JP2000187254A - 光位相制御器及び光スイッチ - Google Patents
光位相制御器及び光スイッチInfo
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Abstract
を提供する。 【解決手段】ヒータは光ファイバを被覆する。更に、光
スイッチ、マッハツェンダ干渉計、あるいは、マイケル
ソン干渉計などの装置は、光路に沿って光を伝送する光
ファイバと、光ファイバに結合し、光路に入力光を分岐
し、出力光を出力路に再合波する3dBカプラを有して
いる。装置はまた、1つの光ファイバの一部を被覆し、
光ファイバの1つを熱して、光路の1つを進む光の光位
相を変化させるヒータを有している。第2のヒータは、
光ファイバの他方の一部を被覆し、光ファイバの他方を
熱して、光ファイバの1つと光路の他方を進む光の相対
光位相を変化させる。検波器は、光路の1つに結合さ
れ、光路の漏洩光のパワーを検出し、ヒータ制御器は、
検波器とヒータに接続され、漏洩光のパワーに基づいて
ヒータを制御する。
Description
し、特には、ヒータを使った光スイッチにおける、入力
光を出力路に切り替える技術に関する。
ッチは、入力光を出力路へ切り替える装置である。例え
ば、入力光が入力ファイバから光スイッチに入力したと
き、光は、2つの出力ファイバの内の1つを介して光ス
イッチを出ていく。これは、1入力2出力スイッチ、あ
るいは、1対2スイッチであり、最も基本的なスイッチ
である。2対2、1対N、N対Nスイッチのようにより
複雑なスイッチもある。これらは、1対2スイッチを組
み合わせて実現される。
力光がたどる路)を切り替える方法は、機械的なもので
ある。スイッチは、プリズム、ミラー、ファイバの一部
などの動く部分を有しており、これは、光路を切り替え
るために機械的に動かされる。機械的スイッチは、切り
替え速度が遅く、切り替え動作の信頼性が薄いという欠
点を持っている。このため、研究者は、機械的でないス
イッチを開発しようとしてきた。ある実用的な非機械的
スイッチは、磁気光学的スイッチであり、ファラデー回
転を使用した光スイッチであり、FDKによって製品化
されている。非機械的スイッチの他のタイプは、液晶を
使っているが、液晶そのものの信頼性に問題がある。
た、従来技術のバルクの切り替え装置10の例を示して
いる。マッハツェンダ干渉計は周知である。バルクの切
り替え装置10は、入力光Aを受光する。入力光Aは、
入力光Aのパワーの半分をパスA1に通し、他の半分を
パスA2に通すような、従来の50/50カプラ(ある
いは、分波器)12を用いてパスA1とA2に分岐され
る。50/50カプラは、3dBカプラとも呼ばれる。
50カプラ(あるいは、分波器)22に向かって、ミラ
ー14により反射される。パスA2を進む入力光Aの一
部は、ガラスブロック16(その上にヒータ18が設け
られている)を通って進み、50/50カプラ(あるい
は、分波器)22に向かってミラー20により反射され
る。そして、50/50カプラ22は、パスA1から到
着する光とパスA2から到着する光を再び合波して、出
力光BとCとする。出力光Bと出力光Cに含まれるパワ
ーは、パスA1から到着する光とパスA2から到着する光
の間の相対位相によって決まる。すなわち、パスA1か
らの光は、パスA2からの光と、位相が一致している
(A1とA2を進む光の位相が0ラジアンあるいは、2π
の整数倍ラジアン異なっている)、位相がはずれている
(A1とA2を進む光の位相がπ/2ラジアン、あるい
は、π/2の奇数倍ラジアン異なっている)、あるい
は、反対の位相となっている(A1とA2を進む光の位相
がπラジアン、あるいは、πの奇数倍異なっている)な
どである。従って、入力光Aは、出力路Bと出力路Cの
間で切り替えられる。
基づいて、出力路を切り替える光スイッチである。特に
は、パスA1とA2から50/50カプラに到着する光の
間の相対位相は、ガラスブロック16を熱するためのヒ
ータ18を用いることによって、ガラスブロック16に
よって変えることが出来、ガラスブロック16の屈折率
を変え、出力路BとC間で出力路を切り替える。しか
し、ガラスブロック16は、5mm×5mmあるいは1
cmのオーダで、比較的大きいので、温度変化は、非常
にゆっくりとしている。従って、パスBとCの間で出力
光を切り替えるためには、数分必要であり、光波システ
ムにおいては、遅すぎて実用的でない。図2は、従来技
術において、ヒータ18を有するガラスブロック16の
断面図である。ガラスブロック16は、光ビーム24を
含んでおり、パスA2に沿って進む光が通過する。
は、光スイッチとしては実用的ではない。現在、光導波
路を用いた、非機械的スイッチが試作されている。しか
し、光導波路スイッチは、大きな挿入損失とクロストー
クのため、使用されていない。
れており、これは、マッハツェンダ干渉計スイッチ26
を示している。図3Aに示されるように、ファイバ27
を進む入力光Aは、ガラス(あるいは他の結晶の)基板
30の表面に形成された入力導波路28に入射し、入力
光Aは、導波路28の2つの分岐A1とA2に分波され
る。分岐(あるいは、パス)A1とA2を進む光は、2つ
の出力導波路BあるいはCの1つに合波され、それぞれ
の出力導波路は、それぞれのファイバに結合する。ここ
で、出力光は、2つの分岐A1とA2を介して進む光間の
光位相差に従って、2つの導波路B、あるいは、Cの1
つを進むことができる。もし、2つの分岐の1つ、例え
ば、A2、がヒータ32により熱せられると、導波路A2
の温度変化は、パスA2の屈折率を変化させ、A2を進む
光の光位相を変化させる。従って、ヒータ32に電流を
入力することによって、光路をBとCの間で切り替え
る。ヒータ32は、例えば、ガラス面30上の金属被覆
であり、導波路A2に取り付けられる。
3Bに示されている。図3Bに示されるように、ヒータ
32は、基板30の表面Sであって、導波路A2の横に
設けられており、導波路A2を含む領域36を熱する。
領域36は、通常、直径が20〜30マイクロメータで
あり、導波路A2の直径は、通常、10マイクロメータ
であり、ヒータ32によって与えられる導波路A2の温
度変化は非常に速く、従って、スイッチ26の切り替え
速度が非常に速いということを意味している。しかし、
導波路A2は、基板30の表面に形成されており、基板
30に囲まれていないので、導波路A2は、非対称であ
り、導波路A2内を進む光の偏波に影響を与える。導波
路A2内を進む光の偏波は、光の水平成分と光の垂直成
分が異なる速度で進み、結果として、導波路A2の端に
来たとき、異なる光位相を有するというように影響を受
ける。従って、導波路A2を進む光の水平振動は、導波
路A2を進む光の垂直振動と異なり、分岐A1を進む光と
分岐A2を進む光の干渉が適切でなく、干渉計(あるい
は、スイッチ)26からの出力がおかしくなってしま
う。
結晶基板上に掲載されるので、製造するのに非常に高価
である。スイッチ26は、また、製造するのが難しい。
更に、スイッチ26は、上述したように、偏波に依存
し、ファイバを進む光の偏波状態を1/2〜1mあるい
は、それ以上にわたって、ファイバに沿って維持するこ
とは出来ない。
Photonics Tecnology Letters,Vol. 10, No. 5,
pp. 681-683、May 1998. Q. Lai著 “Low-Power
Compact 2x2 Thermooptic Silica-on-Silicon Wave
guide Switch With Fast Response”に説明されて
いる。
出力ファイバとの結合に関して問題を有している。光フ
ァイバと3dBカプラを使用するマッハツェンダ干渉計
も従来知られている。光ファイバ内を進む光の偏波状態
を維持することは、複屈折(偏波保存)ファイバではな
く、通常の(従来の)ファイバを使用するファイバ干渉
計の多くにおいて、最も重要な問題の一つである。通
常、ファイバを進む光の偏波状態は、1/2mの距離で
変化する。
い距離にわたって、中を進む光の偏波状態を維持できな
いことが問題である。従って、光ファイバを使ったマッ
ハツェンダ干渉計への入力光の偏波状態が(例えば)垂
直であるなら、第1の3dBカプラを通り、ファイバを
含む2分岐を長距離通り、第2の3dBカプラに進んで
後、2つの分岐のいずれか、または、両方からの光は、
垂直の偏波を維持していない。従って、2分岐からの光
は、マッハツェンダ干渉計の出力で、互いに適当な干渉
を起こさず、光は、適当な出力路に転送されず、ある光
は、不適切な出力路に転送されてしまう。複屈折(偏波
保存)ファイバは、従来知られており、製品として手に
入れることが出来るが、それ自体欠点を持っている。
Bに示されている。図4Aに示されている3dBカプラ
36は、ファイバをねじった後2つのファイバを融着す
ることによって作られている。図4Bに示される3dB
カプラ38は、それぞれのファイバの面の一方が削り取
られた後、2つのファイバを密着することによって作ら
れている。
従来よく知られている光サーキュレータは、非相反装置
(通常、磁界を使って作られている)であり、いくつか
の入力/出力ポートを持っており、光はあるポートに入
射し、通常、時計回りに回転され、隣の隣接した出力ポ
ートに回される。
造が安価な光スイッチを提供することである。本発明の
他の課題は、速く、信頼性があり、製造が安価な光制御
装置を提供することである。
切り替え速度の速い光スイッチを提供することである。
本発明の更なる課題は、ヒータによって熱せられた1つ
の光路が冷えるまで待つことなく、少なくとも2つのパ
ス間で入力光を順次切り替える光スイッチを提供するこ
とである。
ラを使用したマッハツェンダ干渉計は従来知られている
が、本発明は、マッハツェンダ干渉計の1つの分岐であ
る光ファイバの温度を制御する方法を提供する。更に、
本発明は、本発明のヒータを使った光位相制御装置であ
る。更に、本発明は、本発明のヒータを使用した光スイ
ッチである。
ヒータである。マッハツェンダ干渉計の1以上の分岐の
温度を本発明のヒータで変えることにより、光ファイバ
の屈折率は変化し、従って、光ファイバを進む光の光位
相を変化させ、出力路間で出力光を切り替える。この原
理を使えば、本発明のヒータを含む光スイッチを構成す
ることができる。
イバと、分岐に入力光を分岐し、1つの分岐を熱するヒ
ータを1つの分岐が含む分岐からの光を出力路に再合波
する3dBカプラからなるマッハツェンダ干渉計であ
る。
イバと、分岐に入力光を分岐し、1つの分岐を熱するヒ
ータを1つの分岐が含む分岐からの光を出力路に再合波
する3dBカプラからなるマイケルソン干渉計である。
ェンダ干渉計や、マイケルソン干渉計などの装置であ
り、光路の光を伝送する光ファイバと、光ファイバに結
合し、入力光を光路に分岐し、出力光を出力路に再合波
する3dBカプラと、光路を形成する光ファイバの1つ
の一部を被覆し、光路を進む光の光位相を変化させるた
めに光ファイバを熱するヒータとを含む。第2のヒータ
は、他の光ファイバの一部を被覆し、光路を進む光の相
対位相を変化させるために光ファイバを熱する。検出器
は、光路の1つと結合し、光路の漏洩光のパワーを検出
し、ヒータ制御装置は、検出器とヒータに接続され、漏
洩光のパワーに基づいてヒータを制御する。
施形態について説明する。なお、同様の参照符号は、同
様の構成要素を示す。
に示されるように、通常の光ファイバ42は、抵抗金属
44によって被覆あるいはメッキされている。ファイバ
42は、完全に金属44によって覆われている。金属4
4は、好ましくは、金であるが、任意の材質でよい。金
は、化学的に安定なので好ましい。金属44の厚さと長
さは、金属44に望ましい電圧と電流を印加した場合
に、本発明のヒータ40が、十分な熱を発生するように
設計される。例えば、金属44の厚さは、好ましくは、
0.1〜50μm(マイクロメータ)であり、長さは、
好ましくは、1〜20mm(ミリメータ)である。本発
明のヒータ40は、金属44の両側に位置する電極46
を含み、光ファイバに沿った金属に電流が流れるように
する。
ら他へ切り替えるためには、マッハツェンダ干渉計の2
つの分岐間の光位相は、πだけ変えられなくてはならな
い。この位相変化は、本発明のヒータ40の長さが1c
mである時には、〜10℃の温度変化によって得られ
る。
0は、光ファイバ42を覆う、あるいは、被覆するが、
従来では、ヒータ18は、ガラスブロック16に設けら
れているか、ヒータ32は、導波路を有する基板30の
面(図3参照)に設けられている。従って、本発明のヒ
ータ40は、ヒータ40のための領域が小さくてすみ、
偏波依存がない他にも、従来のヒータ18や32に対し
て、いくつかの利点を有している。本発明のヒータ40
のために必要な領域が小さいことにより、ヒータ40
の、従って、ファイバ42の温度変化が速い。このよう
に、ファイバ42の温度変化が速いことにより、ファイ
バ42(及び、ヒータ40)が光スイッチに使用されれ
ば、切り替えを速くすることができる。ファイバ42
(導波路として働く)が短く(通常、1mm〜50mm
であり、好ましくは、2〜3cm)、形状が対称的であ
り、従って、ファイバ42を進む光は、水平方向と垂直
方向で同じ環境にさらされることになるので、本発明の
ヒータ40によって、被覆されるファイバ42を進む光
の偏波には依存しない。
42を被覆する本発明のヒータ40を含む光位相制御装
置及び光スイッチは、偏波に依存しないという図1に示
されるバルクのマッハツェンダ干渉計の利点と、高速の
切り替え速度を実現する迅速な温度変化が得られるとい
う、図3に示されるマッハツェンダ干渉計スイッチ26
(導波路28を含む)の利点とを有する。
の構成の変形例は、図6A、6B及び6Cに示されてい
る。図6A、6B、及び6Cにおいて、従来の光ファイ
バは、コア50を取り囲むクラッド48から形成されて
いる。図6Aは、クラッド48が本発明のヒータ40−
1によって全体的に被覆され、あるいは、覆われている
光ファイバ52を示している。図6Bは、クラッド48
の半分が本発明のヒータ40−2によって被覆されてい
る光ファイバ54を示している。図6Cは、本発明のヒ
ータ40−3が光ファイバのクラッド48の一部に取り
付けられている光ファイバ56を示している。
温度変化も速い。というのも、ファイバは、温度が変化
しなくてはいけない領域が小さくなるからである。図7
Aに、本発明のヒータ40によって被覆された光ファイ
バ58を示す。図7Aに示される光ファイバ58におい
て、コアの直径は、略10マイクロメータであり、クラ
ッドの直径は、略125マイクロメータである。
覆される光ファイバ60は、図7Bに示されるよりもっ
と小さく作ることが出来る。図7Bに示される光ファイ
バ60は、まず光ファイバ58を形成し、化学的にファ
イバのクラッド48をエッチングするか、最初から細い
ファイバを作ることにより、図7Aに示される光ファイ
バ58よりも細く作ることができる。両方法は、周知で
ある。図7Bにおいては、コアの大きさ50は、図7A
と同じままである。クラッド48を取り巻くヒータ40
は、ファイバ58あるいは60を被覆あるいはメッキす
ることによって作ることができる。より細いファイバで
は(エッチングによる、あるいは、最初から細いファイ
バを作ることによるもの)、本発明のヒータ40からの
熱は、通常のサイズのファイバよりも速く、コア50の
温度を上げ、細いファイバを進む光の光位相をより速く
変化させ、従って、本発明のヒータ40を有する光スイ
ッチを進む光に対して、より速くスイッチングを行うこ
とができる。
ている。図8〜15の光スイッチを詳細に説明する前
に、図8〜15に示される光スイッチのすべてに共通の
概念を説明する。
は、光ファイバ42を用いて実施され、光ファイバの少
なくとも1つを熱する本発明のヒータ40を含んでい
る。図8〜15に示される、本発明の光スイッチに含ま
れるパスP1とP2を形成する光ファイバ42は、比較的
短く(好ましくは、1mm〜50mmであり、さらに
は、2〜3cmであり、図8〜15に示される各光スイ
ッチにおいて、この長さは変わらない)、従って、パス
P1とP2の光ファイバを進む光の偏波状態を維持する。
8〜15にそれぞれ示される3dBカプラによって入力
光が分岐され入力されるパスである。パスP1とP2は、
図8と12に示される3dBカプラ64と66の両方の
間にわたってのびており、図8と12に示される各光ス
イッチの出力路は、3dBカプラ66における、パスP
1とP2を進む光の相対光位相によって決定される。パス
P1とP2は、図11、14、及び15に示される3dB
カプラ80と82の両方の間にわたってのびており、図
11、14、及び15に示される各光スイッチの出力路
は、3dBカプラ82における、パスP1とP2を進む光
の相対光位相によって決定される。
とP2は、3dBカプラ72から、反射器74へ、そし
て、3dBカプラ72に戻る経路にわたってのびてお
り、図9、10、及び、13に示される各光スイッチの
出力路は、反射器74によって光が3dBカプラに反射
されて戻ったあとの、3dBカプラにおけるパスP1と
P2を進む光の相対光位相によって決定される。
は、パスP1とP2を形成する光ファイバの温度がパスP
1とP2の両方で同じ時、光路P1を進む光が、光路P2を
進む光と位相が一致しているように、構成される。しか
し、図8〜15に示される本発明の光スイッチは、パス
P1とP2を形成する光ファイバの温度がパスP1とP2の
両方で同じ時、光路P1を進む光が光路P2を進む光と反
対の位相であるように、あるいは、光路P2を進む光に
対して任意の位相であるように構成することもできる。
いは、2πの整数倍ラジアン異なる時には、パスP1か
らの光とパスP2からの光とは位相が一致している。P1
とP2を進む光の位相がπ/2ラジアンあるいは、π/
2の奇数倍ラジアン異なる場合には、パスP1からの光
とパスP2からの光とは、位相がはずれている。P1とP
2を進む光の位相がπラジアンあるいはπの奇数倍ラジ
アン異なる場合には、パスP1からの光とパスP2からの
光とは、位相が反対である。
を詳細に説明する。図8は、本発明の基本的光スイッチ
62を示す図である。光スイッチ62は、マッハツェン
ダ干渉計であり、上記したように、光ファイバ42を有
している。本発明の上記ヒータ40は、図8に示されて
いるように、3dBカプラ64と66の間の位置におい
て、同じく上記したように、光ファイバ42の1つの一
部を被覆しており、パスP1のファイバ42を熱するこ
とにより、スイッチ62のパスP1とP2を進む光の相対
位相を変化させる。
入力ポート(あるいはファイバ)1と4、及び2つの出
力ポート(あるいはファイバ)2と3を有する、2×2
スイッチである。3dBカプラ64と3dBカプラ66
の間のパスP1とP2を進む入力光1の相対光位相が0の
(位相が一致している)場合には、入力光1は、スイッ
チ62を通って出力3に進む。同様に、3dBカプラ6
4と3dBカプラ66の間のパスP1とP2を進む入力光
4の相対光位相が0の(位相が一致している)場合に
は、入力光4は、スイッチ62を通って出力2に進む。
P2を進む入力光の相対光位相が、入力光1と入力光4
の両方に対し、πラジアンの(位相が反対である)場合
には、他方、光は、入力1から出力2へ、入力4から出
力3へ進む。
入力光4に対する相対光位相は、本発明のヒータ40を
用いて変化させる。パスP1の、本発明のヒータ40に
よって被覆される光ファイバ42は、ヒータ40によっ
て熱せられ、パスP1の光ファイバに含まれる物質の屈
折率が変化し、従って、3dBカプラ64と66の間を
進む光の光位相は、パスP1における光ファイバが熱せ
られていない時のものから変化される。従って、スイッ
チ62からの出力光は、出力2と3の間で切り替えられ
る。
ッチに比べて有利である。特には、スイッチ62は、光
ファイバ42を有しており、スイッチ62は、低い挿入
損失で、伝送光ファイバに容易に接続できる。更に、3
dBカプラ64と66の間の長さは、比較的短いので、
3dBカプラ64と66の間を進む光の偏波状態は、3
dBカプラ64から3dBカプラ66まで、維持され
る。
される同様の機能が、図9に示される本発明の光スイッ
チ68によって得られる。図9の光スイッチ68は、1
つの入力ファイバ1と2つの出力ファイバ4と5を有す
る1対2機能を有している。入力ファイバ1からの入力
光は、光サーキュレータ70を介して、3dBカプラ7
2まで進む。これは、入力光1をそれぞれ、分岐2と3
に沿って進むパスP1とP2に分岐する。2つのパスP1
とP2(分岐2と3)内の光は、従来の光反射器74に
よって反射され、3dBカプラ72に戻される。それか
ら、反射光は、3dBカプラ72の地点における2つの
分岐2と3の反射光の相対光位相に従って、出力ファイ
バ5、あるいは、光サーキュレータ70へと進む。光サ
ーキュレータ70に戻る光は、ファイバ4へと出てい
く。
8においては、入力ファイバ1からスイッチ68に入力
する光は、それぞれ分岐2と3のパスP1とP2に反射さ
れる光間の相対光位相に従って、出力ファイバ5あるい
は、出力ファイバ4へと出ていく。パスP1とP2(分岐
2と3)を進む光間の相対位相が一致しているならば、
光は、出力ポート4に出力される。もし、パスP1とP2
(分岐2と3)を進む光間の相対位相が反対ならば、光
は、出力ポート5に出力される。
かれるならば、入力光1は、他のファイバ(出力ファイ
バ5)に進む、あるいは、反射されて、同じファイバ
(入力ファイバ1)に戻される。
される光間の相対位相は、本発明のヒータ40によって
決定される。図9のスイッチ68においては、ヒータ4
0は、パスP1(分岐2)のファイバ42を被覆する。
しかし、ヒータ40は、パスP2(分岐3)のファイバ
42を被覆することも可能である。図9のスイッチ68
において、本発明のヒータ40が、パスP1(分岐2)
のファイバを熱する時、パスP1(分岐2)を進む光
と、パスP2(分岐3)を進む光との間の相対位相が変
化し、従って、出力は、出力ファイバ4と出力ファイバ
5の間で切り替わる。
間の光位相に依存して、入力ファイバへと反射返送され
る、あるいは、他の出力ファイバに伝送されるような光
スイッチの構成を、従来周知のマイケルソン干渉計とい
う。しかし、図9に示される本発明の光スイッチ68
は、光スイッチ68のパスP1とP2(分岐2と3)を進
む光の相対位相を変化させる、本発明のヒータ40を有
している。
と68の機能は、入力ファイバからスイッチへの光が、
スイッチから2つの出力ファイバの内1つへと切り替え
られて出力され、2つの出力ファイバが入力ファイバと
異なるという点において、互いに同様である。
チ76と78の機能は、見ての通り、1つの入力ファイ
バからスイッチへの光が、スイッチから2つの出力ファ
イバの1つに切り替え出力され、2つの出力ファイバの
1つが入力光を入力する入力ファイバと同じであるとい
う点で同様である。しかし、スイッチ76と78の性能
は、スイッチ78は、スイッチ76よりもクロストーク
が小さいという点で互いに異なっている。
発明の他の光スイッチ76を示す図である。光スイッチ
76においては、光は、入力ファイバ1を介して入力さ
れ、従来の3dBカプラ72により分岐されて、パスP
1とP2(分岐2と3)に進む。パスP1(分岐2)は、
前述した、本発明のヒータ40を有している。ヒータ4
0は、パスP1(分岐2)のファイバ42を熱すること
によって、上記した原理の通りに、パスP1とP2(分岐
2と3)を進む光の相対位相を変化させる。
3)は、それぞれの分岐を進む光を反射する従来の光反
射器74を有している。パスP1とP2(分岐2と3)の
反射光間の相対位相に依存して、出力光は、3dBカプ
ラ72によって出力ポート4、あるいは、入力ポート1
へ向けられる。特には、入力ポート1からの入力光は、
3dBカプラ72によってパスP1とP2(分岐2と3)
に伝送され、従来の反射器74によって反射され、3d
Bカプラ72に返送される。光が、反射器74によっ
て、パスP1とP2(分岐2と3)において3dBカプラ
72へと反射返送されるとき、反射光が位相が一致して
いるならば、光は、3dBカプラ72によって入力ポー
ト1へと伝送される。他方、入力ポート1からの入力光
が従来の反射器74によって反射され、3dBカプラ7
2に返送させるとき、相対位相がπラジアンであるなら
ば、反射光は3dBカプラ72に伝送され、出力ポート
(ファイバ)4に伝送される。
されるならば、入力光4は、3dBカプラ72によっ
て、パスP1とP2(分岐2と3)へと伝送され、従来の
反射器74によって反射され、3dBカプラ72に返送
される。光が反射器74によってパスP1とP2(分岐2
と3)を通って、3dBカプラ72に反射返送されると
き、反射光が位相が一致しているならば、光は、3dB
カプラ72によって、入力4へと伝送される。他方、入
力光4が従来の反射器74によって3dBカプラ72に
反射返送される時に、相対位相がπラジアン(反対の位
相)であれば、反射光は、3dBカプラ72を通って、
入力ポート(ファイバ)1へと伝送される。
スP1のファイバ42が本発明のヒータ40によって熱
せられるか否かによって決定される。パスP1のファイ
バ42がヒータ40によって熱せられるならば、パスP
1とP2を進む光は、反対位相で、パスP1のファイバ4
2が熱せられないならば、あるいは、ヒータ40によっ
て異なる温度に熱せられるならば、パスP1とP2を進む
光は位相が一致する。
入力光1の出力を、入力ファイバ1と他の出力ファイバ
4との間で切り替えることである。光スイッチ76の応
用としては、エコーキャンセラなど、多くのものがあ
る。
あるいは、他の出力ファイバに出力するという上記機能
を使った応用においては、非常に低いクロストークを達
成することが出来る。特には、理想的なスイッチでは、
入力ファイバ1からの入力光が他の出力ファイバ4へと
進むとき、光のわずかな反射が入力ファイバ1に戻るこ
とは許されない。例えば、3dBカプラ72が理想的で
ないことにより、パスP1とP2(分岐2と3)間で分岐
される光の割合は、50−50(2つのパスP 1とP
2(分岐2と3)間で均一に分布する入力光からのパワ
ーの半分)とは異なり、49対51の割合などである。
他の例では、パスP1とP2(分岐2と3)を進む光間の
相対位相は、互いに正確には、一致あるいは反対にはな
らない。上記した両条件により、クロストークや漏洩光
等の望ましくない光が生じ、位相条件が反対の場合に
は、入力ファイバに返送される。実際には、図10のス
イッチ76におけるクロストークのために、光がポート
1を介して入力され、パスP1とP2(分岐2と3)の光
が位相が反対である場合に、反射光の略99%がポート
4に出力され、反射光の略1%(10-2)が入力ポート
1へと漏れ出る。
40を有する本発明の光スイッチ78は、入力ファイバ
に返送されるクロストークの量を抑制する。図11に示
されたスイッチ78は、入力ファイバ1と出力ファイバ
1と2を有し、図8に示される、マッハツェンダ干渉計
光スイッチ62の原理と同じ原理の1×2スイッチであ
る。
は、相反装置(非相反装置である、光サーキュレータを
含む光スイッチとは異なり)であるので、もしパスP1
とP2を進む光が位相が一致している場合には、入力ポ
ート1からの入力光は、従来の3dBカプラ80と82
を介して分岐3に進み、パスP1とP2を進む光が位相が
反対である場合には、出力ポート2に進む。
ると、入力ポート1からの入力光は、分岐3に進み、入
力ポート1に反射返送される。他方、パスP1とP2を進
む光が反対の位相であると、入力ポート1からの入力光
は、出力ポート2に進み、スイッチ78によって出力さ
れる。
む光が位相が一致している、あるいは、位相が反対であ
るかを、パスP1のファイバ42を特定の温度まで熱す
ることによって(パスP1とP2の光を反対位相とす
る)、あるいは、パスP1のファイバ42を熱しない
(パスP1とP2の光を一致位相とする)ことによって、
決定する。
ッチ78においては、入力ポート(ファイバ)1から入
力する入力光が従来の3dBカプラ80と82を介し
て、分岐(あるいは、ファイバ)3に進み、パスP1と
P2を進む光が一致位相の場合、光は、反射器84によ
って反射され、入力ポート(あるいは、ファイバ)へ返
送される。この例において、光がファイバ1に返送され
ることは(パスP1とP2を進む光が一致位相の場合)、
クロストークの例を示すものではない。特には、パスP
1とP2を進む光が一致位相の場合、入力ポート1からの
光は、同じ入力ポート1に反射返送されることが望まし
い。
されないようにして、クロストークを抑制する問題は、
パスP1とP2を進む光が反対位相の時の方が、一致位相
の場合よりも重要である。特には、スイッチ78におい
ては、入力ポート1からの光が他の出力ポート2(パス
P1とP2を進む光が反対位相)に進むとき、入力ポート
1への反射返送光がない必要がある。実際には、スイッ
チ78(主には、3dBカプラ80と82による)の有
するクロストーク(あるいは漏洩光)により、入力ポー
ト1からの光の略99%が出力ポート2に進み、入力光
のわずかな分(略1%)が分岐3に進む。分岐3に進む
光の1%は、反射返送され、パスP1とP2の光が反対位
相であるので、反射光の大半(1%の99%)がポート
4に進み、スイッチ78から出力される。反射器84に
よって反射された光の他の1%は、入力ポート1に返送
される。従って、ポート1から入力される光の全体のク
ロストークは、入力光の1%の1%、すなわち、0.0
1%である。
ならば、ポート1への反射光は、分岐3からポート1へ
の反射光がスイッチ78を2回通り、3dBカプラ80
と82のそれぞれを2回(スイッチ78は2段装置であ
ることを意味する)通らなくてはいけないので、0.0
1%となる。スイッチ78のクロストークは、1%の1
%、すなわち、0.01%(あるいは、10-4)に等し
い。
78は、両方とも、互いに同様な機能を達成し、入力光
をスイッチによって入力ポートあるいは、他の出力ポー
トに出力する。しかし、スイッチ76は、1段装置であ
るので、図10に示されているスイッチ76クロストー
クは、1%(あるいは、10-2)である。スイッチ78
は、2段装置であるので、図11に示されるスイッチ7
8のクロストークは、0.01%(あるいは、10-4)
である。
される光スイッチ68、図10に示される光スイッチ7
6、及び図11に示される光スイッチ78は、本発明の
ヒータ40を分岐の一方のみに有する2つの分岐を有し
ている。上記スイッチの2つの分岐を進む光の相対位相
は、本発明のヒータが光を運ぶ2つの分岐の内の1つの
ファイバを熱するので、従って、2つの分岐の光ファイ
バの相対温度を変化するので、変化させられる。本発明
のヒータは、ヒータに与えられる初期パワーが高い場合
には、光ファイバの温度を迅速に上げる。そして、光路
は、相対位相が迅速に変えられるため、迅速に切り替え
られる。しかし、光路が元の状態に切り戻しされる場合
には、2つのファイバを進む光の相対光位相を元の(熱
せられていない)値に戻すために他の(熱せられていな
い)光ファイバと同程度の温度まで、熱せられた光ファ
イバを冷やす時間が必要である。スイッチの2つの分岐
を進む光の相対光位相は、熱せられた光ファイバを冷や
すのではなく、2つの分岐の1つの光ファイバを熱する
ことによってより速く変えることが出来るので、他の方
向よりもある方向で、切り替え時間が短い(あるいは、
速い)。従って、光スイッチは、出力光をあるポートか
ら他のポートへ切り替える場合に速く動作する。
替え時間を必要とするという問題をさけるため、本発明
のヒータは、図12,13及び14の本発明の光スイッ
チに示されるように、光スイッチの両分岐に設けられ
る。
いは、パスP1とP2)間の温度差によって決定される、
2つの分岐(あるいは、パスP1とP2)間の光位相を変
化させることによって切り替えるので、第1の(最初に
熱せられた)光ファイバ(パスP1)の温度が下がるの
を待つのではなくて、第2の分岐(パスP2)の温度を
本発明のヒータで上げる。両分岐(パスP1とP2)のフ
ァイバの温度が上げられたとき、2つの分岐(パスP1
とP2)の光ファイバの温度に差はなく、従って、2つ
の分岐(パスP1とP2)を進む光の相対位相が、両方と
も熱せられていない場合の2つの分岐(パスP1とP2)
を進む光の相対位相と同じである。
第2の光ファイバ(パスP2)の温度は、元の(第1
の)ファイバ(パスP1)の温度を下げるに従って、下
げられるべきである。
ッチ62に対応する本発明の光スイッチ86を示してい
る。しかし、図12に示される本発明の光スイッチ86
においては、パスP1とP2は、両方とも本発明のヒータ
40(ヒータ401と402として示されている)を有し
ている。スイッチ86の切り替え原理は、スイッチ62
の切り替え原理と同じであり、ここでは、詳細には繰り
返さない。端的に述べると、スイッチ86においては、
スイッチ62と同様に、パスP1とP2を進む光位相が同
じ時には、3dBカプラ64と66間を進む光は一致位
相である。問題の光が一致位相ならば、ポート1を介し
てスイッチ86に入る光は、出力ポート3に切り替えら
れ、ポート4を介してスイッチ86に入る光は、出力ポ
ート2に切り替えられる。パスP1とP2を進む光の光位
相がπラジアンだけ異なると、3dBカプラ64と66
を進む光は反対位相である。問題の光が反対位相なの
で、ポート1を介してスイッチ86に入る光は出力ポー
ト2に切り替えられ、ポート4を介してスイッチ86に
入る光は出力ポート3に切り替えられる。
相にバイアスはないとする。これは、分岐が同じ温度で
ある場合に、パスP1とP2を進む光の光位相が同じであ
ることを意味している。しかし、実際の装置において
は、光位相のバイアスがあり、すなわち、温度が同じで
あっても、パスP1とP2を進む光の光位相に差がある。
この場合、切り替えのための加熱処理の前に、ヒータに
電流バイアスをかけるようにする。このバイアス電流
は、分岐間の特定の温度差を維持し、分岐を進む光の位
相を一致させる。そして、このバイアス電流に加え、加
熱のための電流を印加する。しかし、説明の便宜上、以
下の説明においては、バイアス電流はないとする。
場合には、パスP1とP2を進む光の光位相は、一致して
おり、パスP1とP2のファイバ間に所定の温度差がある
場合には、反対位相となっている。所定の温度差は上記
した通りである。
ては、パスP1とP2を進む光の相対位相は、パスP2の
ファイバの温度よりも所定の温度だけパスP1のファイ
バを熱することにより、一致位相から反対位相に切り替
えられる。
62(と、従って、パスP1の光ファイバ)に設けられ
たヒータ40がパスP2の光ファイバと同じ温度まで冷
えるのを待つのではなく、ヒータ402をヒータ401と
同じ温度まで熱し、パスP1とP2を進む光の位相を一致
させる。従って、パスP1とP2を進む相対位相を一致位
相から反対位相に切り替えるとき、スイッチ86の切り
替え時間は、スイッチ62のものと同じであり、パスP
1とP2を進む光の相対位相を反対位相から一致位相に切
り替えるとき、スイッチ62の切り替え時間よりも速
い。
温度は、上述した。ヒータ40(あるいは、401ある
いは402)が1cm(センチメータ)の長さであると
き、相対位相をπラジアンだけ変えるのに、略10℃の
温度変化が必要である。
90は、ともに、本発明のヒータ401と402の2つを
含んでおり、図12を参照して説明したように、パスP
1とP2の2つの間の相対温度を変化させる。
とP2のファイバの相対温度が0(ヒータ402の温度を
上げてヒータ401と同じにするか、ヒータ401と40
2をともに同じ温度まで冷やすかによって)となる場
合、パスP1とP2を進む光は位相が一致し、ポート1か
ら3dBカプラ72を介してパスP1とP2に進む入力光
は、ポート2と3にある反射器74によってそれぞれ反
射され、3dBカプラ72に返送される。反射光は、光
サーキュレータ70からポート4を介して出力される。
光サーキュレータ70が(図10のスイッチ76のよう
に)図13の光スイッチ88に含まれていなかったら、
反射光はポート1に反射返送される。
1とP2を進む光が反対位相であるように、パスP1とP2
のファイバの温度差(上記したように)がある(ヒータ
40 2の温度を上げずに、ヒータ401の温度を上げる
か、あるいは、その反対によって)場合、ポート1から
入力される光は、3dBカプラ72を介してパスP1と
P2に進み、ポート2と3の反射器74によってそれぞ
れ反射され、3dBカプラ72を介して返送され、ポー
ト5から出力される。
イッチ78に対応する本発明の光スイッチ90を示す図
である。しかし、図14に示される本発明の光スイッチ
90においては、パスP1とP2は両方とも本発明のヒー
タ40を有している(ヒータ401と402として示され
ている)。スイッチ90の切り替え原理は、スイッチ7
8の切り替え原理と同じであり、詳細は繰り返さない。
端的には、スイッチ90は、スイッチ78のように、パ
スP1とP2を進む光の光位相が同じであるとき、3dB
カプラ80と82間を進む光の位相は一致している。問
題の光が一致位相である場合には、ポート1を介してス
イッチ90に入る光は、出力ポート(反射器84を含
む)に切り替えられ、入力ポート1へ反射返送される。
パスP1とP2を進む光の光位相がπラジアンだけ異なる
場合には、3dBカプラ80と82間を進む光は反対位
相にある。問題の光が反対位相にある場合には、ポート
1を介してスイッチ90に入る光は、出力ポート2に切
り替えられる。
したように)パスP1とP2のファイバ間に温度差がない
場合には、位相が一致し、パスP1とP2のファイバ間に
所定の温度差がある場合には、反対位相となる。
において、パスP1とP2を進む光の相対位相は、(上記
したように)パスP2のファイバの温度以上にパスP1の
ファイバを熱することにより、一致位相から反対位相に
切り替えられる。
チ78(そして、パスP1の光ファイバ)に設けられる
ヒータ40がパスP2の光ファイバと同じ温度に冷える
まで待つのではなく、ヒータ402は、ヒータ401と同
じ温度まで熱せられ、パスP 1とP2を進む光の位相が一
致する。従って、スイッチ90の切り替え時間は、パス
P1とP2を進む光の相対位相を一致位相から反対位相に
切り替える場合、スイッチ78と同じであり、パスP1
とP2を進む光の相対位相を反対位相から一致位相に切
り替える場合には、スイッチ78の切り替え時間よりも
速い。
温度は、上記した通りであり、ヒータ40(あるいは4
01あるいは402)の長さが1cmである場合、相対位
相をπラジアン変えるのに、略10℃の温度変化が必要
である。
メッキされたファイバ42を監視し、ファイバの温度を
制御して、ファイバ内で光位相を正しく、一致位相ある
いは反対位相として維持するための方法(光学的方法、
及び、温度感知方法)は少なくとも2つある。両方法
は、ファイバを熱するヒータのフィードバック制御を含
み、前述の本発明のヒータ40を一つだけ用いて、図1
5を参照して説明する。しかし、2つの方法は、前述の
2つのヒータ401と402へも応用可能である。図15
に示されている本発明の干渉計(あるいは光スイッチ)
92は、図11及び14に示される本発明の光スイッチ
と同様である。
る。図15に示されるように、ポート3まで進む信号光
の一部、あるいは、ポート1あるいは4の光路から入射
される異なる波長の他の光は、パス94に沿って伝送さ
れ、従来の検波器96によって、ミラー84−1の後検
波される。もし、信号光に対するミラーの反射率が10
0%でないならば、ミラー84−1をわずかな光が透過
し、検波器96は、わずかに透過した光を検波し、パス
94に沿って伝送される光のパワーの大きさを測定す
る。通常、ミラー84−1に至る光の1〜2%は、ミラ
ー84−1を透過する。異なる波長の他の光を使用する
場合には、この光に対しては、ミラーの反射率は理想的
には0%であり、信号光に対しては100%である。
は、検波パワーとも呼ばれるが、パス98を介して、ヒ
ータ制御器100に伝送される。ヒータ制御器100
は、ヒータ40に伝送されるパワーの大きさを調整し、
検波パワーに基づいて、ファイバ42に印加される熱の
量を多くしたり、少なくする。
一致位相であるべきときは、光が1あるいは4からくる
場合、ヒータ制御器100は、それぞれ、パス94の検
波パワーの大きさを最大化あるいは最小化するようにヒ
ータ40を制御する。あるいは、光スイッチ92のパス
P1とP2を進む光が反対位相であるべきときは、ヒータ
制御器100は、光が1または4からくるときは、それ
ぞれ、パス94の検波パワーの大きさを最小化あるいは
最大化するように、ヒータ40を制御する。
ことが出来ないので、上記検波器96とヒータ制御器1
00は、パス94のパワーの大きさを検出することによ
り、光スイッチ92において、パスP1とP2を進む光が
一致位相にあるか、反対位相にあるかを決定するのにも
使用することが出来る。
42の温度を検知し、測定するものである。温度計10
2をファイバに隣接して設け、温度計の出力104を出
力104に基づいてヒータ40へ送るパワーの大きさを
制御するヒータ制御器100へ伝送する。あるいは、ヒ
ータ40に含まれる抵抗金属44を温度計として使用す
ることが可能である。金属の抵抗は、温度の関数である
ので、ファイバ42の温度は、ヒータ40に含まれる金
属の抵抗を測定し、ヒータ制御器100に信号106を
伝送することによって監視することが出来る。同様に、
ヒータ制御器100は、この信号106に基づいて、ヒ
ータ40に送るパワーの大きさを調整する。
現することも可能である。第1に、第1と第2の光ファ
イバと、該第1及び第2の光ファイバに入力光を分岐に
分波し、該第1及び第2の光ファイバからの光を出力路
に再合波する3dBカプラとを備え、該第1の光ファイ
バのファイバ素線表面に、発熱するヒータを有するマッ
ハツェンダ干渉計を前提とする。
線表面に、発熱するヒータを含む形態。該各3dBカプ
ラは、光ファイバがねじられた後、これらが融着された
光ファイバ、あるいは、光ファイバが削られた後、これ
らが密着された光ファイバからなる形態。
れぞれ、1mmと50mmの間である形態。前記ヒータ
は、前記第1のファイバの表面に抵抗金属を被覆あるい
は、メッキしてなる形態。
前記金属に電流を流すように、該金属の両端に配置され
た電極を備える形態。前記金属は金である形態。
間である形態。前記金属の厚さは、0.1μmと50μ
mの間である形態。前記金属は、断面から見て、前記第
1の光ファイバの表面の全体、表面の半分、あるいは、
表面の一部に形成されている形態。
ファイバは、ファイバを細くし、ファイバの温度がより
速く変化するようにエッチングされている形態。前記マ
ッハツェンダ干渉計内を進む光の光位相差は、信号光あ
るいは、光路から入射される異なる波長の他の光を使っ
て監視される形態。
位相差は、該ヒータの該金属の抵抗を測定することによ
って監視される形態。第2に、第1と第2の光ファイバ
と、該第1と第2の光ファイバに入力光を分岐に分波
し、該第1と第2の光ファイバからの光を出力路に再合
波する3dBカプラとを備え、第1の光ファイバのファ
イバ素線表面に形成され、発熱するヒータを有するマイ
ケルソン干渉計を前提とする。
線の表面に形成され、発熱するヒータを備える形態。該
3dBカプラの各々は、光ファイバがねじられた後、融
着された光ファイバ、あるいは、光ファイバが削られた
後、密着された光ファイバからなる形態。
れぞれ、1mmと50mmとの間である形態。前記ヒー
タは、前記第1の光ファイバの表面に抵抗金属を被覆あ
るいは、メッキしてなる形態。
前記金属に電流を流すように、該金属の両端に配置され
た電極を備える形態。前記金属は、金である形態。
間である形態。前記金属の厚さは、0.1μmと50μ
mの間である形態。前記金属は、断面から見て、前記第
1の光ファイバの表面の全体、表面の半分、あるいは、
表面の一部に形成されている形態。
ファイバは、ファイバを細くし、ファイバの温度がより
速く変化するようにエッチングされている形態。前記マ
イケルソン干渉計内を進む光の光位相差は、信号光ある
いは、光路から入射される異なる波長の他の光を使って
監視される形態。
光位相差は、該ヒータの該金属の抵抗を測定することに
よって監視される形態。第3に、光路に光を伝送する複
数の光ファイバと、該複数の光ファイバに接続され、入
力光を該光路に分岐し、該光路からの出力光を出力路に
再合波する3dBカプラと、該光ファイバの一方の一部
を被覆し、該光ファイバの一方を熱して、該光ファイバ
の一方を進む光の光位相を変化させるヒータとを備える
装置を前提とする。
覆し、該光ファイバの他方を熱し、該光ファイバの一方
と該光ファイバの他方を進む光の相対光位相を変化させ
る第2のヒータを更に備える形態。
の漏洩光のパワーを検出する検波器と、該検波器と前記
ヒータとに接続され、該漏洩光のパワーに基づいて該ヒ
ータを制御するヒータ制御器とを更に備える形態。
イバと、該複数の光ファイバに接続され、入力光を該光
路に分岐し、該光路からの出力光を出力路に再合波する
3dBカプラと、該光ファイバの一方の一部を被覆し、
該光ファイバの一方を熱して、該光ファイバの一方を進
む光の光位相を変化させるヒータとを備える光スイッチ
を前提とする。
覆し、該光ファイバの他方を熱し、該光ファイバの一方
と該光ファイバの他方を進む光の相対光位相を変化させ
る代2のヒータを更に備える形態。
の漏洩光のパワーを検出する検波器と、該検波器と前記
ヒータとに接続され、該漏洩光のパワーに基づいて該ヒ
ータを制御するヒータ制御器とを更に備える形態。
態。前記スイッチは、2×2スイッチである形態。第5
に、光ファイバの表面に抵抗金属を被覆、あるいは、メ
ッキしたヒータを前提とする。
ファイバに沿って、該金属に電流を流すための電極を更
に備える形態。前記金属は、金である形態。
る形態。前記金属の厚さは、0.1μmと50μmとの
間である形態。前記金属は、断面から見て、前記光ファ
イバの表面の全体、表面の半分、あるいは、表面の一部
に形成されている形態。
バは、ファイバを細くし、ファイバの温度がより速く変
化するようにエッチングされている形態。第6に、入力
光を受光する入力ポートと、出力光を出力する出力ポー
トとを備える光スイッチであって、第1の光路を形成す
る第1の光ファイバと、第2の光路を形成する第2の光
ファイバと、該入力ポート、該第1の光ファイバ、及び
該第2の光ファイバに接続され、該入力光を該第1の光
路と該第2の光路とに分岐する第1の3dBカプラと、
該第1の光ファイバの一部を被覆し、該第1の光ファイ
バを熱することにより、該第2の光路を進む光に対し、
該第1の光路を進む光の光位相を変化させるヒータと、
該第1の光ファイバと該第2の光ファイバに接続し、該
第1の光路を進む光と該第2の光路を進む光とを再合波
し、該出力光とし、該第1の光路を進む光が該第2の光
路を進む光と位相が一致している場合には、該出力光を
該出力ポートの一方に出力し、該第1の光路を進む光が
該第2の光路を進む光と位相が反対の場合には、該出力
光を該出力ポートの他方に出力する第2の3dBカプラ
とを備える光スイッチを前提とする。
覆し、該第2の光ファイバを熱することにより、前記第
2の光路を進む光の光位相を変化させ、前記第1の光路
を進む光の光位相と一致させるヒータを備える形態。
態。第7に、入力光を受光する入力ポートと、出力光を
出力する出力ポートとを備える光スイッチであって、第
1の光路を形成する第1の光ファイバと、第2の光路を
形成する第2の光ファイバと、該入力ポート、該第1の
光ファイバ、及び該第2の光ファイバに接続され、該入
力光を該第1の光路と該第2の光路とに分岐する第1の
3dBカプラと、該第1の光ファイバの一部を被覆し、
該第1の光ファイバを熱することにより、該第2の光路
を進む光に対し、該第1の光路を進む光の光位相を変化
させるヒータと、該第1の光ファイバと該第2の光ファ
イバに接続し、該第1の光路を進む光と該第2の光路を
進む光を再合波し、該出力光とし、該第1の光路を進む
光が該第2の光路を進む光と位相が一致している場合に
は、該出力光を該出力ポートの一方に出力し、該第1の
光路を進む光が該第2の光路を進む光と位相が反対の場
合には、該出力光を該出力ポートの他方に出力する第2
の3dBカプラと、該出力ポートの一方の終端部に設け
られ、該第1の光路を進む光の位相が、該第2の光路を
進む光の位相と反対の場合、該出力先を該スイッチを介
して、該入力ポートの他方に反射返送する反射器とを備
える光スイッチを前提とする。
覆し、該第2の光ファイバを熱することにより、前記第
2の光路を進む光の光位相を変化させ、前記第1の光路
を進む光の光位相と一致させるヒータを備える形態。
態。
り、製造が安価に出来る光スイッチと光制御器を提供す
ることが出来る。
ク切り替え装置10の例を示す図である。
面図である。
チを示す図であり、同図Bは、図3Aに示されるマッハ
ツェンダ干渉計の基板の断面図である。
変形例を示す図である。
光ファイバを示す図であり、同図Bは、本発明の、ヒー
タで被覆された通常より小さい光ファイバを示す図であ
る。
干渉計)を示す図である。
る。
ッチを示す図である。
ハツェンダ干渉計を示す図である。
ケルソン干渉計を示す図である。
が改善された、本発明の光スイッチを示す図である。
る、本発明の光スイッチを示す図である。
402 ヒータ 42 通常の光ファイバ 44 抵抗金属 46 電極 48 クラッド 50 コア 52、54、56、58、60 光ファイバ 62、68、76、78、86、88、90 光ス
イッチ 64、66、72、80、82 3dBカプラ 70 光サーキュレータ 74、84 反射器 84−1 ミラー 92 干渉計(あるいは、光スイッチ) 96 検波器 100 ヒータ制御器
Claims (7)
- 【請求項1】第1と第2の光ファイバと、 該第1及び第2の光ファイバに入力光を分岐に分波し、
該第1及び第2の光ファイバからの光を出力路に再合波
する3dBカプラと、を備え、 該第1の光ファイバのファイバ素線の表面に、発熱する
ヒータを有することを特徴とするマッハツェンダ干渉
計。 - 【請求項2】第1と第2の光ファイバと、 該第1と第2の光ファイバに入力光を分岐に分波し、該
第1と第2の光ファイバからの光を出力路に再合波する
3dBカプラと、を備え、 第1の光ファイバのファイバ素線の表面に形成され、発
熱するヒータを有することを特徴とするマイケルソン干
渉計。 - 【請求項3】光路に光を伝送する複数の光ファイバと、 該複数の光ファイバに接続され、入力光を該光路に分岐
し、該光路からの出力光を出力路に再合波する3dBカ
プラと、 該光ファイバの一方の一部を被覆し、該光ファイバの一
方を熱して、該光ファイバの一方を進む光の光位相を変
化させるヒータと、を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項4】光路に光を伝送する複数の光ファイバと、 該複数の光ファイバに接続され、入力光を該光路に分岐
し、該光路からの出力光を出力路に再合波する3dBカ
プラと、 該光ファイバの一方の一部を被覆し、該光ファイバの一
方を熱して、該光ファイバの一方を進む光の光位相を変
化させるヒータと、を備えることを特徴とする光スイッ
チ。 - 【請求項5】光ファイバの表面に抵抗金属を被覆、ある
いは、メッキしたヒータ。 - 【請求項6】入力光を受光する入力ポートと、出力光を
出力する出力ポートとを備える光スイッチであって、 第1の光路を形成する第1の光ファイバと、 第2の光路を形成する第2の光ファイバと、 該入力ポート、該第1の光ファイバ、及び該第2の光フ
ァイバに接続され、該入力光を該第1の光路と該第2の
光路とに分岐する第1の3dBカプラと、 該第1の光ファイバの一部を被覆し、該第1の光ファイ
バを熱することにより、該第2の光路を進む光に対し、
該第1の光路を進む光の光位相を変化させるヒータと、 該第1の光ファイバと該第2の光ファイバに接続し、該
第1の光路を進む光と該第2の光路を進む光とを再合波
し、該出力光とし、該第1の光路を進む光が該第2の光
路を進む光と位相が一致している場合には、該出力光を
該出力ポートの一方に出力し、該第1の光路を進む光が
該第2の光路を進む光と位相が反対の場合には、該出力
光を該出力ポートの他方に出力する第2の3dBカプラ
と、を備えることを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項7】入力光を受光する入力ポートと、出力光を
出力する出力ポートとを備える光スイッチであって、 第1の光路を形成する第1の光ファイバと、 第2の光路を形成する第2の光ファイバと、 該入力ポート、該第1の光ファイバ、及び該第2の光フ
ァイバに接続され、該入力光を該第1の光路と該第2の
光路とに分岐する第1の3dBカプラと、 該第1の光ファイバの一部を被覆し、該第1の光ファイ
バを熱することにより、該第2の光路を進む光に対し、
該第1の光路を進む光の光位相を変化させるヒータと、 該第1の光ファイバと該第2の光ファイバに接続し、該
第1の光路を進む光と該第2の光路を進む光とを再合波
し、該出力光とし、該第1の光路を進む光が該第2の光
路を進む光と位相が一致している場合には、該出力光を
該出力ポートの一方に出力し、該第1の光路を進む光が
該第2の光路を進む光と位相が反対の場合には、該出力
光を該出力ポートの他方に出力する第2の3dBカプラ
と、 該出力ポートの一方の終端部に設けられ、該第1の光路
を進む光の位相が、該第2の光路を進む光の位相と反対
の場合、該出力光を該スイッチを介して、該入力ポート
の他方に反射返送する反射器と、を備えることを特徴と
する光スイッチ。
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