(57)【要約】【課題】スイッチングによるチャープの発生を抑える光スイッチ及び光試験装置を提供する。【解決手段】平行に設けられた第１光導波路及び第２光導波路を有し、第１光導波路の入力側端部に入力された入力光を、第１光導波路及び第２光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の第１の光結合器と、第１の入力電圧に応じた電界を第１光導波路及び第２光導波路に印加して、第１の光結合器に入力された入力光を出力光として出力させるか否かを第１の入力電圧に応じて制御する第１の電極と、第１光導波路及び第２光導波路に印加される電界の変化に応じた出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部とを備える光スイッチを提供する。【選択図】図１
2006178225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に設けられた第１光導波路及び第２光導波路を有し、前記第１光導波路の入力側端部に入力された入力光を、前記第１光導波路及び前記第２光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の第１の光結合器と、
第１の入力電圧に応じた電界を前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加して、前記第１の光結合器に入力された前記入力光を前記出力光として出力させるか否かを前記第１の入力電圧に応じて制御する第１の電極と、
前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部と
を備える光スイッチ。
【請求項２】
前記位相変調低減部は、前記出力光の位相を、前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記位相変調低減部は、
前記第１光導波路の前記出力側端部から出力される前記出力光を入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられた第４光導波路とを有し、前記第１の光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光を前記第３光導波路から出力する分布結合型の第２の光結合器と、
前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記出力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極と
を有する請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記位相変調低減部は、
前記出力光を入力する第３光導波路と、
前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝播する前記出力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極と
を有する請求項２記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加してから前記第１の入力電圧を前記第２の電極に印加するまでの時間を、前記第１の光結合器に前記入力光が入力されてから前記第３の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備える請求項３又は４に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記位相変調低減部は、
外部から光を入力して前記入力光として前記第１光導波路に入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられた第４光導波路とを有する分布結合型の第２の光結合器と、
前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極と
を有する請求項２記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記位相変調低減部は、
外部から光を入力して前記入力光として前記第１光導波路に入力する第３光導波路と、
前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極と
を有する請求項２記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記第１の入力電圧を前記第２の電極に印加してから前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加するまでの時間を、前記第３の光導波路に光が入力されてから前記第１の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備える請求項６又は７に記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記位相変調低減部は、
前記第１光導波路の前記出力側端部から出力される前記出力光を入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられた第４光導波路とを有し、前記第１の光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光を前記第４光導波路から出力する分布結合型の第２の光結合器と、
予め定められた基準電圧から前記第１の入力電圧を減じて前記第２の入力電圧を生成する入力電圧変換部と、
前記第２の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路及び前記第４光導波路を伝搬する前記出力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極と
を有する請求項２記載の光スイッチ。
【請求項１０】
前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加してから前記第２の入力電圧を前記第２の電極に印加するまでの時間を、前記第１の光結合器に前記入力光が入力されてから前記第３の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備える請求項９に記載の光スイッチ。
【請求項１１】
前記位相変調低減部は、
外部から光を入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられ、前記第３光導波路が入力した入力光を前記第１光導波路に入力する第４光導波路とを有する分布結合型の第２の光結合器と、
予め定められた基準電圧から前記第１の入力電圧を減じて前記第２の入力電圧を生成する入力電圧変換部と、
前記第２の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極と
を有する請求項２記載の光スイッチ。
【請求項１２】
前記第２の入力電圧を前記第２の電極に印加してから前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加するまでの時間を、前記第３の光導波路に光が入力されてから前記第１の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備える請求項１１に記載の光スイッチ。
【請求項１３】
光を発生する発光部と、
パルス信号を発生するパルス発生器と、
前記パルス信号に基づいて、前記発光部により発生された光を出力するか否かを切り替える光スイッチと、
前記光スイッチから出力された光を外部の光導波路に入力し、前記外部の光導波路から反射光を取得する方向性結合器と、
前記外部の光導波路から取得された反射光の検波を行う検波部と
を備え、
前記光スイッチは、
平行に設けられた第１光導波路及び第２光導波路を有し、前記発光部により発生されて前記第１光導波路の入力側端部に入力された入力光を、前記第１光導波路及び前記第２光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の第１の光結合器と、
前記パルス信号に基づく第１の入力電圧に応じた電界を前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加して、前記第１の光結合器に入力された前記入力光を前記出力光として出力させるか否かを前記第１の入力電圧に応じて制御する第１の電極と、
前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部と
を有する光試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチ及び光試験装置に関する。特に本発明は、分布結合型の光結合器を用いた光スイッチ及び光試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光スイッチの一形態として分布結合型の光スイッチが用いられている。分布結合型の光スイッチは、近接して平行に設けられた第１光導波路及び第２光導波路を有する光結合器と、第１光導波路及び第２光導波路に電界を印加して電気光学効果を生じさせる電極とを有する。分布結合型の光スイッチにおいては、電極に電圧を印加するか否かにより、第１光導波路に入力した入力光を、第１光導波路及び第２光導波路のいずれから出力するかを制御することができる。
【０００３】
分布結合型の光スイッチは、電圧のオン又はオフにより制御可能であり、マッハツェンダー型の光スイッチのように規定のＤＣバイアスを常に印加する必要がない。このため、ＤＣバイアスの印加により基板等がチャージし、光スイッチの動作点が変化するドリフト現象が生じにくく、安定した動作特性が得られる。このため、高い消光比が必要な光路切替用に多用される。
【０００４】
特許文献１は、分布結合型の光スイッチを複数用いてＭ×Ｎの光接続の切り替えを可能とするマトリクス型の光スイッチを開示する。
【０００５】
特許文献２は、第１光導波路及び第２光導波路を有し、入力光をいずれの光導波路から出力させるかを切り替える第１光結合器と、第１光導波路の出力光の出力ポートと第１光結合器との間に設けらた第２光結合器とを備える光制御デバイスを開示する。特許文献２においては、第２光結合器は、第１光結合器のスイッチングに伴う消光比を高めるために用いられる。より具体的には、第１光結合器が第１光導波路に出力光を出力しないように制御された場合に、第２光結合器は、第１光導波路からの漏話光を光通信に使用しない光導波路に出力し、出力ポートから出力されないようにスイッチングする。
【０００６】
以上に示した特許文献１及び２によれば、光結合器を多段構成とすることにより、消光比を更に高めることができる。
【特許文献１】特開昭６０−７６７２２号公報
【特許文献２】特開平５−５３１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
分布結合型の光スイッチをダイナミックに駆動し高速にオン／オフした場合、光導波路に電界を印加することによる位相変調が生じ、出力光の周波数にチャープが発生する。このため、分布結合型の光スイッチを光パルス試験装置（ＯＴＤＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）に用いた場合、出力光のチャープに伴い試験対象の光ファイバへ入射される光の周波数が変化してしまう。この結果、光パルス試験装置の測定精度が低くなるという問題がある。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる光スイッチ及び光試験装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の形態によると、平行に設けられた第１光導波路及び第２光導波路を有し、前記第１光導波路の入力側端部に入力された入力光を、前記第１光導波路及び前記第２光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の第１の光結合器と、第１の入力電圧に応じた電界を前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加して、前記第１の光結合器に入力された前記入力光を前記出力光として出力させるか否かを前記第１の入力電圧に応じて制御する第１の電極と、前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部とを備える光スイッチを提供する。
【００１０】
前記位相変調低減部は、前記出力光の位相を、前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させてもよい。
【００１１】
前記位相変調低減部は、前記第１光導波路の前記出力側端部から出力される前記出力光を入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられた第４光導波路とを有し、前記第１の光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光を前記第３光導波路から出力する分布結合型の第２の光結合器と、前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記出力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極とを有してもよい。
【００１２】
前記位相変調低減部は、前記出力光を入力する第３光導波路と、前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝播する前記出力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極とを有してもよい。
【００１３】
前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加してから前記第１の入力電圧を前記第２の電極に印加するまでの時間を、前記第１の光結合器に前記入力光が入力されてから前記第３の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備えてもよい。
【００１４】
前記位相変調低減部は、外部から光を入力して前記入力光として前記第１光導波路に入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられた第４光導波路とを有する分布結合型の第２の光結合器と、前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極とを有してもよい。
【００１５】
前記位相変調低減部は、外部から光を入力して前記入力光として前記第１光導波路に入力する第３光導波路と、前記第１の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路に印加する電界と逆方向の電界を前記第３光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極とを有してもよい。
【００１６】
前記第１の入力電圧を前記第２の電極に印加してから前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加するまでの時間を、前記第３の光導波路に光が入力されてから前記第１の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備えてもよい。
【００１７】
前記位相変調低減部は、前記第１光導波路の前記出力側端部から出力される前記出力光を入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられた第４光導波路とを有し、前記第１の光結合器における位相の変化を低減させた前記出力光を前記第４光導波路から出力する分布結合型の第２の光結合器と、予め定められた基準電圧から前記第１の入力電圧を減じて前記第２の入力電圧を生成する入力電圧変換部と、前記第２の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路及び前記第４光導波路を伝搬する前記出力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極とを有してもよい。
【００１８】
前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加してから前記第２の入力電圧を前記第２の電極に印加するまでの時間を、前記第１の光結合器に前記入力光が入力されてから前記第３の光導波路に前記出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備えてもよい。
【００１９】
前記位相変調低減部は、外部から光を入力する第３光導波路と、前記第３光導波路に平行に設けられ、前記第３光導波路が入力した入力光を前記第１光導波路に入力する第４光導波路とを有する分布結合型の第２の光結合器と、予め定められた基準電圧から前記第１の入力電圧を減じて前記第２の入力電圧を生成する入力電圧変換部と、前記第２の入力電圧に応じて、前記第１の電極が前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加する電界と同方向の電界を前記第３光導波路及び前記第４光導波路に印加して、前記第３光導波路を伝搬する前記入力光の位相を、前記第１の光結合器における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる第２の電極とを有してもよい。
【００２０】
前記第２の入力電圧を前記第２の電極に印加してから前記第１の入力電圧を前記第１の電極に印加するまでの時間を、前記第３の光導波路に光が入力されてから前記第１の光結合器に前記入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整するタイミング調整部を更に備えてもよい。
【００２１】
本発明の第２の形態によれば、光を発生する発光部と、パルス信号を発生するパルス発生器と、前記パルス信号に基づいて、前記発光部により発生された光を出力するか否かを切り替える光スイッチと、前記光スイッチから出力された光を外部の光導波路に入力し、前記外部の光導波路から反射光を取得する方向性結合器と、前記外部の光導波路から取得された反射光の検波を行う検波部とを備え、前記光スイッチは、平行に設けられた第１光導波路及び第２光導波路を有し、前記発光部により発生されて前記第１光導波路の入力側端部に入力された入力光を、前記第１光導波路及び前記第２光導波路の一方の出力側端部から出力光として出力する分布結合型の第１の光結合器と、前記パルス信号に基づく第１の入力電圧に応じた電界を前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加して、前記第１の光結合器に入力された前記入力光を前記出力光として出力させるか否かを前記第１の入力電圧に応じて制御する第１の電極と、前記第１光導波路及び前記第２光導波路に印加される電界の変化に応じた前記出力光の位相の変化を低減させる位相変調低減部とを有する光試験装置を提供する。
【００２２】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、スイッチングによるチャープの発生を抑える光スイッチ及び光試験装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２５】
図１は、本実施形態に係る光スイッチ１０の構成を示す。光スイッチ１０は、光結合器１１５により入力光を光スイッチ１０から出力するか否かを切り替える。本実施形態に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５により生じた出力光の位相変調を光結合器１３５により低減して出力し、チャープの発生を抑える。
【００２６】
光スイッチ１０は、光結合器１１５と、電極１１０（１１０ａ、ｂ）と、光結合器１３５と、電極１３０（１３０ａ、ｂ）と、複数の光導波路（１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、及び１５２）と、駆動部１６０と、タイミング調整部１７０とを備える。
【００２７】
光結合器１１５は、平行に設けられた第１光導波路１００及び第２光導波路１０５を有する分布結合型の光結合器である。光結合器１１５は、第１光導波路１００の入力側端部に入力された入力光を、第１光導波路１００及び第２光導波路１０５の一方の出力側端部から出力光として出力する光スイッチとして機能する。
【００２８】
電極１１０は、駆動部１６０からタイミング調整部１７０を介して入力される第１の入力電圧に応じた電界を、第１光導波路１００及び第２光導波路１０５に印加する。これにより、光結合器１１５に入力された入力光を光結合器１１５の出力光として光導波路１００の出力側端部から出力させるか否かを、第１の入力電圧に応じて制御する。本実施形態に係る電極１１０は、光導波路１００の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極１１０ａと、光導波路１０５の上面に設けられ、接地された電極１１０ｂとを有する。
【００２９】
光結合器１３５は、第１光導波路１００の出力側端部から出力される出力光を入力する第３光導波路１２０と、第３光導波路１２０に平行に設けられた第４光導波路１２５とを有する分布結合型の光結合器である。光結合器１３５は、光結合器１１５におけるスイッチングに伴う位相の変化を低減させた出力光を第３光導波路１２０から出力する。
【００３０】
電極１３０は、駆動部１６０からタイミング調整部１７０を介して入力される第１の入力電圧に応じて、電極１１０が第１光導波路１００及び第２光導波路１０５に印加する電界と逆方向の電界を、第３光導波路１２０及び第４光導波路１２５に印加する。これにより電極１３０は、第３光導波路１２０を伝搬する出力光の位相を、光結合器１１５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極１３０は、光導波路１２０の上面に設けられ、接地された電極１３０ａと、光導波路１２５の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極１３０ｂとを有する。本実施形態において、光結合器１３５及び電極１３０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００３１】
光導波路１４０、第１光導波路１００、光導波路１４４、第３光導波路１２０、及び光導波路１４８は、例えばリチウム・ナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）やリチウム・タンタレート等の強誘電体結晶を材料とする基板にチタン等の金属を拡散することにより、一体の導波路として形成される。光導波路１４０は、光スイッチ１０の光入力ポートを入力側端部に有し、外部から光を入力して、第１光導波路１００の入力側端部に入力光として入力する。光導波路１４４は、光結合器１１５及び電極１１０によるスイッチングの結果第１光導波路１００の出力側端部から出力される出力光を第３光導波路１２０へ導く。第３光導波路１２０へ入力された出力光は、光結合器１３５により位相変調され、光導波路１４８に入力される。光導波路１４８の出力側端部は、光スイッチ１０の出力光を出力する光出力ポートとして用いられ、光スイッチ１０の出力光を入力する光ファイバ等が接続される。
【００３２】
光導波路１４２、第２光導波路１０５、及び光導波路１４６は、光導波路１４０から光導波路１４８の導波路と同様にして、一体として形成される。光導波路１４６は、光導波路１４０から光結合器１１５に入力された入力光が、第２光導波路１０５の出力側端部から出力光として出力された場合に、当該出力光を伝播させる。光導波路１４６の出力側端部は、一例として光スイッチ１０の出力光を出力する光出力ポートとしては用いられず、光ファイバ等は接続されない構成をとる。
【００３３】
光導波路１５０、第４光導波路１２５、及び光導波路１５２は、光導波路１４０から光導波路１４８の導波路と同様にして、一体として形成される。光導波路１５０から光導波路１５２の導波路は、光結合器１１５とほぼ同一構造の光結合器１３５を実現するために設けられる。これにより、スイッチング時に光結合器１１５において発生する位相変調とほぼ逆の位相変調を光結合器１３５において発生させることができる。
【００３４】
駆動部１６０は、光スイッチ１０の駆動を指示する駆動信号を入力し、駆動信号に応じて電極１１０及び電極１３０に印加する入力電圧を生成する。すなわち例えば、駆動信号が論理値Ｌの場合、駆動部１６０は、０Ｖの入力電圧を生成し、タイミング調整部１７０を介して電極１１０ａ及び電極１３０ｂに印加する。ここで、本実施形態に係る光導波路１００及び光導波路１０５は、入力電圧が０Ｖの場合において、完全結合長に相当する長さ分が平行に設けられている。したがって、入力電圧が０Ｖの場合、光導波路１４０からの入力光は光導波路１０５から出力され、光導波路１４６を介して放射される。
一方、駆動信号が論理値Ｈの場合、駆動部１６０は、予め定められた正の入力電圧を生成し、タイミング調整部１７０を介して電極１１０ａ及び電極１３０ｂに印加する。この場合、光導波路１００及び光導波路１０５の屈折率が変化するため、光導波路１００及び光導波路１０５が平行して設けられた部分の長さが完全結合長と一致しなくなる。この結果、光導波路１４０からの入力光は光導波路１００から出力され、光導波路１４４、光導波路１２０、及び光導波路１４８を介して光スイッチ１０から出力される。なお、駆動信号が論理値Ｈの場合に電極１１０ａ及び電極１３０ｂに印加される入力電圧は、入力光が光導波路１００から出力される割合を最大化し、光導波路１０５から出力される割合を最小化する電圧値であることが望ましい。
【００３５】
タイミング調整部１７０は、第１の入力電圧を電極１１０に印加してから第１の入力電圧を電極１３０に印加するまでの時間を、光結合器１１５に入力光が入力されてから光結合器１３５内の第３光導波路１２０に出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整する。すなわち、本実施形態において、タイミング調整部１７０は、電極１１０ａに第１の入力電圧を印加してから電極１３０ｂに第１の入力電圧を印加するまでの遅延時間を、入力光が光導波路１００に入力されてから、光導波路１００及び光導波路１４４を介して光導波路１２０に入力されるまでの遅延時間とほぼ同一とする。これによりタイミング調整部１７０は、光結合器１１５のスイッチングにより位相変調された光に対し、同一タイミングで逆位相の位相変調を行い、光結合器１１５による位相変調を打ち消すことができる。
【００３６】
なお、電極１１０及び電極１３０は、光の入力側近傍においてタイミング調整部１７０と接続される進行波型の電極とすることが望ましい。この場合、電極１１０及び電極１３０に印加された入力電圧は、光結合器１１５及び光結合器１３５内を光が伝播するのと同じ速度で電極１１０及び電極１３０内を伝播する。これにより、光結合器１１５及び光結合器１３５内を伝播する光のタイミングに応じた電界を適切に加えることができ、より高速にスイッチングを行うことができる。
【００３７】
以上に示した光スイッチ１０によれば、光結合器１３５及び電極１３０を有する位相変調低減部を備えることにより、第１光導波路１００及び第２光導波路１０５に印加される電界の変化に応じた出力光の位相の変化を低減させることができる。より具体的には、当該位相変調低減部は、光導波路１００の出力側端部から出力された出力光の位相を、第１光導波路１００及び第２光導波路１０５に印加される電界の変化に応じた出力光の位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させ、光結合器１１５による位相変調を打ち消すことができる。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る光スイッチ１０の断面を示す。
図２（ａ）は、光スイッチ１０の光結合器１１５におけるＡＡ'断面を示す。本実施形態に係る光スイッチ１０は、リチウム・ナイオベート結晶のＺ軸方向が基板の垂直方向となるように切り出された基板上に設けられる。光導波路１００及び光導波路１０５は、当該基板にチタン等の金属を拡散することにより設けられる。電極１１０ａは、基板における光導波路１００の上面に設けられ、タイミング調整部１７０から入力電圧の供給を受ける。電極１１０ｂは、基板における光導波路１０５の上面に設けられ、０Ｖに接地される。
【００３９】
電極１１０ａに正の入力電圧が印加されると、電極１１０ａから電極１１０ｂへと向かう電界が生じる。これにより、光導波路１００は、基板の上面方向から下面方向へと向かう電界を受ける。また、光導波路１０５は、基板の下面方向から上面方向へと向かう電界を受ける。このように光導波路１００及び光導波路１０５が受ける電界は、基板のほぼ垂直方向の電界、すなわちリチウム・ナイオベート結晶のＺ軸方向の電界であるから、最も大きな電気光学効果が発生する。
【００４０】
図２（ｂ）は、光スイッチ１０の光結合器１３５におけるＢＢ'断面を示す。光導波路１２０及び光導波路１２５は、リチウム・ナイオベートの基板にチタン等の金属を拡散することにより設けられる。電極１３０ａは、基板における光導波路１２０の上面に設けられ、０Ｖに接地される。電極１３０ｂは、基板における光導波路１２５の上面に設けられ、タイミング調整部１７０から入力電圧の供給を受ける。
【００４１】
電極１３０ｂに正の入力電圧が印加されると、電極１３０ｂから電極１３０ａへと向かう電界が生じる。これにより、光導波路１２５は、基板の上面方向から下面方向へと向かう電界を受ける。また、光導波路１２０は、基板の下面方向から上面方向へと向かう電界を受ける。
【００４２】
図３は、本実施形態に係る光スイッチ１０における位相変調を示す。
光導波路１４０を介して光導波路１００にコヒーレントなレーザー光を入力した状態で、駆動信号の論理値をＬからＨへ切り替えると、光導波路１０５側で導波される奇モードの光より光導波路１００側で導波される偶モードの光の強度が高くなる。この際、光導波路１００及び光導波路１０５に印加される電界の変化に伴って奇モード及び偶モードの光の位相が変調され、光の周波数のチャープが発生する。このチャープの正負はリチウム・ナイオベート結晶の方位により異なるが、図３においては正のチャープとして示す。同様に、駆動信号の論理値がＨからＬへ切り替わると、負のチャープが発生する。光導波路１００の入力及び出力間のチャープは、以下の数１に示すように、位相の変化量、すなわち微分値により表される。
【００４３】
【数１】
2006178225.tif 000003
【００４４】
ただし、φは光波の位相、Ｌは完全結合長、κはモード結合定数（κ＝π／（２Ｌ））、Δβ（＝（β２−β３）／２、ただしβ２は光導波路１００の光の伝播定数、β３は光導波路１０５の光の伝播定数）は光導波路１００及び光導波路１０５の光の伝播定数の差分値、Δβ'はΔβの時間微分、γは（κ２＋Δβ２）１／２である。
【００４５】
高速光伝送又はヘテロダイン検波による光計測等においては、このチャープの発生により伝送精度又は計測精度が劣化してしまう。そこで、本実施形態に係る光スイッチ１０においては、光結合器１１５の後段に光結合器１３５を設け、光結合器１１５で発生したチャープを打ち消す。
【００４６】
より具体的には、タイミング調整部１７０は、電極１１０ａの入力電圧を０Ｖから正の電圧値に変化させたのと同位相で電極１３０ｂの入力電圧を０Ｖから同一の電圧値に変化させる。この場合、光導波路１４４から光導波路１２０に入力される光導波路１００の出力光は、電極１３０ｂの電圧値によらず光導波路１４８を介して出力され、光導波路１５２に対しては漏波光を除き出力されない。しかし、光導波路１２０には光導波路１００と逆方向で大きさがほぼ同一の電界が印加され、光導波路１２５には光導波路１０５と逆方向で大きさがほぼ同一の電界が印加されるため、光結合器１３５は、出力光に対し光結合器１１５と逆方向で大きさがほぼ同一のチャープを発生させる。この結果、光結合器１１５で発生したチャープを打ち消すことができる。
【００４７】
なお、光結合器１１５で発生したチャープを精度良く打ち消すため、光結合器１１５及び光結合器１３５は、同一のプロセスによりモノシリックに集積し、同一の特性とすることが望ましい。
【００４８】
図４は、本実施形態の第１変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。本変形例に係る光スイッチ１０は、光出力ポートに近い光結合器１３５を用いて光のスイッチングを行い、光入力ポートに近い光結合器１１５を用いて光結合器１３５による位相変調を打ち消す構成をとる。図４における図１と同一符号を付した部材は、図１とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００４９】
光結合器１３５は、平行に設けられた第１光導波路１２０及び第２光導波路１２５を有する分布結合型の光結合器である。光結合器１３５は、第１光導波路１２０の入力側端部に入力された入力光を、第１光導波路１２０及び第２光導波路１２５の一方の出力側端部から出力光として出力する光スイッチとして機能する。
【００５０】
電極４３０（４３０ａ、ｂ）は、電極１１０ａ及び電極１１０ｂと同様に、駆動部１６０からタイミング調整部１７０を介して入力される第１の入力電圧に応じた電界を、第１光導波路１２０及び第２光導波路１２５に印加する。これにより、光結合器１３５に入力された入力光を光結合器１３５の出力光として光導波路１２０の出力側端部から出力させるか否かを、第１の入力電圧に応じて制御する。本変形例に係る電極４３０は、光導波路１２０の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極４３０ａと、光導波路１２５の上面に設けられ、接地された電極４３０ｂとを有する。
【００５１】
光結合器１１５は、平行に設けられた第３光導波路１００及び第４光導波路１０５を有する分布結合型の光結合器である。第３光導波路１００は、外部から光導波路１４０を介して光を入力し、光導波路１４４を介して光結合器１３５へ導波させ、光結合器１３５への入力光として第１光導波路１２０に入力する。
【００５２】
電極４１０（４１０ａ、ｂ）は、駆動部１６０からタイミング調整部１７０を介して入力される第１の入力電圧に応じて、電極４３０が第１光導波路１２０及び第２光導波路１２５に印加する電界と逆方向の電界を、第３光導波路１００及び第４光導波路１０５に印加する。これにより電極４１０は、第３光導波路１００を伝搬する入力光の位相を、光結合器１３５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本変形例に係る電極１３０は、光導波路１００の上面に設けられ、接地された電極４１０ａと、光導波路１０５の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極４１０ｂとを有する。本変形例に係る光結合器１１５及び電極４１０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００５３】
タイミング調整部１７０は、図１のタイミング調整部１７０と同様にして、第１の入力電圧を電極４１０に印加してから第１の入力電圧を電極４３０に印加するまでの時間を、第３光導波路１００に光が入力されてから光結合器１３５に入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整する。
【００５４】
本変形例に係る光スイッチ１０によれば、外部から入力されたレーザー光に対し、光結合器１３５におけるスイッチング動作により発生する位相変調と逆方向でほぼ同一量の位相変調を光結合器１１５において予め加えておくことにより、光結合器１３５で発生するチャープを打ち消すことができる。
【００５５】
図５は、本実施形態の第２変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。本変形例に係る光スイッチ１０は、入力光を光スイッチ１０から出力するか否かを、光結合器１１５により切り替える。そして、光結合器１１５により生じた出力光の位相変調を光導波路１２０及び電極１３０により低減して出力し、チャープの発生を抑える。図５において、図１と同一符号を付した部材は、図１とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００５６】
本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５と、電極１１０（１１０ａ、ｂ）と、第３光導波路１２０と、電極１３０（１３０ａ、ｂ）と、複数の光導波路（１４０、１４２、１４４、１４６、及び１４８）と、駆動部１６０と、タイミング調整部１７０とを備える。
【００５７】
光導波路１２０は、第１光導波路１００が出力する光結合器１１５の出力光を入力し、光導波路１４８を介して出力する。電極１３０は、駆動部１６０からタイミング調整部１７０を介して入力される第１の入力電圧に応じて、電極１１０が第１光導波路１００に印加する電界と逆方向の電界を第３光導波路１２０に印加する。これにより、電極１３０は、第３光導波路１２０を伝播する出力光の位相を、光結合器１１５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本変形例に係る電極１３０は、光導波路１２０の上面に設けられ、接地された電極１３０ａと、光スイッチ１０を形成した基板上における電極１３０ａの近傍に平行して設けられ、正の入力電圧が印加される電極１３０ｂとを有する。本変形例において、光導波路１２０及び電極１３０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００５８】
図６は、本実施形態の第２変形例に係る光スイッチ１０のＣＣ'の断面を示す。本変形例に係る光スイッチ１０は、リチウム・ナイオベート結晶のＺ軸方向が基板の垂直方向となるように切り出された基板上に設けられる。光導波路１２０は、当該基板にチタン等の金属を拡散することにより設けられる。電極１３０ａは、基板における光導波路１２０の上面に設けられ、０Ｖに接地される。電極１３０ｂは、基板上における電極１３０ａの近傍に平行して設けられ、タイミング調整部１７０から入力電圧の供給を受ける。
【００５９】
電極１３０ｂに正の入力電圧が印加されると、電極１３０ｂから電極１３０ａへと向かう電界が生じる。これにより、光導波路１２０は、基板の下面方向から上面方向へと向かう電界を受ける。一方、光導波路１００は、図２（ａ）に示したように、基板の上面方向から下面方向へと向かう電界を受ける。
【００６０】
このように、光導波路１２０には光導波路１００と逆方向で大きさがほぼ同一の電界が印加されるため、光導波路１２０は、出力光に対し光結合器１１５と逆方向で大きさがほぼ同一のチャープを発生させる。この結果、光導波路１２０及び電極１３０を有する位相変調低減部は、光結合器１１５で発生したチャープを打ち消すことができる。
【００６１】
図７は、本実施形態の第３変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５より入力側ポートに近い個所に光導波路１２０及び電極１３０を有する位相変調低減部を設けた構成をとる。図７における図５と同一符号を付した部材は、図５とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００６２】
本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５と、電極１１０（１１０ａ、ｂ）と、第３光導波路１２０と、電極１３０（１３０ａ、ｂ）と、複数の光導波路（１４０、１４１、１４２、１４４、１４６）と、駆動部１６０と、タイミング調整部１７０とを備える。
【００６３】
光導波路１２０は、外部から光導波路１４０を介して光を入力して光導波路１４１へ出力することにより、入力光として第１光導波路１００に入力する。電極１３０は、駆動部１６０からタイミング調整部１７０を介して入力される第１の入力電圧に応じて、電極１１０が第１光導波路１００に印加する電界と逆方向の電界を第３光導波路１２０に印加する。これにより、電極１３０は、第３光導波路１２０を伝搬する入力光の位相を、光結合器１１５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本変形例において、光導波路１２０及び電極１３０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００６４】
タイミング調整部１７０は、図４に示したタイミング調整部１７０と同一の機能及び構成をとる。
【００６５】
本変形例に係る光スイッチ１０によれば、外部から入力されたレーザー光に対し、光結合器１３５におけるスイッチング動作により発生する位相変調と逆方向でほぼ同一量の位相変調を光結合器１１５において予め加えておくことにより、光結合器１３５で発生するチャープを打ち消すことができる。
【００６６】
図８は、本実施形態の第４変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。本変形例に係る光スイッチ１０は、入力側ポートに近い側に設けられたノーマリー・オフ型の光結合器１１５を用いて光のスイッチングを行い、出力側ポートに近い側に設けられたノーマリー・オン型の光結合器１３５を用いて光結合器１１５による位相変調を打ち消す構成をとる。そして、入力電圧変換部８８０は、光結合器１３５が光結合器１１５と同時にオン又はオフとなるように、光結合器１３５に供給する入力電圧を生成する。図８における図１と同一符号を付した部材は、図１とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００６７】
本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５と、電極１１０（１１０ａ、ｂ）と、光結合器１３５と、電極８３０（８３０ａ、ｂ）と、複数の光導波路（１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、及び１５２）と、駆動部１６０と、タイミング調整部１７０と、入力電圧変換部８８０とを備える。
【００６８】
光結合器１３５は、平行に設けられた第３光導波路１２０及び第４光導波路１２５を有する分布結合型の光結合器である。光結合器１３５は、第１光導波路１００の出力側端部から出力される出力光を第３光導波路１２０に入力し、光結合器１１５における位相の変化を低減させた出力光を第４光導波路１２５から出力する。
【００６９】
入力電圧変換部８８０は、予め定められた基準電圧から光結合器１１５に供給する第１の入力電圧を減じて、光結合器１３５に供給する第２の入力電圧を生成する。この基準電圧は、例えば光スイッチ１０をオンとする場合に光結合器１１５に供給する第１の入力電圧の値Ｖ１であってよい。この場合、光スイッチ１０をオフとするために第１の入力電圧０Ｖが電極１１０に印加されると、第２の入力電圧Ｖ１が電極８３０に印加される。また、光スイッチ１０をオンとするために第１の入力電圧Ｖ１が電極１１０に印加されると、第２の入力電圧０Ｖが電極８３０に印加される。
【００７０】
電極８３０は、第２の入力電圧に応じて、電極１１０が第１光導波路１００及び第光導波路１０５に印加する電界と同方向の電界を第３光導波路１２０及び第４光導波路１２５に印加する。ここで、第２の入力電圧は、例えば基準電圧Ｖ１から第１の入力電圧を減じた電圧値をとるため、電極８３０は、第３光導波路１２０及び第４光導波路１２５を伝搬する出力光の位相を、光結合器１１５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極１３０は、光導波路１２０の上面に設けられ、接地された電極８３０ａと、光導波路１２５の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極８３０ｂとを有する。本変形例において、光結合器１３５及び電極８３０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００７１】
光導波路１４８は、図１と異なり光スイッチ１０の光出力ポートとして用いられず、光ファイバ等は接続されない。一方、光導波路１５２の出力側端部は、光スイッチ１０の出力光を出力する光出力ポートとして用いられ、光スイッチ１０の出力光を入力する光ファイバ等が接続される。
【００７２】
タイミング調整部１７０は、第１の入力電圧を電極１１０に印加してから第２の入力電圧を電極８３０に印加するまでの時間を、光結合器１１５に入力光が入力されてから第３光導波路１２０に出力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整する。
【００７３】
図９は、本実施形態の第４変形例に係る光スイッチ１０における位相変調を示す。
まず、光スイッチ１０がオフの状態において、駆動部１６０は、第１の入力電圧０Ｖを電極１１０に印加する。また、入力電圧変換部８８０は、基準電圧Ｖ１から第１の入力電圧０Ｖを減じた第２の入力電圧Ｖ１を、電極８３０に印加する。この結果、光導波路１００に入力された入力光は、光導波路１０５の出力側端部から出力され、光スイッチ１０の光出力ポートからは出力されない。
【００７４】
次に、駆動信号の論理値をＬからＨへ切り替えると、駆動部１６０は、第１の入力電圧を０ＶからＶ１に切り替えて電極１１０に供給し、光結合器１１５をオンとする。この際、図３に関連して示したように、光結合器１１５において、一例として正のチャープが発生する。一方、入力電圧変換部８８０は、第１の入力電圧の変化に応じて、基準電圧Ｖ１から第１の入力電圧Ｖ１を減じた第２の入力電圧０Ｖを電極８３０に供給し、光結合器１３５をオンとする。これにより、第３光導波路１２０及び第４光導波路１２５に印加される電界に対し、第１光導波路１００及び第２光導波路１０５に印加される電界の変化と逆の変化が生じる。この結果、光結合器１３５は、出力光に対し光結合器１１５と逆方向で大きさがほぼ同一の負のチャープを発生させる。
【００７５】
次に、駆動信号の論理値をＨからＬへ切り替えると、駆動部１６０は、第１の入力電圧をＶ１から０Ｖに切り替えて電極１１０に供給し、光結合器１３５をオフとする。この際、図３に関連して示したように、光結合器１１５において、一例として負のチャープが発生する。一方、入力電圧変換部８８０は、第１の入力電圧の変化に応じて、基準電圧Ｖ１から第１の入力電圧０Ｖを減じた第２の入力電圧Ｖ１を電極８３０に供給し、光結合器１３５をオフとする。これにより、第３光導波路１２０及び第４光導波路１２５に印加される電界に対し、第１光導波路１００及び第２光導波路１０５に印加される電界の変化と逆の変化が生じる。この結果、光結合器１３５は、出力光に対し光結合器１１５と逆方向で大きさがほぼ同一の正のチャープを発生させる。
【００７６】
以上に示した通り、光結合器１３５は、出力光に対し光結合器１１５と逆方向で大きさがほぼ同一のチャープを発生させる。この結果、光結合器１１５で発生したチャープを打ち消すことができる。
【００７７】
図１０は、本実施形態の第５変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。本実施形態に係る光スイッチ１０は、出力側ポートに近い側に設けられたノーマリー・オフ型の光結合器１３５を用いて光のスイッチングを行い、入力側ポートに近い側に設けられたノーマリー・オン型の光結合器１１５を用いて光結合器１３５による位相変調を打ち消す構成をとる。そして、入力電圧変換部８８０は、光結合器１１５が光結合器１３５と同時にオン又はオフとなるように、光結合器１１５に供給する入力電圧を生成する。図１０における図４と同一符号を付した部材は、図４とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００７８】
本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５と、第２電極９１０（９１０ａ、ｂ）と、光結合器１３５と、第１電極４３０（４３０ａ、ｂ）と、複数の光導波路（１４０、１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、及び１５２）と、駆動部１６０と、タイミング調整部１７０と、入力電圧変換部８８０とを備える。
【００７９】
光結合器１１５は、平行に設けられた第３光導波路１０５及び第４光導波路１００を有する分布結合型の光結合器である。第３光導波路１０５は、光導波路１４２を介して外部から光を入力する。第４光導波路１００は、第３光導波路に平行に設けられ、第３光導波路１０５が入力した入力光を光導波路１４４を介して第１光導波路１２０に入力する。
【００８０】
入力電圧変換部８８０は、図８と同様にして、予め定められた基準電圧から光結合器１３５に供給する第１の入力電圧を減じて、光結合器１１５に供給する第２の入力電圧を生成する。
【００８１】
電極９１０は、第２の入力電圧に応じて、電極４３０が第１光導波路１２０及び第２光導波路１２５に印加する電界と同方向の電界を第３光導波路１０５及び第４光導波路１００に印加する。ここで、第２の入力電圧は、例えば基準電圧Ｖ１から第１の入力電圧を減じた電圧値をとるため、電極９１０は、第３光導波路１０５及び第４光導波路１００を伝搬する入力光の位相を、光結合器１１５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極９１０は、第３光導波路１０５の上面に設けられ、接地された電極９１０ｂと、第４光導波路１００の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極９１０ａとを有する。本変形例において、光結合器１１５及び電極９１０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００８２】
光導波路１４２は、光スイッチ１０の光入力ポートを入力側端部に有し、外部から光を入力して第３光導波路１０５の入力側端部に入力する。光導波路１４０は、図８と異なり外部の光ファイバ等に接続されず、外部から光を入力しない。
【００８３】
タイミング調整部１７０は、図４のタイミング調整部１７０と同様にして、第２の入力電圧を電極９１０に印加してから第１の入力電圧を電極４３０に印加するまでの時間を、第３光導波路１０５に光が入力されてから光結合器１３５に入力光が入力されるまでの時間と実質的に同一となるように調整する。
【００８４】
本変形例に係る光スイッチ１０によれば、外部から入力されたレーザー光に対し、光結合器１３５におけるスイッチング動作により発生する位相変調と逆方向でほぼ同一量の位相変調を光結合器１１５において予め加えておくことにより、光結合器１３５で発生するチャープを打ち消すことができる。
【００８５】
図１１は、本実施形態の第６変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５により入力光を光スイッチ１０から出力するか否かを切り替える。そして、光結合器１１５により生じた出力光の位相変調を光導波路１２０及び電極１０３０により低減して出力し、チャープの発生を抑える。図１１において、図５と同一符号を付した部材は、図５とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００８６】
入力電圧変換部８８０は、図８と同様にして、予め定められた基準電圧から光結合器１３５に供給する第１の入力電圧を減じて、光結合器１１５に供給する第２の入力電圧を生成する。
【００８７】
電極１０３０（１０３０ａ、ｂ）は、入力電圧変換部８８０から入力される第２の入力電圧に応じて、電極１１０が第４光導波路１００に印加する電界と同方向の電界を光導波路１２０に印加する。ここで、第２の入力電圧は、例えば基準電圧Ｖ１から第１の入力電圧を減じた電圧値をとるため、電極１０３０は、第３光導波路１００及び第４光導波路１０５を伝搬する出力光の位相を、光結合器１１５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極１０３０は、第３光導波路１２０の上面に設けられ、接地された電極１０３０ａと、光スイッチ１０を形成した基板上における電極１０３０ａの近傍に平行して設けられ、正の入力電圧が印加される電極１０３０ｂとを有する。本変形例において、光導波路１２０及び電極１０３０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００８８】
本変形例に係る光スイッチ１０によれば、光導波路１２０の電界に対し、光導波路１００に印加される電界の変化と逆の変化を生じさせることができる。これにより、光導波路１２０及び電極１０３０からなる位相変調低減部は、出力光に対し光結合器１１５と逆方向で大きさがほぼ同一のチャープを派生させる。この結果、光導波路１２０及び電極１０３０を有する位相変調低減部は、光結合器１１５で発生したチャープを打ち消すことができる。
【００８９】
図１２は、本実施形態の第７変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５より光入力ポートに近い個所に光導波路１２０及び電極１１３０を有する位相変調低減部を設けた構成をとる。図１２における図７と同一符号を付した部材は、図７とほぼ同一の機能及び構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。
【００９０】
本変形例に係る光スイッチ１０は、光結合器１１５と、電極１１０（１１０ａ、ｂ）と、第３光導波路１２０と、電極１１３０（１１３０ａ、ｂ）と、複数の光導波路（１４０、１４１、１４２、１４４、１４６）と、駆動部１６０と、タイミング調整部１７０と、入力電圧変換部８８０とを備える。
【００９１】
入力電圧変換部８８０は、図８と同様にして、予め定められた基準電圧から光結合器１１５に供給する第１の入力電圧を減じて、電極１１３０に供給する第２の入力電圧を生成する。
【００９２】
電極１１３０は、第２の入力電圧に応じて、電極１１０が第１光導波路１００に印加する電界と同方向の電界を第３光導波路１２０に印加する。ここで、第２の入力電圧は、例えば基準電圧Ｖ１から第１の入力電圧を減じた電圧値をとるため、電極１１３０は、第３光導波路１２０を伝搬する入力光の位相を、光結合器１１５における位相の変化量と実質的に同一量逆方向に変化させる。本実施形態に係る電極１１３０は、第３光導波路１２０の上面に設けられ、正の入力電圧が印加される電極１１３０ａと、光スイッチ１０が形成された基板上における電極１１３０ａの近傍に平行して設けられ、接地される電極１１３０ｂとを有する。本変形例において、光導波路１２０及び電極１１３０は、本発明に係る位相変調低減部の一例である。
【００９３】
本変形例に係る光スイッチ１０によれば、光導波路１２０の電界に対し、光導波路１００に印加される電界の変化と逆の変化を生じさせることができる。これにより、光導波路１２０及び電極１１３０からなる位相変調低減部は、外部から入力されたレーザー光に対し、光結合器１１５におけるスイッチング動作により発生するチャープと逆方向で大きさがほぼ同一のチャープを予め加えておくことができる。この結果、光導波路１２０及び電極１１３０を有する位相変調低減部は、光結合器１１５で発生したチャープを打ち消すことができる。
【００９４】
図１３は、本実施形態に係る光試験装置２０の構成を示す。光試験装置２０は、本実施形態に係る光スイッチ１０により生成した光パルス信号を試験対象の光ファイバ１３００に入力し、光ファイバ１３００からの反射光等に基づいて光ファイバ１３００を試験する。これにより、光試験装置２０は、周波数のチャープを低減した光パルス信号を用いて、精度良く光ファイバ１３００を試験することができる。
【００９５】
光試験装置２０は、発光部１３１０と、パルス発生器１３２０と、光スイッチ１０と、方向性結合器１３３０と、検波器１３４０と、平均算出部１３５０とを備える。発光部１３１０は、例えばレーザーダイオードであり、コヒーレントなレーザー光を発生する。パルス発生器１３２０は、予め定められたパルス幅を有するパルス信号を発生する。
【００９６】
光スイッチ１０は、発光部１３１０により発生された光を光入力ポートから入力し、パルス発生器１３２０により発生されたパルス信号を駆動信号として入力する。これにより、光スイッチ１０は、パルス信号に基づいて、発光部１３１０により発生された光を出力するか否かを切り替える。より具体的には、光スイッチ１０は、パルス信号が論理値Ｌの間、発光部１３１０により発生された光を遮断し、光出力ポートから出力しない。一方、パルス信号が論理値Ｈの間、発光部１３１０により発生された光を通過させ、光出力ポートから出力する。
【００９７】
方向性結合器１３３０は、光スイッチから出力された光を、外部の光導波路の一例である光ファイバ１３００に入力する。また、方向性結合器１３３０は、光ファイバ１３００から後方散乱光及び反射光を取得して検波器１３４０に供給する。検波器１３４０は、光ファイバ１３００から取得された後方散乱光及び反射光の検波を行う。本実施形態に係る検波器１３４０は、光ファイバ１３００から取得された後方散乱光及び反射光を、発光部１３１０が発生した光に基づいてヘテロダイン検波を行う。平均算出部１３５０は、検波器１３４０の出力信号を平均化して、測定者に対し表示する。
【００９８】
以上に示した光試験装置２０によれば、光スイッチ１０を用いることにより、周波数のチャープが低減されたレーザーパルス光を用いて光ファイバ１３００の試験を行うことができる。これにより、ヘテロダイン検波において受信信号に発生する周波数変動を低減することができる。
【００９９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１００】
例えば、光スイッチ１０は、リチウム・ナイオベート結晶のＺ軸方向を垂直方向とした基板（Ｚ板）上に設ける形態に代えて、リチウム・ナイオベート結晶のＸ軸方向を垂直方向とした基板（Ｘ板）上に設ける形態を採ってもよい。この場合、電極１１０、電極１３０、電極４１０、電極４３０、電極８３０、電極９１０、電極１０３０、及び電極１１３０は、電極の延伸方向と垂直な基板の水平方向の電界を光導波路に印加する。
【０１０１】
また、スイッチングを行う光結合器１１５又は光結合器１３５は、完全結合長の２倍の長さを有し、光の入力側に近い完全結合長の部分と、出力側に近い完全結合長の部分とで電極のプラス／マイナスを反転させた反転結合型の光スイッチを構成してもよい。この場合、位相変調低減部は、反転結合型の電極の構造に合わせ、完全結合長の２倍の長さを有し、光の入力側に近い完全結合長の部分と、出力側に近い完全結合長の部分とで電極のプラス／マイナスを反転させた構造により光導波路に電界を印加してよい。
【０１０２】
また、光スイッチ１０は、スイッチングを行う光結合器１１５又は光結合器１３５に対し、位相変調低減部内の光導波路がドメイン反転（分極反転）された構造をとってもよい。この場合、光結合器１１５又は光結合器１３５に印加する電界に対し、分極状態に応じた逆方向の電界を印加するためには、位相変調低減部内の電極は、物理的に同一方向かつ同一量の電界を印加する構成をとる。これにより、位相変調低減部は、分極反転していない光導波路に対し逆方向で同一量の電界を印加するのと同一の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施形態に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る光スイッチ１０のＡＡ'の断面（（ａ））及びＢＢ'の断面（（ｂ））を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る光スイッチ１０における位相変調を示す。
【図４】本発明の実施形態の第１変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図５】本発明の実施形態の第２変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図６】本発明の実施形態の第２変形例に係る光スイッチ１０のＣＣ'の断面を示す。
【図７】本発明の実施形態の第３変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図８】本発明の実施形態の第４変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図９】本発明の実施形態の第４変形例に係る光スイッチ１０における位相変調を示す。
【図１０】本発明の実施形態の第５変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図１１】本発明の実施形態の第６変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図１２】本発明の実施形態の第７変形例に係る光スイッチ１０の構成を示す。
【図１３】本発明の実施形態に係る光試験装置２０の構成を示す。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  光スイッチ
２０  光試験装置
１１５、１３５  光結合器
１００、１０５、１２０、１２５、１４０、１４１、１４２、１４４、１４６、１４８、１５０、１５２  光導波路
１１０ａ〜ｂ、１３０ａ〜ｂ、４１０ａ〜ｂ、４３０ａ〜ｂ、８３０ａ〜ｂ、９１０ａ〜ｂ、１０３０ａ〜ｂ、１１３０ａ〜ｂ  電極
１６０  駆動部
１７０  タイミング調整部
８８０  入力電圧変換部
１３００  光ファイバ
１３１０  発光部
１３２０  パルス発生器
１３３０  方向性結合器
１３４０  検波器
１３５０  平均算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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