JP2000162567A - Optical switch - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は音響光学素子を用い
て光をオン/オフする光スイッチに関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical switch for turning on / off light using an acousto-optic device.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信回路を流れる光を遮蔽板等を用い
て機械的にオン/オフする場合、そのオン/オフ速度に
一定の限界がある。そこで、光を例えば百数十KHz等
の高速でオン/オフするための光スイッチとして、図7
に示すような、音響光学素子を利用した光スイッチが実
用化されている。2. Description of the Related Art When light flowing through an optical communication circuit is mechanically turned on / off by using a shielding plate or the like, there is a certain limit in the on / off speed. Therefore, as an optical switch for turning on / off light at a high speed of, for example, one hundred and several tens KHz, FIG.
An optical switch using an acousto-optic element as shown in FIG.
【0003】図7において、ほぼ箱型に形成された遮光
容器1の互い隣接する面1a、1bに貫通孔2,3が穿
設されている。一方の貫通孔2には取付板4に支持され
たファイバコリメータ6が取付けられている。他方の貫
通孔3には取付板5に支持されたファイバコリメータ7
が取付けられている。遮光容器1内には、音響光学素子
8及び反射ミラー9が組込まれている。In FIG. 7, through-holes 2 and 3 are formed in mutually adjacent surfaces 1a and 1b of a substantially box-shaped light-shielding container 1. A fiber collimator 6 supported by a mounting plate 4 is mounted in one through hole 2. The other through hole 3 has a fiber collimator 7 supported by a mounting plate 5.
Is installed. An acousto-optic device 8 and a reflection mirror 9 are incorporated in the light shielding container 1.
【0004】外部から光ファイバ10を介して入力され
た光11はファイバコリメータ6で、例えば平行光に直
されて、音響光学素子8の入射面8aからこの音響光学
素子8内へ入射される。この音響光学素子8は、入射面
8aに直交する面8bに対して、超音波12が印加され
ていない状態においては、入射面8aに入射した光11
は入射面8aに対向する出射面8cからそのまま透過光
13として出射される。[0004] Light 11 input from the outside via an optical fiber 10 is converted into, for example, parallel light by a fiber collimator 6 and is incident on the acousto-optic element 8 from an incident surface 8 a of the acousto-optic element 8. The acousto-optic element 8 is configured to emit light 11 incident on the incident surface 8a when the ultrasonic wave 12 is not applied to the surface 8b orthogonal to the incident surface 8a.
Are emitted as transmitted light 13 from the exit surface 8c facing the entrance surface 8a.
【0005】また、入射面8aに直交する面8bに対し
て、超音波12が印加されている状態においては、入射
面8aに入射した光11は回折されて、出射面8cから
回折光14として出射される。したがって、回折光14
は透過光13に対して異なる光路を通る。When the ultrasonic wave 12 is applied to a surface 8b orthogonal to the incident surface 8a, the light 11 incident on the incident surface 8a is diffracted and becomes a diffracted light 14 from the exit surface 8c. Is emitted. Therefore, the diffracted light 14
Passes through different optical paths for the transmitted light 13.
【0006】音響光学素子8の出射面8cから出射され
た回折光14は反射ミラー9で反射されて、ファイバコ
リメータ7へ入射される。ファイバコリメータ7は入射
した回折光14を集光して、外部の光ファイバ15へ導
出する。The diffracted light 14 emitted from the emission surface 8c of the acousto-optic device 8 is reflected by the reflection mirror 9 and enters the fiber collimator 7. The fiber collimator 7 condenses the incident diffracted light 14 and guides the diffracted light 14 to an external optical fiber 15.
【0007】図8は、音響光学素子8の動作原理を説明
するための図である。音響光学素子8の入射面8aに直
交する面8bに振動子12aが貼付けられており、この
振動子12aを通電することにより、超音波12が音響
光学素子8に印加される。音響光学素子8の屈折率を
n、超音波12の波長をA、光11の入射角をα、光1
1の波長をλ、回折次数をMとすると、各派長λにおけ
る出射角(回折角)βは、回折格子の式から(1)式で示
される。 β(λ)=Sin-1{(Mλ/nA)―sinα} …(1) この(1)式から明らかなように、超音波12が印加され
ていないと、回折次数Mが0となり、超音波12の波長
Aが無限大となるので、出射角β(λ)は−αとなり、
回折されずに透過光13となる。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation principle of the acousto-optic device 8. A vibrator 12 a is attached to a surface 8 b of the acousto-optic element 8 orthogonal to the incident surface 8 a. When the vibrator 12 a is energized, the ultrasonic wave 12 is applied to the acousto-optic element 8. The refractive index of the acousto-optic element 8 is n, the wavelength of the ultrasonic wave 12 is A, the incident angle of the light 11 is α, and the light 1 is
Assuming that the wavelength of 1 is λ and the diffraction order is M, the outgoing angle (diffraction angle) β at each principal length λ is expressed by Expression (1) from the expression of the diffraction grating. β (λ) = Sin −1 {(Mλ / nA) −sinα} (1) As is apparent from the equation (1), when the ultrasonic wave 12 is not applied, the diffraction order M becomes 0, and Since the wavelength A of the sound wave 12 becomes infinite, the emission angle β (λ) becomes −α,
The transmitted light 13 is not diffracted.
【0008】このように構成された光スイッチにおい
て、音響光学素子8に超音波12を印加した状態におい
ては、光ファイバ10からファイバコリメータ6へ導か
れた光11は音響光学素子8で回折されて、回折光14
として、反射ミラー9を介して、ファイバコリメータ7
から外部の光ファイバ15へ導出される。In the optical switch configured as described above, when the ultrasonic wave 12 is applied to the acousto-optic element 8, the light 11 guided from the optical fiber 10 to the fiber collimator 6 is diffracted by the acousto-optic element 8. , Diffracted light 14
Through the reflection mirror 9, the fiber collimator 7
To the external optical fiber 15.
【0009】また、音響光学素子8に印加する超音波1
2を遮断した状態においては、光ファイバ10からファ
イバコリメータ6へ導かれた光11は音響光学素子8で
回折されずに、そのまま透過光13として出射される。
この透過光13は反射ミラー9に入射されないので、フ
ァイバコリメータ7に入射されることはない。The ultrasonic wave 1 applied to the acousto-optic element 8
In a state where 2 is cut off, the light 11 guided from the optical fiber 10 to the fiber collimator 6 is emitted as it is as transmitted light 13 without being diffracted by the acousto-optic element 8.
Since this transmitted light 13 does not enter the reflection mirror 9, it does not enter the fiber collimator 7.
【0010】したがって、音響光学素子8に印加する超
音波12をオン/オフすることによって、光導入部材と
してのファイバコリメータ6から光導出部材としてのフ
ァイバコリメータ7へ向かう光をオン/オフすることが
可能となる。Therefore, by turning on / off the ultrasonic wave 12 applied to the acousto-optic element 8, it is possible to turn on / off light traveling from the fiber collimator 6 as the light introducing member to the fiber collimator 7 as the light guiding member. It becomes possible.
【0011】このような構成の光スイッチにおいて、高
速で超音波12をオン/オフした場合におけるファイバ
コリメータ7から光ファイバ15へ導出される出力光1
6におけるオン/オフ特性を改良するために、図7に示
した光スイッチを2台直列接続した図9に示す光スイッ
チ装置が提唱されている。In the optical switch having such a configuration, the output light 1 guided to the optical fiber 15 from the fiber collimator 7 when the ultrasonic wave 12 is turned on / off at a high speed.
In order to improve the on / off characteristics in 6, an optical switch device shown in FIG. 9 in which two optical switches shown in FIG. 7 are connected in series has been proposed.
【0012】図9において、外部から入力された入力光
16は、第1の光スイッチ20aで回折される。この第
1の光スイッチ20aからの出力光17は光ファイバを
介して第2の光スイッチ20bへ入射され、この第2の
光スイッチ20bから出力光19として出力される。In FIG. 9, an input light 16 input from the outside is diffracted by a first optical switch 20a. The output light 17 from the first optical switch 20a enters the second optical switch 20b via an optical fiber, and is output as the output light 19 from the second optical switch 20b.
【0013】そして、第1の光スイッチ20a及び第2
の光スイッチ20aに組込まれた各音響光学素子8に印
加される各超音波12は同時にオン/オフ制御される。The first optical switch 20a and the second optical switch 20a
Each ultrasonic wave 12 applied to each acousto-optical element 8 incorporated in the optical switch 20a is controlled on / off at the same time.
【0014】このように構成された光スイッチ装置にお
ける超音波12のオン/オフ波形と、このオン/オフ波
形に対する第1の光スイッチ20aの出力光17のオン
/オフ波形と、第2の光スイッチ20bの出力光19の
オン/オフ波形との関係を図10に示す。The ON / OFF waveform of the ultrasonic wave 12, the ON / OFF waveform of the output light 17 of the first optical switch 20a corresponding to the ON / OFF waveform, and the second light in the optical switch device thus configured. FIG. 10 shows the relationship with the on / off waveform of the output light 19 of the switch 20b.
【0015】このように、2台の光スイッチ20a、2
0bを直列接続することによって、超音波12のオフ期
間において、第1の光スイッチ20aの出力光17に発
生する残留光を、第2の光スイッチ20bの出力光19
においては大幅に低減できる。すなわち、出力光19に
おけるオン/オフ消光比を大幅に向上させることができ
る。As described above, the two optical switches 20a, 20a
0b in series, the residual light generated in the output light 17 of the first optical switch 20a during the off period of the ultrasonic wave 12 is output to the output light 19 of the second optical switch 20b.
Can be greatly reduced. That is, the ON / OFF extinction ratio of the output light 19 can be greatly improved.
【0016】また、第2の光スイッチ20bの出力光1
9においては、第1の光スイッチ20aの出力光17に
比較して、超音波12をオン/オフした時点における追
従性、すなわち周波数特性を改善できる。The output light 1 of the second optical switch 20b
In 9, in comparison with the output light 17 of the first optical switch 20a, the follow-up property when the ultrasonic wave 12 is turned on / off, that is, the frequency characteristic can be improved.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図7示す
音響光学素子を用いた光スイッチ及び図9に示す2台の
光スイッチを直列接続した光スイッチ装置においても、
まだ改良すべき次のような課題があった。However, in an optical switch using an acousto-optic device shown in FIG. 7 and an optical switch device in which two optical switches shown in FIG. 9 are connected in series,
There were the following issues that still need to be improved.
【0018】すなわち、近年、光通信における通信効率
を向上させるために、1本の光ファイバで送受信される
光を単一波長の光でなく、それぞれ波長が異なる複数の
光を多重化した光が採用されている。That is, in recent years, in order to improve communication efficiency in optical communication, light transmitted and received by one optical fiber is not a single wavelength light but a light obtained by multiplexing a plurality of lights having different wavelengths. Has been adopted.
【0019】このような光をオン/オフする光スイッチ
又は光スイッチ装置に入射される入力光16には、図1
1に示すように各波長λ1 、λ2 、…、λ5 に対応した
複数のピーク21が生じる。The input light 16 incident on the optical switch or the optical switch device for turning on / off such light includes the light shown in FIG.
Each wavelength lambda 1 as shown in 1, λ 2, ..., a plurality of peaks 21 corresponding to lambda 5 occurs.
【0020】音響光学素子8に複数の波長成分を有する
光11が入射すると、図8及び(1)式に示すように、出
射面8bから出力される回折光14の出射角β(λ)
は、各波長λ1 、λ2 、…、λ5 毎に異なる値となる。When the light 11 having a plurality of wavelength components is incident on the acousto-optic element 8, as shown in FIGS. 8 and (1), the output angle β (λ) of the diffracted light 14 output from the output surface 8b is obtained.
Has a different value for each wavelength λ 1 , λ 2 ,..., Λ 5 .
【0021】したがって、回折光14の光路長が長くな
ると、回折光14が波長分散方向に広がる。その結果、
この回折光14はファイバコリメータ7の入射面(入射
レンズ)上の広い範囲に亘って入射される。ファイバコ
リメータ7の入射面(入射レンズ)は全面に亘って均一
の入射効率を有しているのではなく、周辺部に行くに従
って入射効率が低下する。Therefore, when the optical path length of the diffracted light 14 becomes longer, the diffracted light 14 spreads in the wavelength dispersion direction. as a result,
The diffracted light 14 is incident over a wide range on the incident surface (incident lens) of the fiber collimator 7. The incidence surface (incident lens) of the fiber collimator 7 does not have uniform incidence efficiency over the entire surface, but the incidence efficiency decreases toward the periphery.
【0022】また、周辺部に行くに従って入射面に対に
対する入射角が垂直方向から遠ざかる。したがって、周
辺部に行くに従って入射効率がより一層低下する。した
がって、ファイバコリメータ7から光ファイバ15へ導
出される光、又は、第1の光スイッチ20aからの出力
光17は、図11(b)に示す周波数特性を有すること
になる。図11(b)に示すように、各ピーク21aの
値は、各波長λ1 、λ2 、…、λ5によって異なる値と
なる問題がある。Further, the incident angle with respect to the pair on the incident surface becomes farther away from the vertical direction as it goes to the peripheral portion. Therefore, the incidence efficiency is further reduced toward the periphery. Therefore, the light guided from the fiber collimator 7 to the optical fiber 15 or the output light 17 from the first optical switch 20a has the frequency characteristics shown in FIG. As shown in FIG. 11B, there is a problem that the value of each peak 21a differs depending on each wavelength λ 1 , λ 2 ,..., Λ 5 .
【0023】このように、各波長λ1 、λ2 、…、λ5
毎に異なる複数のピーク21aを有する第1の光スイッ
チ20aからの出力光17が第2の光スイッチ20bに
入射されると、この傾向がさらに助長される。Thus, each wavelength λ 1 , λ 2 ,..., Λ 5
This tendency is further enhanced when the output light 17 from the first optical switch 20a having a plurality of peaks 21a that are different each time is incident on the second optical switch 20b.
【0024】そして、第2の光スイッチ20bからの出
力光19は、図11(c)に示すように、ファイバコリ
メータ7の入射面の中心部へ入射した波長λ3 のピーク
21bの値と入射面の周辺部へ入射した波長λ1 のピー
ク21bの値との差がより一層拡大する問題が生じる。As shown in FIG. 11C, the output light 19 from the second optical switch 20b is incident on the center of the incident surface of the fiber collimator 7 and the value of the peak 21b of the wavelength λ 3 and the incident light. the difference between the value of the wavelength lambda 1 of the peak 21b incident on the peripheral portion of the face problems to further expand.
【0025】さらに、図9に示す2台の光スイッチ20
a、20bを直列接続した光スイッチ装置においては、
図7に示す光スイッチに比較して、入力される光と最終
的に出力され光との間の光路に2つのファイバコリメー
タが余分に介在しているので、図11(c)に示すよう
に、第2の光スイッチ20bからの出力光19の光強度
は最初の入力光16の光強度に比較して、大幅に低下す
る問題がある。Further, two optical switches 20 shown in FIG.
In an optical switch device in which a and 20b are connected in series,
Compared to the optical switch shown in FIG. 7, two extra fiber collimators are interposed in the optical path between the input light and the finally output light, and as shown in FIG. There is a problem that the light intensity of the output light 19 from the second optical switch 20b is greatly reduced as compared with the light intensity of the first input light 16.
【0026】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、音響光学素子で回折した回折光を波長分散
方向が逆方向になるように分光する分光光学部材を設け
ることにより、たとえ、入力光に複数の波長成分が含ま
れていたとしても、出力光に含まれる各波長における光
強度をほぼ均一に維持でき、かつ光損失を最小限に維持
した状態で、光のオン/オフにおける消火比を大きくで
きる光スイッチを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances. For example, by providing a spectral optical member that separates the diffracted light diffracted by the acousto-optic element so that the wavelength dispersion direction is reversed. Even if a plurality of wavelength components are included in the input light, the light intensity at each wavelength included in the output light can be maintained substantially uniform and the light loss / minimization is maintained while maintaining the light loss to a minimum. An object of the present invention is to provide an optical switch capable of increasing a fire extinguishing ratio.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に、本発明の光スイッチは、外部からの光を導入する光
導入部材と、この光導入部材で導入された光が第1の面
から入射され、外部から超音波が印加されることによっ
て、この入射した光を回折させて第2の面から第1の回
折光として出射するとともに、第2の面から入射した第
1の回折光を波長分散方向が逆方向になるように回折さ
せて第2の回折光として第1の面から出射する音響光学
素子と、この音響光学素子の第2の面から出射された第
1の回折光を、波長分散方向が逆方向になるように分光
しかつミラーで折り返して、再度分光し第2の面から音
響光学素子に対して再度入射させる分光光学部材と、音
響光学素子の第1の面から出射された第2の回折光を取
り込んで外部へ導出する光導出部材とで構成されてい
る。そして、音響光学素子に印加する超音波をオン/オ
フすることによって、光導入部材から光導出部材へ向か
う光をオン/オフするようにしている。In order to solve the above-mentioned problems, an optical switch according to the present invention comprises a light introducing member for introducing light from the outside and a light introduced by the light introducing member on a first surface. Is incident from the outside and an ultrasonic wave is applied from the outside, so that the incident light is diffracted and emitted as the first diffracted light from the second surface, and the first diffracted light is incident from the second surface. Is diffracted so that the wavelength dispersion direction becomes the opposite direction, and is emitted from the first surface as a second diffracted light, and the first diffracted light emitted from the second surface of the acousto-optic device Is split so that the wavelength dispersion direction is in the opposite direction, is turned back by a mirror, is split again, and is again incident on the acousto-optic element from the second surface, and the first surface of the acousto-optic element Takes in the second diffracted light emitted from the It is composed of a light leading member to be. Then, by turning on / off the ultrasonic wave applied to the acousto-optic element, the light traveling from the light introducing member to the light guiding member is turned on / off.
【0028】このように構成された光スイッチにおいて
は、外部から光導入部材を介して入力された光は、音響
光学素子の第1の面へ入射され、この音響光学素子で回
折されて第1の回折光として第2の面から出射される。
この第1の回折光は波長分散される。In the optical switch configured as described above, light input from the outside via the light introducing member is incident on the first surface of the acousto-optic element, and is diffracted by the acousto-optic element to form the first light. Are emitted from the second surface as diffracted light.
This first diffracted light is wavelength-dispersed.
【0029】この第2の面から出射された第1の回折光
は分光光学部材内で波長分散方向が逆方向に分光された
のちミラーで折り返されて、再度分光され、第2の面か
ら同一の音響光学素子へ入射される。この第2の面から
同一の音響光学素子へ入射された第1の回折光は、往路
と逆方向に進む課程で、波長分散方向が逆方向になるよ
うに再度回折される。The first diffracted light emitted from the second surface is dispersed in the spectral optical member in the direction opposite to the wavelength dispersion direction, is then turned back by a mirror, is again dispersed, and is separated from the second surface by the same light. Incident on the acousto-optic device. The first diffracted light that has entered the same acousto-optic element from the second surface is diffracted again so that the chromatic dispersion direction is reversed in the process of traveling in the direction opposite to the outward path.
【0030】この場合、音響光学素子の第2の面から出
射された第1の回折光が分光光学部材により波長分散方
向が逆方向に回折される。すなわち、第1の差分散回折
機構が形成される。その結果、各波長における分光方向
が互いに相殺されて、分光光学部材の第2の面から出射
される第1の回折光は、波長によらず出射角が同一とな
る場合もある。In this case, the first diffracted light emitted from the second surface of the acousto-optic element is diffracted by the spectral optical member in the direction in which the wavelength dispersion direction is reversed. That is, a first differential dispersion diffraction mechanism is formed. As a result, the spectral directions at the respective wavelengths cancel each other, and the first diffracted light emitted from the second surface of the spectral optical member may have the same emission angle regardless of the wavelength.
【0031】また、再度分光され、分光光学部材から出
力されて音響光学素子の第2の面から入射された第1の
回折光は、この音響光学素子の第1の面から第2の回折
光として出射される過程で、波長分散方向が逆方向に回
折される。すなわち、第2の差分散回折機構が形成され
る。その結果、各波長における分光方向が互いに相殺さ
れて、音響光学素子の第1の面から出射される第2の回
折光は、分散が0となる場合もある。Further, the first diffracted light, which is split again, is output from the spectral optical member, and is incident from the second surface of the acousto-optic element, is converted into the second diffracted light from the first surface of the acousto-optic element. In the process of being emitted, the wavelength dispersion direction is diffracted in the opposite direction. That is, a second differential dispersion diffraction mechanism is formed. As a result, the spectral directions at the respective wavelengths cancel each other, and the dispersion of the second diffracted light emitted from the first surface of the acousto-optic element may become zero.
【0032】その結果、音響光学素子の第1の面から出
射される第2の回折光を、この第2の回折光に含まれる
各波長の光が一点に集中したスポット光とすることがで
きる。As a result, the second diffracted light emitted from the first surface of the acousto-optic element can be made into a spot light in which light of each wavelength contained in the second diffracted light is concentrated at one point. .
【0033】したがって、光導出部材に入射される第2
の回折光は、たとえ光路長が長い場合であっても、波長
分散方向に広がらずに狭いスポットのままこの光導出部
材の入射面に入射される。その結果、この光導出部材か
ら外部へ導出される光に含まれる各波長の光強度を均一
化できる。また、光は、音響光学素子を2回通過するの
で、光のオン/オフにおける消光比を大きくできる。Therefore, the second light incident on the light guide member
Even if the optical path length is long, the diffracted light is not spread in the wavelength dispersion direction and is incident on the incident surface of the light guiding member as a narrow spot. As a result, the light intensity of each wavelength included in the light led out from the light lead-out member can be made uniform. Further, since the light passes through the acousto-optic element twice, the extinction ratio in ON / OFF of the light can be increased.
【0034】さらに、光導入部材と光導出部材との間
に、別の光導入部材や光導出部材が介在していないの
で、光導入部材と光導出部材との間の光損失を最小限に
抑制できる。Further, since no other light introducing member or light guiding member is interposed between the light introducing member and the light guiding member, light loss between the light introducing member and the light guiding member is minimized. Can be suppressed.
【0035】また、別の発明の光スイッチは、外部から
の光を導入する光導入部材と、この光導入部材で導入さ
れた光が入射され、外部から超音波が印加されることに
よって、この入射した光を回折させて第1の回折光とし
て出射する第1の音響光学素子と、第1の音響光学素子
から出射された第1の回折光を、波長分散方向が逆方向
になるように分光しかつミラーで折り返して、再度分光
して出射する分光光学部材と、分光光学部材から出射さ
れた第1の回折光が入射され、外部から超音波が印加さ
れることによって、この入射した第1の回折光を波長分
散方向が逆方向になるように回折させて第2の回折光と
して出射する第2の音響光学素子と、第2の音響光学素
子から出射された第2の回折光を取り込んで外部へ導出
する光導出部材とで構成している。そして、第1、第2
の音響光学素子に印加する各超音波を同時にオン/オフ
することによって、光導入部材から光導出部材へ向かう
光をオン/オフするようにしている。Further, an optical switch according to another aspect of the present invention includes a light introducing member for introducing light from the outside, a light introduced by the light introducing member being incident thereon, and an ultrasonic wave being applied from the outside. The first acousto-optic element that diffracts the incident light and emits it as first diffracted light, and the first diffracted light emitted from the first acousto-optic element are arranged such that the wavelength dispersion directions are opposite. The spectroscopic optical member that splits the light and folds the light with a mirror, splits the light again, and emits the light, and the first diffracted light emitted from the light separating optical member are incident, and the ultrasonic wave is applied from the outside, so A second acousto-optic element that diffracts the first diffracted light so that the wavelength dispersion direction is in the opposite direction and emits the diffracted light as second diffracted light; and a second acousto-optic element that emits the second diffracted light. Light extraction members that take in and lead out It is configured. And the first and second
By turning on / off each ultrasonic wave applied to the acousto-optic element at the same time, light traveling from the light introducing member to the light guiding member is turned on / off.
【0036】このように構成された光スイッチにおいて
は、光導入部材を介して入力された光は第1の音響光学
素子で1回目の回折が行われ、第2の音響光学素子で2
回目の回折が行われる。そして、第1の音響光学素子に
おける1回目の回折と分光光学部材における分光で第1
の差分散解析回折機構が形成される。さらに、分光光学
部材における分光と第2の音響光学素子における2回目
の回折で第2の差分散解析回折機構が形成される。In the optical switch configured as above, the light input through the light introducing member undergoes the first diffraction by the first acousto-optic element, and the second diffraction by the second acousto-optic element.
The second diffraction is performed. Then, the first diffraction in the first acousto-optic element and the first diffraction in the spectral optical member
Is formed. Further, a second difference dispersion analysis diffraction mechanism is formed by the spectral light in the spectral optical member and the second diffraction in the second acousto-optical element.
【0037】したがって、この発明は、先の発明におけ
る一つの音響光学素子を二つの音響光学素子に分割した
のもであり、光学的動作は先の発明とほぼ同じである。
よって、先の発明とほぼ同様の作用効果を奏することが
できる。Therefore, in the present invention, one acousto-optical element in the above-mentioned invention is divided into two acousto-optical elements, and the optical operation is almost the same as that of the above-mentioned invention.
Therefore, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as the above invention.
【0038】さらに別の発明においては、光導入部材に
て導入された光の偏波方向をランダムに変更する偏波ス
クランブラを備えている。In still another invention, a polarization scrambler for randomly changing the polarization direction of the light introduced by the light introducing member is provided.
【0039】音響光学素子における回折効率は、入射光
の偏波方向により多少異なる場合がある。また、入射光
の偏波方向も必ずしも一定でない。そのため、この発明
においては、偏波スクランブラで入射光の偏波方向をラ
ンダムに変更することによって出力光における偏波方向
に起因する光強度の変動要因を排除している。The diffraction efficiency of the acousto-optic device may vary slightly depending on the polarization direction of the incident light. Further, the polarization direction of the incident light is not always constant. Therefore, in the present invention, the polarization direction of the incident light is randomly changed by the polarization scrambler, thereby eliminating the fluctuation factor of the light intensity due to the polarization direction of the output light.
【0040】さらに別の発明においては、分光光学部材
を、音響光学素子の第2の面から出射された第1の回折
光を波長分散方向になるように分光するプリズムと、音
響光学素子の第2の面から出射された第1の回折光を音
響光学素子の第2の面における該当第1の回折光の出射
位置と異なる位置へ入射させるためのコーナーミラーと
で構成している。In another aspect of the present invention, a prism for splitting the first diffracted light emitted from the second surface of the acousto-optic element so as to be in the wavelength dispersion direction, And a corner mirror for causing the first diffracted light emitted from the second surface to be incident on the second surface of the acousto-optic element at a position different from the emission position of the first diffracted light.
【0041】このように構成された光スイッチにおいて
は、分光光学部材はプリズムとコーナーミラーとの極く
簡単な光学部材で構成されているので、光スイッチを安
価に構成できる。In the optical switch configured as described above, since the spectral optical member is composed of an extremely simple optical member including a prism and a corner mirror, the optical switch can be configured at low cost.
【0042】[0042]
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
を説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係わる
光スイッチの概略構成を示す斜視図である。図7に示す
従来の光スイッチと同一部分には同一符号が付してあ
る。したがって、重複する部分の詳細説明を商略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical switch according to a first embodiment of the present invention. The same parts as those of the conventional optical switch shown in FIG. Therefore, the detailed description of the overlapping part is omitted.
【0043】ほぼ箱型に形成された遮光容器1の同一面
1aに光導入部材としてのファイバコリメータ6と光導
出部材としてのファイバコリメータ7とが取付けられて
いる。遮光容器1内には、偏波スクランブラ23、音響
光学素子24,プリズム25及びコーナーミラー26が
組込まれている。そして、プリズム25及びコーナーミ
ラー26で分光光学部材を構成する。音響光学素子24
には外部信号にてオン/オフ制御される超音波12が印
加される。A fiber collimator 6 as a light introducing member and a fiber collimator 7 as a light guiding member are mounted on the same surface 1a of the light shielding container 1 formed in a substantially box shape. In the light shielding container 1, a polarization scrambler 23, an acousto-optic device 24, a prism 25 and a corner mirror 26 are incorporated. The prism 25 and the corner mirror 26 constitute a spectral optical member. Acoustooptic device 24
Is applied with an ultrasonic wave 12 whose on / off is controlled by an external signal.
【0044】図2はファイバコリメータ6の構成を示す
断面図である。ファイバコリメータ6内を軸方向に貫通
する貫通孔6aの一方端に光ファイバ10を接続するた
めのコネクタ6bが取付けられ、遮光容器1内に位置す
る他方端に光11の出射面(入射面)6cが形成されて
いる。そして、この貫通孔6a内にコリメータレンズ6
dが収納されている。このような構成のファイバコリメ
ータ6においては、光ファイバ10から入力された光を
コリメータレンズ6dで平行光に変換して出射面6cか
ら出射する。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the fiber collimator 6. A connector 6b for connecting the optical fiber 10 is attached to one end of a through hole 6a penetrating the fiber collimator 6 in the axial direction, and an emission surface (incident surface) of the light 11 is provided at the other end located in the light shielding container 1. 6c is formed. The collimator lens 6 is inserted into the through hole 6a.
d is stored. In the fiber collimator 6 having such a configuration, the light input from the optical fiber 10 is converted into parallel light by the collimator lens 6d and emitted from the emission surface 6c.
【0045】なお、他方のファイバコリメータ7もこの
ファイバコリメータ6と同一構成であり、光の進行方向
が逆になるのみである。The other fiber collimator 7 has the same configuration as the fiber collimator 6, except that the traveling direction of light is reversed.
【0046】また、図3(a)は、図1の光スイッチを
ファイバコリメータ6位置で水平に切断した場合の平面
模式図であり、図3(b)は、図1の光スイッチをファ
イバコリメータ7位置で水平に切断した場合の平面模式
図である。FIG. 3A is a schematic plan view when the optical switch of FIG. 1 is cut horizontally at the position of the fiber collimator 6, and FIG. 3B is a schematic diagram of the optical switch of FIG. It is a plane schematic diagram at the time of cutting horizontally at 7 positions.
【0047】図1、図3(a)、図3(b)において、
外部から光ファイバ10を介して入力された、それぞれ
波長λが異なる複数の光成分を有する光11は、ファイ
バコリメータ6で、例えば平行光線に直されて、偏波ス
クランブラ23で偏波方向がランダムに変化する光に変
換される。In FIGS. 1, 3 (a) and 3 (b),
The light 11 having a plurality of light components having different wavelengths λ, which are input from the outside via the optical fiber 10, are converted into, for example, parallel rays by the fiber collimator 6, and the polarization direction is changed by the polarization scrambler 23. It is converted into light that changes randomly.
【0048】偏波スクランブラ23を経由した光11
は、音響光学素子24の入射面(第1の面)24aから
この音響光学素子24内へ入射される。この音響光学素
子24において、超音波12が印加されている状態にお
いては、入射面(第1の面)24aに入射した光11は
回折されて、出射面(第2の面)24bから第1の回折
光27として出射される。音響光学素子24の出射面
(第2の面)24bから出射された第1の回折光27は
プリズム25の入射面25aへ入射される。The light 11 passing through the polarization scrambler 23
Is incident on the acousto-optic element 24 from an incident surface (first surface) 24a of the acousto-optic element 24. In the acousto-optic element 24, when the ultrasonic wave 12 is applied, the light 11 incident on the incident surface (first surface) 24a is diffracted, and the light 11 is transmitted from the emission surface (second surface) 24b to the first surface. Is emitted as the diffracted light 27. The first diffracted light 27 emitted from the exit surface (second surface) 24b of the acousto-optic element 24 enters the entrance surface 25a of the prism 25.
【0049】プリズム25において、入射面25aに入
射した第1の回折光27は音響光学素子24における回
折方向に対して逆方向に分光されて、出射面25bから
出射される。In the prism 25, the first diffracted light 27 incident on the incident surface 25a is split in the direction opposite to the diffraction direction of the acousto-optic device 24, and is emitted from the emission surface 25b.
【0050】プリズム25の出射面25bから出射され
た第1の回折光27は2枚のミラー26a、26bから
なるコーナーミラー26で下方に反射されて、図3
(b)に示すように、再度、出射面(第2の面)24b
を介して音響光学素子24へ入射される。The first diffracted light 27 emitted from the exit surface 25b of the prism 25 is reflected downward by a corner mirror 26 composed of two mirrors 26a and 26b, and
As shown in (b), the emission surface (second surface) 24b is again
Is incident on the acousto-optic element 24 via the.
【0051】音響光学素子24において、超音波12が
印加されている状態においては、出射(第2の面)24
bから入射した第1の回折光27は回折されて、入射面
(第1の面)24aから第2の回折光28として出射さ
れる。In the acousto-optic element 24, when the ultrasonic wave 12 is applied, the emission (second surface) 24
The first diffracted light 27 incident from b is diffracted and emitted as a second diffracted light 28 from an incident surface (first surface) 24a.
【0052】第音響光学素子24の入射面24a(第1
の面)24aから出射された第2の回折光28はファイ
バコリメータ7へ入射される。ファイバコリメータ7は
入射した第2の回折光を集光して、外部の光ファイバ1
5へ導出する。The entrance surface 24a of the first acousto-optic element 24 (first
The second diffracted light 28 emitted from the surface 24a) enters the fiber collimator 7. The fiber collimator 7 condenses the incident second diffracted light,
Derived to 5.
【0053】なお、音響光学素子24に対して、超音波
12が印加されていない状態においては、入射面24a
から音響光学素子24へ入射された光11は回折されず
にそのまま透過光29として、出射面24bから出射さ
れる。この透過光29は、プリズム25で分光される
が、プリズム25で分光された透過光29はコーナーミ
ラー26に入射されるが、反射方向が第1の回折光27
の方向と大きく異なり、ファイバコリメータ7へ入射さ
れることはない。When the ultrasonic wave 12 is not applied to the acousto-optic element 24, the incident surface 24a
The light 11 incident on the acousto-optic element 24 from the light source is emitted from the emission surface 24b as transmitted light 29 without being diffracted. The transmitted light 29 is split by the prism 25, and the transmitted light 29 split by the prism 25 is incident on the corner mirror 26, but is reflected by the first diffracted light 27.
Is significantly different from the direction of (1) and is not incident on the fiber collimator 7.
【0054】したがって、音響光学素子24に印加する
各超音波12をオン/オフすることによって、ファイバ
コリメータ6からファイバコリメータ7へ向かう光11
をオン/オフすることができる。Accordingly, by turning on / off each ultrasonic wave 12 applied to the acousto-optic element 24, the light 11 traveling from the fiber collimator 6 to the fiber collimator 7 is changed.
Can be turned on / off.
【0055】次に、ファイバコリメータ6から入力され
た光11が第2の回折光28としてファイバコリメータ
7へ入射される経路の詳細を図3(a)、(b)を用い
て説明する。Next, the details of the path on which the light 11 input from the fiber collimator 6 enters the fiber collimator 7 as the second diffracted light 28 will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).
【0056】音響光学素子24の入射面(第1の面)2
4aへ入射した複数の波長成分を有した光11は、超音
波12が印加された状態で、回折されて第1の回折光2
7として出射面(第2の面)24bから出射される。こ
の第1の回折光27は印加された超音波12にて生起さ
れる弾性波の方向と入射方向で定まる波長分散方向に分
光した光となる。The incident surface (first surface) 2 of the acousto-optic device 24
The light 11 having a plurality of wavelength components incident on the light 4a is diffracted in a state where the ultrasonic wave 12 is applied to the first diffracted light 2
The light 7 is emitted from the emission surface (second surface) 24b. The first diffracted light 27 is light that is split in a wavelength dispersion direction determined by the direction of the elastic wave generated by the applied ultrasonic wave 12 and the incident direction.
【0057】音響光学素子24の出射面(第2の面)2
4bから出射された第1の回折光27は、プリズム25
で分光されるが、プリズム25の向き(姿勢)を、光の
屈折等を考慮して図示する方向に設定することによっ
て、波長分散方向を先の音響光学素子24におけ波長分
散方向と逆方向に設定可能である。すなわち、このプリ
ズム25は波長分散方向を収束する方向に分光する。し
たがって、このプリズム25で分光された第1の回折光
27各波長の光は、図3(a)に示すように、波長によ
らず出射角が同一になるようにプリズム25の姿勢角を
設定することが可能である。Outgoing surface (second surface) 2 of acousto-optical element 24
The first diffracted light 27 emitted from 4b is
The direction (posture) of the prism 25 is set in the illustrated direction in consideration of the refraction of light and the like, so that the chromatic dispersion direction is opposite to the chromatic dispersion direction in the acousto-optic element 24. Can be set to That is, the prism 25 splits the light in a direction in which the wavelength dispersion direction converges. Therefore, as shown in FIG. 3A, the attitude angle of the prism 25 is set so that the light of each wavelength of the first diffracted light 27 split by the prism 25 has the same emission angle regardless of the wavelength. It is possible to
【0058】この波長によらず出射角が同一な光に直さ
れた第1の回折光27は、図3(b)に示すように、平
行光状態で、再度、プリズム25を介して、音響光学素
子24の出射面(第2の面)25bへ入射される。The first diffracted light 27 converted into light having the same emission angle irrespective of the wavelength is again converted into a parallel light state through the prism 25 as shown in FIG. The light enters the emission surface (second surface) 25b of the optical element 24.
【0059】この過程においては、第1の回折光27は
プリズム25を逆方向に進むので、このプリズム25に
てこの波長によらず出射角が同一な光はさらに収束され
る。In this process, the first diffracted light 27 travels in the opposite direction through the prism 25, so that light having the same emission angle is converged by the prism 25 regardless of the wavelength.
【0060】この波長によらず出射角が同一な光からさ
らに収束された第1の回折光27は音響光学素子24の
出射面(第2の面)25bへ入射する。したがって、こ
の第1の回折光27は音響光学素子24内で再度回折さ
れる。The first diffracted light 27 further converged from the light having the same emission angle irrespective of the wavelength enters the emission surface (second surface) 25b of the acousto-optic element 24. Therefore, the first diffracted light 27 is diffracted again in the acousto-optic element 24.
【0061】しかし、この音響光学素子24内で回折さ
れる場合の印加された超音波12で生起された弾性波と
入射方向とで定まる波長分散方向は、入射した第1の回
折光27と逆方向にあるので、この第1の回折光27は
逆方向に分光される。However, the wavelength dispersion direction determined by the elastic wave generated by the applied ultrasonic wave 12 and the incident direction when diffracted in the acousto-optic element 24 is opposite to the incident first diffracted light 27. Direction, the first diffracted light 27 is split in the opposite direction.
【0062】その結果、音響光学素子24の入射面(第
1の面)24aから出射される第2の回折光28の各波
長の光は、図3(b)に示するように、一点に集中し
て、ファイバコリメータ6から入力した光11と同様
に、スポット光となる。As a result, the light of each wavelength of the second diffracted light 28 emitted from the incident surface (first surface) 24a of the acousto-optic element 24 is focused at one point as shown in FIG. The light is concentrated and becomes a spot light similarly to the light 11 input from the fiber collimator 6.
【0063】よって、第2の回折光28のスポット径d
は、たとえ光路長が長い場合であっても、広がらずに狭
いスポット径のままファイバコリメータ7の入射面に入
射される。その結果、このファイバコリメータ7から外
部へ導出される光30に含まれる各波長の光強度を均一
化できる。Therefore, the spot diameter d of the second diffracted light 28
Is incident on the incident surface of the fiber collimator 7 with a narrow spot diameter without spreading even if the optical path length is long. As a result, the light intensity of each wavelength contained in the light 30 led out from the fiber collimator 7 can be made uniform.
【0064】また、光は、音響光学素子24を往復する
ので、光のオン/オフにおける消光比を大きくできる。
さらに、ファイバコリメータ6,7相互間に、別のファ
イバコリメータが介在していないので、ファイバコリメ
ータ6,7相互間の光損失を最小限に抑制できる。Since the light travels back and forth through the acousto-optic element 24, the extinction ratio at the time of light on / off can be increased.
Further, since another fiber collimator is not interposed between the fiber collimators 6 and 7, light loss between the fiber collimators 6 and 7 can be suppressed to a minimum.
【0065】また、一つの遮光容器1内に1個の音響光
学素子24のみを収容しているので、図9に示した従来
の2台の光スイッチ20a、20bを直列接続した光ス
イッチ装置にて比較して、装置全体を小型、軽量に形成
できる。Further, since only one acousto-optic element 24 is accommodated in one light-shielding container 1, the conventional optical switch device shown in FIG. 9 in which two optical switches 20a and 20b are connected in series is provided. As a result, the entire apparatus can be made smaller and lighter.
【0066】(第2実施形態)図4は、本発明の第2実
施形態に係わる光スイッチの概略構成を示す斜視図であ
る。図1に示す第1実施形態の光スイッチと同一部分に
は同一符号が付してある。したがって、重複する部分の
詳細説明は省略されている。(Second Embodiment) FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical switch according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the optical switch according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the detailed description of the overlapping part is omitted.
【0067】この第2実施形態の光スイッチにおいて
は、図1に示す第1実施形態の光スイッチにおける、1
個の音響光学素子24を、第1の音響光学素子31a
と、第2の音響光学素子31bとの2個の音響光学素子
に分割している。また、第1,第2の音響光学素子31
a、31bに印加される各超音波12は外部信号にて同
時にオン/オフ制御される。In the optical switch according to the second embodiment, one of the optical switches according to the first embodiment shown in FIG.
Pieces of acousto-optical elements 24
And a second acousto-optic element 31b. Also, the first and second acousto-optical elements 31
Each ultrasonic wave 12 applied to a and 31b is simultaneously controlled on / off by an external signal.
【0068】このように構成された第2実施形態の光ス
イッチにおいては、ファイバコリメータ6から入力され
た光11は、偏波スクランブラ23を介して第1の音響
光学素子31aへ入射されて、回折された後、第1の回
折光27として、プリズム25で分光される。プリズム
25で分光された第1の回折光27は、再度プリズム2
5で逆方向に分光された後、第2の音響光学素子31b
へ逆方向から入射される。そして、この第1の回折光2
7はこの第2の音響光学素子31bで逆方向に回折され
て第2の回折光28として、第2の音響光学素子31b
から出射されて、ファイバコリメータ7へ入射される。In the optical switch of the second embodiment configured as described above, the light 11 input from the fiber collimator 6 enters the first acousto-optic element 31a via the polarization scrambler 23, After being diffracted, the light is split by the prism 25 as the first diffracted light 27. The first diffracted light 27 split by the prism 25 is again
5, the second acousto-optical element 31b
Is incident from the opposite direction. Then, the first diffracted light 2
7 is diffracted in the opposite direction by the second acousto-optic element 31b and becomes a second diffracted light 28 as a second acousto-optic element 31b.
And is incident on the fiber collimator 7.
【0069】したがって、第1の音響光学素子31aに
おける1回目の回折とプリズム25における第1の回折
光27に対する1回目の分光とで第1の差分散解析機構
を構成する。また、プリズム25おける第1の回折光2
7に対するにおける2回目の分光と2の音響光学素子3
1bにおける第1の回折光27に対する2回目の回折と
で第2の差分回折機構を構成する。Therefore, the first diffraction in the first acousto-optic element 31a and the first spectral analysis of the first diffracted light 27 in the prism 25 constitute a first differential dispersion analysis mechanism. The first diffracted light 2 in the prism 25
7 for the second time and 2 acousto-optic elements 3
The second diffraction of the first diffracted light 27 in 1b constitutes a second differential diffraction mechanism.
【0070】したがって、最終的にファイバコリメータ
7へ入射され第2の回折光28のスポット径を最小状態
に維持できる。よって、図1で示した第1実施形態の光
スイッチとほぼ同様の技術的効果を得ることができる。Therefore, the spot diameter of the second diffracted light 28 finally incident on the fiber collimator 7 can be maintained in the minimum state. Therefore, substantially the same technical effects as those of the optical switch of the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.
【0071】(第3実施形態)図5は、本発明の第3実
施形態に係わる光スイッチの概略構成を示す斜視図であ
る。図1に示す第1実施形態の光スイッチと同一部分に
は同一符号が付してある。したがって、重複する部分の
詳細説明は省略されている。(Third Embodiment) FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical switch according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those of the optical switch according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the detailed description of the overlapping part is omitted.
【0072】この第3実施形態の光スイッチにおいて
は、図1に示す第1実施形態の光スイッチにおける、コ
ーナーミラー27の代わりに、平らな全反射ミラー32
を採用している。さらに、外部から光11を導くファイ
バコリメータ6及び外部へ光30を導出するファイバコ
リメータ7を遮光容器1の面1aに対して上下方向に傾
斜して取付けられている。In the optical switch according to the third embodiment, a flat total reflection mirror 32 is used instead of the corner mirror 27 in the optical switch according to the first embodiment shown in FIG.
Is adopted. Further, a fiber collimator 6 for guiding the light 11 from the outside and a fiber collimator 7 for leading the light 30 to the outside are attached to the surface 1a of the light shielding container 1 so as to be vertically inclined.
【0073】このように構成された第3実施形態の光ス
イッチにおいては、ファイバコリメータ6からの光11
は音響光学素子24に上下方向に傾斜して入射される。
したがって、この音響光学素子24で回折された第1の
回折光27はプリズム25で分光され、全反射ミラー3
2に斜め上方向から入射され、斜め下方向に反射され
る。さらに、第1の回折光27は再度プリズム25で分
光され、音響光学素子24で逆方向に回折され、第2の
回折光28として最終的にファイバコリメータ7へ入射
される。In the optical switch of the third embodiment configured as described above, the light 11 from the fiber collimator 6
Is incident on the acousto-optic element 24 while being inclined vertically.
Therefore, the first diffracted light 27 diffracted by the acousto-optic element 24 is split by the prism 25 and is reflected by the total reflection mirror 3.
The light 2 is incident obliquely from above and is reflected obliquely downward. Further, the first diffracted light 27 is split again by the prism 25, diffracted in the opposite direction by the acousto-optic element 24, and finally enters the fiber collimator 7 as second diffracted light 28.
【0074】したがって、図1に示す第1実施形態の光
スイッチとほぼ同様の効果を得ることができる。Therefore, substantially the same effects as those of the optical switch according to the first embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.
【0075】(第4実施形態)図6は、本発明の第4施
形態に係わる光スイッチの概略構成を示す平面模式図で
ある。図1に示す第1実施形態の光スイッチと同一部分
には同一符号が付してある。したがって、重複する部分
の詳細説明は省略されている。(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a schematic plan view showing a schematic configuration of an optical switch according to a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those of the optical switch according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the detailed description of the overlapping part is omitted.
【0076】この第4実施形態の光スイッチにおいて
は、遮光容器1内には、1個の音響光学素子24と、1
個のプリズム25と、1個の全反射ミラー27と、1個
の偏波スクランブラ23とが組込まれまれている。そし
て遮光容器1の一面1aには、光の入力と出力とを兼用
する1個のファイバーコリメータ33が取付けられてい
る。In the optical switch according to the fourth embodiment, one acousto-optical element 24 and one
One prism 25, one total reflection mirror 27, and one polarization scrambler 23 are incorporated. On one surface 1a of the light-shielding container 1, one fiber collimator 33 that is used for both input and output of light is attached.
【0077】さらに、このファイバコリメータ33には
光ファイバ10を介して光の入出力を分離するための光
カプラ34が接続される。Further, an optical coupler 34 for separating input and output of light is connected to the fiber collimator 33 via the optical fiber 10.
【0078】このように構成された第4実施形態の光ス
イッチにおいて、入力光35は光カプラ34及び光ファ
イバ10を介して、ファイバコリメータ33へ入力され
る。ファイバコリメータ33から遮光容器1内へ導かれ
た光11は音響光学素子24で回折され、第1の回折光
27として、プリズム25で、平行光に直され、全反射
ミラー37に入射される。In the optical switch of the fourth embodiment configured as described above, the input light 35 is input to the fiber collimator 33 via the optical coupler 34 and the optical fiber 10. The light 11 guided from the fiber collimator 33 into the light shielding container 1 is diffracted by the acousto-optic element 24, converted into parallel light by the prism 25 as the first diffracted light 27, and is incident on the total reflection mirror 37.
【0079】この全反射ミラー37は波長によらず出射
角が同一な光である第1の回折光27の光路に対して垂
直に配設されている。したがって、第1の回折光27は
この全反射ミラー37にて進行方向が180°反転され
て、もと来た光路を逆方向に進む。そして、プリズム2
5で波長分散方向が縮小され、音響光学素子24で逆方
向に回折され、第2の回折光28として、この音響光学
素子2の入射面24aから出射されて偏波スクランブラ
23を経て同一のファイバコリメータ33へ入射され
る。The total reflection mirror 37 is disposed perpendicularly to the optical path of the first diffracted light 27 having the same emission angle regardless of the wavelength. Therefore, the traveling direction of the first diffracted light 27 is reversed by 180 ° by the total reflection mirror 37, and travels in the original optical path in the opposite direction. And prism 2
5, the wavelength dispersion direction is reduced, the light is diffracted in the opposite direction by the acousto-optic element 24, emitted as the second diffracted light 28 from the incident surface 24a of the acousto-optic element 2, and passed through the polarization scrambler 23 to be the same. The light enters the fiber collimator 33.
【0080】ファイバコリメータ33へ入射された第2
の回折光28は、光ファイバ10を介して光カプラ34
にて入力光35と分離されて出力光36として取出され
る。The second light incident on the fiber collimator 33
The diffracted light 28 is transmitted through the optical fiber 10 to the optical coupler 34.
Are separated from the input light 35 and extracted as output light 36.
【0081】したがって、この第4の実施形態の光スイ
ッチにおいては、光が音響光学素子24とプリズム25
とを往復するので、第1、第3の実施形態の各光スイッ
チとほぼ同様な効果を得ることができる。Therefore, in the optical switch according to the fourth embodiment, the light passes through the acousto-optic element 24 and the prism 25.
Therefore, the same effects as those of the optical switches of the first and third embodiments can be obtained.
【0082】さらに、この第4実施形態の光スイッチに
おいては、遮光容器1内の同一経路を光が往復するの
で、ファイバコリメータ33を1個のみに限定でき、か
つ音響光学素子24とプリズム25との光学部品を小型
化できる。その結果、光スイッチ自体を小型化できる。Further, in the optical switch according to the fourth embodiment, since the light reciprocates along the same path in the light shielding container 1, the fiber collimator 33 can be limited to only one. Optical components can be miniaturized. As a result, the size of the optical switch itself can be reduced.
【0083】なお、本発明は上述した各実施形態の光ス
イッチに限定されるものではない。各実施形態において
は、光導入部材及び光導入部材として、ファイバコリメ
ータ6,7を用いた。しかし、光導入部材及び光導入部
材として、コンデンスレンズが組込まれたファイバーコ
ンデンサーを採用することも可能である。Note that the present invention is not limited to the optical switches of the above embodiments. In each embodiment, fiber collimators 6 and 7 are used as the light introducing member and the light introducing member. However, it is also possible to employ a fiber condenser incorporating a condensing lens as the light introducing member and the light introducing member.
【0084】[0084]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光スイッ
チにおいては、光か往復する1個の音響光学素子又は光
が通過する2個の音響光学素子との間で回折光の波長分
散方向が互いに逆方向に向く(差分散)ように分光光学
部材を配設している。As described above, in the optical switch according to the present invention, the wavelength dispersion direction of diffracted light between one acousto-optic element that reciprocates light or two acousto-optic elements that light passes therethrough. Are arranged so that they face in opposite directions (difference dispersion).
【0085】したがって、たとえ、入力光に複数の波長
成分が含まれていたとしても、出力光に含まれる各波長
における光強度をほぼ均一に維持でき、かつ光損失を最
小限に維持した状態で、光のオン/オフにおける消光比
を大きくできる。Therefore, even if a plurality of wavelength components are included in the input light, the light intensity at each wavelength included in the output light can be maintained substantially uniform, and the optical loss can be maintained at a minimum. In addition, the extinction ratio in turning on / off light can be increased.
【図1】本発明の第1実施形態に係わる光スイッチの概
略構成を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical switch according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同第1実施形態の光スイッチに組込まれたファ
イバコリメータの断面模式図FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a fiber collimator incorporated in the optical switch according to the first embodiment.
【図3】同第1実施形態の光スイッチにおける光の回折
状況を示す図FIG. 3 is a view showing a state of diffraction of light in the optical switch according to the first embodiment.
【図4】本発明の第2実施形態に係わる光スイッチの概
略構成を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical switch according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3実施形態に係わる光スイッチの概
略構成を示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical switch according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第4実施形態に係わる光スイッチの概
略構成を示す平面図FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of an optical switch according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】従来の光スイッチの概略構成を示す断面模式図FIG. 7 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a conventional optical switch.
【図8】同光スイッチに組込まれた音響光学素子の回折
特性を示す図FIG. 8 is a view showing diffraction characteristics of an acousto-optic element incorporated in the optical switch.
【図9】従来の2台の光スイッチが組込まれたの光スイ
ッチ装置の概略構成を示す模式図FIG. 9 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical switch device in which two conventional optical switches are incorporated.
【図10】同従来の2台の光スイッチが組込まれたの光
スイッチ装置の動作特性を示す波形図FIG. 10 is a waveform chart showing the operation characteristics of the optical switch device in which two conventional optical switches are incorporated.
【図11】同従来の2台の光スイッチが組込まれたの光
スイッチ装置の動作特性を示す光の波長特性図FIG. 11 is a wavelength characteristic diagram of light showing operation characteristics of the optical switch device in which two conventional optical switches are incorporated.
1…遮蔽筐体 6,7,33…ファイバコリメータ 10,15…光ファイバ 11…光 12…超音波 23…偏波スクランブラ 24…音響光学素子 25…プリズム 26…コーナミラー 37…第1の回折光 28…第2の回折光 29…透過光 31a…第1の音響光学素子 31b…第2の音響光学素子 32,37…全反射ミラー 29…透過光 32,37…全反射ミラー 34…光カプラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shielding housing 6,7,33 ... Fiber collimator 10,15 ... Optical fiber 11 ... Light 12 ... Ultrasonic wave 23 ... Polarization scrambler 24 ... Acoustic optical element 25 ... Prism 26 ... Corner mirror 37 ... First diffraction Light 28 second diffracted light 29 transmitted light 31a first acousto-optical element 31b second acousto-optical element 32, 37 total reflection mirror 29 transmitted light 32, 37 total reflection mirror 34 optical coupler
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 幸夫 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 駒沢 浩 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 Fターム(参考) 2H079 AA04 AA13 BA01 CA05 DA02 EA11 HA14 HA15 KA09 KA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yukio Tsuda 5- 10-27 Minamiazabu, Minato-ku, Tokyo Anritsu Corporation (72) Inventor Hiroshi Komazawa 5- 10-27 Minamiazabu, Minato-ku, Tokyo Anritsu F term (reference) in the company 2H079 AA04 AA13 BA01 CA05 DA02 EA11 HA14 HA15 KA09 KA14
Claims (4)
(6)と、 この光導入部材で導入された光が第1の面から入射さ
れ、外部から超音波(12)が印加されることによっ
て、この入射した光を回折させて第2の面から第1の回
折光(27)として出射するとともに、前記第2の面か
ら入射した第1の回折光を波長分散方向が逆方向になる
ように回折させて第2の回折光(28)として前記第1
の面から出射する音響光学素子(24)と、 この音響光学素子の第2の面から出射された第1の回折
光を、波長分散方向が逆方向になるように分光しかつミ
ラーで折り返して、再度分光し前記第2の面から前記音
響光学素子に対して再度入射させる分光光学部材(2
5,26)と、 前記音響光学素子の第1の面から出射された第2の回折
光を取り込んで外部へ導出する光導出部材(7)とを有
し、 前記音響光学素子に印加する超音波をオン/オフするこ
とによって、前記光導入部材から前記光導出部材へ向か
う光をオン/オフすることを特徴とする光スイッチ。1. A light introducing member (6) for introducing light from the outside, and light introduced by the light introducing member is incident from a first surface, and an ultrasonic wave (12) is applied from the outside. As a result, the incident light is diffracted and emitted as first diffracted light (27) from the second surface, and the wavelength dispersion direction of the first diffracted light incident from the second surface is reversed. And diffracted as described above to form the second diffracted light (28).
An acousto-optic device (24) emitted from the surface of the acousto-optic device, and the first diffracted light emitted from the second surface of the acousto-optic device are split so that the wavelength dispersion directions are opposite to each other, and are returned by a mirror. A spectral optical member (2) for re-spectralizing and re-entering the acousto-optic element from the second surface.
5, 26) and a light deriving member (7) for taking in the second diffracted light emitted from the first surface of the acousto-optic element and leading it out to the outside, An optical switch, characterized by turning on / off a sound wave to turn on / off light traveling from the light introducing member to the light guiding member.
(6)と、 この光導入部材で導入された光が入射され、外部から超
音波(12)が印加されることによって、この入射した
光を回折させて第1の回折光として出射する第1の音響
光学素子(31a)と、 この第1の音響光学素子から出射された第1の回折光
を、波長分散方向が逆方向になるように分光しかつミラ
ーで折り返して、再度分光して出射する分光光学部材
(25,26)と、 この分光光学部材から出射された第1の回折光が入射さ
れ、外部から超音波(12)が印加されることによっ
て、この入射した第1の回折光を波長分散方向が逆方向
になるように回折させて第2の回折光として出射する第
2の音響光学素子(31b)と、 この第2の音響光学素子から出射された第2の回折光を
取り込んで外部へ導出する光導出部材(7)とを有し、 前記第1、第2の音響光学素子に印加する各超音波を同
時にオン/オフすることによって、前記光導入部材から
前記光導出部材へ向かう光をオン/オフすることを特徴
とする光スイッチ。2. A light introducing member (6) for introducing light from the outside, and light introduced by the light introducing member is made incident, and the ultrasonic wave (12) is applied from the outside to make the incident light. A first acousto-optic element (31a) that diffracts light and emits it as first diffracted light, and the first diffracted light emitted from the first acousto-optic element has a wavelength dispersion direction opposite to that of the first acousto-optic element. Optical member (25, 26) that splits the light and turns it back by a mirror, splits the light again, and emits the light, and receives the first diffracted light emitted from the spectral optical member, and receives an ultrasonic wave (12) from the outside. Is applied, the incident first diffracted light is diffracted so that the wavelength dispersion direction becomes the opposite direction, and the second acousto-optic element (31b) that emits the second diffracted light as second diffracted light; 2nd time emitted from the acousto-optic device of No. 2 A light deriving member (7) for taking in light and deriving the light to the outside; by simultaneously turning on / off each ultrasonic wave applied to the first and second acousto-optic elements, An optical switch for turning on / off light directed to a light guide member.
方向をランダムに変更する偏波スクランブラ(23)を
備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の光スイッ
チ。3. The optical switch according to claim 1, further comprising a polarization scrambler for randomly changing a polarization direction of the light introduced by the light introducing member.
光を波長分散方向が逆方向になるように分光し、再度入
射された光を分光して出射するプリズム(25)と、 前記音響光学素子の第2の面から出射された第1の回折
光を前記音響光学素子の第2の面における該当第1の回
折光の出射位置と異なる位置へ入射させるためのコーナ
ーミラー(26)とで構成されたことを特徴とする請求
項1記載の光スイッチ。4. The spectral optical member disperses the first diffracted light emitted from the second surface of the acousto-optic element so that the wavelength dispersion direction is opposite, and disperses the incident light again. A first diffracted light emitted from the second surface of the acousto-optic element is different from an emission position of the first diffracted light on the second surface of the acousto-optic element 2. The optical switch according to claim 1, further comprising a corner mirror for making the light incident on the position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10337466A JP2000162567A (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Optical switch |
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---|---|---|---|
JP10337466A JP2000162567A (en) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | Optical switch |
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---|---|
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000162567A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104297952A (en) * | 2014-10-23 | 2015-01-21 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | Acousto optic fiber optical switch |
WO2020105715A1 (en) * | 2018-11-21 | 2020-05-28 | 積水メディカル株式会社 | Light generator, carbon isotope analysis device using same, and carbon isotope analysis method |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP10337466A patent/JP2000162567A/en active Pending
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