【発明の詳細な説明】
光多重化回路遮断器
本発明は請求項１の前文による光多重化回路遮断器に関するものである。
光学情報技術の分野においては、光学スイッチは局部回路網と最終使用者の両
者を同時に、また別々に任意に接続する光学情報回路結線用としての重要性が高
まってきている。詳述すれば、小型で単純構造の光学構成部品もしくは導波路が
既存のビーム導波路装置へつなぎ込める光多重化回路遮断器の要望がある。
鏡とプリズムを極めて高い精度で中を移動させる機械的マトリックススイッチ
が公知である。鏡もしくはプリズム装置を基材とするスイッチは極めて安定性の
ある、しかも精密な構造を必要とする。この要求される精度は総体的に極めて高
い技術的複雑さと関連している。
マイクロ光学構成部品が高精度で中を移動する光学スイッチ素子とさらにマイ
クロ光学構成部品の移動を必要としないスイッチ原理で作動する光学スイッチ素
子も公知である。
イギリス国特許第ＧＢ１，４９４，１５０号は入射光を受ける界面を全反射の
状態と透過の状態の間を中で切換させるビーム導波路にある光学スイッチ素子に
っいて述べている。公知の光学スイッチのビーム導波路コアには狭い間隙がある
。この間隙は屈折率が比較的大きい媒体すなわちビーム導波路コアの材料と、屈
折率が比較的に小さい媒体、すなわち前記間隙にある気体状物質の間に平坦界面
を形成するので、この界面に斜めにあたり、前記ビーム導波路に沿って案内され
る光はその界面で隣接するビーム導波路の方向に全反射させられる。前記界面に
あたる光が中で、その拡がりの方向を保持する透過状態に切換るには、前記ビー
ム導波路コアの材料の屈折率に匹敵する屈折率をもつ流体が前記間隙に導入され
ることである。前記ビーム導波路に取付けられた加熱装置を備える貯蔵容器が前
記物質のその液相もしくは気相への光学的導入の装置として配設される。熱膨張
により前記流体はスロットに圧入されて、前記ビーム導波路のケーシング層を通
してコア層に浸透する。もう１つ別の設計形式では前記スロットにある液体物質
は
加熱により気相に持込まれる。
公知のスイッチの複雑な生産が短所である。そのうえ、公知のスイッチは、ビ
ーム導波路から分岐して出現する光線は前記スロットの領域内に案内されないの
で、高い光学減衰量を示す。従って、透過切換状態にあっては、部品は隣接ビー
ム導波路にすっかり結合され、これは厳しい漏話に繋がる。いくつかの入力およ
び出力を備える光多重化回路遮断器の生産は相当する大きい数のこれらの公知の
スイッチ素子を必要とし、また従って実施には極めて高価につくはずである。
１９９５年５月刊ＩＥＥＥトランズ アクション オン コンポーネンツ パ
ッケージング アンド マニュファクチャーリング テクノロジ−パートＢ（Ｉ
ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｐａｃｋ
ａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−Ｐ
ａｒｔ Ｂ）第１８巻第２号第２４１乃至２４４ページでは請求項１の前文によ
る光多重化回路遮断器を開示している。
この光多重化回路遮断器の１つの決定的短所は１つの平面にあって互いに対し
平行に整合された１組のＮ数の光学入力に制限したことである。光学入力と出力
の配列に関して、１つの平面にある複数の反射面をもつ複数のくぼみの配列とそ
の平行整合のため設計上の自由度はない。従って、この光多重化回路遮断器を用
いると、光学装置もしくは局部ガラス繊維網状構造部材、例えば既存の光学デー
タラインとの結合に供することは全く可能ではない。
もう１つ別の欠点は前記大きい数のスイッチ素子である。Ｎ数の光学入力を備
える公知の光多重化回路遮断器は、反射ならびに透過切換状態の間の切換をロボ
ットで個々に制御の必要のあるＮ数×Ｎ数の個別スイッチを備える。すべてのス
イッチ素子の同時、従って急速切換はそれ故に実行に適さない。
１つの平面に配列された多数のスイッチ素子のため公知の光多重式回路遮断器
は光路長さが相対的に長く、それにより激しい光学的減衰と漏話の発生を防ぐこ
とができ、光導波路も一体導波路により配設できる。
既述の最新技術に基き、本発明の課題は光多重化回路遮断器を作製し、それを
用いて光学入力を光学出力に切換し、それにより例えば光学装置もしくは局部ガ
ラス繊維網状構造がなんの問題もなく既存の光学データラインに結合できるよう
になることであり、また反射ならびに透過切換ずみ状態の間の単純かつ急速な切
換ができ、さらに構造を小型、従って光路長さを短くすることである。
この課題は請求項１と請求項３に示された特徴をもつ本発明により解決できる
。従属請求項は本発明の有利な設計に関するものである。
請求項１による光多重化回路遮断器は２×Ｎ数の光学入力Ｅ１（ｎ）とＥ２（
ｎ）および２×Ｎ数の光学出力Ａ１（ｎ）とＡ２（ｎ）を備え、式中ｎは２乃至
Ｎ数の指数で、Ｎは２以上の数である。２つの面での光学反射もしくは透過によ
り、従って、前記２×Ｎ数の光学入力からの２×Ｎ数の光線は前記２×Ｎ数の光
学出力に切換できる。これら２つの面の形式には前記光多重化回路遮断器のベー
ス本体が最高２つのくぼみを備えることである。透過切換ずみ状態にあっては、
前記くぼみに透明ベース本体材料の屈折率にほぼ相当する屈折率をもつ物質を充
填させることである。従って、前記Ｎ数の最初の光学入力Ｅ１（ｎ）から前記Ｎ
数の第２の光学出力Ａ２（ｎ）に入る入射光線の透過が可能となる。反射切換ず
み状態では、前記くぼみに比較的屈折率の小さい物質を充填する。このくぼみの
２つの面は光路に形成、配列され、そのため反射切換状態においては、第１の面
が前記Ｎ数の第１光学入力Ｅ１（ｎ）から前記Ｎ数の第１光学出力Ａ１（ｎ）に
必然的に入射する入射Ｎ数の光線を反射する一方、第２の面は前記Ｎ数の第２の
光学入力Ｅ２（ｎ）から前記Ｎ数の第２の光学出力Ａ２（ｎ）へ入射する入射Ｎ
数の光線を反射する。必然的に反射は比較的大きい屈折率の媒質、すなわちベー
ス本体の、比較的大きい屈折率の媒質、すなわち前記くぼみの比較的小さい屈折
率の媒質に対する界面における全反射である。少くとも１つの装置が比較的大き
い屈折率もしくは比較的小さい屈折率の物質を任意に充填する。
１つの設計形式によれば、前記の任意の反射もしくは透過に関係のある２つの
面が互いに平行に配列され、そのため前記Ｎ数の第２の光学入力Ｅ２（ｎ）と前
記Ｎ数の光学出力Ａ１（ｎ）が前記ベース本体の両側面に位置するようになる。
このため、前記ベース本体は２つのくぼみもしくは１つのくぼみで、例えば平行
四辺形の断面を備えることができる。
本発明の請求項３による請求項１の光多重化回路遮断器に類似の光多重化回路
遮断器は、２×Ｎ数の光学入力Ｅ１（ｎ）とＥ２（ｎ）および２×Ｎ数の光学出
力Ａ１（ｎ）とＡ２（ｎ）を備えるが、式中ｎは１乃至Ｎの指数で、そのＮは１
以上の数である。ベース本体にある最高２つのくぼみにより形成された２つの面
での任意の反射もしくは透過により、ここでは前記２×Ｎ数の光学入力からの２
×Ｎ数の光線が前記２×Ｎ数の光学出力に切換られる。請求項１による光多重化
回路遮断器と、比較すれば、このスイッチのベース本体は光線の光路に形成配置
された２つの追加面を備えるため、これらの追加面での反射による透過切換ずみ
状態における前記Ｎ数の第２光学入力Ｅ２（ｎ）は前記Ｎ数の第１光学出力Ａ１
（ｎ）に光学的に接続される。請求項１による光多重化回路遮断器におけるごと
く、ここでも透過切換ずみ状態にある前記Ｎ数の第１の光学入力Ｅ１（ｎ）はＮ
数の第２光学出力Ａ２（ｎ）と接続され、また反射切換ずみ状態にある前記Ｎ数
の第１とＮ数の第２の光学入力Ｅ１（ｎ）とＥ２（ｎ）は前記Ｎ数の第１とＮ数
の第２の光学出力Ａ１（ｎ）とＡ２（ｎ）それぞれに光学的に接続される。
なるべくなら、請求項３による光多重化回路遮断器のベース本体の２つの追加
表面の一方が前記Ｎ数の光学出力Ａ１（ｎ）と正反対の位置に位置し、また他方
の追加面は前記Ｎ数の第２の光学入力Ｅ２（ｎ）と正反対の位置に位置すること
が好ましい。
有利な方法として前記２つの追加面が互いに対して７０°乃至１１０°の角度
をとって配列されることである。透過切換ずみ状態にあって、前記くぼみにより
透過された前記Ｎ数の第２の光学入力Ｅ２（ｎ）からの光線はこれら２つの追加
面での反射により前記Ｎ数の第１の光学出力Ａ１（ｎ）に逸らされる。
前記２つの追加面はベース本体の外面に対応できるか、あるいは１つ以上の追
加のくぼみをベース本体につくることにより形成できる。
なるべくならこれらの表面に当たる光線がすべて反射されることが好ましい。
このためこれらの表面が比較的大きい屈折率の媒質、すなわち透明ベース本体部
品の材料と、比較的小さい屈折率の媒質、すなわちベース本体の外側環境もしく
は前記ベース本体にある追加くぼみの内側の比較的小さい屈折率の物質もしくは
物質混合物の間に界面を形成することが好ましい。
本発明による光多重化回路遮断器の基本的長所は、切換工程に関与する前記２
つの表面を移動させないで、従って、精度の高い移動が行われる必要のないこと
である。平行光線の好ましい使用のため、光線をベース本体に案内する高価につ
く導波路構造の必要がない。光線は切換工程に関連するくぼみにおいてさえも逸
れないので、本発明による光多重化回路遮断器の光学減衰と漏話の程度は低い。
くぼみの設計可能性が複合的であるので、光多重化回路遮断器は入力と出力の位
置を異にし、また切換可能性もいろいろにして生産できる。そのうえ、光学入力
の数と関係なく、僅か２つの光学的に高品質で僅かに最高２つのくぼみで形成さ
れる面が必要とされる。従って、本発明による光多重化回路遮断器を極めて小型
で単純な構造にして低価格の大量生産が可能になる。
用語「光学入力」と「光学出力」を用語「光学チャンネル」と対照的に用いる
ことは前記光多重化回路遮断器の説明を単に単純化するのに役立つ。光路の可逆
性のため、輻射線の両方向、すなわち二方向性に使用が可能である。
なるべくなら、本発明による光多重化回路遮断器は自由光線、すなわち導波路
構造部材で案内されない光線で操作されることが好ましい。これは、例えば、ビ
ーム導波路により引込まれる光がスイッチそれ自体への入力に先立って平行して
いるかあるいは集束している場合に達成できる。しかしながら、原則として、光
を例えば層もしくはトラフ導波路構造部材により案内する光多重化回路遮断器組
込み光学構造に備えさせることも考えられるが、しかしベース本体のさらに複雑
な構造を必要とする。
前記光多重化回路遮断器での光学入力と出力の位置はしっかりと特定されてい
ない。２以上の数Ｎにとって、Ｎ数の第１の入射光線ＬＳ１（ｎ）がＮ数の第２
入射光線ＬＳ２（ｎ）と１つの平面に位置しない配列が好ましい。ここで各々の
事例では、前記Ｎ数の第１のほぼ平行の配列と、前記Ｎ数の第２光学入力のほぼ
平行の操作が好まれる。入射光線の生成平面と射出光線の平面は使用される光多
重化回路遮断器の形状大きさにより互いに対して多数の方法で配列できる。ここ
ではなるべくなら光学入力Ｅ１（ｎ）とＥ２（ｎ）がＮ数第１の入射公算ＬＳ１
（ｎ）の平面がＮ数の第２入射光線ＬＳ２（ｎ）の平面に対し７０°乃至１１０
°の角度で位置するように配列されることが好ましい。ここで有利な方法として
、くぼみがくぼみの表面上の光線の入射角度が約４０°乃至５０°になるよう配
置されることである。出力の入力に対する位置がＮ数第１の光学入力Ｅ１（ｎ）
か
ら透過された光線が同一のＮ数の第２の光学出力Ａ１（ｎ）に前記Ｎ数の第２光
学入力Ｅ２（ｎ）からの反射切換ずみ状態で反射された光線として当たる情況に
より特定される。
結果として、有利な方法としてこれらの光多重化回路遮断器が光学情報技術の
領域内、詳述すれば光学情報チャンネルの任意接続もしくは切離し、そして光学
構成部品の既存の光学結線への結合用に用いることができる。前記Ｎ数の第２光
学入力Ｅ２（ｎ）のＮ数の共通出力Ａ２（ｎ）もしくは２Ｎ数の共通出力Ａ２（
ｎ）とＡ１（ｎ）の前記Ｎ数の第１光学入力Ｅ１（ｎ）に相対する可能な長方形
配列のため、本発明による多重化スイッチを用い、超小型電子技術で公知のブス
方式と同一方法で小型光学ブス方式がプラグカードとプラグボードの直交配列に
して生産できる。
光多重化回路遮断器の第１の設計形式では２つのくぼみがベース本体に光の任
意の反射もしくは透過のため設けられている。反対に関連のあるこれらのくぼみ
により形成された表面が互いに対してほぼ７０°乃至１００°の角度での好まし
い配列にある。しかしながら、これらの表面の互いに対する他の配列も可能性が
ある。
光線の光路の平面にあるくぼみの断面の形状寸法を用いても、多数の設計が所
望のビーム光路の方法ならびに用いられた生産の方法によって可能である。２つ
の最も単純な事例では、断面が必然的に長方形もしくは三角形の形をとらざるを
得ない。
光多重化回路遮断器の第２の好ましい設計形式では、唯一のくぼみがベース本
体にあって光を反射させるかあるいは透過のいずれかをさせる２つの表面を形成
する。好ましい設計形式ではこれらの２つの表面は互いに対してほぼ７０°乃至
１１０°の角度で位置する。しかしながら、ここでもこれらの表面の互いに対す
る他の配列も考えられる。くぼみの断面の形状寸法の実施例は三角形と台形の断
面である。このくぼみが間隙により形成される場合、例えばくぼみのＶ字型もし
くはトラフ型の断面が可能である。
なるべくなら、反射面のほぼ直交する配列で、前記Ｎ数の第２の光学入力Ｅ２
（ｎ）とＮ数の第１の光学出力Ａ１（ｎ）がベース本体の同一側面にあることが
好ましい。
本発明の光多重化回路遮断器が達成されるベース本体は２つ以上の部品からな
り、その場合くぼみがその端部、好ましくは蓋板で有利に密閉されることである
。
反射が起こる表面は散乱の発生を防ぐため、十分に高い光学的品質を備える必
要がある。光を単に透過させる表面は透過切換ずみ状態にあってその表面が比較
的大きい屈折率の物質と接触しているので高い光学表面品質を備える必要はない
。
ベース本体は少くとも光路にあっては用いられる波長範囲での透明な材料から
なる。それはただ１つもしくは様々な透明材料製で差支えない。適当な材料は例
えば透明重合体例えば適用できる場合、弗素添加ポリメタクリル酸メチル（ＰＭ
ＡＡ）、ガラスもしくはゾル−ゲル法で生産される透明材料で差支えない。
説明されたくぼみとさらにベース本体も１つ以上のさらなるくぼみを備えるこ
とができる。これらのくぼみはそれが個々のビーム導波路もしくは繊維束の群れ
にした導波路の収容保持に適するように形成、構成できる。そのうえ装置が繊維
プラグを保持して、光学入力および出力ビーム導波路との単純な接続を可能にす
る組込みができる。
このような追加のくぼみはベース本体内で光学素子、例えば球面レンズ、マイ
クロレンズ、ＧＲＩＮレンズおよび／または筒状レンズを保持、詳述すれば、ビ
ーム導波路から発散出現する光線の平行化および／または集束を行う。またいく
つかの光学チャンネルの光線の集束に例えば線形マイクロレンズの場を保持する
ことも考えられる。
しかしながら、１つ以上の追加くぼみを形成し、またこれらを光路に配列して
、これらに入射する光線を集束させることを考えられる。前記透明ベース本体部
分とこれらの追加くぼみの内側の物質もしくは物質の混合物の間の屈折率の比を
変化させることにより、これらのくぼみの形状とさらに光学構成部品として役立
っているこれらのくぼみの光学特性も調整できる。
そのうえ、任意の透過もしくは反射が達成される単数のくぼみもしくは前記２
つのくぼみの２つの表面および／または前記ベース本体の２つの追加の表面が、
例えば筒状レンズもしくはマイクロレンズの列として、反射切換ずみ状態で、光
を反射させまた集束させるように形成できる。前記透明ベース本体材料の屈折率
に対し比較的大きい屈折率の物質の屈折率を設定して、透過光線を集束できるよ
うに単数のくぼみもしくは複数のくぼみを形成することも考えられる。
前記単数のくぼみまたは２つのくぼみに反射切換ずみ状態で存在する比較的小
さい屈折率の物質もしくは物質混合物は、例えば、不活性ガス例えばアルゴンも
しくは空気でも差支えない。比較的大きい屈折率の物質は流体あるいは流体の混
合物であってもよい。従って、屈折率をＰＭＭＡに適応させるには、デカリンと
テトラリンの混合物が適している。比較的小さい屈折率をもつ物質として、なる
べくなら比較的大きい屈折率の物質と混合しないことが好ましい流体を用いるこ
ともできる。
反射に関係のあるくぼみの少くとも表面にとって、これらの表面を追加の処理
例えば化学物質もしくはプラズマ化学物質に曝すか、あるいはこれらにその湿潤
性を変えるため１つ以上の適当な材料をコートすることが有利であることもあり
得る。これに関連して、適切な表面の微細構造化も有利であり得る。
反射と透過に関係するくぼみの任意充填用の装置として、可変容量の流体溜め
がくぼみと接続され、かつ例えばこれの外側に配置されて配設できる。前記流体
溜めに外側から作用する力、例えば電気圧素子、熱電素子もしくは電磁装置がこ
こで比較的大きい屈折率の物質または比較的小さい屈折率の物質をくぼみに圧入
し、それによって光多重化回路遮断器が透過もしくは反射切換ずみ状態に切換ら
れる。２つのくぼみが任意の反射または透過に供される場合、これらは各々１つ
の充填装置もしくはこれらと接続された共通の充填装置を備えることができる。
もう１つ別の設計形式では、比較的大きい屈折率をもつ物質は、比較的大きい
屈折率の物質および／または比較的小さい屈折率の物質それぞれの加熱または冷
却に伴う熱膨張もしくは収縮のため、問題のくぼみに透過する。このため、前記
装置は少くとも１つの切換可能の加熱素子および／または冷却装置を比較的小さ
い屈折率の物質および／または比較的大きい屈折率をもつ物質と接触して備える
。
さらなる設計形式では、少くとも１つのマイクロポンプがくぼみの任意の排気
もしくは充填に配設される。
比較的小さい屈折率の物質もしくは比較的大きい屈折率の物質での充填もしく
は排気の装置はベース本体もしくはベース本体の外側に装着できる。
前記ベース本体および／または充填装置の少くとも顕微鏡技術方法、例えばＬ
ＧＡ法を用いて生産できる。
本発明のいくつかの設計実施例は図面を参照しながら以下さらに詳細に説明さ
れる。
図面は概略図的に示す：
図１ａはＧＲＩＮレンズを介して結合されたビーム導波路を備える光多重化回
路遮断器の斜視図である。
図１ｂは図１ａに示された光多重化回路遮断器にＶ字型くぼみをつけた断面図
である。
図２ａは反射切換ずみ状態にして、光路と共に示す図１ｂに対応する断面図で
ある。
図２ｂは透過切換ずみ状態にある２つの入射光線の平面のある図２ａによる光
多重化回路遮断器の断面図である。
図３は２つのくぼみと、その反射面が互いに対しほぼ直角に静置されて備え、
反射切換ずみ状態の光多重化回路遮断器の断面図である。
図４は２つのくぼみと備え、その反射面が互いに対し平行に配列され、反射切
換ずみ状態にある光多重化回路遮断器の断面図である。
図５は１つの平行四辺形の形状をしたくぼみを備え、反射切換ずみ状態の光多
重化回路遮断器の断面図である。
図６は１つのくぼみと２つの追加反射面をベース本体上に備え、透過切換ずみ
状態にある光多重化回路遮断器の断面図である。
図７ａは図５に反射切換ずみ状態にして示され、くぼみ充填の装置を備えた光
多重化回路遮断器の切断平面に垂直の断面図である。
図７ｂは図７ａによる光多重化回路遮断器を透過状態にして示す図である。
図１ａはＧＲＩＮレンズ１６を介して結合されたビーム導波路１５を備えた本
発明による光多重化回路遮断器を概略斜視図で示す。示された断面では、４×４
ビーム導波路、例えばガラス繊維がＧＲＩＮレンズ１６を介して結合されベース
本体１で光線を平行化させるのが見られる。ここで示された個別ビーム導波路の
代りに、繊維の束も前記光多重化回路遮断器に例えばプラグ接続器を介して結合
できる。図示されていないが、前記ベース本体１を通って伸びるくぼみと、この
くぼみに比較的大きい屈折率をもつ物質または比較的小さい屈折率をもつ物質を
任意に充填する装置が設けられている。互いに対向して位置するビーム導波路が
透過切換ずみ状態で互いに接続されている。互いに対し垂直に静置されるビーム
導波路は反射切換の状態で互いに接続される。
図１ｂは２つの対向するビーム導波路と、これらに垂直に静置される２つのビ
ーム導波路を備える図１ａによる多重化スイッチの断面図を示す。前記ベース本
体１の内側に全ベース本体を通って伸びるＶ字型くぼみ１１が設けられている。
図２ａは図１ｂに示され反射切換ずみ状態にある光多重化回路遮断器にある光
路を示す。入力Ｅ１（ｎ）からの入射光線ＬＳ１（ｎ）がほぼ４５°の角度でＶ
字型くぼみ１１により形成された表面１２に当たる。前記透明ベース本体１のく
ぼみ１１の内側に比較的小さい屈折率をもつ物質、例えば空気を入れているので
、前記入射光線ＬＳ１（ｎ）が前記光学出力Ａ１（ｎ）の方向に全体として反射
される。同時に入力Ｅ２（ｎ）からの入射光線ＬＳ２（ｎ）も表面１３で出力Ａ
２（ｎ）の方向に全体として反射される。光多重化回路遮断器では、いくつかの
このような入力と出力は図１ａに示されているように互いの隣に２×４平行光学
入力と２×４平行光学出力と共に配列できる。前記入力光線ＬＳ１（ｎ）とＬＳ
２（ｎ）の各々が１つの平面に位置し、この２つの面は互いに対し９０°の角度
で位置する。
２×２平行光学入力と２×２平行光学出力を備える図２ａによる光多重化回路
遮断器の透過切換ずみ状態は図２ｂに入射平行光線の平面に示される。前記２つ
の光線は比較的大きい屈折率をもつ物質２６を充填したくぼみ１１を通って透過
する。この平行光学入力Ｅ１（１）、Ｅ１（２）は前記平行光学出力Ａ２（１）
とＡ２（２）で接続される。図示されていないが、２つの平行光学出力Ａ１（１
）とＡ１（２）および前記２つの平行光学入力Ｅ２（１）とＥ２（２）が設けら
れ示された平面上に垂直に位置する。
図２ａによる光多重化回路遮断器も２つの三角形くぼみ７、８をベース本体１
（図３）に設けて生産できる。このくぼみ７、８により形成された表面９、１０
は互いに対してほぼ直角に位置する。ここに示された反射切換ずみ状態にあって
、
前記２つのくぼみ７、８が比較的小さい屈折率の物質を入れるので、入力Ｅ１（
ｎ）とＥ２（ｎ）がそれぞれ出力Ａ１（ｎ）とＡ２（ｎ）に接続される。
図４では、長方形くぼみ２、３により形成された表面５、６は互いに対しほぼ
平行に位置し、それにより入力Ｅ２（ｎ）と出力Ａ１（ｎ）はベース本体１の両
側面に位置する。
図４による多重化スイッチも図５に示されたようにたった１つの平行四辺形の
くぼみでその機能性を保ちながら生産できる。ここでは前記２つの反射面２１、
２２が１つのくぼみ２０で形成される。
図６は三角形くぼみ２５と２つの追加反射面２９、３０をベース本体１に備え
る光多重化回路遮断器を示す。この表面３０は入力Ｅ１（ｎ）の反対側に位置す
る一方、表面２９は出力Ａ１（ｎ）の反対側に位置する。示された透過切換ずみ
状態にあって、光線ＬＳ１（ｎ）はくぼみ２５の側面２７と２８により偏向させ
られない。それはこのくぼみ２５にベース本体１の材料の屈折率にほぼ相当する
比較的大きい屈折率の物質２６を充填してあるからである。入力Ｅ２（ｎ）から
の入射光線ＬＳ２（ｎ）は前記くぼみを偏向させられないで透過し、ベース本体
１の表面３０と２９での２つの全反射の後、前記光学出力Ａ１（ｎ）に当たる。
反射切換ずみ状態での、図６による光多重化回路遮断器は図２ａに示されたス
イッチと同一の機能性を具える。換言すれば前記くぼみ２５に比較的小さい屈折
率の物質を充填した場合、表面２７と２８での全反射を介して、光学入力Ｅ１（
ｎ）とＥ２（ｎ）がそれぞれ光学出力Ａ１（ｎ）とＡ２（ｎ）に光学的に接続さ
れる。
互いに対し９０°の角度で位置する追加表面２９、３０は、この実施例にある
ように、ベース本体１の外面に対応することができるか、あるいは屈折率がベー
ス本体より小さい物質を充填したベース本体の１つ以上の追加のくぼみにより形
成できるかのいずれかである。
前記光学入力Ｅ２（ｎ）と光学出力Ａ１（ｎ）を前記光学入力Ｅ１（ｎ）と光
学出力Ａ２（ｎ）に対する垂直配列のため、図６による光多重化回路遮断器は導
体通路に垂直に配列したプラグカードとブラグボードと共に通信技術で公知のブ
ス方式に類似した光学ブス方式を簡単に生成させる。
図７ａは例えば図５による、入射光線ＬＳ１（ｎ）に沿い、また図５に示され
た切断平面に垂直の光多重化回路遮断器の断面を示す。示された反射切換ずみの
状態において、前記くぼみ２０に比較的小さい屈折率の物質４を光路の領域に充
填する。入力Ｅ１（ｎ）からの入射光線が表面２１で反射させられる。この反射
ビームと入力Ｅ２（ｎ）からの入射光線は、前記切断平面にほぼ垂直に位置する
。表面２２で反射した光線ＬＳ２（ｎ）は出力Ａ２（ｎ）に当たる。比較的高い
屈折率の物質２６を充填した室３６とキャビティ３４が前記くぼみ２０と接続さ
れている。ベース本体１にあるこの室３５は隔膜３１により外部から密閉されて
いる。前記キャビティ３４はスペーサ３３に取付けられた隔膜３２により密閉さ
れている。
隔膜３１にかかる外力Ｆの作用により、室３５の容積が縮小されて比較的大き
い屈折率の物質２６すなわち流体が前記くぼみ２０に圧入される。前記室３５の
容積の縮小に対応して、前記キャビティ３４の容積が隔膜の膨張により膨張でき
る。比較的小さい屈折率の物質４が気体の場合、その圧縮性のため隔膜３２の代
りに硬質のフロージャーをキャビティ３４に施すことも考えられる。光学入力Ｅ
１（ｎ）が光学出力Ａ２（ｎ）と接続される結果としてもたらされる透過切換ず
みの状態が図７ｂに示される。前記隔膜３１に作用する力は例えば電磁もしくは
圧電活性化装置により誘発させられる。例えばバイメタル的配列による熱電装置
も可能性がある。
符号の説明
１ ベース本体
２ 長方形の断面をもつくぼみ
３ 長方形の断面をもつくぼみ
４ 比較的小さい屈折率をもつ物質
５ 反射面
６ 反射面
７ 長方形の断面をもつくぼみ
８ 長方形の断面をもつくぼみ
９ 反射面
１０ 反射面
１１ Ｖ字型の断面をもつくぼみ
１２ 反射面
１３ 反射面
１５ ビーム導波路
１６ ＧＲＩＮレンズ
２０ 平行四辺形の断面をもつくぼみ
２１ 反射面
２２ 反射面
２５ 三角形の断面をもつくぼみ
２６ 比較的大きい屈折率をもつ物質
２７ 表面
２８ 表面
２９ ベース本体の反射面
３０ ベース本体の反射面
３１ 隔膜
３２ 隔膜
３３ スペーサー
３４ キャビティ
３５ 室
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】平成１０年１０月１３日（１９９８．１０．１３）
【補正内容】
補正書
１．請求の範囲を下記の通り補正する。
１．・Ｎ数の第１光学出力Ａ１（ｎ）もしくはＮ数の第２光学出力Ａ２（ｎ）
に任意に切換され得るＮ数の第１光学入力Ｅ１（ｎ）を備え；
・少くとも光路の領域で透明であるベース本体（１）を備え；
・光を任意に反射もしくは透過させるくぼみ（２、３；７、８；１１；２０）
であって、これらのくぼみに前記ベース本体の透明材料と比較して小さい屈折率
をもつ少くとも１つの物質（４）を充填した時、入射Ｎ数の光線を表面（５、６
；９、１０；１２、１３、２１、２２）により全面的に反射させ、また前記くぼ
みに前記ベース本体の透明材料の屈折率にほぼ相当する屈折率をもつ少くとも１
つの物質（２６）を充填した時、前記入射Ｎ数の光線を透過させるくぼみ（２５
）を備え；
・前記くぼみに反射切換ずみ状態にあって、比較的小さい屈折率をもつ物質（
４）、あるいは透過切換ずみ状態にあって、比較的大きい屈折率をもつ物質（２
６）を充填する少くとも１つの装置を備える光多重化回路遮断器において、
・前記光多重化回路遮断器はさらにＮ数の第２光学入力Ｅ２（ｎ）を備えるこ
とと；
・Ｎが２以上の数であり、前記Ｎ数の第１光学入力Ｅ１（ｎ）とＮ数の第２光
学入力Ｅ２（ｎ）が、前記Ｎ数の第１の入射光線ＬＳ１（ｎ）と前記Ｎ数の第２
入射光線ＬＳ２（ｎ）の各々が１つの表面に位置し、この２つの面が互いに対し
７０°乃至１１０°の角度で位置することと、
・前記ベース本体が光の任意反射または透過用の最高２つのくぼみ（２、３；
７、８；１１；２０）を備え、このくぼみの２つの表面（５、６；９、１０；１
２、１３；２１，２２）が前記入射２×Ｎ数の光線の光路に、反射切換ずみ状態
にあって、前記Ｎ数の第１と前記Ｎ数の第２の光学入力Ｅ１（ｎ）とＥ２（ｎ）
がそれぞれＮ数の第１と第２の光学出力Ａ１（ｎ）とＡ２（ｎ）と光学的に接続
され、また透過切換ずみ状態にあって、前記Ｎ数の第１光学入力Ｅ１（ｎ）が前
記Ｎ数の第２光学出力Ａ２（ｎ）に光学的に接続されること；
を特徴とする光多重化回路遮断器。
２．前記入射光線を反射転換ずみ状態で全面的に反射させる前記複数のくぼみ
（２、３）もしくは単数のくぼみ（１１）の２つの表面（５、６もしくは２１、
２２）が互いに対し平行に配列されることを特徴とする請求項１記載の光多重化
回路遮断器。
３．前記入射光線を反射切換ずみ状態で全面的に反射させる前記複数のくぼみ
（７、８）もしくは単数のくぼみ（１１）の２つの表面（５、６もしくは２１、
２２）が互いに対し７０°乃至１１０°の角度で配列されることを特徴とする請
求項１もしくは２記載の光多重化回路遮断器。
４．・Ｎ数の第１光学出力Ａ１（ｎ）もしくはＮ数の第２光学出力Ａ２（ｎ）
に任意に切換得るＮ数の第１光学入力Ｅ１（ｎ）を備え；
・少くとも光路の領域で透明であるベース本体（１）を備え；
・光を任意に反射もしくは透過させるくぼみ（２５）であって、このくぼみ（
２５）に前記ベース本体の透明材料と比較して低い屈折率をもつ少くとも１つの
物質（４）を充填した時、入射Ｎ数の光線を前記くぼみ（２５）の表面（２７、
２８）により全面的に反射させ、また前記くぼみ（２５）に前記ベース本体の透
明材料の屈折率にほぼ相当する屈折率をもつ少くとも１つの物質（２６）を充填
した時、前記入射Ｎ数の透過させるくぼみ（２５）を備え、
・前記くぼみ（２５）に反射切換ずみ状態にあって、比較的小さい屈折率をも
つ物質（４）、あるいは透過切換ずみ状態にあって、比較的大きい屈折率をもつ
物質（２６）を充填する少くとも１つの装置を備える光多重化回路遮断器におい
て、
・前記光多重化回路遮断器がさらにＮ数の光学入力Ｅ２（ｎ）を備えることと
；
・Ｎが１以上の数であることと；
・前記ベース本体（１）が光の任意反射もしくは透過用の最高２つのくぼみ（
２５）を備えることと；
・前記ベース本体（１）の２つの表面（２０、３０）と互いに対して７０°乃
至１１０°の角度で配列されたくぼみ（２５）の２つの表面（２７、２８）が入
射２×Ｎ数の光線の光路に、反射切換ずみ状態にして、前記Ｎ数の第１とＮ数の
第２の光学入力Ｅ１（ｎ）とＥ２（ｎ）がそれぞれ前記Ｎ数の第１とＮ数の第２
の光学出力Ａ１（ｎ）とＡ２（ｎ）に光学的に接続されるように形成、配列され
ること；
を特徴とする光多重化回路遮断器。
５．前記ベース本体（１）の２つの表面（２９、３０）のうちの一方の面（２
９）が前記Ｎ数の第１光学出力Ａ１（ｎ）の反対側に位置し、そして他方の面（
３０）が前記Ｎ数の第２光学入力Ｅ２（ｎ）の反対側に位置することを特徴とす
る請求項４記載の光多重化回路遮断器。
６．前記入力Ｅ２（ｎ）と出力Ａ１（ｎ）と反対側に位置するベース本体（１
）の前記２つの表面（２９、３O）が互いに対して７０乃至１１０°の角度で配
列されることを特徴とする請求項５記載の光多重化回路遮断器。
７．前記ベース本体の前記２つの表面（２９、３０）が前記ベース本体にある
少くとも１つの追加くぼみにより形成されることを特徴とする請求項４乃至６の
いずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
８．前記Ｎが２以上の数であることと、前記Ｎ数の第１の光学入力Ｅ１（ｎ）
と前記Ｎ数の第２の光学入力Ｅ２（ｎ）が、前記Ｎ数の第１入力光線ＬＳ１（ｎ
）とＮ数の第２の入力光線ＬＳ２（ｎ）の各々が１つの面に位置し、また前記２
つの面が互いに対して７０°乃至１１０°の角度で位置するように配列されるこ
とを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
９．前記ベース本体（１）が光の任意反射もしくは透過用に２つのくぼみ（２
、３もしくは７、８）を正確に備えていることを特徴とする請求項１乃至８のい
ずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
10．前記ベース本体（１）が光の任意反射と透過用に１つのくぼみ（１１、２
０、２５）を正確に備えていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項
記載の光多重化回路遮断器。
11．前記反射面の少くとも１つが、入射光線をこの表面での反射により少くと
も部分的に集束させるように形成されることを特徴とする請求項１乃至１０のい
ずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
12．前記ベース本体が少くとも１つのさらなるくぼみを備えて、ビーム導波路
、
詳述すれば個々のガラスもしくはプラスチック繊維、その繊維バンドもしくは繊
維プラグを収容、保持することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記
載の光多重化回路遮断器。
13．前記ベース本体が少くとも１つのさらなるくぼみを備えてマイクロ光学素
子、詳述すればマイクロレンズもしくはＧＲＩＮレンズを収容、保持することを
特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
14．前記ベース本体が光路に少くとも１つのさらなるくぼみを形成して、この
くぼみにあたる光線を集束透過させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至
１３のいずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
15．前記ベース本体が組込み導波路構造部材を備えることを特徴とする請求項
１乃至１４のいずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
16．前記複数のくぼみ（２、３；７、８；１１；２０；２５）が少くとも１つ
の可変容積の室（３５）に接続され、この空（３５）に比較的大きい屈折率をも
つ物質（２６）を充填することと、反射から透過状態へ切換えるため、前記室（
３５）の容積が、例えば電磁熱磁気もしくは圧電駆動装置を備える少くとも１つ
の装置により縮小され、従って比較的大きい屈折率をもつ物質（２６）が前記く
ぼみに圧入されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項記載の光多
重化回路遮断器。
17．前記任意反射もしくは透過に関係する前記複数のくぼみ（２、３；７，８
；１１；２０；２５）を部分充填用に配設された装置が前記くぼみに接続された
少くとも１つのマイクロポンプを備えることを特徴とする請求項１乃至１５のい
ずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
18．前記任意反射もしくは透過に関係する複数のくぼみ（２、３；７、８；１
１；２０；２５）の部分充填用に配設された装置が、比較的小さい屈折率をもつ
物質および／あるいは比較的大きい屈折率をもつ物質と接触する少くとも１つの
加熱素子および／または冷却装置を備えることを特徴とする請求項１乃至１５の
いずれか１項記載の光多重化回路遮断器。
19．光学ブス方式の生産に必要な請求項１乃至１８のいずれか１項記載の２つ
以上の光多重化回路遮断器の使用。
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フロントページの続き
(72)発明者 ニューメイヤー．ミカエル
ドイツ連邦共和国．デ―55270．シュヴァ
ベンヘイム．エルシェイメルストラーセ.
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