[发明专利]N×N光开关

说明书

本发明提供一种N×N光开关，其为将输入侧光开关的输出端口和输出侧光开关的输入端口在同一基板上由光波导连接而构成的光开关，在该光开关的交叉数最多、交叉损失最高的光波导所连接的端口中，能减少交叉损失。4×4光开关(10)具备：四个输入侧1×4光开关(SW11～SW14)，具有四个输出端口(P1～P4)；四个输出侧4×1光开关(SW21～SW24)，具有四个输入端口(Q1～Q4)；以及连接光波导(OW)，连接所述输出端口和所述输入端口，其中，一部分连接光波导OW与两条以上的其他连接光波导OW在一处交叉。

技术领域

本发明涉及一种作为用于支持大容量光通信网络的重要光学零件的N×N光开关。

背景技术

近年来，为了应对通信流量的急剧增长，光通信网络的高速、大容量化正在推进。光通信网络由多个链接以及节点构成，在链接和节点中分别面向高速、大容量通信进行研究开发。

在链接上对信号的高速化、波长的复用化等进行推进，另一方面，为了在节点上实现高效的通信流量，使连接节点间的路径灵活变更的技术变得重要。例如，已知的技术中，被传输来的光信号在节点的输入端暂时进行光电转换，对电信号进行切换，并在节点的输出端再次进行电光转换而传输。该情况下，光电转换、电信号的高速切换会消耗很多电力。

相对地，在节点内配置光开关，不将光信号转换为电信号而进行切换的技术也在研究开发中。该情况下，通过光开关来直接切换光信号并变更路径，因此，无须光电转换、电信号的高速切换，能低延迟、低功耗地切换高速的光信号。

作为这样的光开关，在平面光波回路(Planar Lightwave Circuit：PLC)上构成的热光学(TO)开关、使用InP系的电场吸收型光调制器(Electroabsorption modulator：EAM)、马赫-增德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer：MZI)或半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier：SOA)的开关、LiNbO₃系的相位调制器型的开关等正在研究开发中。

例如，在非专利文献1中，提出了在PLC上构成光开关的例子。

如非专利文献1所示，作为N×N光开关的主要构成，例如，可以考虑将N个1×N光开关和N个N×1光开关连接的构成(其中，N为正整数)。

图5中示出了作为一例的以往的N×N光开关100。如图5所示，以往的N×N光开关100构成为，具备：N个输入侧1×N光开关SW11～SW1N；以及N个输出侧N×1光开关SW21～SW2N(图5中N＝4。具体见后文)。

由输入端口输入的光脉冲群由输入侧1×N光开关SW11～SW1N输出至与期望的输出端口连接的输出侧N×1光开关SW21～SW2N。由此，无论其他端口的连接状态如何，都能实现任何连接，实现无阻塞(non-blocking)型的N×N光开关。

在此，作为构成输入侧1×N光开关的以往技术，例如，专利文献1中提出了2×2光开关元件。图6中示出了以往的2×2光开关元件的立体图。图6的2×2光开关元件是定向耦合器型的光开关元件，构成为在n-InP基板6上设有光输入部I、光开关部II、光输出部III以及光吸收部IV。

更详细而言，图6所示的以往的2×2光开关元件具有在n-InP基板6上依次层叠有i-MQW层5、i-InP包层4、p-InP包层3的构造。如图6所示，p-InP包层3形成为细线状。而且，在光开关部II的一个p-InP包层3上以及光吸收部IV的两个p-InP包层3上依次形成有p⁺-InGaAs盖层2以及p型电极1。在n-InP基板6的背面形成有n型电极7。需要说明的是，图6中的A、B是输入端口，C、D是输出端口。