-16
CN1527954A (zh) 2004-09-08
US20040141679A1 (en) 2004-07-22
US6954562B2 (en) 2005-10-11
EP1413912A4 (en) 2007-09-12
EP1413912A1 (en) 2004-04-28
JPWO2003007052A1 (ja) 2004-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6253015B1 (en) Planar waveguides with high refractive index
CA1253371A (en) Glass integrated optical component
EP0887673B1 (en) Self-aligned mechanical M x N optical switch
EP0557713A1 (en) Planar optical waveguides with planar optical elements
WO2000011508A1 (en) Array waveguide diffraction grating optical multiplexer/demultiplexer
CN116027483B (zh) 一种基于铌酸锂薄膜脊型波导的偏振分束器
Ou Different index contrast silica-on-silicon waveguides by PECVD
EP1273942A1 (en) Optical cross-switch signal monitoring method and system therefor
JP2004522982A (ja) 封じ込め作用の強い偏波無依存性シングルモードリッジ光導波路
WO2003007052A1 (fr) Commutateur de matrice de guides d&#39;ondes optiques et procede de production associe
JP2002277661A (ja) 光導波路デバイスの切り出し方法
CN1175291C (zh) 基于离子交换的脊形光波导器件的制作方法
WO2002023264A1 (fr) Dispositif optique
WO2005017610A1 (ja) 熱光学型可変光減衰器及びこれを用いたアレイ型可変光減衰器
US20020034372A1 (en) Method of simultaneously fabricating waveguides and intersecting etch features
JP4638749B2 (ja) 熱光学位相変調器及びその製造方法
EP1030413B1 (en) Planar optical waveguide amplifier and method of making same
JP4086485B2 (ja) 偏光無依存方向性結合器及びこれを用いた光回路
JP2000193838A (ja) 光導波路構造体
JPH0756034A (ja) 交差光導波路
JP3820849B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP2004021005A (ja) 光導波路基板
JPH1114845A (ja) 光分岐導波路およびその製造方法、並びに光導波路回路
KR100370278B1 (ko) 광 경로 제어용 투 바이 투 광스위치
Yoon et al. Fabrication and properties of a 4× 4 LiNbO3 optical matrix switch

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2003 512761

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003512761

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002747665

Country of ref document: EP

Ref document number: 10755388

Country of ref document: US

Ref document number: 20028140893

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002747665

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务，不要输入任何密码和下载