JP2001350105A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

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JP2001350105A
JP2001350105A JP2000172528A JP2000172528A JP2001350105A JP 2001350105 A JP2001350105 A JP 2001350105A JP 2000172528 A JP2000172528 A JP 2000172528A JP 2000172528 A JP2000172528 A JP 2000172528A JP 2001350105 A JP2001350105 A JP 2001350105A
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JP
Japan
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collimator
optical
collimators
prism
optical switch
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000172528A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Tamura
安昭 田村
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Oyokoden Lab Co Ltd
Original Assignee
Oyokoden Lab Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oyokoden Lab Co Ltd filed Critical Oyokoden Lab Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such problems of a conventional 2×2 type optical switch that the parallelism and interval of the opposite surfaces of a diamond prism need to have high processing precision, the precision of the optical axis between collimators arranged opposite to each other should be extremely high, and the adjacent interval precision of the adjacently arranged collimators should also be made extremely high so as to reduce coupling loss with good reproducibility since the conventional optical switch switches an optical coupling state by using two states, that is, a state wherein one diamond prism is inserted between the collimators to be optically coupled and a state wherein the prism is not inserted and also to solve such a problem that the generation of PDL characteristics cannot be prevented in principle. SOLUTION: The optical switch is provided which switches the optical coupling state by using two states, that is, the state wherein two total reflecting prisms are inserted between the two collimators to be optically coupled and the state wherein they are not inserted. An optical switch of this configuration which has low coupling loss and good reproducibility and prevents PDL characteristics from being generated can be provided at a low price with good mass-productivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを伝送
路とする光通信において、光ファイバ伝送路を切り替え
る光スイッチに関する。なお、以下、特に明示しない限
りは、光ファイバは偏波保持ファイバでない汎用の光フ
ァイバを意味するものとする。
The present invention relates to an optical switch for switching an optical fiber transmission line in optical communication using an optical fiber as a transmission line. Hereinafter, unless otherwise specified, the optical fiber means a general-purpose optical fiber that is not a polarization maintaining fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバを伝送路に用いた光通信にお
いて、たとえば、1つの光ファイバ伝送路上の光信号を
他の光ファイバ伝送路に機械的に切り替える手段とし
て、種々の光スイッチが考案、実用化されている。これ
らの中で、2つの入力ポートのうちの1つの入力ポート
に入力された光信号を任意の出力ポートへ選択的に結合
し、かつ他の入力ポートに入力された光信号を上記と同
様に任意の出力ポートへ選択的に結合することが出来る
光スイッチ機能、すなわち2×2型の光スイッチ機能が
ある。すなわち、2×2型の光スイッチは、2つの入力
ポートのいずれか1つの入力ポートへ入力された光信号
を、2つの出力ポートのいずれへも機械的に任意に切り
替えることにより光結合をさせて出力し、かつ、他方の
入力ポートへ入力された光信号光もまた同様に前記2つ
の出力ポートのうちの任意の出力ポートへ光結合させて
出力させる機能をもつものである。
2. Description of the Related Art In optical communication using an optical fiber for a transmission line, various optical switches have been devised as means for mechanically switching an optical signal on one optical fiber transmission line to another optical fiber transmission line. Has been put to practical use. Among these, the optical signal input to one of the two input ports is selectively coupled to an arbitrary output port, and the optical signal input to the other input port is similarly coupled to the above. There is an optical switch function that can be selectively coupled to an arbitrary output port, that is, a 2 × 2 optical switch function. That is, the 2 × 2 type optical switch causes optical coupling by mechanically arbitrarily switching an optical signal input to any one of the two input ports to any of the two output ports. Similarly, the optical signal light input to the other input port also has a function of being optically coupled to any of the two output ports and output.

【0003】従来の2×2型の光スイッチに示すような
光スイッチは、たとえば文献「Y−asuaki Ta
mura:”Single Mode Fiber W
DMin the 1.2/1.3μm Wavele
ngth Region”,Journal of L
ightwave Technology,Vol.L
T−4,No.7,July,pp.841−845」
に開示されている。以下、図6を用いてその構成と原理
動作の概略を説明する。
An optical switch such as a conventional 2 × 2 type optical switch is disclosed in, for example, the document “Y-asuaki Ta”.
mura: "Single Mode Fiber W
DMin the 1.2 / 1.3 μm Wavele
Nthth Region ", Journal of L
lightwave Technology, Vol. L
T-4, no. 7, July, pp. 841-845 "
Is disclosed. Hereinafter, an outline of the configuration and the principle operation will be described with reference to FIG.

【0004】図6は、従来の光スイッチを説明する図で
あり、(A)は光路が後述のバー状態の時を示す図、
(B)は光路が後述のクロス状態の時を示す図である。
図6において、符号600は光スイッチ、605〜60
8は光ファイバ、611〜614はレンズ、601〜6
04は光ファイバとレンズで構成されるコリメータ、6
10は菱形プリズム、6101〜6104は菱形プリズ
ム610の面、609は筐体である。
FIG. 6 is a view for explaining a conventional optical switch. FIG. 6A is a view showing a state where an optical path is in a bar state described later.
(B) is a diagram showing a state where the optical path is in a cross state described later.
In FIG. 6, reference numeral 600 denotes an optical switch,
8 is an optical fiber, 611 to 614 are lenses, 601 to 6
04 is a collimator composed of an optical fiber and a lens, 6
10 is a rhombic prism, 6101 to 6104 are surfaces of the rhombic prism 610, and 609 is a housing.

【0005】図6(A)では、図に示すように、コリメ
ータ601とコリメータ603は対向して設けられて光
結合が形成されており、同時にコリメータ602とコリ
メータ604が対向して設けられて光結合が形成されて
いる。そして、菱形プリズム610は光路に挿入されて
いない。この光結合状態をバー状態ということにする。
そして、図6(B)では、図に示すように、菱形プリズ
ム610が光路に挿入された状態になっており、コリメ
ータ601から出射した光は、菱形プリズム610で屈
折することで進路が変化し、コリメータ604へと入射
され、すなわちコリメータ601はコリメータ604に
光結合し、同様に、コリメータ602から出射した光
は、プリズム610で屈折することで進路が変化し、コ
リメータ603へと入射され、すなわちコリメータ60
2はコリメータ603に光結合している。この光結合状
態をクロス状態ということにする。つまり、プリズム6
10の光路への挿入、非挿入により光路の切り替えを行
うことが出来る。
In FIG. 6A, as shown in the figure, a collimator 601 and a collimator 603 are provided to face each other to form an optical coupling, and at the same time, a collimator 602 and a collimator 604 are provided to face each other. A bond has been formed. And, the rhombic prism 610 is not inserted in the optical path. This optical coupling state is called a bar state.
In FIG. 6B, as shown in the figure, the rhombic prism 610 is in the state of being inserted into the optical path, and the light emitted from the collimator 601 changes its course by being refracted by the rhombic prism 610. , The collimator 604 is optically coupled to the collimator 604, and similarly, the light emitted from the collimator 602 is refracted by the prism 610, changes its course, and is incident on the collimator 603. Collimator 60
2 is optically coupled to the collimator 603. This optical coupling state is called a cross state. That is, the prism 6
The optical path can be switched by inserting or not inserting the optical path 10 into the optical path.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の2×2型光スイッチにおいては、コリメータ60
1とコリメータ603およびコリメータ602とコリメ
ータ604とをそれぞれ対向配置する際に、これら2系
統の光結合ビームの光軸のなす角が極めて高精度に実装
されなければならず、たとえば、結合損失劣化量を0.
5dB以下に抑えるためには、前記2系統の光結合ビー
ムの光軸のなす角の許容角度誤差は0.05度以下であ
ることが必要である(前記文献のFig4の光結合特性
より)。
However, in the above conventional 2 × 2 type optical switch, the collimator 60
1 and the collimator 603 and the collimator 602 and the collimator 604, respectively, must be mounted with extremely high precision in the angle formed by the optical axes of these two optically coupled beams. To 0.
In order to suppress the difference to 5 dB or less, the allowable angle error between the optical axes of the two optically coupled beams must be 0.05 degrees or less (from the optical coupling characteristics of FIG. 4 in the literature).

【0007】同様に、コリメータ601とコリメータ6
02の隣接間隔精度もそれぞれ高精度に実装しなければ
ならず、たとえば、結合損失劣化量を0.5dB以下に
抑えるためには、前記許容隣接間隔精度を55μm以下
にすることが必要である(前記文献のFig4より)。
Similarly, the collimator 601 and the collimator 6
02 must also be mounted with high accuracy. For example, in order to suppress the coupling loss deterioration amount to 0.5 dB or less, it is necessary to set the allowable adjacent space accuracy to 55 μm or less ( (From FIG. 4 of the aforementioned document).

【0008】さらに、菱形プリズム610の各対向する
平行面である6101と6104および6102と61
03の平行度およびプリズムの厚み精度にも高精度の加
工が要求される。以下に、それぞれが高精度に実装、加
工されなければ結合損失が増える理由を説明する。
Further, the opposing parallel surfaces 6101 and 6104 and 6102 and 61 of the rhomboid prism 610
High precision processing is also required for the parallelism of 03 and the thickness accuracy of the prism. The reason why the coupling loss increases unless each of them is mounted and processed with high precision will be described below.

【0009】まず、図6(A)に示すようなバー状態の
場合、コリメータ601を先に筐体609に固定した
後、前記コリメータ601に対向結合させる状態で、コ
リメータ603を対向配置することは問題なく実現する
ことができる。同様にコリメータ602に対してコリメ
ータ604を対向配置することも問題なく実現すること
ができる。
First, in the case of a bar state as shown in FIG. 6A, after the collimator 601 is fixed to the housing 609 first, the collimator 603 is opposed to the collimator 601 in a state where the collimator 603 is opposed to the collimator 601. It can be realized without any problems. Similarly, disposing the collimator 604 in opposition to the collimator 602 can be realized without any problem.

【0010】次に、図6(B)に示すような光路上に菱
形プリズム610が挿入されたクロス状態にした場合、
コリメータ601から出射された光は菱形プリズム60
1の面6101にて屈折して光路を変更し、前記菱形プ
リズム610の面6104に達し、再び屈折してコリメ
ータ604に向かう。このとき、光結合ビームの位置と
角度がコリメータ604に光結合し得るためには、前記
光結合ビームの光軸の許容ズレ量は上記説明で述べた値
以下でなければならない(菱形プリズム610の面61
04からの出射光の位置と角度は、前記菱形プリズム6
10の面6101と6104の対向する互いの距離と互
いの角度に依存する)。また、コリメータ602から出
射した光は,菱形プリズム610の面6102にて屈折
して面6103に達して再び屈折してコリメータ603
に向かう。このときの前記光結合ビームの光軸の許容ズ
レの関係においても上記と同様である。
Next, when a rhombic prism 610 is inserted into a cross state on the optical path as shown in FIG.
The light emitted from the collimator 601 is
The light refracts at the first surface 6101 to change the optical path, reaches the surface 6104 of the rhombic prism 610, refracts again, and travels toward the collimator 604. At this time, in order for the position and angle of the optically coupled beam to be optically coupled to the collimator 604, the allowable deviation amount of the optical axis of the optically coupled beam must be equal to or less than the value described in the above description (for the rhombic prism 610). Face 61
The position and angle of the light emitted from the rhombic prism 6
(Depending on the distance between the opposing faces 6101 and 6104 and the angle between them)). Light emitted from the collimator 602 is refracted by the surface 6102 of the rhombic prism 610, reaches the surface 6103, is refracted again, and is collimated by the collimator 603.
Head for. The same applies to the relationship of the allowable deviation of the optical axis of the optically coupled beam at this time.

【0011】このように、図6の菱形プリズム610で
示すような菱形プリズムを用いた2×2型光スイッチに
代表される構成の光スイッチは、製造そのものは不可能
ではないが、これを実用に供しようとする際には、コリ
メータの対向配置および菱形プリズムの加工精度に驚異
的な高精度が要求され、製造コストが高く、歩留まりが
悪くなり、品質も不均一になり易い。
As described above, an optical switch having a configuration represented by a 2 × 2 type optical switch using a rhombic prism as shown by a rhombic prism 610 in FIG. In order to provide the same, surprisingly high precision is required for the opposing arrangement of the collimator and the processing accuracy of the rhombic prism, the manufacturing cost is high, the yield is low, and the quality is likely to be uneven.

【0012】さらに、光路がクロス状態のときに、コリ
メータ601からの光が菱形プリズム610の面610
1に入射するとき、その入射角は原理的に0度ではな
く、このことは、衆知のように、菱形プリズム610内
に進行した屈折光は入射光の偏光状態によりその強度を
異にしてしまう。そして、この屈折光が菱形プリズム6
10の面6104から出射するときも同様である。すな
わち、コリメータ601とコリメータ604との光結合
においては、入射光の偏光状態によって、結合損失が異
なるPDL(polarization depen−
dent loss)特性をゼロにすることが原理的に
不可能である。また、コリメータ602とコリメータ6
03の光結合においても同様であり、このような従来の
光スイッチは原理的にPDL特性が発生するという欠点
を有している。
Further, when the optical path is in a cross state, the light from the collimator 601 is applied to the surface 610 of the rhombic prism 610.
When the light is incident on 1, the incident angle is not 0 degree in principle, which means that, as is well known, the refracted light traveling inside the rhombic prism 610 varies its intensity depending on the polarization state of the incident light. . Then, this refracted light is converted into a rhombic prism 6.
The same applies to the case where the light is emitted from the surface 6104 of No. 10. That is, in optical coupling between the collimator 601 and the collimator 604, a PDL (polarization depen- dation) having a different coupling loss depending on the polarization state of the incident light.
It is impossible in principle to make the dent loss) characteristic zero. The collimator 602 and the collimator 6
The same applies to the optical coupling of No. 03, and such a conventional optical switch has a disadvantage that PDL characteristics occur in principle.

【0013】以上説明したように、この従来の光スイッ
チは、光学部品に要求されるきわめて高い加工精度とコ
リメータの実装に要求される極めて高い隣接間隔精度の
実装が必要である。この種の従来の光スイッチは、製造
コストが著しく高いのみならず、品質のばらつきが大き
く、そして、光スイッチとして重要な特性の1つである
PDL特性が発生するという欠点を有している。
As described above, this conventional optical switch requires extremely high processing accuracy required for optical components and extremely high adjacent spacing accuracy required for mounting a collimator. This type of conventional optical switch has the drawbacks that not only the manufacturing cost is extremely high, but also that the quality varies greatly and that PDL characteristics, which is one of the important characteristics of the optical switch, occur.

【0014】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、本発明の目的は、特別に高精度加工された機
械部品および光学部品を使用せず、またコリメータの実
装制限を緩和しても低損失結合を確保することが出来、
その切り替え再現性が良好で、かつ、PDL特性を発生
させない光スイッチを生産歩留まり良く安価に提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to eliminate the use of specially machined mechanical parts and optical parts and to reduce the mounting restrictions of the collimator. Even low loss coupling can be ensured,
An object of the present invention is to provide an optical switch that has good switching reproducibility and does not generate PDL characteristics at a high production yield and at low cost.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の目的の達成を図
るため、本発明の光スイッチの例においては、筐体(ケ
ースともいう)の一方の側面(以下、側面1ともいう)
に配置したレンズと光ファイバから構成されるコリメー
タ(以下、単にコリメータともいう)をすくなくとも1
つと、前記筐体の前記側面1とは別の側面(以下、側面
2ともいう)に配置した複数のコリメータのいずれか1
つとを光結合させる光スイッチであって、前記光スイッ
チが、少なくとも2つの全反射プリズムを搭載した可動
台座を有し、前記可動台座を移動させることによって、
前記側面1に配置した1つのコリメータと前記側面2に
配置した複数のコリメータの1つとの光結合を、当該コ
リメータの間の光路に前記可動台座に搭載された少なく
とも2つの全反射プリズムのうちの2つの全反射プリズ
ムを挿入することによって光結合させ、前記側面1に配
置した前記1つのコリメータと前記側面2に配置した前
記複数のコリメータのうちの前記1つのコリメータとは
異なる1つのコリメータとの光結合は、当該コリメータ
の間の光路に前記可動台座に搭載した全反射プリズムを
挿入しないことによって光結合させる方法で光結合関係
を切り替えることを特徴としている。
In order to achieve the object of the present invention, in the example of the optical switch of the present invention, one side of a housing (also referred to as a case) (hereinafter, also referred to as side 1).
At least one collimator composed of a lens and an optical fiber (hereinafter, simply referred to as a collimator)
And one of a plurality of collimators arranged on a side surface (hereinafter, also referred to as a side surface 2) different from the side surface 1 of the housing.
An optical switch for optically coupling the two, wherein the optical switch has a movable pedestal equipped with at least two total reflection prisms, and by moving the movable pedestal,
The optical coupling between one collimator disposed on the side surface 1 and one of the plurality of collimators disposed on the side surface 2 is performed by using an optical path between the collimators among at least two total reflection prisms mounted on the movable pedestal. Optical coupling is performed by inserting two total reflection prisms, and the one collimator arranged on the side surface 1 and one collimator different from the one collimator among the plurality of collimators arranged on the side surface 2 are combined. The optical coupling is characterized in that the optical coupling is switched by a method of performing optical coupling by not inserting a total reflection prism mounted on the movable pedestal into an optical path between the collimators.

【0016】そして、本発明の例によれば、前記側面1
および前記側面2のそれぞれに2つのコリメータを配置
することが出来、また、本発明の例によれば、前記側面
1に1つのコリメータと前記側面2に3つのコリメータ
を配置することも出来る。
According to the embodiment of the present invention, the side surface 1
In addition, two collimators can be arranged on each of the side surfaces 2, and according to the example of the present invention, one collimator can be arranged on the side surface 1 and three collimators can be arranged on the side surface 2.

【0017】そして、本発明の光スイッチの例では、前
記全反射プリズムが少なくとも一部が球状である支持
体、たとえば平面部を有する半球面状の剛体の前記平面
上に載置されており、前記半球面状の剛体の球面が、前
記可動台座上に設けられた筒状の物体、たとえば円筒形
状の剛体、の1つの面と線接触しており、前記半球面状
の剛体と前記円筒形状の剛体によって前記全反射プリズ
ムがその配置状態を調整されて前記可動台座上に搭載さ
れることを特徴としている。そして、前記全反射プリズ
ムが、全反射面を1面と、光透過面として作用する面を
2面とを有する直角プリズムであることを特徴としてい
る。
In the optical switch of the present invention, the total reflection prism is mounted on a support having at least a part of a spherical shape, for example, a hemispherical rigid body having a flat portion. The hemispherical rigid spherical surface is in line contact with one surface of a cylindrical object provided on the movable pedestal, for example, a cylindrical rigid body, and the hemispherical rigid body and the cylindrical shape The arrangement of the total reflection prism is adjusted by the rigid body, and the prism is mounted on the movable base. The total reflection prism is a right-angle prism having one total reflection surface and two surfaces acting as light transmission surfaces.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、説明に用いる各図は
これらの各発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、
形状、配置関係などを概略的に示してある。特に、各構
成成分の形状と寸法は、説明の都合上、適宜部分的に拡
大したり縮小したりして示す場合もあり、実物と必ずし
も相似形ではない。また、各図において、同様な構成成
分については同一の番号を付けて示し、重複する説明を
省略することもある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, each figure used for the description has dimensions and dimensions of each component so that these inventions can be understood.
The shape, arrangement, and the like are schematically shown. In particular, the shape and size of each component may be partially enlarged or reduced as appropriate for convenience of explanation, and are not necessarily similar to the actual product. In addition, in each of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

【0019】図1は本発明の光スイッチを説明する図で
あり、図1(A)は光スイッチ100の正面図、図1
(B)は図1(A)の光スイッチ100の破線140の
位置における断面図である。また、図2は図1の光スイ
ッチ100の動作状態を説明する図であり、図2(A)
はクロス状態での光スイッチ100の動作を説明する
図、図2(B)はバー状態での光スイッチ100の動作
を説明する図である。図1および図2において、符号1
00は光スイッチ、101〜104は前記図6で説明し
たのと同様に光ファイバとレンズから構成されているコ
リメータ、105〜108は直角プリズム(以下、単に
プリズムともいう。)、1051〜1053、1061
〜1063、1071〜1073、1081〜1083
はそれぞれプリズム105、106、107、108の
面、1111〜1114はそれぞれプリズム105〜1
08を載置する平面を有し、かつその下部がプリズム支
持体としての半球ホルダ、1121〜1124は円筒ホ
ルダ、120は可動台座、130は筐体、131および
132は筐体130の側面、140は図2(B)の断面
図の断面部分を示す破線、150は可動台座120の移
動方向を示す矢印、201〜208は光路を示す破線、
211〜213は座標軸の方向を示す矢印である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical switch of the present invention. FIG. 1A is a front view of an optical switch 100, and FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view of the optical switch 100 shown in FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining an operation state of the optical switch 100 of FIG. 1, and FIG.
FIG. 2B is a diagram illustrating the operation of the optical switch 100 in the cross state, and FIG. 2B is a diagram illustrating the operation of the optical switch 100 in the bar state. 1 and FIG.
Reference numeral 00 denotes an optical switch, reference numerals 101 to 104 denote collimators each composed of an optical fiber and a lens in the same manner as described with reference to FIG. 6, reference numerals 105 to 108 denote right-angle prisms (hereinafter, also simply referred to as prisms), and reference numerals 1051 to 1053. 1061
-1063, 1071-1073, 1081-1083
Are the surfaces of the prisms 105, 106, 107 and 108, respectively, and 1111 to 1114 are the prisms 105 to 1 respectively.
08 has a flat surface, and the lower part is a hemispherical holder as a prism support, 1121 to 1124 are cylindrical holders, 120 is a movable pedestal, 130 is a housing, 131 and 132 are side surfaces of the housing 130, 140 Is a dashed line showing a cross-sectional portion of the cross-sectional view of FIG. 2 (B), 150 is an arrow showing a moving direction of the movable base 120, 201 to 208 are dashed lines showing an optical path,
Arrows 211 to 213 indicate the directions of the coordinate axes.

【0020】図1において、コリメータ101、102
は筐体130の側面131に固定されており、コリメー
タ103、104は前記コリメータ101、102が固
定されている側とは反対側の前記筐体130の側面13
2に固定されている。コリメータ101とコリメータ1
03、およびコリメータ102とコリメータ104はそ
れぞれ直線状に対向しており、プリズム105〜108
が前記直線状に対向している各コリメータの間の光路を
遮らない状態である場合には、前記直線状に対向してい
る各コリメータの間に光結合形が形成されている。ま
た、筐体130の中央には可動台座120が設けられて
おり、図1(B)に示すように、前記可動台座120に
円筒ホルダ1121が固定されており、前記円筒ホルダ
1121には半球ホルダ1111が固定されており、前
記半球ホルダ1111にはプリズム105が固定されて
いる。同様に、前記可動台座120に円筒ホルダ112
2〜1124が固定されており、前記円筒ホルダ112
2〜1124にはそれぞれ半球ホルダ1112〜111
4が固定されており、前記半球ホルダ1112〜111
4にはそれぞれプリズム106〜108が固定されてい
る。そして、前記プリズム105〜108、前記半球ホ
ルダ1111〜1114、前記円筒ホルダ1121〜1
124および可動台座120を、たとえば接着剤あるい
はYAGレーザー固定などによってそれぞれ固定する場
合、固定前に前記プリズム105〜108の前記可動台
座120に対する角度、位置を自由に調整することが出
来、特別に高精度加工された機械部品および光学部品を
使用せず、またコリメータの実装制限を緩和しても低損
失結合を維持することを可能にしている。また、前記可
動台座120は矢印150で示す方向に直線的に移動す
ることが出来、前記可動台座120上に固定されたプリ
ズム105〜108は、互いに相対位置を保持したまま
矢印150で示す方向へ直線的に移動することが出来
る。そして、前記プリズム105〜108は、前記プリ
ズム105と108、106と107をそれぞれ一対と
する2つの分割型光路変更プリズムを構成している。
In FIG. 1, collimators 101, 102
Is fixed to the side surface 131 of the housing 130, and the collimators 103 and 104 are the side surfaces 13 of the housing 130 opposite to the side where the collimators 101 and 102 are fixed.
It is fixed to 2. Collimator 101 and collimator 1
03, and the collimator 102 and the collimator 104 are linearly opposed to each other, and the prisms 105 to 108
Is in a state where the optical path between the linearly opposed collimators is not blocked, an optical coupling type is formed between the linearly opposed collimators. A movable pedestal 120 is provided at the center of the housing 130. As shown in FIG. 1B, a cylindrical holder 1121 is fixed to the movable pedestal 120, and the cylindrical holder 1121 has a hemispherical holder. 1111 is fixed, and the prism 105 is fixed to the hemispherical holder 1111. Similarly, the cylindrical holder 112 is attached to the movable base 120.
2 to 1124 are fixed, and the cylindrical holder 112 is fixed.
2 to 1124 are hemispherical holders 1112 to 111, respectively.
4 are fixed, and the hemispherical holders 1112 to 111
4, prisms 106 to 108 are respectively fixed. The prisms 105 to 108, the hemispherical holders 1111 to 1114, and the cylindrical holders 1121 to 1
In the case where the movable base 124 and the movable pedestal 120 are fixed by, for example, an adhesive or a YAG laser, the angles and positions of the prisms 105 to 108 with respect to the movable pedestal 120 can be freely adjusted before fixing. It is possible to maintain low-loss coupling without using precision machined mechanical parts and optical parts and relaxing the mounting limit of the collimator. Further, the movable pedestal 120 can move linearly in the direction shown by the arrow 150, and the prisms 105 to 108 fixed on the movable pedestal 120 move in the direction shown by the arrow 150 while maintaining their relative positions to each other. It can move linearly. The prisms 105 to 108 constitute two split-type optical path changing prisms each including the prisms 105 and 108 and 106 and 107 as a pair.

【0021】また、前記プリズム105〜108、前記
半球ホルダ1111〜1114、前記円筒ホルダ112
1〜1124および可動台座120を、必要に応じてプ
リズム105〜108の光路中における位置を調整する
ことが出来るように、調整機能をもたせて固定すること
が出来、したがって、低損失結合で高い信頼性を有する
光スイッチを安価に実現することが出来る。
The prisms 105 to 108, the hemispherical holders 1111 to 1114, and the cylindrical holder 112
1 to 1124 and the movable pedestal 120 can be fixed with an adjusting function so that the position of the prisms 105 to 108 in the optical path can be adjusted as necessary, and therefore, low loss coupling and high reliability can be achieved. An optical switch having a characteristic can be realized at low cost.

【0022】以下、図2を用いて光スイッチ100の動
作状態を説明する。
The operation of the optical switch 100 will be described below with reference to FIG.

【0023】光スイッチ100がクロス状態の場合、図
2(A)で示すように、コリメータ101から出射した
光は、破線201で示される光路を通り、プリズム10
5の面1051から前記プリズム105へ進入し、面1
052で全反射して破線202で示されるように光路を
変え、面1053から出射されてプリズム108へと向
かう。そして、プリズム108の面1081から前記プ
リズム108へ進入し、面1082で全反射して破線2
03で示されるように光路を変え、面1083から出射
されてコリメータ104へ結合する。この際、面105
1、1081に光が入射する角度および面1053、1
083から光が出射する角度は、ほとんど0度にするこ
とが出来るため、前記プリズム105、108の界面に
おけるPDL特性を劣化させずに光結合を行うことが出
来る。さらに面1052および面1082における光の
反射は、全反射効果を利用しているので、その部分の光
反射損失は極めて小さい。ここで、前記プリズム105
および前記プリズム108のそれぞれの位置および角度
は、コリメータ101とコリメータ104との光結合が
形成されるように実装固定されている。そして、前記プ
リズム105および前記プリズム108の位置および角
度は、図1で説明したように高精度かつ容易に調整する
ことが可能である。同様に、コリメータ102から出射
した光は、破線204で示される光路を通り、プリズム
106の面1061から前記プリズム106へ進入し、
面1062で全反射して破線205で示されるように光
路を変え、面1063から出射されてプリズム107へ
と向かう。そして、プリズム107の面1071から前
記プリズム107へ進入し、面1072で全反射して破
線206で示されるように光路を変え、面1073から
出射されてコリメータ103へ結合する(図1(A)参
照)。また、前記プリズム106および前記プリズム1
07のそれぞれの位置および角度は、コリメータ102
とコリメータ103との光結合が形成されるように実装
固定されている。
When the optical switch 100 is in the cross state, the light emitted from the collimator 101 passes through the optical path indicated by the broken line 201 and passes through the prism 10 as shown in FIG.
5 enters the prism 105 from the surface 1051, and the surface 1
The light is totally reflected at 052 and the optical path is changed as shown by a broken line 202, and the light is emitted from the surface 1053 and travels to the prism 108. Then, the light enters the prism 108 from the surface 1081 of the prism 108, is totally reflected by the surface 1082, and
The optical path is changed as indicated by 03 and emitted from the surface 1083 and coupled to the collimator 104. At this time, the surface 105
1, 1081, the angle at which light is incident and the surfaces 1053, 1
Since the angle at which light is emitted from 083 can be almost 0 degrees, optical coupling can be performed without deteriorating PDL characteristics at the interface between the prisms 105 and 108. Furthermore, since the reflection of light on the surfaces 1052 and 1082 utilizes the total reflection effect, the light reflection loss at that portion is extremely small. Here, the prism 105
The positions and angles of the prism 108 are mounted and fixed so that optical coupling between the collimator 101 and the collimator 104 is formed. The positions and angles of the prism 105 and the prism 108 can be adjusted with high accuracy and easily as described with reference to FIG. Similarly, the light emitted from the collimator 102 passes through the optical path indicated by the broken line 204, enters the prism 106 from the surface 1061 of the prism 106,
The light is totally reflected by the surface 1062 and changes its optical path as indicated by a broken line 205, and is emitted from the surface 1063 toward the prism 107. Then, the light enters the prism 107 from the surface 1071 of the prism 107, is totally reflected by the surface 1072, changes the optical path as shown by a broken line 206, is emitted from the surface 1073, and is coupled to the collimator 103 (FIG. 1A). reference). Further, the prism 106 and the prism 1
07 are located in the collimator 102
And the collimator 103 are mounted and fixed so as to form an optical coupling with the collimator 103.

【0024】また、光スイッチ100がバー状態の場
合、図2(B)で示すように、プリズム105〜108
が固定されている可動台座120を矢印150(図1
(A)参照)で示す方向のいずれかの方向へ動かすこと
で、前記プリズム105〜108は、破線207および
208で示される光路上からはずれるように移動し、コ
リメータ101から出射した光は、破線207で示す光
路を通りコリメータ103へと結合し、同様に、コリメ
ータ102から出射した光は、破線208で示す光路を
通りコリメータ104へと結合する。
When the optical switch 100 is in a bar state, as shown in FIG.
The movable pedestal 120 on which is fixed the arrow 150 (FIG. 1).
(A), the prisms 105 to 108 move out of the optical path indicated by broken lines 207 and 208, and the light emitted from the collimator 101 Similarly, the light emitted from the collimator 102 passes through the optical path indicated by a broken line 208 and is coupled to the collimator 104 via the optical path indicated by 207.

【0025】次に、光スイッチ100の前記可動台座1
20上において、前記プリズム105〜108の角度、
位置の調整等をする場合を、図2、図3、図4を用いて
説明する。図3および図4は本発明の可動台座が機械的
に変位した場合の光結合を説明する図であり、符号30
1、302、401、402はコリメータ、303、3
04、403、404は直角プリズム、3031〜30
33はプリズム303の面、3041〜3043はプリ
ズム304の面、4031、4033はプリズム403
の面、4042はプリズム404の面、310、410
は可動台座、311、313〜316、411、413
〜416は座標軸の方向を示す矢印である。
Next, the movable base 1 of the optical switch 100
20, on the angles of the prisms 105-108,
A case where the position is adjusted will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. 3 and 4 are views for explaining optical coupling when the movable pedestal of the present invention is mechanically displaced.
1, 302, 401 and 402 are collimators, 303 and 3
04, 403, 404 are right angle prisms, 3031 to 30
33 is the surface of the prism 303, 3041 to 3043 are the surfaces of the prism 304, 4031 and 4033 are the prisms 403
Surface 4042 is the surface of the prism 404, 310, 410
Is a movable pedestal, 311, 313 to 316, 411, 413
Reference numerals 416 denote arrows indicating the directions of the coordinate axes.

【0026】図2(A)で示すように、コリメータ10
1から出射した光は、破線201で示される光路を通
り、プリズム105の面1051から前記プリズム10
5へ進入し、面1052で全反射して破線202で示さ
れるように光路を変え、面1053から出射されてプリ
ズム108へと向かう。このとき、前記コリメータ10
1から出射する光の角度、位置を一定にしたまま、前記
プリズム105の位置と角度を動かす、すなわち前記面
1052等の位置と角度を動かすことによって、矢印2
13で示すz軸方向、すなわち前記プリズム105の出
射光の高さ方向の調整を除いて、前記出射光の角度、位
置を自由に変えることが出来る。そして、前記出射光
は、プリズム108の面1081から前記プリズム10
8へ進入し、面1082で全反射して破線203で示さ
れるように光路を変え、面1083から出射されてコリ
メータ104へ結合する。このとき、前記プリズム10
5と同様に、前記プリズム108の位置と角度を動か
す、すなわち前記面1052等の位置と角度を動かすこ
とによって、矢印213で示すz軸方向、すなわち前記
プリズム108の出射光の高さ方向の調整を除いて、前
記出射光の角度、位置を自由に変えることが出来る。
As shown in FIG. 2A, the collimator 10
1 passes through an optical path indicated by a broken line 201 and passes from the surface 1051 of the prism 105 to the prism 10.
5, the light is totally reflected by the surface 1052, the optical path is changed as indicated by a broken line 202, and the light exits from the surface 1053 and travels to the prism 108. At this time, the collimator 10
By moving the position and angle of the prism 105 while keeping the angle and position of the light emitted from 1 constant, that is, by moving the position and angle of the surface 1052 and the like, the arrow 2
Except for the adjustment in the z-axis direction indicated by 13, that is, the height direction of the light emitted from the prism 105, the angle and position of the emitted light can be freely changed. Then, the emitted light is transmitted from the surface 1081 of the prism 108 to the prism 10.
8, the light is totally reflected by the surface 1082, the optical path is changed as indicated by a broken line 203, and the light exits from the surface 1083 and is coupled to the collimator 104. At this time, the prism 10
Similarly to 5, the position and angle of the prism 108 are moved, that is, the position and angle of the surface 1052 and the like are moved to adjust the z-axis direction indicated by the arrow 213, that is, the height direction of the light emitted from the prism 108. Except for the above, the angle and position of the emitted light can be freely changed.

【0027】このような系で、コリメータ101とコリ
メータ104の間に光結合がなされることを以下に示
す。換言すれば、コリメータ101から出射する光の方
向及び位置は不動であるから、コリメータ104へ入射
する光を任意の角度、任意の位置に調整し得ることを述
べる。
The following describes that optical coupling is performed between the collimator 101 and the collimator 104 in such a system. In other words, the direction and position of the light emitted from the collimator 101 are fixed, so that the light incident on the collimator 104 can be adjusted to any angle and any position.

【0028】光路203の紙面に平行な面内の角度調整
はプリズム105またはプリズム108をz軸の廻りに
回転させることで可能になり、光路203の紙面に垂直
な面内の角度調整は、プリズム108をy軸の廻りに回
転させることで可能になる。光路203の紙面に平行な
面内の位置調整は、プリズム108の紙面に平行な位置
調整でそれぞれ行うことが出来る。また、光路203の
紙面に垂直な面内の位置調整は、プリズム105のx軸
の廻りの回転により行うことが出来る。これにより、前
記プリズム108から出射する光の角度と位置にすべて
の自由度を与えることが出来る。
The angle adjustment in the plane parallel to the plane of the optical path 203 can be performed by rotating the prism 105 or the prism 108 around the z-axis. This is made possible by rotating 108 around the y-axis. The position of the optical path 203 in a plane parallel to the plane of the paper can be adjusted by adjusting the position of the prism 108 parallel to the plane of the paper. The position of the optical path 203 in a plane perpendicular to the plane of the paper can be adjusted by rotating the prism 105 around the x-axis. Thus, all degrees of freedom can be given to the angle and the position of the light emitted from the prism 108.

【0029】つまり、2個の直角プリズムを組み合わせ
て使うことで、たとえコリメータ104の位置、角度が
任意であっても光結合が可能になる。また、コリメータ
102とコリメータ103の関係においても同様であ
る。
That is, by using two right-angle prisms in combination, even if the position and angle of the collimator 104 are arbitrary, optical coupling becomes possible. The same applies to the relationship between the collimator 102 and the collimator 103.

【0030】次に、可動台座の移動に伴う機械的不完全
性が発生しても、光結合が安定していることを説明す
る。
Next, a description will be given of the fact that optical coupling is stable even if mechanical imperfections occur due to the movement of the movable pedestal.

【0031】図3で示すように上記方法でプリズム30
3および304を調整した可動台座310を矢印315
で示すz軸の周りに回転させた場合、コリメータ301
から出射した光は、プリズム303の面3031から前
記プリズム303へ進入し、面3032で全反射して面
3033から出射されてプリズム304へと向かい、プ
リズム304の面3041から前記プリズム304へ進
入し、面3042で全反射して面3043から出射され
て、矢印316で示すようにΔxだけ出射光軸の位置が
ずれるが、出射光軸角度は前記面3032での反射角度
と前記面3042での反射角度が光軸角度変化をキャン
セルしあって変わることがなくコリメータ302へ結合
することができる。
As shown in FIG. 3, the prism 30 is formed by the above method.
The movable pedestal 310 in which 3 and 304 are adjusted is indicated by an arrow 315.
When rotated about the z axis indicated by
The light emitted from the prism 303 enters the prism 303 from the surface 3031 of the prism 303, is totally reflected by the surface 3032, is emitted from the surface 3033, goes to the prism 304, and enters the prism 304 from the surface 3041 of the prism 304. Are reflected from the surface 3042 and are emitted from the surface 3043, and the position of the output optical axis is shifted by Δx as shown by an arrow 316. The angle of the output optical axis is different from the angle of reflection at the surface 3032 and the angle at the surface 3042. The reflection angle can be coupled to the collimator 302 without changing by changing the optical axis angle.

【0032】同様に、図4で示すように上記方法でプリ
ズム403および404を調整した可動台座410を矢
印415で示すz軸の周りに回転させた場合も、コリメ
ータ401から出射した光は、プリズム403の面40
31から前記プリズム403へ進入し、面4032で全
反射して面4033から出射されてプリズム404へと
向かい、プリズム404の面4041から前記プリズム
404へ進入し、面4042で全反射して面4043か
ら出射されて、矢印416で示すようにΔzだけ出射光
軸の位置がずれるが、出射光軸角度は前記面4032で
の反射角度と前記面4042での反射角度が光軸角度変
化をキャンセルし合って変わることがなくコリメータ4
02へ結合することができる。つまり、若干の位置ずれ
は発生するが、角度ずれは発生しない。
Similarly, when the movable pedestal 410 in which the prisms 403 and 404 are adjusted by the above method as shown in FIG. 4 is rotated around the z-axis indicated by the arrow 415, the light emitted from the collimator 401 is 403 face 40
31 enters the prism 403, is totally reflected by the surface 4032, exits from the surface 4033, goes to the prism 404, enters the prism 404 from the surface 4041 of the prism 404, is totally reflected by the surface 4042, and is completely reflected by the surface 4043. And the position of the outgoing optical axis is shifted by Δz as shown by an arrow 416, but the outgoing optical axis angle cancels the optical axis angle change due to the reflection angle at the surface 4032 and the reflection angle at the surface 4042. Collimator 4 without changing
02. That is, although a slight displacement occurs, no angular displacement occurs.

【0033】周知の如く、対向するコリメータが形成し
ている光結合系において、その光結合損失は光軸の角度
ズレに大きく左右され、光軸の位置ズレに対しては鈍感
である特性を有しており、本発明の光スイッチは、可動
台座のいかなる機械的変位に対しても、光結合損失に影
響の大きい光軸角度は常に一定に保たれ、比較的影響の
小さい出射光軸の僅かな位置ズレにとどめることが出来
る。
As is well known, in an optical coupling system formed by opposing collimators, the optical coupling loss largely depends on the optical axis angle shift, and is insensitive to the optical axis position shift. In the optical switch of the present invention, the optical axis angle, which has a large effect on optical coupling loss, is always kept constant with respect to any mechanical displacement of the movable pedestal. It can be kept in the wrong position.

【0034】以上説明したように、プリズム105〜1
08が固定された可動台座120の位置を変化させるこ
とによって、2×2型光スイッチとしての光結合のバー
状態、クロス状態を切り替えることが出来る。そして、
前記プリズム105〜108を可動台座120に固定す
る場合、固定前に前記プリズム105〜108の前記可
動台座120に対する角度、位置を自由に調整すること
が出来、光結合損失に多大な影響を及ぼす光軸の角度ズ
レを起こしにくく、特別に高精度加工された機械部品お
よび光学部品を使用することなく、またコリメータの実
装制限を緩和しても低損失結合を維持することが出来
る。
As described above, the prisms 105-1
By changing the position of the movable base 120 to which 08 is fixed, it is possible to switch between the bar state and the cross state of the optical coupling as the 2 × 2 type optical switch. And
When the prisms 105 to 108 are fixed to the movable pedestal 120, the angles and positions of the prisms 105 to 108 with respect to the movable pedestal 120 can be freely adjusted before the fixing, and light that greatly affects optical coupling loss can be adjusted. The shaft is less likely to be misaligned, and low-loss coupling can be maintained without using specially machined machine parts and optical parts that have been machined with high precision, and even when mounting restrictions on the collimator are relaxed.

【0035】[0035]

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0036】図5は本発明の実施例を説明する図であ
り、(A)はコリメータ501(後述)とコリメータ5
04(後述)との結合状態を示す図、(B)はコリメー
タ501とコリメータ503(後述)との結合状態を示
す図、(C)はコリメータ501とコリメータ505
(後述)との結合状態を示す図である。図5において、
符号501、503、504、505はコリメータ、5
06〜509はプリズム、5061〜5063、507
1〜5073、5081〜5083、5091〜509
3はプリズム506、507、508、509の面、5
111〜5114は半球ホルダ、5121〜5124は
円筒ホルダ、520は可動台座、530は筐体、53
1、532は筐体530の側面、515は可動台座52
0の移動方向を示す矢印、551〜553、560、5
71〜573はコリメータ501から出射された光の進
路を示す破線である。プリズム506から509は直角
プリズム、全反射プリズムである。
FIG. 5 is a view for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 5A shows a collimator 501 (described later) and a collimator 5.
FIG. 4B illustrates a state of coupling with a collimator 501 and a collimator 503 (described later), and FIG. 3C illustrates a state of coupling with a collimator 501 and a collimator 503 (described later).
It is a figure which shows the connection state with (described later). In FIG.
Reference numerals 501, 503, 504, and 505 are collimators,
06 to 509 are prisms, 5061 to 5063 and 507
1 to 5073, 5081 to 5083, 5091 to 509
3 is the surface of the prisms 506, 507, 508, 509, 5
111 to 5114 are hemispherical holders, 5121 to 5124 are cylindrical holders, 520 is a movable pedestal, 530 is a housing, 53
Reference numerals 1 and 532 denote side surfaces of the housing 530, and 515 denotes a movable base 52.
Arrows indicating movement directions of 0, 551 to 553, 560, and 5
Reference numerals 71 to 573 denote broken lines indicating the course of light emitted from the collimator 501. The prisms 506 to 509 are right angle prisms and total reflection prisms.

【0037】コリメータ501とコリメータ504とを
光結合させる場合、図5(A)に示すようにプリズム5
06とプリズム507をコリメータ501とコリメータ
504の間の光路に挿入し、コリメータ501から出射
した光は、破線551で示される光路を通り、プリズム
506の面5061から前記プリズム506へ進入し、
面5062で全反射して破線552で示されるように光
路を変え、面5063から出射されてプリズム507へ
と向かう。そして、プリズム507の面5071から前
記プリズム507へ進入し、面5072で全反射して破
線553で示されるように光路を変え、面5073から
出射されてコリメータ504へ結合する。また、前記プ
リズム506および前記プリズム507のそれぞれの位
置および角度は、前記プリズム506とプリズム507
をコリメータ501とコリメータ504の間の光路に挿
入したときに、コリメータ501とコリメータ504と
の光結合が形成されるように実装固定されている。
When the collimator 501 and the collimator 504 are optically coupled, as shown in FIG.
06 and the prism 507 are inserted into the optical path between the collimator 501 and the collimator 504, and the light emitted from the collimator 501 passes through the optical path indicated by the broken line 551 and enters the prism 506 from the surface 5061 of the prism 506,
The light is totally reflected by the surface 5062 and changes its optical path as indicated by a broken line 552, and is emitted from the surface 5063 and travels to the prism 507. Then, the light enters the prism 507 from the surface 5071 of the prism 507, is totally reflected by the surface 5072, changes the optical path as shown by a broken line 553, is emitted from the surface 5073, and is coupled to the collimator 504. The position and angle of each of the prism 506 and the prism 507 are determined by the prism 506 and the prism 507.
Is mounted and fixed so that when the light is inserted into the optical path between the collimator 501 and the collimator 504, optical coupling between the collimator 501 and the collimator 504 is formed.

【0038】また、コリメータ501とコリメータ50
3とを光結合させる場合、図5(B)に示すように、プ
リズム506〜509が固定されている可動台座520
を矢印515で示す方向のいずれかの方向へ動かすこと
で、前記プリズム506は、破線551で示される光路
上から移動し、コリメータ501から出射した光は、破
線560で示す光路を通り、コリメータ503へと結合
する。
The collimator 501 and the collimator 50
3 is optically coupled, as shown in FIG. 5B, the movable base 520 to which the prisms 506 to 509 are fixed.
Is moved in one of the directions indicated by the arrow 515, the prism 506 moves from the optical path indicated by the broken line 551, and the light emitted from the collimator 501 passes through the optical path indicated by the broken line 560 and passes through the collimator 503. To join.

【0039】そして、コリメータ501とコリメータ5
05とを光結合させる場合、図5(C)に示すようにプ
リズム508とプリズム509を光路に挿入し、コリメ
ータ501から出射した光は、破線571で示される光
路を通り、プリズム508の面5081から前記プリズ
ム508へ進入し、面5082で全反射して破線572
で示されるように光路を変え、面5083から出射され
てプリズム509へと向かう。そして、プリズム509
の面5091から前記プリズム509へ進入し、面50
92で全反射して破線573で示されるように光路を変
え、面5093から出射されてコリメータ505へ光結
合する。また、前記プリズム508および前記プリズム
509のそれぞれの位置および角度は、プリズム508
とプリズム509をコリメータ501とコリメータ50
5の間の光路に挿入した時、コリメータ501とコリメ
ータ505との光結合が形成されるように実装固定され
ている。
Then, the collimator 501 and the collimator 5
5 is optically coupled, the prism 508 and the prism 509 are inserted into the optical path as shown in FIG. 5C, and the light emitted from the collimator 501 passes through the optical path indicated by the broken line 571 and the surface 5081 of the prism 508. Enters the prism 508, and is totally reflected by the surface 5082 and is indicated by a broken line 572.
The light path is changed as shown by, and the light is emitted from the surface 5083 and goes to the prism 509. And the prism 509
Enters the prism 509 from the surface 5091 of the
The light is totally reflected at 92 and the optical path is changed as shown by a broken line 573, emitted from the surface 5093, and optically coupled to the collimator 505. The position and angle of each of the prism 508 and the prism 509 are different from those of the prism 508.
And the prism 509 and the collimator 501 and the collimator 50
5 is mounted and fixed so that when it is inserted into the optical path between the collimators 5 and 5, the optical coupling between the collimator 501 and the collimator 505 is formed.

【0040】以上説明したように、本発明の光スイッチ
は、2×2型光スイッチを基本としてさまざまな用途に
適した光スイッチに応用することが出来る。
As described above, the optical switch of the present invention can be applied to an optical switch suitable for various uses based on a 2 × 2 type optical switch.

【0041】また、図1で説明した光スイッチ100
を、プリズム105〜108をBK−7ガラス(屈折率
1.5)とし、前記プリズム105〜108の面105
1、1053、1061、1063、1071、107
3、1081、1083をAR(Anti−Refle
ction)コート処理を施し、コリメータ101〜1
04に用いる光ファイバをシングルモードファイバとし
て製作し、測定波長を1.55μmとして測定したとこ
ろ、コリメータ101からコリメータ103への光結合
における結合損失は0.30dB、PDLは0.01d
B以下、切り替え再現性は0.01dB以下であり、コ
リメータ101からコリメータ104への光結合におけ
る結合損失は0.29dB、PDLは0.01dB以
下、切り替え再現性は0.01dB以下であり、コリメ
ータ102からコリメータ103への光結合における結
合損失は0.37dB、PDLは0.01dB以下、切
り替え再現性は0.01dB以下であり、コリメータ1
02からコリメータ104への光結合における結合損失
は0.37dB、PDLは0.02dB以下、切り替え
再現性は0.01dB以下であった。
The optical switch 100 described with reference to FIG.
The prisms 105 to 108 are made of BK-7 glass (refractive index 1.5), and the surfaces 105 of the prisms 105 to 108 are
1, 1053, 1061, 1063, 1071, 107
3, 1081 and 1083 to AR (Anti-Refle
ction) A coating process is performed, and the collimators 101 to 1
When the optical fiber used for the optical fiber 04 was manufactured as a single mode fiber and the measurement wavelength was measured at 1.55 μm, the coupling loss in the optical coupling from the collimator 101 to the collimator 103 was 0.30 dB, and the PDL was 0.01 d.
B or less, switching reproducibility is 0.01 dB or less, coupling loss in optical coupling from the collimator 101 to the collimator 104 is 0.29 dB, PDL is 0.01 dB or less, and switching reproducibility is 0.01 dB or less. The coupling loss in optical coupling from 102 to the collimator 103 is 0.37 dB, the PDL is 0.01 dB or less, the switching reproducibility is 0.01 dB or less, and the collimator 1
The coupling loss in the optical coupling from 02 to the collimator 104 was 0.37 dB, the PDL was 0.02 dB or less, and the switching reproducibility was 0.01 dB or less.

【0042】さらに、従来用いられていた光スイッチの
方式によっては、光ファイバとして偏波保持ファイバを
用いた場合に、光結合特性を良好にするには極めて難し
い精度などの条件を要求されていたが、本発明によれ
ば、光ファイバとして偏波保持ファイバを用いた場合に
も、上記の汎用の光ファイバについての説明と同様の効
果を発揮する。
Further, depending on the type of the optical switch used conventionally, when a polarization maintaining fiber is used as the optical fiber, conditions such as extremely high precision are required to improve the optical coupling characteristics. However, according to the present invention, even when a polarization maintaining fiber is used as the optical fiber, the same effect as that of the general-purpose optical fiber described above is exerted.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上、本発明を詳細に説明したが、本発
明の光スイッチは、少なくとも2つの全反射プリズムの
角度、位置を適正に調整することのみで最適な光結合系
を得ることが出来るため、プリズムの加工やコリメータ
の実装位置に特別な高精度を要求することなく、損失が
少なく操作しやすく信頼性の高い光スイッチを生産歩留
まり良く安価に提供することが出来る。そして、本発明
の光スイッチに用いるプリズムは、全反射プリズムであ
るため、プリズムへの入射および反射の際の光の損失が
極めて少なく、かつPDL特性にほとんど劣化を与えず
にスイッチングを行うことが出来る。また、可動台座の
移動に伴う可動台座の機械的不安定性(たとえば角度ガ
タ、変移量ガタ)に対しても、光結合損失の大きい光軸
の角度ズレを起こさないため、光結合形の切り替え再現
性が安定しており、高い耐久性を有する光スイッチを提
供することが出来る。
As described above, the present invention has been described in detail. In the optical switch of the present invention, an optimum optical coupling system can be obtained only by appropriately adjusting the angles and positions of at least two total reflection prisms. Therefore, it is possible to provide an optical switch with low loss, easy operation, and high reliability at a high production yield and at a low cost, without requiring special high precision in the processing of the prism and the mounting position of the collimator. Since the prism used in the optical switch of the present invention is a total reflection prism, loss of light upon incidence and reflection on the prism is extremely small, and switching can be performed without substantially deteriorating PDL characteristics. I can do it. In addition, even for mechanical instability of the movable pedestal due to the movement of the movable pedestal (for example, angle play and displacement play), the optical coupling loss switching does not occur, so the optical coupling type switching is reproduced. It is possible to provide an optical switch having stable characteristics and high durability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光スイッチを説明する図であり、
(A)は正面図、(B)は断面図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical switch of the present invention;
(A) is a front view, (B) is a sectional view.

【図2】本発明の光スイッチの動作状態を説明する図で
あり、(A)はC−ross状態の説明図、(B)はバ
ー状態の説明図である。
2A and 2B are diagrams illustrating an operation state of the optical switch according to the present invention, wherein FIG. 2A is a diagram illustrating a C-loss state, and FIG. 2B is a diagram illustrating a bar state.

【図3】本発明の光スイッチの光結合を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating optical coupling of the optical switch according to the present invention.

【図4】本発明の光スイッチの光結合を説明する図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating optical coupling of the optical switch according to the present invention.

【図5】本発明の実施例を説明する図であり、(A)は
コリメータ501と504との結合状態を示す図、
(B)はコリメータ501と503との結合状態を示す
図、(C)はコリメータ501と505との結合状態を
示す図である。
5A and 5B are diagrams illustrating an embodiment of the present invention, and FIG. 5A is a diagram illustrating a coupling state between collimators 501 and 504;
(B) is a diagram showing a coupling state of the collimators 501 and 503, and (C) is a diagram showing a coupling state of the collimators 501 and 505.

【図6】従来の光スイッチを説明する図であり、(A)
は光路がバー状態の時を示す図、(B)は光路がクロス
状態の時を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional optical switch, and FIG.
FIG. 4B is a diagram illustrating a state where the optical path is in a bar state, and FIG. 4B is a diagram illustrating a case where the optical path is in a cross state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、600:光スイッチ 101〜104、301、302、401、402、5
01、503、504、505、601〜604:コリ
メータ 105〜108、303、304、403、404、5
06〜509:直角プリズム 1051〜1053、1061〜1063、1071〜
1073、1081〜1083、3031〜3033、
3041〜3043、4031、4033、4042、
5061〜5063、5071〜5073、5081〜
5083、5091〜5093、6101〜6104:
面 1111〜1114、5111〜5114:半球ホルダ 1121〜1124、5121〜5124:円筒ホルダ 120、310、410、520:可動台座 130、530、609:筐体 131、132、531,532:筐体の側面 140、201〜208、551〜553、560、5
71〜573:破線 150、211〜213、311、313〜316、4
11、413〜416、515:矢印 605〜608:光ファイバ 611〜614:レンズ 610:菱形プリズム
100, 600: optical switches 101 to 104, 301, 302, 401, 402, 5
01, 503, 504, 505, 601 to 604: Collimators 105 to 108, 303, 304, 403, 404, 5
06 to 509: right angle prisms 1051 to 1053, 1061 to 1063, 1071
1073, 1081 to 1083, 3031 to 3033,
3041 to 3043, 4031, 4033, 4042,
5061 to 5063, 5071 to 5073, 5081 to
5083, 5091 to 5093, 6101 to 6104:
Surfaces 1111 to 1114, 5111 to 5114: hemispherical holders 1121 to 1124, 5121 to 5124: cylindrical holders 120, 310, 410, 520: movable pedestals 130, 530, 609: housings 131, 132, 531 and 532: housings Sides 140, 201-208, 551-553, 560, 5
71 to 573: broken lines 150, 211 to 213, 311, 313 to 316, 4
11, 413 to 416, 515: arrows 605 to 608: optical fiber 611 to 614: lens 610: rhombic prism

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 筐体の一方の側面(以下、側面1ともい
う)に配置されたレンズと光ファイバから構成される少
なくとも1つのコリメータ(以下、単に、コリメータと
もいう)と、前記筐体の前記側面1とは別の側面(以
下、側面2ともいう)に配置された複数のコリメータの
いずれか1つとを光結合させる光スイッチであって、前
記光スイッチが、少なくとも2つの全反射プリズムを搭
載した可動台座を有し、前記可動台座を移動させること
によって、前記側面1に配置した1つのコリメータと前
記側面2に配置した複数のコリメータの1つとの光結合
を当該コリメータの間の光路に前記可動台座に搭載され
た少なくとも2つの全反射プリズムのうちの2つの全反
射プリズムを挿入することによって光結合させ、前記側
面1に配置した前記1つのコリメータと前記側面2に配
置した前記複数のコリメータのうちの前記1つのコリメ
ータとは異なる他方のコリメータとの光結合は、当該コ
リメータの間の光路に前記可動台座に搭載した全反射プ
リズムを挿入しないことによって光結合させる方法で光
結合関係を切り替えることを特徴とする光スイッチ。
At least one collimator (hereinafter, simply referred to as a collimator) composed of a lens and an optical fiber disposed on one side surface (hereinafter, also referred to as a side surface 1) of the housing, and An optical switch for optically coupling any one of a plurality of collimators arranged on a side surface (hereinafter, also referred to as a side surface 2) different from the side surface 1, wherein the optical switch includes at least two total reflection prisms. Having a movable pedestal mounted thereon, by moving the movable pedestal, optical coupling between one collimator disposed on the side surface 1 and one of the plurality of collimators disposed on the side surface 2 is performed on an optical path between the collimators. The optical coupling is performed by inserting two total reflection prisms of at least two total reflection prisms mounted on the movable pedestal, and the 1 is disposed on the side surface 1. Optical coupling between one collimator and the other collimator different from the one collimator among the plurality of collimators arranged on the side surface 2 is performed by inserting a total reflection prism mounted on the movable base into an optical path between the collimators. An optical switch characterized in that the optical coupling relationship is switched by a method of optical coupling by not performing.
【請求項2】 請求項1に記載の光スイッチにおいて、
前記側面1および前記側面2のそれぞれに2つのコリメ
ータが配置され、かつ前記可動台座に4つの全反射プリ
ズムを有し、前記可動台座を移動させることによって、
前記側面1に配置された前記2つのコリメータのうちの
一方のコリメータ(以下、本請求項において第1のコリ
メータという)と前記側面2に配置された前記2つのコ
リメータのうちの一方のコリメータ(以下、本請求項に
おいて第4のコリメータという)、および、前記側面1
に配置された前記2つのコリメータのうちの他方のコリ
メータ(以下、本請求項において第2のコリメータとも
いう)と前記側面2に配置された前記2つのコリメータ
のうちの他方のコリメータ(以下、本請求項において第
3のコリメータという)との光結合を、当該コリメータ
の間のそれぞれの光路に前記可動台座に搭載された4つ
の全反射プリズムのうちの2つの全反射プリズムを挿入
することによって光結合させ、前記第1のコリメータと
前記第3のコリメータとの光結合、および、前記第2の
コリメータと前記第4のコリメータとの光結合を、当該
コリメータの間の光路に前記可動台座に搭載した全反射
プリズムを挿入しないことによって光結合をさせる方法
で光結合関係を切り替えることを特徴とする光スイッ
チ。
2. The optical switch according to claim 1, wherein
Two collimators are arranged on each of the side surface 1 and the side surface 2, and the movable pedestal has four total reflection prisms. By moving the movable pedestal,
One of the two collimators arranged on the side surface 1 (hereinafter, referred to as a first collimator in the present invention) and one of the two collimators arranged on the side surface 2 (hereinafter, referred to as a first collimator) And a fourth collimator in the claims) and the side surface 1
The other collimator of the two collimators (hereinafter, also referred to as a second collimator in the present invention) and the other collimator of the two collimators arranged on the side surface 2 (hereinafter, referred to as a second collimator) The optical coupling with the third collimator in the claims is performed by inserting two total reflection prisms of four total reflection prisms mounted on the movable base into respective optical paths between the collimators. The optical coupling between the first collimator and the third collimator and the optical coupling between the second collimator and the fourth collimator are mounted on the movable pedestal in an optical path between the collimators. An optical switch characterized in that the optical coupling relationship is switched by a method of performing optical coupling by not inserting a total reflection prism.
【請求項3】 請求項1に記載の光スイッチにおいて、
前記側面1に1つのコリメータと前記側面2に3つのコ
リメータが配置され、かつ前記可動台座に4つの全反射
プリズムを搭載し、前記可動台座を移動させることによ
って、前記側面1に配置された前記1つのコリメータ
(以下、本請求項において第1のコリメータという)と
前記側面2に配置された前記3つのコリメータのうちの
1つのコリメータ(以下、本請求項において第3のコリ
メータという)との光結合、および、前記第1のコリメ
ータと前記側面2に配置された前記3つのコリメータの
うちの前記第3のコリメータとは異なる1つのコリメー
タ(以下、本請求項において第4のコリメータという)
との光結合は、それぞれ当該コリメータの間のそれぞれ
の光路に前記可動台座に搭載された4つの全反射プリズ
ムのうちのいずれか2つの全反射プリズムを挿入するこ
とによって光結合させ、前記側面1に配置された第1の
コリメータと前記側面2に配置された前記3つのコリメ
ータのうちの前記第3および第4のコリメータとは別の
コリメータとの光結合は、当該コリメータの間の光路に
前記可動台座に搭載した全反射プリズムを挿入しないこ
とによって光結合をさせる方法で光結合関係を切り替え
ることを特徴とする光スイッチ。
3. The optical switch according to claim 1, wherein
One collimator is disposed on the side surface 1 and three collimators are disposed on the side surface 2, and the movable pedestal is equipped with four total reflection prisms, and the movable pedestal is moved to move the movable pedestal. Light of one collimator (hereinafter, referred to as a first collimator in the present invention) and one of the three collimators disposed on the side surface 2 (hereinafter, referred to as a third collimator in the present invention) Coupling, and one of the three collimators arranged on the side surface 2 different from the third collimator (hereinafter, referred to as a fourth collimator in the present invention)
Optical coupling is performed by inserting any two total reflection prisms of the four total reflection prisms mounted on the movable pedestal into the respective optical paths between the respective collimators, and performing the optical coupling. The first and second collimators arranged on the side surface 2 and the third and fourth collimators out of the three collimators are optically coupled to each other by an optical path between the collimators. An optical switch, wherein an optical coupling relationship is switched by a method of performing optical coupling by not inserting a total reflection prism mounted on a movable base.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光
スイッチにおいて、前記全反射プリズムの少なくとも1
つが少なくとも一部が球状である支持体の上に載置され
ており、前記支持体の剛体の球面部分の一部は、前記可
動台座上に設けられた筒状の物体の1つの面と線接触し
ていることを特徴とする光スイッチ。
4. The optical switch according to claim 1, wherein at least one of said total reflection prisms is provided.
One of which is mounted on a support having at least a part of a spherical shape, and a part of the rigid spherical portion of the support is in line with one surface of a cylindrical object provided on the movable pedestal. An optical switch characterized by being in contact.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光
スイッチにおいて、前記可動台座が直線的に移動するこ
とができるレールが設けられていることを特徴とする光
スイッチ。
5. The optical switch according to claim 1, further comprising a rail on which the movable pedestal can move linearly.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光
スイッチにおいて、前記全反射プリズムが、全反射面を
1面と、光透過面として作用する面を2面とを有する直
角プリズムであることを特徴とする光スイッチ。
6. The optical switch according to claim 1, wherein the total reflection prism has a right angle having one total reflection surface and two surfaces acting as light transmission surfaces. An optical switch characterized by being a prism.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光
スイッチにおいて、前記コリメータを形成する光ファイ
バが、偏波保持ファイバであることを特徴とする光スイ
ッチ。
7. The optical switch according to claim 1, wherein the optical fiber forming the collimator is a polarization maintaining fiber.
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