Abstract

We report on an experimental 3×3 thermo-optical switch on silicon on insulator. By controlling a single combined phase shifter, light from any input waveguide can be directed to any output waveguide, showing a simple control method and highly integrated structure as compared to the conventional multiway optical switches. Furthermore, the proposed optical switch can be generalized to be a 1×N and N×N optical switch without an extra phase shifter. The switch is fabricated by complementary metal oxide semiconductor technology. By experiment, full 3×3 switching functionality is demonstrated at a wavelength of 1.55 μm, with an average cross talk of −11.1  dB and a power consumption of 97.5 mW.

© 2012 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. F. Benner, M. Ignatowski, J. A. Kash, D. M. Kuchta, and M. B. Ritter, IBM J. Res. & Dev. 49, 755 (2005).
    [CrossRef]
  2. T. Barwicz, H. Byun, F. Gan, C. W. Holzwarth, M. A. Popovic, P. T. Rakich, M. R. Watts, E. P. Ippen, F. X. Kärtner, H. I. Smith, J. S. Orcutt, R. J. Ram, V. Stojanovic, O. O. Olubuyide, J. L. Hoyt, S. Spector, M. Geis, M. Grein, T. Lyszczarz, and J. U. Yoon, J. Opt. Netw. 6, 63 (2007).
    [CrossRef]
  3. M. Lipson, Nanotechnology 15, S622 (2004).
    [CrossRef]
  4. R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
    [CrossRef]
  5. T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
    [CrossRef]
  6. I. M. Soganci, T. Tanemura, and Y. Nakano, IEEE Photon. J. 1, 80 (2009).
    [CrossRef]
  7. S. Tomofuji, S. Matsuo, T. Kakitsuka, and K. Kitayama, Opt. Express 17, 23380 (2009).
    [CrossRef]
  8. I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
    [CrossRef]
  9. K. Suzuki, T. Yamada, M. Ishii, T. Shibata, and S. Mino, IEEE Photon. Tech. Lett. 19, 674 (2007).
    [CrossRef]
  10. T. Chu, H. Yamada, S. Ishida, and Y. Arakawa, Opt. Express 13, 10109 (2005).
    [CrossRef]
  11. M. Bachmann, P. A. Besse, and H. Melchior, Appl. Opt. 33, 3905 (1994).
    [CrossRef]
  12. M. R. Paiam and R. I. Macdonald, Appl. Opt. 36, 5097 (1997).
    [CrossRef]
  13. H. F. Zhou, W. J. Wang, J. Y. Yang, M. H. Wang, and X. Q. Jiang, Appl. Opt. 50, 2299 (2011).
    [CrossRef]
  14. L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Techn. 13, 615 (1995).
    [CrossRef]
  15. P. Dong, W. Qian, H. Liang, R. Shafiiha, D. Feng, G. Li, J. E. Cunningham, A. V. Krishnamoorthy, and M. Asghari, Opt. Express 18, 20298 (2010).
    [CrossRef]
  16. M. Harjanne, M. Kapulainen, T. Aalto, and P. Heimala, IEEE Photon. Techn. Lett. 16, 2039 (2004).
    [CrossRef]
  17. R. Ding, T. Baehr-Jones, Y. Liu, R. Bojko, J. Witzens, S. Huang, J. Luo, S. Benight, P. Sullivan, J.-M. Fedeli, M. Fournier, L. Dalton, A. Jen, and M. Hochberg, Opt. Express 18, 15618 (2010).
    [CrossRef]
  18. M. Yang, W. M. J. Green, S. Assefa, J. V. Campenhout, B. G. Lee, C. V. Jahnes, F. E. Doany, C. L. Schow, J. A. Kash, and Y. A. Vlasov, Opt. Express 19, 47 (2011).
    [CrossRef]

2011 (2)

2010 (3)

2009 (2)

I. M. Soganci, T. Tanemura, and Y. Nakano, IEEE Photon. J. 1, 80 (2009).
[CrossRef]

S. Tomofuji, S. Matsuo, T. Kakitsuka, and K. Kitayama, Opt. Express 17, 23380 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

2005 (2)

A. F. Benner, M. Ignatowski, J. A. Kash, D. M. Kuchta, and M. B. Ritter, IBM J. Res. & Dev. 49, 755 (2005).
[CrossRef]

T. Chu, H. Yamada, S. Ishida, and Y. Arakawa, Opt. Express 13, 10109 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

M. Lipson, Nanotechnology 15, S622 (2004).
[CrossRef]

M. Harjanne, M. Kapulainen, T. Aalto, and P. Heimala, IEEE Photon. Techn. Lett. 16, 2039 (2004).
[CrossRef]

1997 (1)

1995 (1)

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Techn. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

1994 (2)

M. Bachmann, P. A. Besse, and H. Melchior, Appl. Opt. 33, 3905 (1994).
[CrossRef]

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Aalto, T.

M. Harjanne, M. Kapulainen, T. Aalto, and P. Heimala, IEEE Photon. Techn. Lett. 16, 2039 (2004).
[CrossRef]

Amin, A. A.

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

Arakawa, Y.

Asghari, M.

Assefa, S.

Bachmann, M.

Baehr-Jones, T.

Barwicz, T.

Benight, S.

Benner, A. F.

A. F. Benner, M. Ignatowski, J. A. Kash, D. M. Kuchta, and M. B. Ritter, IBM J. Res. & Dev. 49, 755 (2005).
[CrossRef]

Besse, P. A.

Birbeck, J. C. H.

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Bojko, R.

Byun, H.

Calabretta, N.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

Campenhout, J. V.

Chu, T.

Cunningham, J. E.

Dalton, L.

Ding, R.

Doany, F. E.

Dong, P.

Dorren, H. J. S.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

Fedeli, J.-M.

Feng, D.

Fournier, M.

Gan, F.

Geis, M.

Green, W. M. J.

Grein, M.

Harjanne, M.

M. Harjanne, M. Kapulainen, T. Aalto, and P. Heimala, IEEE Photon. Techn. Lett. 16, 2039 (2004).
[CrossRef]

Heaton, J. M.

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Heimala, P.

M. Harjanne, M. Kapulainen, T. Aalto, and P. Heimala, IEEE Photon. Techn. Lett. 16, 2039 (2004).
[CrossRef]

Hilton, K. P.

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Hochberg, M.

Holzwarth, C. W.

Hoyt, J. L.

Huang, S.

Ignatowski, M.

A. F. Benner, M. Ignatowski, J. A. Kash, D. M. Kuchta, and M. B. Ritter, IBM J. Res. & Dev. 49, 755 (2005).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

Ishida, S.

Ishii, M.

K. Suzuki, T. Yamada, M. Ishii, T. Shibata, and S. Mino, IEEE Photon. Tech. Lett. 19, 674 (2007).
[CrossRef]

Jahnes, C. V.

Jen, A.

Jenkins, R. M.

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Jiang, X. Q.

Kakitsuka, T.

Kapulainen, M.

M. Harjanne, M. Kapulainen, T. Aalto, and P. Heimala, IEEE Photon. Techn. Lett. 16, 2039 (2004).
[CrossRef]

Kärtner, F. X.

Kash, J. A.

Kitayama, K.

Krishnamoorthy, A. V.

Kuchta, D. M.

A. F. Benner, M. Ignatowski, J. A. Kash, D. M. Kuchta, and M. B. Ritter, IBM J. Res. & Dev. 49, 755 (2005).
[CrossRef]

Lee, B. G.

Li, G.

Liang, H.

Lipson, M.

M. Lipson, Nanotechnology 15, S622 (2004).
[CrossRef]

Liu, Y.

Luo, J.

Lyszczarz, T.

Macdonald, R. I.

Matsuo, S.

Melchior, H.

Mino, S.

K. Suzuki, T. Yamada, M. Ishii, T. Shibata, and S. Mino, IEEE Photon. Tech. Lett. 19, 674 (2007).
[CrossRef]

Nakano, Y.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

I. M. Soganci, T. Tanemura, and Y. Nakano, IEEE Photon. J. 1, 80 (2009).
[CrossRef]

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

Olubuyide, O. O.

Orcutt, J. S.

Paiam, M. R.

Parker, J. T.

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Pennings, E. C. M.

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Techn. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

Popovic, M. A.

Qian, W.

Rakich, P. T.

Ram, R. J.

Ritter, M. B.

A. F. Benner, M. Ignatowski, J. A. Kash, D. M. Kuchta, and M. B. Ritter, IBM J. Res. & Dev. 49, 755 (2005).
[CrossRef]

Schow, C. L.

Shafiiha, R.

Shibata, T.

K. Suzuki, T. Yamada, M. Ishii, T. Shibata, and S. Mino, IEEE Photon. Tech. Lett. 19, 674 (2007).
[CrossRef]

Shioda, T.

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

Smalbrugge, E.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

Smit, M. K.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

Smith, G. W.

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Smith, H. I.

Soganci, I. M.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

I. M. Soganci, T. Tanemura, and Y. Nakano, IEEE Photon. J. 1, 80 (2009).
[CrossRef]

Soldano, L. B.

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Techn. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

Spector, S.

Stojanovic, V.

Sugiyama, M.

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

Sullivan, P.

Suzuki, K.

K. Suzuki, T. Yamada, M. Ishii, T. Shibata, and S. Mino, IEEE Photon. Tech. Lett. 19, 674 (2007).
[CrossRef]

Takeda, K.

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

Takenaka, M.

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

Tanemura, T.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

I. M. Soganci, T. Tanemura, and Y. Nakano, IEEE Photon. J. 1, 80 (2009).
[CrossRef]

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

Tomofuji, S.

Vlasov, Y. A.

Vries, T. D.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

Wang, M. H.

Wang, W. J.

Watts, M. R.

Wight, D. R.

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

Williams, K. A.

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

Witzens, J.

Yamada, H.

Yamada, T.

K. Suzuki, T. Yamada, M. Ishii, T. Shibata, and S. Mino, IEEE Photon. Tech. Lett. 19, 674 (2007).
[CrossRef]

Yang, J. Y.

Yang, M.

Yoon, J. U.

Zhou, H. F.

Appl. Opt. (3)

Appl. Phys. Lett. (1)

R. M. Jenkins, J. M. Heaton, D. R. Wight, J. T. Parker, J. C. H. Birbeck, G. W. Smith, and K. P. Hilton, Appl. Phys. Lett. 64, 684 (1994).
[CrossRef]

IBM J. Res. & Dev. (1)

A. F. Benner, M. Ignatowski, J. A. Kash, D. M. Kuchta, and M. B. Ritter, IBM J. Res. & Dev. 49, 755 (2005).
[CrossRef]

IEEE Photon. J. (1)

I. M. Soganci, T. Tanemura, and Y. Nakano, IEEE Photon. J. 1, 80 (2009).
[CrossRef]

IEEE Photon. Tech. Lett. (2)

I. M. Soganci, T. Tanemura, K. A. Williams, N. Calabretta, T. D. Vries, E. Smalbrugge, M. K. Smit, H. J. S. Dorren, and Y. Nakano, IEEE Photon. Tech. Lett. 22, 143 (2010).
[CrossRef]

K. Suzuki, T. Yamada, M. Ishii, T. Shibata, and S. Mino, IEEE Photon. Tech. Lett. 19, 674 (2007).
[CrossRef]

IEEE Photon. Techn. Lett. (1)

M. Harjanne, M. Kapulainen, T. Aalto, and P. Heimala, IEEE Photon. Techn. Lett. 16, 2039 (2004).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

T. Tanemura, M. Takenaka, A. A. Amin, K. Takeda, T. Shioda, M. Sugiyama, and Y. Nakano, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1063 (2008).
[CrossRef]

J. Lightwave Techn. (1)

L. B. Soldano and E. C. M. Pennings, J. Lightwave Techn. 13, 615 (1995).
[CrossRef]

J. Opt. Netw. (1)

Nanotechnology (1)

M. Lipson, Nanotechnology 15, S622 (2004).
[CrossRef]

Opt. Express (5)

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics