DE69724078T2

DE69724078T2 - Optischer Schalter und Schaltverfahren

Info

Publication number: DE69724078T2
Application number: DE69724078T
Authority: DE
Inventors: Kazuhito Yokohama-shi Saito; Takeo Yokohama-shi Komiya; Mitsuaki Yokohama-shi Tamura; Kazumasa Yokohama-shi Ozawa; Kenichi Tomita; Naoki Nakao; Masato Kuroiwa
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2017-10-25
Also published as: ID18965A; EP0844506B1; CN1183568A; ES2200106T3; KR19980042655A; SG54594A1; CA2219160A1; US6002819A; EP0844506A1; DE69724078D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Schalter und ein Schaltverfahren von ihm zum Umschalten von optischen Übertragungsleitungen, die beispielsweise aus optischen Fasern bestehen, auf dem Gebiet einer optischen Kommunikation.
Zugehöriger Stand der Technik
Ein Beispiel für einen solchen optischen Schalter, der bislang bekannt ist, ist die Vorrichtung von dem Typ, die in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 6-67101 offenbart ist. Dieser optische Schalter hat eine erste optische Fasergruppe, die aus einer Anzahl von ersten optischen Fasern besteht, ein optisches Faseranordnungselement zum Anordnen der ersten optischen Fasergruppe in horizontaler Richtung, eine zweite optische Faser, einen optischen Faserantriebsmechanismus zum Halten dieser zweiten optischen Faser und zum mechanischen Bewegen der zweiten optischen Faser, um die zweite optische Faser optisch mit einer beliebigen ersten optischen Faser zu koppeln, und ein Abdichtgehäuse zum Unterbringen der ersten optischen Fasergruppe, der zweiten optischen Faser, des optischen Faseranordnungselements und des optischen Faserantriebsmechanismus. Das Abdichtgehäuse ist mit einem Indexanpassungsmittel gefüllt, das einen Brechungsindex hat, der nahezu gleich demjenigen der ersten optischen Fasern und der zweiten optischen Faser ist, wie beispielsweise Silikonöl. Daher ist das Indexanpassungsmittel in einer Lücke zwischen angeschlossenen Endflächen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser angeordnet, was optische Verluste aufgrund eines Streuens oder von ähnlichen. in dieser Lücke erniedrigt, was einen optischen Verlustaufbau aufgrund eines Umschaltens der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser verhindert und was optische Charakteristiken stabilisiert.
Dieser herkömmliche optische Schalter hatte jedoch die folgenden Probleme aufgrund der oben angegebenen Struktur.
Insbesondere deshalb, weil der optische Schalter in der Struktur hergestellt war, bei welcher der optische Faserantriebsmechanismus in das Indexanpassungsmittel eingetaucht war, flossen Fremdstoffe, wie beispielsweise ein Abnutzungspulver, das durch einen mechanischen Kontakt oder ein Abschleifen des optischen Faserantriebsmechanismus erzeugt wurden, in das das Gehäuse füllende Indexanpassungsmittel und bewegten sich darin, um in den Kopplungsteil zwischen den optischen Fasern einzudringen, was in einer Verschlechterung der optischen Charakteristiken des optischen Schalters resultierte. Da das als Indexanpassungsmittel verwendete Silikonöl gern ausfließt, und wenn auch nur durch ein kleines Loch, war die Ölabdichtungsstruktur im Abdichtungsgehäuse komplex (durch ein Vornehmen von Gegenmaßnahmen gegenüber einem Ausfließen, von Gegenmaßnahmen während des Zusammenbauschritts, etc.)
Aus EP-A-O 677 763 ist ein optisches Anschlussstück bekannt, das eine Vorrichtung anschließt, und ein entsprechendes Verfahren, wobei ein Anpassungsmittel-Beschichtungsmechanismus in gegenüberliegender Beziehung zu einer Anschlussoberfläche eines zweiten optischen Anschlussstücks vorgesehen ist. Das zweite optische Anschlussstück stößt gegen den Anpassungsmittel- Beschichtungsmechanismus. Dadurch wird das Anpassungsmittel an eine Anschlussoberfläche des zweiten optischen Anschlussstücks aufgetragen. Dann wird das zweite optische Anschlussstück 2 zu einem festen optischen Anschlussstück 1 bewegt, um einen optischen Pfad zu schalten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Schaffen eines optischen Schalters, für welchen es unwahrscheinlich ist, dass er die Verschlechterung von optischen Charakteristiken aufgrund eines Eindringens von Fremdstoffen in den Kopplungsteil zwischen optischen Fasern erfährt, und der keine komplexe Abdichtstruktur erfordert, was die obigen Probleme löst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zum Erreichen der obigen Aufgabe ist ein optischer Schalter der vorliegenden Erfindung ein optischer Schalter mit aller. Eigenschaften, die im Anspruch 1 angegeben sind. Andere Ausführungsbeispiele sind in abhängigen Ansprüchen 2–21 definiert.
Die vorliegende Erfindung schafft nämlich den optischen Schalter, der sich einem Schalten einer optischen Übertragungsleitung durch Bewegen der zweiten optischen Faser durch den Antriebsmechanismus unterzieht, um zu veranlassen, dass die Endfläche der zweiten optischen Faser der Endfläche der beliebigen ersten optischen Faser in der ersten optischen Fasergruppe gegenüberliegt, um sie dadurch optisch miteinander zu koppeln. Der Zufuhrmechanismus führt das Indexanpassungsmittel zu diesem Kopplungsteil zu, um dadurch den Anpassungsteil zu bilden. Dies verhindert ein Streuen und eine Reflexion im Kopplungsteil, um dadurch die optischen Charakteristiken zu stabilisieren. Da das Indexanpassungsmittel zu nur der Lücke des Kopplungsteils zugeführt wird, gibt es keine Notwendigkeit zum Eintauchen des Antriebsmechanismus, etc. in das Indexanpassungsmittel, ist eine Zufuhrmenge des Anpassungsmittels gering und kann verhindert werden, dass die Fremdstoffe, wie beispielsweise ein Abnutzungspulver, das im Antriebsmechanismus erzeugt wird, in den Kopplungsteil fließt.
Eine Vielfalt von Verfahren kann für die Zufuhr des Indexanpassungsmittels zum Kopplungsteil erdacht werden. Ein Verfahren, das als Hauptausführungsbeispiel angesehen wird, ist im Anspruch 22 definiert. Andere praktisch anwendbare Verfahren sind als zusätzliche Ausführungsbeispiele in abhängigen Ansprüchen 23–29 der vorliegenden Anmeldung definiert.
Beispielsweise ist die erste optische Fasergruppe fest auf einem Substrat, wobei eine lineare Nut einer vorbestimmten Breite vorgesehen ist, und ist die Endfläche davon mit einem Rand der Nut ausgerichtet. Der Zufuhrmechanismus schüttet eine vorbestimmte Menge des Indexanpassungsmittels in diese Nut, um dadurch das Indexanpassungsmittel in den Lückenteil über diese Nut zuzuführen.
Bei dieser Vorrichtung sickert das in der Nut geladene Indexanpassungsmittel in die Lücke des Kopplungsteils von dem flüssigen Pegel eines Indexanpassungsmittels in der Nut aufgrund der Aktion, wie beispielsweise eines so genannten Messens oder einer Kapillarität und zwar resultierend aus einer Affinität zwischen Molekülen des Indexanpassungsmittels und des Anschlusselements oder der Endflächenteile einer optischen Faser, und wird darin gehalten, um dadurch den oben beschriebenen Anpassungsteil zu bilden.
Bei einer weiteren Anordnung kann der Zufuhrmechanismus weiterhin eine Tropfenladeeinrichtung mit einer Tropfendüse für eine Tropfenladung eines Tröpfchens des Indexanpassungsmittels auf die Endfläche der zweiten optischen Faser aufweisen.
Diese Tropfendüse kann fixiert sein, um zu einer Endfläche einer ersten optischen Faser bei einer vorbestimmten Position in der ersten optischen Fasergruppe zu schauen.
In diesem Fall ist der optische Schalter vorzugsweise eingerichtet, um weiterhin einen Steuermechanismus zum Steuern des Zufuhrmechanismus zum Zuführen des Indexanpassungsmittels aufzuweisen, wenn die zweite optische Faser mit der ersten optischen Faser bei der vorbestimmten Position optisch gekoppelt wird.
Bei diesem Aufbau wird das Anpassungsmittel zu dem Lückenteil durch Tropfenlassen des Indexanpassungsmittel von der Tropfendüse, die fixiert ist, um zu der Endfläche der ersten optischen Faser zu schauen, wenn die zweite optische Faser mit der ersten optischen Faser bei der vorbestimmten Position optisch gekoppelt wird, zugeführt. Das Anpassungsmittel, das auf diese Weise zugeführt wird, wird in dem Lückenteil durch eine Oberflächenspannung oder ähnliches gehalten, um eine Anpassungsschicht zu bilden. Wenn die zweite optische Faser darauf folgend bewegt wird, bewegt sich die zweite optische Faser, während eine bestimmte Menge des Anpassungsmittels an der Endfläche gehalten wird. Deswegen wird dann, wenn die zweite optische Faser mit einer anderen ersten optischen Faser bei einer anderen Position gekoppelt wird, die Anpassungsschicht durch das so gehaltene Anpassungsmittel auch in der Lücke gebildet. Weiterhin kann dann, wenn die Endfläche der ersten optischen Fasergruppe auch vorläufig durch das Anpassungsmittel genässt wird, d. h. wenn eine feste Menge an Anpassungsmittel an der Endfläche gehalten wird, die Anpassungsschicht sicher gebildet werden. Dies kann durch Ablagern des Anpassungsmittels über die zweite optische Faser realisiert werden.
Ein weiterer zulässiger Aufbau ist so, dass die Tropfendüse zusammen mit der zweiten optischen Faser durch den Antriebsmechanismus angetrieben wird, so dass sie immer gegenüberliegend zu der Endfläche der zweiten optischen Faser gehalten wird.
In diesem Fall kann deshalb, weil die Tropfendüse immer zum Kopplungsteil gerichtet ist, das Indexanpassungsmittel sicher zu der Lücke des Kopplungsteils zugeführt werden, um dadurch die Anpassungsschicht zu bilden.
Da in diesem Fall das Anpassungsmittel auch an der Endfläche jeder optischen Faser gehalten wird, gibt es keine Notwendigkeit zum Zuführen des Anpassungsmittels bei jedem Schalten.
Ein weiterer Aufbau kann auf eine derartige Weise aufgebaut sein, dass der Zufuhrmechanismus auf einer Erweiterungsleitung entlang einer Feldrichtung der ersten optischen Fasergruppe angeordnet ist und dass der optische Schalter weiterhin einen Steuermechanismus zum Bewegen des Spitzenteils der zweiten optischen Faser zu dem Zufuhrmechanismus durch Steuern des Antriebsmechanismus aufweist.
Dieser Aufbau lässt zu, dass das Anpassungsmittel an der Endfläche der zweiten optischen Faser durch Bewegen des Spitzenteils davon zu dem Zufuhrmechanismus abgelagert wirr.
Wenn die zweite optische Faser mit dem Anpassungsmittel an der Endfläche davon auf diese Weise gehalten mit einer beliebigen ersten optischen Faser optisch gekoppelt wird, wird das Anpassungsmittel in der Lücke des Kopplungsteils zwischen ihnen gehalten, um dadurch den Anpassungsteil zu bilden.
In jedem dieser Fälle wird die Anpassungsschicht im Kopplungsteil zwischen der zweiten optischen Faser und der ersten optischen Faser gebildet, wenn die zweite optische Faser mit irgendeiner ersten optischen Faser durch Schalten optisch gekoppelt wird, wodurch die optischen Charakteristiken mit einem Unterdrücken der optischen Verluste stabilisiert werden können.
Ein weiterer bevorzugter Aufbau ist so, dass der Zufuhrmechanismus oder ähnliches zu einer voreingestellten Zeit gesteuert wird, um eine eingestellte Menge des Indexanpassungsmittels zuzuführen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Indexanpassungsmittel hauptsächlich an der Endfläche der optischen Faser gehalten. Demgemäß gibt es unterschiedlich von dem Fall, bei welchem die gesamte Vorrichtung in das Indexanpassungsmittel eingetaucht wird, wie bei der herkömmlichen Vorrichtung, eine Möglichkeit, dass das gehaltene Indexanpassungsmittel sich aufgrund einer Verdampfung oder von ähnlichem erniedrigt. Da die optischen Schalter normalerweise unter gesteuerten Umständen verwendet werden, wie beispielsweise bei Kommunikationseinrichtungen, können Verdampfungsmengen bis zu einem gewissen Ausmaß genau abgeschätzt werden. Daher kann eine Verdampfung der Anpassungsschicht durch Berechnen einer Zufuhrmenge kompensiert werden, die zur Kompensation einer Verdampfungsmenge nötig ist, und durch Zuführen des Indexanpassungsmittels basierend darauf.
Durch einen weiteren Aufbau, bei welchem ein Reinigen zum Waschen der Endflächen mit dem Anpassungsmittel in konstanten Zeitintervallen ausgeführt wird, selbst wenn schwebende Partikel oder ähnliches in der Anpassungsschicht gemischt sind, kann ein Einfluss davon eliminiert werden.
Bei einem weiteren Aufbau kann der optische Schalter weiterhin eine Photoerfassungseinrichtung zum Messen eines Verlustes an übertragenem Licht in den ersten und zweiten optischen Fasern aufweisen, die optisch miteinander gekoppelt sind, und einen Steuermechanismus, um dann, wenn der Verlust von übertragenem Licht, der durch die Photoerfassungseinrichtung bzw. Photodetektoreinrichtung größer als ein vorbestimmtes Ausmaß wird, den Zufuhrmechanismus oder ähnliches zu steuern, um das Indexanpassungsmittel zuzuführen, bevor der Verlust von übertragenem Licht nicht größer als das vorbestimmte Ausmaß wird.
Die Verdampfung des in der Lücke des Kopplungsteils gehaltenen Anpassungsmittels und die Mischung von Fremdstoffen in den Spalt bzw. die Lücke erhöht optische Verluste im Kopplungsteil. Demgemäß bedeutet eine Erhöhung bezüglich des Verlustes an übertragenem Licht im Kopplungsteil ein Auftreten von entweder der Verdampfung des Anpassungsmittels oder die Mischung von Fremdstoffen. In dem Fall der Verdampfung des Anpassungsmittels muss das Anpassungsmittel hinzugefügt werden; in dem Fall der Mischung von Fremdstoffen müssen sie durch Reinigen oder ähnliches entfernt werden. Durch Verwenden der oben angegebenen Struktur wird, wenn der Verlust an übertragenem Licht aufgrund der Verdampfung des Anpassungsmittels oder der Mischung von Fremdstoffen größer wird, das Anpassungsmittel. zugeführt, bevor der Verlust an übertragenem Licht erniedrigt wird. Dies bedeutet, dass in dem Fall der Verdampfung des Anpassungsmittels das Anpassungsmittel hinzugefügt wird, bis die Menge an Anpassungsmittel in der Anpassungsschicht ausreichend wird, oder dass in dem Fall der Mischung von Fremdstoffen das Anpassungsmittel kontinuierlich zugeführt wird, bis die Fremdstoffe entfernt sind, d. h. bis die Fremdstoffe durch das Anpassungsmittel weggewaschen sind. Als Ergebnis wird der Verlust an übertragenem Licht des optischen Schalters immer unter dem vorbestimmten Ausmaß gehalten.
Bei einem weiteren Aufbau kann der optische Schalter auf eine derartige Weise eingerichtet sein, dass eine eingestellte Menge des Indexanpassungsmittels basierend auf einer Operation eines Bedieners zugeführt wird. In diesem Fall kann der Verlust an übertragenem Licht des optischen Schalters auch unterdrückt werden.
Bei diesen Vorrichtungen kann der Zufuhrmechanismus weiterhin einen Tank zum Aufbewahren des Indexanpassungsmittels aufweisen, eine Pumpe zum nehmen einer vorbestimmten Menge des Indexanpassungsmittels aus dem Tank, eine Filtervorrichtung zum Filtern des durch die Pumpe herausgenommenen Indexanpassungsmittels und ein Zufuhrrohr zum Zuführen des so gefilterten Indexanpassungsmittels zu der Nut oder der Tropfendüse oder von ähnlichem.
Dieser Aufbau ermöglicht, eine vorbestimmte Menge an reinen. Indexanpassungsmittel ohne eine Mischung von Fremdstoffen ohne weiteres zuzuführen, da sie durch die Filtervorrichturg gefiltert sind. Es ist auch einfach, das Indexanpassungsmittel hinzuzufügen oder auszutauschen.
Weiterhin enthält die vorliegende Erfindung auch optische Schaltverfahren gemäß den oben angegebenen Konfigurationen.
Diese optischen Schaltverfahren ermöglichen ein optisches Schalten mit hoher Geschwindigkeit, da stabile optische Charakteristiken beibehalten werden.
Die vorliegende Erfindung wird aus der hierin nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstanden werden, welche Zeichnungen anhand nur einer Illustration angegeben sind und nicht als die vorliegende Erfindung beschränkend anzusehen sind.
Ein weiterer Schutzumfang einer Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der hierin nachfolgend angegebenen detaillierten Beschreibung offensichtlich werden. Jedoch sollte es verstanden werden, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anzeigen, nur anhand einer Illustration angegeben sind, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Sinngehalts und des Schutzumfangs der Erfindung Fachleuten auf dem Gebiet aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht zum Zeigen eines optischen Schalters als erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht zum Zeigen des Hauptteils des in 1 gezeigten optischen Schalters;
3 ist eine Querschnittsansicht zum Zeigen eines optisch gekoppelten Zustands zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser in dem in 1 gezeigten optischen Schalter;
4 bis 6 sind Querschnittsansichten zum Erklären positionsmäßiger Beziehungen zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser beim Schalten des in 1 gezeigten optischen Schalters;
7 ist eine perspektivische Querschnittsansicht zum Zeigen eines optischen Schalters als zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht des Anschlusselements des in 7 gezeigten optischen Schalters;
9 ist eine Querschnittsansicht zum Zeigen eines optisch gekoppelten Zustands zwischen der erster optischen Faser und der zweiten optischen Faser in dem in 7 gezeigten optischen Schalter; und
10 bis 13 sind Querschnittsansichten zum Erklären positionsmäßiger Beziehungen zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser beim Schalten des in 7 gezeigten optischen Schalters.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschreiben. In der Beschreibung der Zeichnungen und der Beschreibung in Bezug auf die Zeichnungen werden dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sein, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen werden.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine Querschnittsansicht zum Zeigen eines optischen Schalters 1, der das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Hauptteils davon und 3 ist eine Querschnittsansicht des Kopplungsteils zwischen optischen Fasern.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist der optische Schalter 1 in einem Abdichtgehäuse 10 aus einem rechteckförmigen Parallelepiped bzw. Quader abgedichtet. In einem Endteil innerhalb dieses Abdichtgehäuses 10 ist ein optisches Faseranordnungselement 21 einer Blockform zum Fixieren einer Vielzahl von ersten optischen Fasern (beispielsweise achtundachtzig Fasern) 20 als die Spitzenteile davon ausrichtend vorgesehen. Ein bewegbarer Arm 31, der Spitzenteile einer Vielzahl von zweiten optischen Fasern (zwei Fasern) 30 hält, ist gegenüberliegend zu dem optischen Faseranordnungselement 21 im zentralen Teil des Abdichtgehäuses 10 angeordnet. Dieser bewegbare Arm 31 ist an einem Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm zum vertikalen Antreiben des bewegbaren Arms 31 angebracht. Weiterhin ist im anderen Endteil des Abdichtgehäuses 10 ein Kopplungspositions-Auswahlmechanismus 50 zum Antreiben des bewegbaren Arms 31 entlang der Feldrichtung bzw. Matrixrichtung (Der X-Richtung) der ersten optischen Fasern 20 vorgesehen. Der Durchmesser jeder optischen Faser 20, 30 beträgt 125 μm.
An dem Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm ist eine Tropfendüse 61 zum Tropfenlassen von Tröpfchen des Indexanpassungsmittels einzeln nacheinander in Richtung zu der Lücke bzw. dem Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30, die optisch gekoppelt sind, fixiert. Dieses Indexanpassungsmittel ist ein derartiges mit einem Brechungsindex, der nahezu gleich demjenigen der Kernschicht der optischen Faser ist, was vorzugsweise beispielsweise Silikonöl ist. Da das Indexanpassungsmittel sich an der Endfläche ausbreiten muss, nachdem es getropft worden ist, sind diejenigen mit einer zu hohen Viskosität nicht bevorzugt. Insbesondere dann, wenn die Viskosität oberhalb von 100 cP ist, wird es für die Flüssigkeit einfach, Luftblasen zu enthalten, und ein optisches Streuen aufgrund der Blasen wird ein Grund für einen Spleißverlust. Demgemäß sind geeignete Indexanpassungsmittel diejenigen mit der Viskosität von nicht größer als 100 cP. Andererseits wird dann, wenn die Viskosität unterhalb 5 cP ist, die Oberflächenspannung zu niedrig werden, um die Dicke der Flüssigkeitsschicht oder von Flüssigkeitströpfchen, die an der Endfläche der optischen Faser ausgebildet ist bzw. sind, zu verdünnen, was es schwierig macht, die Indexanpassungsschicht in der Lücke des Kopplungsteils zu bilden. Daher sind bevorzugte Indexanpassungsmittel diejenigen mit der Viskosität von nicht kleiner als 5 cP. Daher verwendet das vorliegende Ausführungsbeispiel das Indexanpassungsmittel mit der Viskosität von 50 cP. Das Indexanpassungsmittel, das auf diese Weise getropft wird, haftet an der Endfläche der ersten optischen Faser 20 und an der Endfläche der optischen Faser 30 durch eine Oberflächenspannung an (siehe 3). Das an den beiden Endflächen anhaftende Indexanpassungsmittel füllt die Lücke zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30, um dadurch die Anpassungsschicht 25 zu bilden. Eine Existenz der Anpassungsschicht 25, die auf diese Weise gebildet ist, unterdrückt eine Reflexion von Signallicht an den Endflächen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30. Es kann nämlich eine Reduzierung einer optischen Übertragungseffizienz zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 verhindern.
Ein auf Polytetrafluoroethylen (z. B. Teflon) basierendes Rohr 62 mit einer Flexibilität ist an einem Basisende 61a der Tropfendüse 61 angeschlossen. Das Rohr 62 durchdringt das Abdichtgehäuse 10, um sich zur Außenseite davon zu erstrecken, und das Erweiterungsrohr 62 ist an einen Zufuhrauslass 63a einer Zufuhrpumpe 63 angeschlossen, die außerhalb des Abdichtgehäuses 10 angeordnet ist. An einem Einlass 63b der Zufuhrpumpe 63 ist ein auf Polytetrafluoroethylen (z. B. Teflon) basierendes Rohr 64 angeschlossen, das sich von einem Anpassungsmitteltank 65 zum Aufbewahren des Indexanpassungsmittels erstreckt. Daher wird dann, wenn die Zufuhrpumpe 63 angetrieben wird, das in dem Anpassungsmitteltank 65 aufbewahrte Indexanpassungsmittel über die Innenseite der Rohre 64, 62 zu der Tropfendüse 61 zugeführt und wird dann von der Spitze 61b der Tropfendüse 61 aus tropfen gelassen. Weiterhin ist ein Filter 66 zum Filtern von Unreinheiten aus dem Indexanpassungsmittel an dem Rohr 62 zwischen der Tropfendüse 61 und der Zufuhrpumpe 63 angebracht. Das Filter 66 hat Gitter bzw. Maschen von 1 μm, welche nahezu alle Unreinheiten von dem Indexanpassungsmittel entfernen können. Daher wird das gereinigte Indexanpassungsmittel immer zu der Tropfendüse 61 zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zufuhrpumpe 63 eine solenoidbetriebene Pumpe vom Membrantyp, aber sie kann eine Pumpe vom Rotationstyp sein. Diese Elemente ab dem Anpassungsmitteltank 65 bis zu der Tropfendüse 61 bilden den Zufuhrmechanismus 60.
Der Antrieb der Zufuhrpumpe 63 wird durch eine Steuerung 67 für optimale Tropfen und eine Steuerung 68 für übermäßige Tropfen gesteuert. Die Steuerung 67 für optimale Tropfen erfasst die optische Übertragungseffizienz der ersten optischen Faser 20 durch einen Photodetektor 70 über einen Koppler 69 und steuert die Zufuhrpumpe 63 basierend auf einem vom Photodetektor 70 zugeführten Signal, das die optische Übertragungseffizienz anzeigt. Genauer gesagt beurteilt die Steuerung 67 für optimale Tropfen dann, wenn die durch den Photodetektor 70 erfasste optische Übertragungseffizienz einen Tropfen zeigt, dass sich das Indexanpassungsmittel im Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 verringerte, und treibt dann die Zufuhrpumpe 63 an, um den Spalt mit einer optimalen Menge des Indexanpassungsmittels aufzufüllen. Die Steuerung 68 für übermäßige Tropfen ist auf eine derartige Weise eingerichtet, dass dann, wenn der Bediener einen Schalter 68a einschaltet, die Steuerung 68 die Zufuhrpumpe 63 antreibt, um eine übermäßige Menge des Indexanpassungsmittels zuzuführen, die größer als die oben beschriebene "optimale Menge" ist, und zwar in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30.
Wie es in 2 gezeigt ist, gibt es auf der obersten Oberfläche des optischen Faseranordnungselements 21 eine vorbestimmte Anzahl von V-Nuten 22 von derselben Form, die sich in linearer Richtung in der optischen Faserkopplungsrichtung (in der Y-Richtung) erstrecken und die in gleichen Intervallen in der X-Richtung angeordnet sind. Der Abstand und die Tiefe dieser V-Nuten 22 sind jeweils 0,25 mm und 0,17 mm. Eine Seite jeder V-Nut 22 wird als Nut 22a für ein Fixieren der ersten optischen Faser zum Fixieren von jeder der achtundachtzig ersten optischen Fasern 20 mit einem Klebemittel verwendet, während die andere Seite jeder V-Nut 22 als Nut 22b für ein Einführen der zweiten optischen Faser zum Führen der an dem bewegbaren Arm 31 fixierten zweiten optischen Faser 30 dort hinein verwendet wird. Eine U-förmige Abdeckplatte 23 ist auf die Nuten 22a für ein Fixieren der ersten optischen Faser angebracht, und die ersten optischen Fasern 20 sind zur Sicherheit in den Nuten 22a für ein Fixieren von ersten optischen Fasern durch Drücken dieser Abdeckplatte 23 von oben aus fixiert.
Eine Anpassungsmittel-Drainagenut 24 ist in der obersten Oberfläche des optischen Faseranordnungselements 21 und unter dem Kopplungsteil zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 ausgebildet. Die Anpassungsmittel-Drainagenut 24 erstreckt sich in der Matrixrichtung (der X-Richtung) der ersten optischen Fasern 20. Die Breite dieser Drainagenut 24 ist 0,2 mm und die Tiefe davon ist 0,5 mm. Diese Drainagenut 24 kann eine zu große Menge des Anpassungsmittels, die nicht zu einer Ausbildung der Anpassungsschicht 25 beiträgt, aus dem Indexanpassungsmittel herausziehen bzw. trockenlegen, das von der Tropfendüse 61 tropfen gelassen wird, und zwar zu der Außenseite des optischen Faseranordnungselements 21. Dies verhindert, dass das Indexanpassungsmittel an der obersten Oberfläche des optischen Faseranordnungselements 21 bleibt, um dadurch zu verhindern, dass Staub (ein Fremdstoff) auf der obersten Oberfläche des optischen Faseranordnungselements 21 sich in das Indexanpassungsmittel mischt, das den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 füllt. Dies verhindert eine Verschlechterung der optischen Charakteristiken des optischen Schalters 1 aufgrund des Einflusses von Staub, der an der obersten Oberfläche des optischen Faseranordnungselements 21 anhaftet.
Dieses Drainagenut 24 wird weiterhin dazu verwendet, die Endflächen der ersten optischen Fasern 20 auszurichten. Die Vielzahl von ersten optischen Fasern 20 wird durch die Abdeckplatte 23 fixiert, so dass die Spitzenteile davon über diese Drainagenut 24 hervorstehen. Dann werden diese ersten optischen Fasern 20 parallel mit der Seitenfläche der Abdeckplatte 23 und der Seitenfläche der Drainagenut 24 abgeschnitten, um dadurch die, Endflächen dieser Fasern auszurichten. Dieses Verfahren kann eine Ausrichtung von Positionen der jeweiligen Endflächen erleichtern.
Als Nächstes werden der bewegbare Arm 31 und der Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm, der im zentralen Teil des Abdichtgehäuses 10 angeordnet ist, beschrieben. Wie es in 2 gezeigt ist, ist der bewegbare Arm 31 aus einem ersten bewegbaren Arm 32 einer Plattenform aufgebaut, der außerhalb angeordnet ist und die Federeigenschaft hat, und einem zweiten bewegbaren Arm 33, der innerhalb angeordnet ist und die Federeigenschaft hat. Das Basisende des ersten bewegbaren Arms 32 ist durch Schrauben oder ähnliches an der obersten Oberfläche 34a fixiert, die in einer unteren Stufe einer blockförmigen Basis 34 angeordnet ist, und das Basisende des zweiten bewegbaren Arms 33 ist durch Schrauben oder ähnliches an einer obersten Oberfläche 34b fixiert, die in einer mittleren Stufe der Basis 34 angeordnet ist.
Ein Federteil 33a einer einzelnen Federplatte ist in der Mitte des zweiten bewegbaren Arms 33 vorgesehen. Dieser Federteil 33a zwingt den zweiten bewegbaren Arm 33 im Ruhezustand nach unten und lässt einen Versatz davon zu der Seite zu, um eine positionsmäßige Abweichung zu kompensiere, die dann auftritt, wenn die zweite optische Faser 30 in die V-Nut 22 eingeführt wird. Weiterhin ist ein blockförmiger bewegbarer Kopf 33b im Spitzenteil des zweiten bewegbaren Arms 33 fixiert, und sind zwei zweite optische Fasern 30 an dem bewegbaren Kopf 33b fixiert, um den V-Nuten 22 des optischen Faseranordnungselements 21 gegenüberliegend zu sein. Der erste bewegbare Arm 32 ist auch aus einer Federplatte hergestellt und wird im Ruhezustand nach unten gezwungen.
Der Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm ist neben dem oben angegebenen bewegbaren Arm 31 angeordnet. Dieser Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm ist zusammengesetzt aus einem elektromagnetischen Solenoid 41, das an der Basis 34 fixiert ist, einem L-förmigen Schwingteil 42, der zum Schwingen eingerichtet ist, wenn er durch einer. Kolben 41a des elektromagnetischen Solenoids 41 gedrückt wird, einem ersten Operationsstab 43, der sich von einer Innenseitenfläche des Schwingteils 42 in der X-Richtung erstreckt und zwischen dem ersten bewegbaren Arm 32 und den zweiten bewegbaren Arm 33 angeordnet ist, zum Drücken des ersten bewegbaren Arms 32 nach oben, und einem zweiten Operationsstab 44, der sich von der Innenseitenfläche des Schwingteils 42 aus in der X-Richtung erstreckt und innerhalb des zweiten bewegbaren Arms 33 angeordnet ist, zum Drücken des zweiten bewegbaren Arms 33 nach oben.
Wenn der bewegbare Arm 31 im Ruhezustand ist (in einem V-Kontaktzustand, in welchem die zweiten optischen Fasern 30 in den V-Nuten 22 des optischen Faseranordnungselements 21 eingestellt sind), wird der Kolben 41a zurückgezogen, und wird der Schwingteil 42 in der Richtung des Pfeils A durch eine zwingende Kraft einer Spulenfeder (nicht dargestellt) gedreht, die zwischen der Basis 34 und dem Schwingteil 42 ausgestreckt ist, um dadurch den ersten bewegbaren Arm 32 von dem ersten Operationsstab 43 zu trennen und dem zweiten bewegbaren Arm 33 von dem zweiten Operationsstab 44 zu trennen. Als Ergebnis wird der Spitzenteil des zweiten bewegbaren Arms 33 durch den Spitzenteil des ersten bewegbaren Arms 32 gedrückt, wodurch die zweiten optischen Fasern 30 in den V-Kontakt mit dem optischen Faseranordnungselement 21 gelangen.
Wenn der bewegbare Arm 31 zum Schalten einer optischen Kopplung in der X-Richtung bewegt wird, wird der Kolben 41a in Vorwärtsrichtung bewegt, um den V-Kontaktzustand der zweiten optischen Fasern 30 zu lösen. Wenn der Schwingteil 42 durch diesen Kolben 41a gedrückt wird, wird der Schwingteil 42 in der Richtung des Pfeils B gedreht. Als Ergebnis wird der V-Kontaktzustand der zweiten optischen Fasern 30 gelöst, wenn der erste bewegbare Arm 32 durch den ersten Operationsstab 43 nach oben gedrückt wird und der zweite bewegbare Arm 33 durch den zweiten Operationsstab 44 nach oben gedrückt wird.
Als Nächstes wird der Kopplungspositions-Auswahlmechanismus 50 beschrieben, der im anderen Endteil des Abdichtgehäuses 10 angeordnet ist. Wie es in 1 gezeigt ist, hat dieser Kopplungspositions-Auswahlmechanismus 50 eine Schraubenwelle 51, die sich im Abdichtgehäuse 10 in der X-Richtung erstreckt, einen Schraubenaufnahmeteil 52, der an der Basis 34 fixiert ist und mit der Schraubenwelle 51 gekoppelt ist, einen Schrittmotor 53 mit einem Codierer 53a zum Antreiben der Schraubenwelle 51 und eine Führungsschiene 54 zum Führen einer Bewegung der Basis 34. Die Führungsschiene 54 ist im Abdichtgehäuse 10 fixiert und erstreckt sich in der X-Richtung. Eine Gleitaussparung 34c, die in der untersten Oberfläche der Basis 34 ausgebildet ist, ist zum Gleiten entlang dieser Führungsschiene 54 angeordnet, was eine stabile Bewegung in der X-Richtung der Basis 34 ermöglicht.
Als Nächstes wird die Tropfendüse 51 zum Tropfenlassen des Indexanpassungsmittels in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 beschrieben. Wie es in 2 gezeigt ist, ist ein Basisteil 61c der Tropfendüse 61 an der Spitze einer Fixierung 44 fixiert, die an der obersten Oberfläche 34d in einer oberen Stufe der Basis 34 fixiert ist. Der Basisteil 61c der Tropfendüse 61 erstreckt sich in der X-Richtung und ist dann in der Mitte gebogen, so dass ein Spitzenteil 61b davon sich nach unten erstreckt. Als Ergebnis wird der Spitzenteil 61b der Tropfendüse 61 in der Nähe des Spitzenteils der zweiten optischen Faser 30 positioniert.
Ein Ende 62a eines Rohrs 62 mit einer Flexibilität ist an dem Basisende 61a der Tropfendüse 61 angeschlossen, und das andere Ende 62b des Rohrs 62 erstreckt sich über ein Rohraustrittsloch 10a zur Außenseite, das im Abdichtgehäuse 10 ausgebildet ist. Hier ist das Rohr 62 zwischen dem Rohraustrittsloch 10a und der Tropfendüse 61 mit Schlamm versehen, der für die Tropfendüse 61 ausreicht, um mit der Basis 34 die X-Richtung entlang zu gleiten. Daher wird selbst dann, wenn die Basis 34 von dem Rohraustrittsloch 10a weggleitet, verhindert, dass das Rohr 62 von der Tropfendüse 61 wegrutscht, wenn es durch die Tropfendüse 61 gezogen wird.
Als Nächstes wird der Betrieb bzw. die Operation des optischen Schalters 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben. Zuerst wird dann, wenn die Zufuhrpumpe 63 im V-Kontaktzustand der zweiten optischen Fasern 30 mit dem optischen Faseranordnungselement 21 angetrieben wird, das Indexanpassungsmittel vom Anpassungsmitteltank 65 angesaugt um in das Rohr 62 geführt zu werden. Das Indexanpassungsmittel wird über die Innenseite des Rohrs 62 zur Tropfendüse 61 geführt, und dann wird das Indexanpassungsmittel von der Spitze 61b der Tropfendüse 61 getropft, wie es in 3 gezeigt ist. Ein Teil des Indexanpassungsmittels, das so getropft wird, haftet an der Endfläche der ersten optischen Faser 20 und an der Endfläche der zweiten optischen Faser 30 durch eine Oberflächenspannung an, um in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 geladen zu werden. Das übermäßige Indexanpassungsmittel, das nicht an diesen Endflächen anhaftet, fließt nach unten in die Anpassungsmittel-Drainagenut 24.
Da die Tropfendüse 61 Tropfen des Indexanpassungsmittels einzeln nacheinander in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 auf diese Weise zuführt, kann der Spalt mit einer nicht reduzierbaren minimalen Menge des Indexanpassungsmittels gefüllt werden. Da das Indexanpassungsmittel in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 geladen wird, ohne den Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm in das Indexanpassungsmittel einzutauchen, wird verhindert, dass der Staub, wie beispielsweise ein Abnutzungspulver, das in dem Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm erzeugt wird, sich in das Indexanpassungsmittel mischt, das in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 geladen ist. Dies kann eine Verschlechterung der optischen Charakteristiken des optischen Schalters 1 aufgrund des Einflusses des Staubs verhindern, der im Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm erzeugt wird. Weiterhin kann die Ölabdichtungsstruktur im Abdichtgehäuse 10 einfach sein, weil die Menge des verwendeten Indexanpassungsmittels gering ist.
Da der Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 so klein wie etwa 20 μm ist, kann die Tropfenmenge des Indexanpassungsmittels gering sein. Die Schaltoperation beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben. Nachdem die Indexanpassungsschicht 25 ausgebildet ist, wie es in 3 gezeigt ist, wird der in 2 gezeigte Schwingteil 42 in der Richtung des Pfeils B gedreht, um dadurch den zweiten bewegbaren Arm 33 nach oben zu bewegen. Dies resultiert in einem Anheben der zweiten optischen Fasern 30, während eines Bewegens von ihnen zurück weg von dem Kopplungsteil, wie es in 4 und 5 gezeigt ist. Eine Verbindung mit den ersten optischen Fasern 20 wird auf diese Weise gelöst. Zu dieser Zeit wird das an den Endflächen der zweiten optischen Fasern 30 anhaftende Indexanpassungsmittel durch die Oberflächenspannung des Indexanpassungsmittels gehalten, um dadurch die Flüssigkeitsschicht 25a an den Endflächen zu bilden.
Der bewegbare Arm 31 (siehe 1 und 2) wird dann angetrieben, während diese Flüssigkeitsschicht 25a gehalter wird, um die zweiten optischen Fasern 30 in der X-Richtung bis zu direkt oberhalb von Einführungsnuten 22b auf Erweiterungslinien von Fixiernuten 22a zu bewegen, in welchen andere erste optischen Fasern 20, die erwünschte Kopplungspartner sind, angeordnet sind. Danach wird der in 2 gezeigte Schwingteil 42 in der Richtung des Pfeils A gedreht, um dadurch den zweiten bewegbaren Arm 33 nach unten zu bewegen. Dies resultiert in einem Zwingen der zweiten optischen Fasern 30 gegenüber die Einführungsnuten 22b und in einem Bewegen der Spitzenteile davon in Vorwärtsrichtung zu den ersten optischen Fasern 20, wie es in 6 gezeigt ist. Dann werden die zweiten optischen Fasern 30 wieder mit den ersten optischen Fasern 20 optisch gekoppelt, wie es in 3 gezeigt ist. Zu dieser Zeit wird der Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 mit dem Indexanpassungsmittel gefüllt, das an der Endfläche der zweiten optischen Faser 30 gehalten wird. Daher gibt es keine Notwendigkeit zum erneuten Auffüllen des Spalts mit dem Indexanpassungsmittel bei jedem Schalten einer optischen Verbindung zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30. Weiterhin wird das Indexanpassungsmittel höchstens durch eine Verdampfung verloren, aber eine Menge einer Verdampfung ist sehr gering. Insbesondere ist selbst in dem Fall, in welchem der optisch Schalter 1 zehn Jahre lang kontinuierlich betrieben bzw. betätigt wird, die Verbrauchsmenge des Indexanpassungsmittels gerade mal etwa 50 cc.
Wie es oben beschrieben ist, wird der Antrieb der Zufuhrpumpe 63 durch die Steuerung 67 für optimale Tropfen und die Steuerung 68 für übermäßige Tropfen gesteuert. Insbesondere überwacht die Steuerung 67 für optimale Tropfen Signale, die die optische Übertragungseffizienz anzeigen, vom Photodetektor 70 und treibt automatisch die Zufuhrpumpe 63 mit einer Erfassung eines Tropfens in der optischen Übertragungseffizienz an. Dieser Antrieb der Zufuhrpumpe 63 veranlasst, dass das Indexanpassungsmittel mit einer geringen Menge von der Tropfendüse getropft wird, wodurch der Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 mit einer nötigen Menge des Indexanpassungsmittels aufgefüllt wird. Die Steuerung 67 für optimale Tropfen kann so eingerichtet sein, dass sie den Spalt regelmäßig mit dem Indexanpassungsmittel auffüllt, ohne die Signale der optischen Übertragungseffizienz zu überwachen. Beispielsweise wird durch Verwenden einer solchen Anordnung, dass der Spalt mit einem Tropfen oder so des Indexanpassungsmittels jeden neuen Tag aufgefüllt wird, der Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 immer mit dem Indexanpassungsmittel gefüllt gehalten.
Die Steuerung 68 für übermäßige Tropfen ist auf eine solche Weise eingerichtet, dass dann, wenn Staub an dem Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 anhaftet, der Bediener den Schalter 68a einschaltet, um den Antrieb der Zufuhrpumpe 63 zu starten. Dieser Antrieb der Zufuhrpumpe 63 veranlasst, dass eine Menge (etwa 10 cc) des Indexanpassungsmittels von der Tropfendüse getropft wird, wodurch die Menge an Indexanpassungsmittel veranlasst wird, in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 zu fließen. Dies resultiert in einem Wegwaschen des Staubs in dem Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 und einem Drainieren von ihm über die Anpassungsmittel-Drainagenut 24 zur Außenseite des optischen Faseranordnungselements 21. Der Spalt zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 kann auf diese Weise einfach gereinigt werden, und die optischer. Charakteristiken des optischen Schalters 1 können immer in guter Ordnung gehalten werden.
Diese Steuerung 68 für übermäßige Tropfen kann auf eine derartige Weise eingerichtet sein, dass die Ausgangssignale+ von dem Photodetektor 70, der zuvor beschrieben ist, überwacht werden, und dass nur dann, wenn die optische Übertragungseffizienz durch die Operation der Steuerung 67 für optimale Tropfen nicht verbessert wird, die Zufuhrpumpe 63 derart angetrieben wird, dass eine Beurteilung über ein Hinzumischen eines Fremdstoffes gemacht ist. Alternativ dazu kann ein Reinigen regelmäßig ohne Überwachen der Ausgabe von Photodetektor 70 ausgeführt werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
7 ist eine schematische erklärende Zeichnung des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht des Anschlusselements des zweiten Ausführungsbeispiels und 9 ist eine longitudinale Querschnittsansicht davon.
Es wird auf 7 bis 9 Bezug genommen. Ein Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass eine Tropfendüse 61b zum Tropfen des Indexanpassungsmittels in die Drainagenut 24 über der Anpassungsmittel-Drainagenut 24 des optischen Faseranordnungselements 21 vorgesehen ist. Die andere Struktur ist grundsätzlich dieselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel, das in 1 bis 3 gezeigt ist.
Der Betrieb dieser Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf 7 bis 13 beschrieben werden. 10 bis 13 sind Zeichnungen zum Zeigen von Beziehungen zwischen der ersten optischen Faser 20 und der zweiten optischen Faser 30 während der Schaltoperation. 8 zeigt zwei zweite optische Fasern 30, aber die folgende Beschreibung wird in Bezug auf einen Fall angegeben werden, in welchem nur eine von ihnen bewegt wird. Es ist auch möglich, zwei oder mehrere zweite optischen Fasern 30 unabhängig zu bewegen, und die Operation bzw. der Betrieb davon erfolgt gemäß der folgenden Beschreibung.
In der in 7 bis 9 gezeigten Vorrichtung werden flüssige Tröpfchen des Anpassungsmittels zuerst mit einer vorbestimmten Menge von der Tropfendüse 61b ausgetropft. Die flüssigen Tröpfchen, die getropft werden, laufen entlang der Seitenwand der Abdeckplatte 23, um das Innere der Drainagenut 24 zu füllen. Dies resultiert in einem Ausbilden der Anpassungsschicht 25a im Spalt zwischen der Endfläche 20a der ersten optischen Faser 20 und der Endfläche 30a der zweiten optischen Faser 30, die durch eine Kapillarität angeschlossen ist, wie es in 10 gezeigt ist. Das Anpassungsmittel nässt auch die Endflächen 20a der anderen, nicht angeschlossenen, ersten optischen Fasern 20, die nicht zu der zweiten optischen Faser 30 schauen.
Nachdem dieser Zustand erreicht ist, wird die Schaltoperation des optischen Schalters ausgeführt. Zuerst wird der zweite bewegbare Arm 33 zum Halten der zweiten optischen Faser 30, wie es in 9 gezeigt ist, nach oben bewegt (diese Operation ist dieselbe wie beim oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel). Wenn sich der zweite bewegbare Arm 33 nach oben bewegt, bewegt sich auch die durch diesen zweiten bewegbaren Arm 33 gehaltene zweite optische Faser 30 nach oben. Die zweite optische Faser 30 wird in der Einführungsnut 22b angeordnet, so dass die Spitze davon gegen die V-Nutoberfläche der Einführungsnut 22b an dem optischen Faseranordnungselement 21 vor der Operation gezwungen wird, wie es in 9 gezeigt ist. Mit dem Ansteigen des zweiten bewegbaren Arms 33 wird die Endfläche 30a der zweiten optischen Faser 30 somit von der Endfläche 20a der ersten optischen Faser 20 auf der festen Seite getrennt, wie es in 11 gezeigt ist. Bei dieser Gelegenheit wird die Anpassungsschicht 25a, die im Spalt ausgebildet worden ist, in Flüssigkeitsschichten 25b, 25c an den jeweiligen Endflächen der ersten und zweiten optischen Fasern 20, 30 aufgeteilt.
Mit einem weiteren Ansteigen des zweiten bewegbaren Arms 33 wird die zweite optischen Faser 30 vollständig von der Einführungsnut 22b getrennt, wie es in 12 gezeigt ist. Der zweite bewegbare Arm 33 wird in diesem Zustand entlang der Längsrichtung der Drainagenut 24 bewegt und wird dann direkt oberhalb einer weiteren Einführungsnut 22b gegenüberliegend zu der ersten optischen Faser 20 gestoppt, um angeschlossen zu werden.
Dann wird der zweite bewegbare Arm 33 wieder abgesenkt, so dass die zweite optische Faser 30 in Kontakt mit der V-Nutoberfläche der Einführungsnut 22b an der Spitze gelangt, wie es in 13 gezeigt ist. Mit einem weiteren Absenken des zweiten bewegbaren Arms 33 geht die Endfläche 30a der zweiten optischen Faser 30 weiter in Richtung zu der Endfläche 20a der ersten optischen Faser 20. Dann werden die Flüssigkeitsschichten 25d, 25e des an den beiden Endflächen ausgebildeten Anpassungsmittels schließlich eingebaut, um wieder die Anpassungsschicht 25a zu bilden, wie es in 10 gezeigt ist, um somit die beiden optischen Fasern 20, 30 optisch aneinander anzuschließen.
Der Erfinder stellte einen Prototyp des optischen Schalters des vorliegenden Ausführungsbeispiels her und führte einen Test zum Ausführen eines kontinuierlichen Betriebs des Schalters durch, während eine Schaltoperation pro Tag durchgeführt wird und zwei Tröpfchen des Indexanpassungsmittels pro Tag zugeführt werden. Das Ergebnis des Tests bestätigte, dass die erwünschte Leistungsfähigkeit über ein Jahr ohne eine Erhöhung bezüglich eines Spleißverlustes beibehalten wurde.
Zum Prüfen eines Einflusses einer Mischung eines Fremdstoffes wurde ein weiterer Betriebstest gleich dem obigen Test unter einer solchen Bedingung durchgeführt, dass 0,01 g von Pulver von jeweils Silizium, welches ein Material für das Substrat war, einem photoheilbarem Epoxyharz, welches ein Material für die Abdeckung einer optischen Faser war, und rostfreiem Stahl, welches ein Material für den Antriebsmechanismus war, auf der Abdeckplatte 23 platziert wurde, um mit dem Indexanpassungsmittel gemischt zu werden. Das Ergebnis des Tests bestätigte, dass keine Erhöhung bezüglich eines Spleißverlustes aufgrund des Fremdstoffes beobachtet wurde.
Der Grund wird darin gesehen, dass es bei der vorliegenden Erfindung unwahrscheinlich ist, dass sich der Fremdstoff selbst bewegt und an das Anschlusselement 21 anhaftet, weil die kausative Kraft zum Halten des Anpassungsmittels, das an der Anpassungsschicht 25 des optischen Faserkopplungsteils anhaftet, auf der Kapillarität basiert, d. h. der Haftkraft zwischen der Flüssigkeit und der Oberfläche oder ähnlichem.
Wenn der Fremdstoff anhaftet, kann der anhaftende Fremdstoff durch Zuführen des Indexanpassungsmittels mit einer Menge weggewaschen werden, die über der Verbrauchsmenge aufgrund einer Verdampfung oder von ähnlichem liegt. Weiterhin kann das Anpassungsmittel mit verschlechterten Charakteristiken aufgrund einer säkularen bzw. weltlichen Verschlechterung und von ähnlichem auch durch dasselbe Verfahren ersetzt werden.
Die Verbrauchsmenge aufgrund einer Verdampfung des Indexanpassungsmittels ist 0,05 cc oder weniger pro Tag, und eine Menge, die für einen Betrieb von 10 Jahren nötig ist, beträgt nur 50 cc. Es gibt auch einen derartigen Vorteil, dass die Menge einer Verwendung des Anpassungsmittels im Vergleich mit den herkömmlichen optischen Schaltern vom Flüssigkeitseintauchungstyp gering ist, die eine Menge an Anpassungsmittel benötigen und einen Austausch der gesamten Menge an Anpassungsmittel bei einer Mischung eines Fremdstoffes benötigen.
Eine bevorzugte Tropfenposition des Anpassungsmittels 25 ist höher als der Spalt des Kopplungsteils, aber das Anpassungsmittel 25 kann bei einer Position zugeführt werden, die niedriger als der Spalt ist oder die direkt in die Drainagenut 24 erfolgt.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Ohne auf die obigen zwei Ausführungsbeispiele beschränkt sein zu müssen, kann die vorliegende Erfindung auch modifiziert werden, wie es beispielsweise nachfolgend beschrieben ist, und zwar innerhalb des Schutzumfanges, der nicht von dem Sinngehalt und dem Wesen der vorliegenden Erfindung abweicht.

(1) Das obige erste Ausführungsbeispiel wurde so aufgebaut, dass die Basis 12 bewegt wurde, um die erste optische Faser 20 auszuwählen, um mit der zweiten optischen Faser 30 optisch gekoppelt zu werden, aber das optische Faseranordnungselement 21 kann angeordnet werden, um sich zu bewegen, um die erste optische Faser 20 auszuwählen.
(2) Das obige erste Ausführungsbeispiel wurde so angeordnet, dass die Tropfendüse 61 an dem Antriebsmechanismus 40 für den bewegbaren Arm fixiert wurde, aber sie kann derart fixiert werden, dass sie in Richtung zu der ersten optischen Faser bei einer beliebigen Position ausgerichtet ist. In diesem Fall kann das Anpassungsmittel geladen werden, wenn die zweite optische Faser mit der ersten optischen Faser gekoppelt wird, zu welcher die Tropfendüse ausgerichtet ist.
(3) Das obige erste Ausführungsbeispiel wurde so aufgebaut, dass der Antrieb der Zufuhrpumpe 63 durch die zwei Steuerungen gesteuert wurde (d. h. die Steuerung 67 für optimale Tropfen und die Steuerung 68 für übermäßige Tropfen, aber eine einzige Steuerung mit den Funktionen von diesen Steuerungen kann zum Steuern des Antriebs der Zufuhrpumpe vorgesehen werden.
(4) Das obige erste Ausführungsbeispiel wurde so aufgebaut, dass das Anpassungsmittel zu dem Spalt zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser zugeführt wurde, aber ein weiterer zulässiger Aufbau ist so, dass die zweite optische Faser zu einer Position bewegt wird, wo die zweite optische Faser nicht mit irgendeiner ersten optischen Faser gekoppelt ist, wie beispielsweise mit einem Ende des optischen Faseranordnungselements 21, und das Anpassungsmittel wird zu der Endfläche der zweiten optischen Faser von der Tropfendüse 61 ausgetropft, die zu dem Endteil gerichtet ist.

Die optischen Schalter gemäß der vorliegenden Erfindung können aufgrund der obigen Konfigurationen die folgenden Effekte erreichen.
Insbesondere wird deshalb, weil das Indexanpassungsmittel in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser geladen wird, eine Reflexion von Signallicht an den Endflächen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser unterdrückt, wodurch die Erniedrigung einer optischen Übertragungseffizienz zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser unterdrückt werden kann. Da das Indexanpassungsmittel nur in den Spalt zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser geladen wird, aber das Indexanpassungsmittel die Antriebseinrichtung für den bewegbaren Arm nicht nass macht, wird verhindert, dass ein Fremdstoff, wie beispielsweise ein Abnutzungspulver, das in der Antriebseinrichtung für den bewegbaren Arm erzeugt wird, sich in das Indexanpassungsmittel zwischen der ersten optischen Faser und der zweiten optischen Faser mischt. Dies kann eine Verschlechterung von optischen Charakteristiken eines optischen Schalters aufgrund des Einflusses eines Fremdstoffes verhindern, der in der Antriebseinrichtung für den bewegbaren Arm erzeugt wird. Weiterhin kann deshalb, weil die Menge an Indexanpassungsmittel, das verwendet wird, gering ist, die Ölabdichtstruktur im Abdichtgehäuse einfach. sein. Dies lässt eine Reduzierung bezüglich der Größe und des Gewichts der Vorrichtung zu. Aus der so beschriebenen Erfindung wird es offensichtlich werden, dass die Erfindung auf viele Arten innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, wie sie beansprucht ist, variiert werden kann.

Claims

Optischer Schalter (1) umfassend eine erste optische Fasergruppe umfassend eine Mehrzahl von optischen Fasern (20), deren Spitzenteile ausgerichtet und fixiert sind, eine bewegliche zweite optische Faser (30) deren Endfläche (30a) gegenüber einer Endfläche (20a) der ersten optischen Fasergruppe angebracht ist und ein Abtriebsmechanismus (40) zum Bewegen der zweiten optischen Faser (30) in eine Position, in der die zweite optische Faser (30) sich gegenüber einer beliebigen ersten optischen Faser (20) in der ersten optischen Fasergruppe befindet, wobei der optische Schalter (1) angeordnet ist, um selektiv eine optische Kopplung zwischen der beliebigen ersten optischen Faser (20) und der zweiten optischen Faser (30) zu schalten, wobei der optische Schalter (1) umfasst: ein Anpassungsteil (25) eines Indexanpassungsmittels in einem Lückenteil zwischen gekoppelten Endflächen (20a; 30a) der ersten optischen Faser (20) und zweiten optischen Faser (30); und ein Lieferungsmechanismus (60) zum Liefern des Indexanpassungsmittels zu dem Lückenteil, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optische Fasergruppe auf einem Substrat (21) fixiert ist, die mit einem linearen Graben (24) einer vorbestimmten Breite bereit gestellt ist, der entlang einer Reihenrichtung von Endflächen (20a) der optischen Fasern (20) gebildet ist, zum Liefern des Indexanpassungsmittels zu dem Anpassungsteil (25) oder zum abführen des überschüssigen Betrags des Indexanpassungsmittels von dem Anpassungsteil (25).
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Lieferungsmechanismus (60) zum Gießen eines vorbestimmten Betrags des Indexanpassungsmittels in den Graben (24) vorgesehen ist, um dadurch das Indexanpassungsmittel durch den Graben (24) in den Lückenteil zu liefern.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 2, wobei der Lieferungsmechanismus (60) weiterhin umfasst einen Tank (65) zum Vorhalten des Indexanpassungsmittels, eine Pumpe (63) zum Entnehmen des vorbestimmten Betrages von Indexanpassungsmittel aus dem Tank (65), eine Filtervorrichtung (66) zum Filtern des Indexanpassungsmittels, das durch die Pumpe (63) entnommen wird, und ein Lieferungsrohr (62) zum Liefern des somit gefilterten Indexanpassungsmittels zu dem Graben (24).
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 3, weiterhin umfassend einen Steuermechanismus (67; 68), zum Steuern des Lieferungsmechanismus (60), zum Liefern eines eingestellten Betrags des Indexanpassungsmittels, zu dem Graben (24) zu einer voreingestellten Zeit.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 3, weiterhin eine Fotodetektierungseinrichtung (70) umfassend, zum Messen eines Verlusts von übermitteltem Licht der optisch gekoppelten ersten optischen Faser (20) und zweiten optischen Faser (30), und einen Steuermechanismus (67; 68) zum Steuern des Lieferungsmechanismus (60), wenn der Verlust von übermitteltem Licht, detektiert durch die Fotodetektierungseinrichtung (70), einen vorbestimmten Umfang überschreitet, zum Liefern des Indexanpassungsmittels zu dem Graben (24), bis der Verlust des übermittelten Lichts den vorbestimmten Umfang nicht überschreitet.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 3, wobei der Lieferungsmechanismus (60), basierend auf einem Betrieb eines Operators, einen eingestellten Betrag des Indexanpassungsmittels zu dem Graben (24) liefern kann.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Lieferungsmechanismus (60) weiterhin eine Tropfladeeinrichtung (61; 61a; 61b, 61c) umfasst, die eine Tropfdüse (61) aufweist, zum Tropf-Laden eines Flüssigkeitströpfchens des Indexanpassungsmittels zu der Endfläche (30a) der zweiten optischen Faser (30), und wobei der überschüssige Betrag des Indexanpassungsmittels in den Graben (24) fließen kann.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 7, wobei der Lieferungsmechanismus (60) weiterhin umfasst, einen Tank (65) zum Vorhalten des Indexanpassungsmittels, eine Pumpe (63) zum Entnehmen eines vorbestimmten Betrags, des Indexanpassungsmittels aus den Tank (65), eine Filtervorrichtung (66) zum Filtern des Indexanpassungsmittels, das durch die Pumpe (63) entnommen wird, und ein Lieferungsrohr (62) zum Liefern des somit gefilterten Indexanpassungsmittels zu der Tropfdüse (61).
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Tropfdüse (61) derart befestigt ist, dass sie auf eine Endfläche (20a) einer ersten optischen Faser (20) auf eine vorbestimmte Position in der ersten optischen Fasergruppe ausgerichtet ist.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 9, weiterhin mit einem Steuermechanismus (67; 68) zum Steuern des Lieferungsmechanismus (60), wenn die zweite optische Faser (30) optisch mit der ersten optischen Faser (20) in der vorbestimmten Position optisch gekoppelt ist, um das Indexanpassungsmittel zu liefern.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 10, derart angeordnet, dass, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall nach einer vorherigen Lieferung des Indexanpassungsmittels abgelaufen ist, der Steuermechanismus (67; 68) den Lieferungsmechanismus (60) steuern kann, um einen voreingestellten Betrag des Indexanpassungsmittels zu liefern.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 10, weiterhin eine Fotodetektierungseinrichtung umfassend zum Messen eines Verlusts von übermitteltem Licht von der optisch gekoppelten ersten optischen Faser (20) und zweiten optischen Faser (30), derart angeordnet, dass, wenn der Verlust von übermitteltem Licht, der durch die Fotodetektierungseinrichtung detektiert wird, einen vorbestimmten Umfang überschreitet, der Steuermechanismus den Antriebsmechanismus (40) und den Lieferungsmechanismus (60) steuern kann, um einen voreingestellten Betrag des Indexanpassungsmittels zu liefern.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 10, wobei der Steuermechanismus einen voreingestellten Betrag des Indexanpassungsmittels liefern kann, basierend auf einem Betrieb eines Operators.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Tropfdüse zusammen mit der zweiten optischen Faser (30) durch den Antriebsmechanismus (40) angetrieben werden kann und immer auf die Endfläche der zweiten optischen Faser (30) ausgerichtet sein kann.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 14, weiterhin umfassend, einen Steuermechanismus zum Steuern des Lieferungsmechanismus (60), zum Liefern eines eingestellten Betrags des Indexanpassungsmittels zu der Tropfdüse (61), zu einer voreingestellten Zeit.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 14, weiterhin eine Fotodetektierungseinrichtung (70) umfassend, zum Messer eines Verlusts von übermitteltem Licht der optisch gekoppelten ersten optischen Faser (20) und zweiten optischen Faser (30), und ein Steuermechanismus (67; 63) zum Steuern des Lieferungsmechanismus (60), wenn der Verlust des übermittelten Lichtes, detektiert durch die Fotodetektierungseinrichtung (70) einen vorbestimmten Umfang überschreitet, zum Liefern des Indexanpassungsmittels zu der Tropfdüse (61), bis der Verlust von übermitteltem Licht den vorbestimmten Umfang nicht überschreitet.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 14, wobei der Lieferungsmechanismus (60) einen voreingestellten Betrag des Indexanpassungsmittels zu der Tropfdüse (61) liefern kann, basierend auf einem Betrieb eines Operators.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Lieferungsmechanismus (60) auf einer weitergeführten Linie in einer Reihenrichtung der ersten optischen Fasergruppe angebracht ist, wobei der optische Schalter (1) weiterhin einen Steuermechanismus umfasst zum Steuern des Antriebsmechanismus (40), zum Bewegen eines Spitzenteils der zweiten optischen Faser (30) zu dem Lieferungsmechanismus (60).
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 18, weiterhin einen Steuermechanismus umfassend zum Steuern des Antriebsmechanismus (40) und des Lieferungsmechanismus (60), zum Liefern eines eingestellten Betrags des Indexanpassungsmittels zu dem Spitzenteil der zweiten optischen Faser (30) zu einer voreingestellten Zeit.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 18, weiterhin eine Fotodetektierungseinrichtung (70) umfassend, zum Messen eines Verlusts von übermitteltem Licht der optisch gekoppelten ersten optischen Faser (20) und zweiten optischen Faser (30) und einen Steuermechanismus zum Steuern des Antriebsmechanismus (40), wenn der Verlust von übermitteltem Licht, detektiert durch die Fotodetektierungseinrichtung, einen vorbestimmten Umfang überschreitet, und der Lieferungsmechanismus (60) zum Liefern des Indexanpassungsmittels zu dem Spitzenteil der zweiten optischen Faser (30), bis der Verlust des übermittelten Lichtes den vorbestimmten Umfang nicht überschreitet.
Optischer Schalter (1) gemäß Anspruch 18, wobei der Steuermechanismus einen eingestellten Betrag des Indexanpassungsmittels zu dem Spitzenteil der zweiten optischen Faser (30) liefern kann, basierend auf einem Betrieb eines Operators.
Optisches Schaltverfahren zum Bewegen einer Endfläche (30a) zu einem Spitzenteil einer zweiten optischen Faser (30) in eine Position, bei der die zweite optische Faser (30) gegenüber liegt zu einer Endfläche (20a) an einem Spitzenteil einer beliebigen ersten optischen Faser (20) in einer ersten optischen Fasergruppe, umfassend, eine Mehrzahl von optischen Fasern (20), deren Spitzenteile angepasst und fixiert sind, dadurch selektiv optische Kopplung zwischen der ersten optischen Faser (20) und der zweiten optischen Faser (30) schaltend, wobei das Schalten bewirkt wird, während eine Lücke zwischen gekoppelten Endflächen der ersten optischen Faser (20) und der zweiten optischen Faser (30) mit einem Indexanpassungsmittel gefüllt wird, das einen Brechungsindex aufweist, der im Wesentlichen gleich den der Kernteile der beiden optischen Fasern (20; 30) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Indexanpassungsmittel geliefert wird oder abgeführt durch einen linearen Graben (24) einer vorbestimmten Breite, bereit gestellt entlang einer Reihenrichtung von Endflächen (20a) von optischen Fasern (20) in einem Substrat (21), auf dem die erste optische Fasergruppe fixiert ist.
Optisches Schaltverfahren gemäß Anspruch 22, umfassend, einen Schritt zum Gießen eines vorbestimmten Betrags des Indexanpassungsmittels in den Graben (24), wodurch das Anpassungsmittel zu dem Lückenteil durch Nutzen von Oberflächenspannung des Indexanpassungsmittels geführt wird.
Optisches Schaltverfahren gemäß Anspruch 22, umfassend, einen Ladeschritt, um eine Tropfdüse, die zu einer Endfläche einer ersten optischen Faser (20) an einer vorbestimmten Position in der ersten optischen Fasergruppe ausgerichtet ist, zu veranlassen, das Indexanpassungsmittel zu tropfen, wenn die zweite optische Faser (30) optisch mit der ersten optischen Faser (20) verbunden ist.
Optisches Schaltverfahren gemäß Anspruch 22, einen Ladeschritt umfassend, der eine Tropfdüse (61), die angeordnet ist, sich mit der zweiten optischen Faser (30) zu bewegen und die ausgerichtet ist zu der Endfläche (30a) der zweiten optischen Faser (30), zu veranlassen, das Indexanpassungsmittel in der Richtung der Endfläche (30a) zu tropfen.
Optisches Schaltverfahren gemäß Anspruch 22, umfassend, einen Schritt zum Bewegen der zweiten optischen Faser (30) in eine Position auf einer weitergeführten Linie einer Reihenrichtung der ersten optischen Fasergruppe, und einen Schritt zum Hinzufügen des Indexanpassungsmittels zu dessen Endfläche (30a).
Optisches Schaltverfahren gemäß Anspruch 22, weiterhin umfassend, einen Schritt zum Liefern eines eingestellten Betrages des Indexanpassungsmittels zu der Lücke zu einer voreingestellten Zeit.
Optisches Schaltverfahren gemäß Anspruch 22, weiterhin umfassend: einen Schritt zum Messen eines Verlusts von übertragenem Licht zu den optisch gekoppelten ersten und zweiten optischen Fasern (20; 30); und einen Schritt zum Liefern des Indexanpassungsmittels, wenn der Verlust von gemessenem übermitteltem Licht einen vorbestimmten Umfang überschreitet, zu der Lücke. bis der Verlust des übermittelten Lichts einem vorbestimmten Umfang nicht überschreitet.
Optisches Schaltverfahren gemäß Anspruch 22, weiterhin umfassend, einen zum Schritt Liefern eines eingestellten Betrages des Indexanpassungsmittels zu der Lücke, basierend auf einem Betrieb eines Operators.