フェーズアレイ型1×N半導体光スイッチの試作と理論検討(フォトニックNW・デバイス,フォトニック結晶・ファイバとその応用,光集積回路,光導波路素子光スイッチング,導波路解析,および一般)  [in Japanese] Theoretical and Experimental Study on Semiconductor 1×N Optical Switch Based on Arrayed Phase Shifters  [in Japanese]

大容量光パケットスイッチネットワークにおいて不可欠となる大規模光スイッチの実現に向けて,フェーズアレイ型1×N半導体光スイッチに着目し,スケーラビリティに関する理論検討と試作デバイスの設計・作製を行った.ポート数Nの増大に対して変調器の段数が変化しないため,1×2スイッチをツリー状に多段接続する構成に比べてコンパクトなデバイスが実現できる可能性を明らかにした.また,InP/InGaAsP 1×5光スイッチを試作し,1520〜1580nmの波長無依存動作と10ns以下の応答時間を実証し,波長多重光パケットスイッチノードへの適用可能性を示した.

Large-scale N×N and 1×N optical switches are indispensable in constructing the future optical packet-switching networks. In this paper, we will investigate the novel type of optical-phased-array (OPA) 1×N semiconductor switch both theoretically and experimentally. Since the number of modulator stage does not increase with the port count N, we show that it has superior scalability compared to the conventional scheme of cascading 1×2 switches under realistic conditions. We then fabricate InP/InGaAsP 1×5 optical-phased-array switch and demonstrate basic characteristics, such as wideband operation over C-band (1520-1580 nm) and the switching response faster than 10 ns. These results suggest the applicability of the switch to ultra-high-capacity WDM packet switching node.