- 面積降至萬分之一以下
- 處理速度提高到1000倍
- 相位控制效率提高到10倍
- 從時分復用的光信號中指定信道
日本產業技術綜合研究所宣布，采用半導體技術開發出了芯片面積在1mm2以下的光開關。與原來由單個部件構成的產品相比，面積降至萬分之一以下。據產綜研介紹，現已證實，利用該元件能夠從由40Gbps的4信道時分復用而成的160Gbps光信號中選出指定信道。
光開關是指，像鐵路道岔一樣，對輸入光線的輸出端進行切換的波導路。過去的光開關大多采用通過光程差來干擾光的馬赫-曾德爾（MZ）型干涉儀。不過，存在的課題是不容易實現小型化和集成化。
此次開發的光開關結合了利用光的相位調制技術和干擾反射光的邁克爾遜干涉儀。元件面積最小為0.3mm2。采用MZ型干涉儀的光開關，其干涉部分的面積為約10cm2，而此次開發的光開關尺寸降至其萬分之一以下。之所以能夠減小尺寸，最主要的原因是“通過將干涉儀換成邁克爾遜型干涉儀，使相位調制部分與控制光的導入部分得以貼近”。另外，使用MZ型干涉儀時，利用現有技術很難像此次這樣集成在1個芯片上。
利用子帶間躍遷將處理速度提高到1000倍
利用光的光相位調制技術也叫做全光相位調制。這是利用子帶間躍遷（ISBT）原理實現的。ISBT指在半導體的各價帶或導帶中出現的能級（子帶）之間進行能量躍遷。與價帶和導帶之間的躍遷相比，激發的電子釋放出晶格振動（聲子）后返回基態子帶的概率很高，從激發到緩解的時間非常短，只有數ps。也就是說，通過利用這種ISBT才能將光相位調制技術應用于超過100Gbps的高速數據傳輸處理上。而在價帶與導帶間的躍遷中，從激發到緩解需要數ns時間，只能實現數百MHz左右的數據處理。
之所以能利用ISBT控制光相位，是因為達到激發狀態時，波導路的折射率會發生改變。要想達到激發狀態，控制光要采用光的磁場與量子肼平面平行的 “TM（transverse magnetic）偏振波”。而電場與量子肼平面平行的TE（transverse electric）偏振波則作為信號光使用。因TE偏振波與ISBT無關，因此能夠明確分清控制光和信號光的作用。
相位控制的效率也提高到10倍
產綜研過去一直在利用ISBT研發光相位控制技術。實現ISBT的量子肼結構的是在InP基板上層疊III-V族的半導體層。據產綜研介紹，此次通過調整設計，將原來帶隙波長為1200nm左右的調整到1450nm左右，從而使相位調制的效率也提高到了原來的約10倍。產綜研表示最近發現“帶隙波長越接近信號光的波長，相位調制的效率就越高”。
