JP2002236262A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

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JP2002236262A
JP2002236262A JP2001032381A JP2001032381A JP2002236262A JP 2002236262 A JP2002236262 A JP 2002236262A JP 2001032381 A JP2001032381 A JP 2001032381A JP 2001032381 A JP2001032381 A JP 2001032381A JP 2002236262 A JP2002236262 A JP 2002236262A
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Japan
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light
optical
mirror
array
light receiving
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Application number
JP2001032381A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Ito
恭彦 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that the irradiation situation of a light beam changed during line connection cannot be confirmed by a conventional optical switch. SOLUTION: Four light receiving elements 30 are provided in the outer peripheral part of a mirror 14 for changing an optical path in a desired direction in response to a light beam, and each light intensity incident on these four light receiving elements is measured. Thereby, the center of the optical axis of a beam made incident on the mirror 14 is detected, and the posture of the mirror of a preceding stage which performs irradiation towards the mirror 14 is controlled so that the center of the optical axis coincides with the center of the mirror.

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】この発明は、複数の光ファイ
バ間で光路変更により光信号を切替えるための光スイッ
チに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch for switching an optical signal between a plurality of optical fibers by changing an optical path.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平5−107485号の「光接続モ
ジュール」の構成を図21に示している。113はアレ
イ基板Aに取り付けられた光ファイバ、114は、各光
ファイバ113の端部、即ち、アレイ基板A上に位置す
るマイクロレンズ、118は、アレイ基板A上に設けら
た開孔116に位置する回転反射ミラーであり、それぞ
れが2軸方向に反射角度を変更できるようになってい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 21 shows the configuration of an "optical connection module" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-107485. 113 is an optical fiber attached to the array substrate A, 114 is an end of each optical fiber 113, that is, a micro lens located on the array substrate A, and 118 is an opening 116 provided on the array substrate A. The rotating reflection mirrors are positioned so that the reflection angles can be changed in two axial directions.

【0003】このアレイ基板BもアレイAと構造的には
同じものであり、両アレイ基板A,Bは、一定の距離を
隔て対向するように固定され、一方のアレイ基板のマイ
クロレンズから出たビームは、他方のアレイ基板上の回
転反射ミラーに入射するようになっている。
The array substrate B is also structurally the same as the array A. The two array substrates A and B are fixed so as to face each other at a fixed distance, and emerge from the microlenses of one of the array substrates. The beam is incident on a rotating reflection mirror on the other array substrate.

【0004】この図21で示した光路5でわかるよう
に、回転反射ミラー118の回転角度の制御により、一
方のアレイ基板側の随意の光ファイバーを他方のアレイ
基板側の随意の光ファイバに接続したり、一方のアレイ
基板側の随意の光ファイバーを同じアレイ基板側の別の
随意の光ファイバに接続することができる。
As can be seen from the optical path 5 shown in FIG. 21, by controlling the rotation angle of the rotary reflecting mirror 118, an optional optical fiber on one array substrate is connected to an optional optical fiber on the other array substrate. Alternatively, an optional optical fiber on one array substrate side can be connected to another optional optical fiber on the same array substrate side.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この構成は、ビームを
所望の角度で光路変更させるために、回転反射ミラーの
回転角度を算出するという方式であり、実際の回線接続
中には光の状態を直接検出することができない。そのた
め、外乱等により、光路切替素子の姿勢制御に補正が必
要になるような場合であっても、そのような補正を行う
ことはできなかった。
This configuration is a method of calculating the rotation angle of a rotary reflecting mirror in order to change the optical path of a beam at a desired angle. It cannot be detected directly. For this reason, even in the case where the attitude control of the optical path switching element needs to be corrected due to disturbance or the like, such correction cannot be performed.

【0006】この発明は、実際の回線接続中においても
光の状態を直接検出できる光スイッチを提供するもので
ある。
The present invention provides an optical switch that can directly detect the state of light even during actual line connection.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、少なくとも
1本の入射側光ファイバと、少なくとも1本の出射側フ
ァイバとの間を随意に接続するための光スイッチにおい
て、入射側光ファイバより導かれた入射光をレンズによ
り平行ビームに変換する入射ポートと、平行ビームをレ
ンズにより集光して出射側ファイバに導く出射ポート
と、平行ビームの光路を変更することにより、随意の入
射ポートと随意の出射ポートとの間を接続するための光
路切替要素と、光路切替要素あるいは出射ポート部分の
集光レンズに受光光量を検出するための受光素子とを有
することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an optical switch for optionally connecting at least one incident-side optical fiber and at least one output-side fiber, the optical switch being connected to the incident-side optical fiber. An incident port for converting the incident light into a parallel beam by a lens, an exit port for condensing the parallel beam by a lens and guiding it to an exit fiber, and an optional entrance port by changing the optical path of the parallel beam. And a light-receiving element for detecting the amount of received light at the light-path switching element or the condenser lens at the output port portion.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】実施の形態1 図1に本発明の1実施形態を示した光スイッチの構成図
を示している。1は多数の入射ポート11をアレイ状に
備えた入射ポートアレイであり、各入射ポート11には
入射側ファイバ21が接続されている。2は多数の出射
ポート12をアレイ状に備えた出射ポートアレイであ
り、各射ポート12には出射側ファイバ22が接続され
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 shows a configuration diagram of an optical switch according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes an incident port array having a large number of incident ports 11 arranged in an array. Each incident port 11 is connected to an incident fiber 21. Reference numeral 2 denotes an output port array having a large number of output ports 12 arranged in an array. Each output port 12 is connected to an output fiber 22.

【0009】3は、入射側ミラーアレイであり、多数の
入射側ミラー13をアレー状に備える。4は、出射側ミ
ラーアレイであり、多数の出射側ミラー14をアレー状
に備える。入射側ミラー13および出射側ミラー14が
上述の光路切替要素、第2の光路切替要素に相当する。
Reference numeral 3 denotes an incident-side mirror array, which includes a number of incident-side mirrors 13 in an array. Reference numeral 4 denotes an emission-side mirror array, which includes a large number of emission-side mirrors 14 in an array. The entrance side mirror 13 and the exit side mirror 14 correspond to the above-described optical path switching element and the second optical path switching element.

【0010】出射ポートアレイ2は、図中、入射ポート
アレイ1の右上に対向するようにして位置し、入射側ミ
ラーアレイ3は、入射ポートアレイ1の右側に対向して
位置し、出射側ミラーアレイ4は、出射ポートアレイ2
の左側に対向して位置する。この図1で示したように、
入射側ファイバ21よりのビームが入射側ミラーアレイ
3および出射側ミラーアレイ4を介し、出射ポートアレ
イ1に入光する光路23が確保されるなら、これらの4
つのアレイ1、2、3および4における配置は図1に限
定されることはない。
The outgoing port array 2 is located at the upper right of the incident port array 1 in the drawing, and the incoming mirror array 3 is located at the right of the incoming port array 1 so as to face the outgoing mirror. Array 4 is the output port array 2
Is located on the left side of. As shown in FIG.
If an optical path 23 through which the beam from the incident side fiber 21 enters the exit port array 1 via the entrance side mirror array 3 and the exit side mirror array 4 is ensured, these 4
The arrangement in the two arrays 1, 2, 3 and 4 is not limited to FIG.

【0011】図2は、入射ポートアレイ1および入射側
ミラーアレイ3の詳細を示し、同一の要素に対しては共
通の符号を付している。尚、この図2では次に述べるコ
リメートレンズ73を示すために、入射ポートアレイ1
自身の角度を変えて示している。入射ポートアレイ1に
おいて、各入射ポート11はアレイ11Aとして位置
し、それぞれの入射ポート11にはコリメートレンズ7
3が設けられており、入射側ファイバ21よりの光を平
行光のビームに変換する。
FIG. 2 shows the details of the incident port array 1 and the incident side mirror array 3, and the same elements are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2, the incident port array 1 is shown in order to show the collimating lens 73 described below.
The angle of one's own is shown. In the entrance port array 1, each entrance port 11 is located as an array 11A, and each entrance port 11 has a collimating lens 7
3 is provided, and converts light from the incident side fiber 21 into a parallel light beam.

【0012】入射側ミラーアレイ3において、各入射側
ミラー13もアレイ13Aとして位置し、前述の各コリ
メートレンズ73よりのビームが各入射側ミラー13に
入光するように、そのビームの光軸76の延長上に入射
側ミラー13が位置する。図1における出射ポートアレ
イ2と出射側ミラーアレイ4との構成関係も、この入射
ポートアレイ1と入射側ミラーアレイ3との関係と同じ
であるため説明は省略する。
In the incident side mirror array 3, each of the incident side mirrors 13 is also positioned as an array 13A, and the optical axis 76 of the beam from each of the collimating lenses 73 so that the beam enters each of the incident side mirrors 13. The entrance side mirror 13 is located on the extension of the above. The configuration relationship between the output port array 2 and the output-side mirror array 4 in FIG.

【0013】入射側ミラーアレイ3および出射側ミラー
アレイ4は、たとえば、シリコン基板上に成膜やエッチ
ング等のプロセス、いわゆるマイクロマシニング技術に
よって作成され、入射側ミラー13および出射側ミラー
14については、それぞれのアレイ基板面に対して任意
の姿勢に変えることが可能である。こられのミラー1
3、14はたとえば金属膜の成膜等によって作成され
る。そして図3のように、たとえばミラー13、14を
アレイ3、4の基板に対し、2重のジンバル機構27
a、27bで保持し、かつ、そられのジンバル機構27
a、27bの回転軸28a、28bを互いに直交させれ
ば、ミラー13、14を随意の姿勢に制御できる。
The entrance-side mirror array 3 and the exit-side mirror array 4 are formed by, for example, a process such as film formation and etching on a silicon substrate, that is, a so-called micromachining technique. It is possible to change the posture to an arbitrary posture with respect to each array substrate surface. These mirrors 1
Reference numerals 3 and 14 are formed by, for example, forming a metal film. Then, as shown in FIG. 3, for example, mirrors 13 and 14 are attached to the substrates of arrays 3 and 4 by a double gimbal mechanism 27.
a, 27b, and the gimbal mechanism 27
If the rotation shafts 28a and 28b of the a and 27b are orthogonal to each other, the mirrors 13 and 14 can be controlled to an arbitrary posture.

【0014】図4に示すように、入射側ミラーアレイ3
において、入射ポートアレイ1からの各入射ポート11
からのビーム23は、それぞれのポートに対向した入射
側ミラー13の姿勢を制御することにより光路を変え、
図5に示すように、接続先の出射側ファイバ22に対応
する出射側ミラー14に入射させ、その出射側ミラー1
4では、入射したビームを出射ポートアレイ2における
出射ポート12に入射するように光路23を制御する。
As shown in FIG. 4, the incident side mirror array 3
, Each incident port 11 from the incident port array 1
Beam 23 changes the optical path by controlling the attitude of the incident side mirror 13 facing each port,
As shown in FIG. 5, the light is made incident on the output side mirror 14 corresponding to the output side fiber 22 of the connection destination, and the output side mirror 1
In step 4, the optical path 23 is controlled so that the incident beam enters the output port 12 of the output port array 2.

【0015】このように、入射側ミラーアレイ3上の入
射側ミラー13と出射側ミラーアレイ4上の出射側ミラ
ー14との姿勢を制御することにより、入射ポートアレ
イ1における任意の入射ポート11から入射したビーム
を、入射側ミラー13および出射側ミラー14を介し、
出射ポートアレイ2における任意の出射ポート12に入
光できる。
As described above, by controlling the positions of the incident side mirror 13 on the incident side mirror array 3 and the exit side mirror 14 on the exit side mirror array 4, an arbitrary incident port 11 in the incident port array 1 can be controlled. The incident beam is transmitted through the incident side mirror 13 and the exit side mirror 14,
Light can enter any output port 12 in the output port array 2.

【0016】例えば、i番目の入射ポート Pai に接続
された入射側回線とj番目の出射ポート Pbj に接続さ
れた出射側回線とを接続する場合、 Pai に対向して配
置されている i 番目の入射側ミラーを Mai ,Pbj に対
向して配置されている j 番目の出射側ミラーを Mbj を
すれば、 Pai からの光の反射光の光軸中心を Mbj のミ
ラー中心となるように Mai の姿勢を制御し, Mai から
の光の反射光の光軸中心を Pbj のポート中心となるよ
うに Mbj の姿勢を制御する。
For example, when connecting the incoming line connected to the i-th input port Pai and the outgoing line connected to the j-th outgoing port Pbj, the i-th line placed opposite to the Pai If the incident side mirror is Mai and the jth outgoing side mirror arranged opposite Pbj is Mbj, Mai's posture is such that the optical axis center of the reflected light from Pai is the mirror center of Mbj. Is controlled, and the attitude of Mbj is controlled so that the center of the optical axis of the reflected light from Mai becomes the center of the port of Pbj.

【0017】ところで図6は、空間伝播時のビームの半
径方向の強度分布を示し、ビーム中心の強度を1とした
相対強度で示す。この強度分布からわかるように、ビー
ム中心部がもっとも強度が強く周辺部で弱くなるという
強度分布を持つ。本発明では、この強度分布の特性を用
いてビームの光軸中心を検出するようにしている。
FIG. 6 shows the intensity distribution of the beam in the radial direction at the time of spatial propagation, and shows the relative intensity with the intensity at the center of the beam as 1. As can be seen from this intensity distribution, the intensity is strongest at the center of the beam and weaker at the periphery. In the present invention, the center of the optical axis of the beam is detected using the characteristics of the intensity distribution.

【0018】図7のように出射側ミラー14の周辺部
に、入射した光の一部が当たるように入射光の波長を受
光感度域とする受光素子30を90°角で4個形成すれ
ば、入射側ミラー13から入ってきたビームの中心位置
によってそれぞれの受光素子30にあたる光量に差異が
生じる。また、出射ポート12付近に出射側ミラー14
からの光の一部が当たるように同様に受光素子を形成す
れば、同様に光軸中心の位置によってそれぞれの受光素
子にあたる光量には差異が生じる。
As shown in FIG. 7, four light-receiving elements 30 having a 90 ° angle and having a wavelength of incident light as a light-receiving sensitivity region are formed on the periphery of the exit-side mirror 14 so that a part of the incident light is applied. The amount of light that strikes each light receiving element 30 differs depending on the center position of the beam entering from the incident side mirror 13. Further, the emission side mirror 14 is provided near the emission port 12.
Similarly, if the light receiving elements are formed so that a part of the light from the light receiving element strikes, the amount of light applied to each light receiving element differs depending on the position of the center of the optical axis.

【0019】たとえば受光素子30としてフォトダイオ
ードを用い、これで受光した光によって生じた光電流を
検出するといった方法や半導体の光導電効果を用い受光
した光による抵抗変化を検出するといった方法で受光部
に当たる光量を知ることができる。たとえば,情報の伝
送に使用される波長として一般的に使用される 1.3 [u
m] 帯, 1.5 [um] 帯については,Geフォトダイオー
ド, InGaAs フォトダイオード,0.8 [um] 帯について
は Siフォトダイオード等の構成が考えられ、ミラーア
レイを作成するプロセスと一括して受光素子を形成し得
る。
For example, a photodiode is used as the light receiving element 30, and a photocurrent generated by the light received by the photodiode is detected, or a resistance change due to the received light is detected by using a photoconductive effect of a semiconductor. Can be known. For example, 1.3 [u
For the [m] band and 1.5 [um] band, configurations such as a Ge photodiode and an InGaAs photodiode, and for the 0.8 [um] band, a Si photodiode can be considered. Can be formed.

【0020】受光素子30を一体に形成したミラーにお
いては、図8に示すようにミラー中心から光軸中心50
の位置がずれている場合には、それぞれの受光素子3
1、32、33および34への各入射光量PDx1、PD
x2、PDy1およびPDy2は、図9のようにそれぞれで差
異が生じる。一方、図10に示すようにミラー中心に光
軸中心50が一致する場合には、それぞれの受光素子へ
の入射光量は図11のように差異を生じない。つまり、
それぞれの受光素子の検出量が均等になるように光軸中
心位置を制御することにより光軸をミラー中心に一致さ
せることができる。
In a mirror in which the light receiving element 30 is integrally formed, as shown in FIG.
Are shifted, the respective light receiving elements 3
1, 32, 33 and 34, the amount of incident light PDx1, PD
x2, PDy1, and PDy2 are different from each other as shown in FIG. On the other hand, when the center of the optical axis coincides with the center of the mirror as shown in FIG. 10, there is no difference in the amount of light incident on each light receiving element as shown in FIG. That is,
The optical axis can be made to coincide with the mirror center by controlling the optical axis center position so that the detection amounts of the respective light receiving elements become equal.

【0021】図12のように入射側ミラー13の姿勢制
御を、互いに直交する回転軸61および62によって独
立に行う場合を考える。この入射側ミラー13を図1の
ような状況で回転軸61でもって当入射側ミラー13を
回転させたとき、図13に示すように、出射側ミラー1
4では、ライン64'上に沿ってビームの光軸中心が移
動したとする。この場合、その光軸中心が、この出射側
ミラー14の中心を通るライン64上を移動するよう
に、入射側ミラー13を回転軸62で回転させる。これ
と同じことをして、前記ライン64と直交するライン6
3を決定する。あるいは単に、この出射側ミラー14の
中心を通り、かつ、ライン64と直交するラインを決定
してもよい。
A case is considered in which the attitude control of the incident side mirror 13 is performed independently by rotating axes 61 and 62 orthogonal to each other as shown in FIG. When the incident side mirror 13 is rotated about the rotation axis 61 in the situation shown in FIG. 1 as shown in FIG.
In 4, it is assumed that the optical axis center of the beam has moved along the line 64 '. In this case, the incident side mirror 13 is rotated about the rotation axis 62 such that the center of the optical axis moves on a line 64 passing through the center of the exit side mirror 14. Doing the same, line 6 orthogonal to line 64
3 is determined. Alternatively, a line that passes through the center of the emission side mirror 14 and is orthogonal to the line 64 may be determined.

【0022】次いで、両ライン63、64上に前述した
受光素子31〜34が位置するように、この出射側ミラ
ー14を出射側ミラーアレイ4上でセットする。このよ
うに、各回転軸によって移動する光軸中心の経路上に受
光素子を配置しておくことにより、図8〜図11で述べ
たごとく、入射側ミラーアレイ3の入射側ミラー13で
切替えられたビームの光軸中心を、出射側ミラーアレイ
4における所望の出射側ミラー14のミラー中心に精度
よく一致させることができる。
Next, the output side mirror 14 is set on the output side mirror array 4 so that the above-mentioned light receiving elements 31 to 34 are located on both lines 63 and 64. As described above with reference to FIGS. 8 to 11, by switching the light receiving element on the path around the optical axis that is moved by each rotation axis, the light receiving element is switched by the incident side mirror 13 of the incident side mirror array 3. The center of the optical axis of the emitted beam can be accurately matched with the mirror center of the desired output side mirror 14 in the output side mirror array 4.

【0023】同様に、その出射側ミラー14により切替
えられたビームの光軸中心が出射側ポートアレイ2上の
対応する出射ポート12の中央に照射させるために、こ
の出射ポート12に設けたコリメートレンズに対しても
上述した受光素子を設ける。
Similarly, a collimating lens provided at the output port 12 for irradiating the center of the optical axis of the beam switched by the output mirror 14 to the center of the corresponding output port 12 on the output port array 2. The light receiving element described above is also provided for.

【0024】以上のように,切り替えるべき回線の信号
光の一部を用い、受光素子の受光光量の情報を入射側ミ
ラーあるいは出射側ミラーの姿勢制御に使用することに
よって光軸とミラー中心の不一致によるスイッチの損失
を低減することができ、低損失の光スイッチの実現が可
能となる。また、回線接続中にも回線の接続状態の変化
を常時知り得るので、外部からの振動等に対しても損失
の変動が小さく、回線断に対する耐性の高いスイッチを
実現できるという効果がある。
As described above, by using a part of the signal light of the line to be switched and using the information of the amount of light received by the light receiving element for the attitude control of the incident side mirror or the exit side mirror, the discrepancy between the optical axis and the mirror center is obtained. , It is possible to reduce the loss of the switch, and to realize an optical switch with low loss. In addition, since the change in the connection state of the line can always be known even during the line connection, there is an effect that a change in loss is small even with external vibrations and the like, and a switch having high resistance to line disconnection can be realized.

【0025】尚、図1に示した実施の形態1では、複数
の入射側ファイバ21および出射側ファイバ22を持つ
が、1本もしくは2本であっても同じ効果を持つ光スイ
ッチを構成できる。
Although the first embodiment shown in FIG. 1 has a plurality of incident side fibers 21 and a plurality of exit side fibers 22, an optical switch having the same effect can be constituted with one or two fibers.

【0026】実施の形態2 実施の形態1においては光路切替素子としてミラーを用
いたが、光路切替素子にはミラーに限らずレンズ、屈折
率可変素子等を用いた構成でもよく、図14に示すよう
に、入射側ミラーアレイ5および出射側ミラーアレイ6
に、ミラーによる反射ではなくレンズ15、16の透過
による接続回線の切替を行うようにし、しかもこれらの
レンズと受光素子とを一体に形成することにより前実施
形態と同様の効果がある。この場合、入射側ファイバ2
1からのビームは、出射側ファイバ22に向けて進むた
め、入射ポートアレイ1、入射側ミラーアレイ5、出射
側ミラーアレイ6および出射ポートアレイ2は、図1の
ような立体的な構成ではなく、一列に整列して設けるこ
とができる。
Second Embodiment In the first embodiment, a mirror is used as an optical path switching element. However, the optical path switching element is not limited to a mirror, but may be a configuration using a lens, a variable refractive index element, or the like, as shown in FIG. As described above, the incident side mirror array 5 and the exit side mirror array 6
In addition, by switching the connection line by transmission of the lenses 15 and 16 instead of reflection by the mirror, and by integrally forming these lenses and the light receiving element, the same effect as in the previous embodiment can be obtained. In this case, the incident side fiber 2
Since the beam from 1 proceeds toward the output side fiber 22, the input port array 1, the input side mirror array 5, the output side mirror array 6, and the output port array 2 are not three-dimensionally configured as shown in FIG. , Can be arranged in a line.

【0027】実施の形態3 実施の形態1においては受光素子はミラーの外周部に設
けたが、図15,16に示すように基板42上の受光部
分30の上に半透明の反射ミラー41を設け、反射ミラ
ー41へ入射した光の一部が受光部分30に入射するよ
うにしても同様の効果がある。この構成では、反射ミラ
ー41による出射側のビーム形状への影響を与えないと
いう効果がある。
Third Embodiment In the first embodiment, the light receiving element is provided on the outer periphery of the mirror. However, as shown in FIGS. 15 and 16, a translucent reflecting mirror 41 is provided on the light receiving portion 30 on the substrate 42. The same effect can be obtained by providing a part of the light incident on the reflection mirror 41 to the light receiving part 30. In this configuration, there is an effect that the reflection mirror 41 does not affect the beam shape on the emission side.

【0028】実施の形態4 実施の形態1において受光素子を入射側ミラーの駆動軸
に対応させて、受光素子を2対、計4個配置したが、図
17に示すように受光素子30は3個であってもよく、
当然、5個以上であってもよい。いずれの場合でも受光
素子の検出量に基づいて光軸中心位置を算出することが
でき、光軸中心をミラー中心に一致させることができ
る。
Fourth Embodiment In the first embodiment, a total of four light receiving elements are arranged in two pairs in correspondence with the driving axis of the incident side mirror. However, as shown in FIG. May be individual,
Naturally, the number may be five or more. In any case, the optical axis center position can be calculated based on the detection amount of the light receiving element, and the optical axis center can be made to coincide with the mirror center.

【0029】実施の形態5 以上の実施の形態1においては、切り替えるべき回線の
信号光の波長を、受光感度域とする受光素子を用いた
が、そうでない場合も可能である。図18のように、信
号光25とは別の波長域の制御光26を出力する光源1
01を備えると共に、入射ポート11よりも入射側の光
路において、合波器102を設け、この合波器102に
おいて、信号光25に前記制御光26を合波する。実施
例1(他の実施形態も可)による光スイッチ103におい
ては、制御光26の波長域を受光感度域とする受光素子
を用い、その受光素子でもって制御光26の光分布を計
測することにより、信号光25の光軸中心を知る。この
光スイッチ103を通過した信号光25および制御光2
6をフィルタ104に通すことにより、信号光25のみ
を選択的に通過させる。
Fifth Embodiment In the first embodiment, the light receiving element is used in which the wavelength of the signal light of the line to be switched is set to the light receiving sensitivity range. As shown in FIG. 18, the light source 1 outputs control light 26 in a wavelength range different from the signal light 25.
01, and a multiplexer 102 is provided in the optical path on the incident side of the incident port 11. In the multiplexer 102, the control light 26 is multiplexed with the signal light 25. In the optical switch 103 according to the first embodiment (other embodiments are also possible), a light receiving element having a wavelength range of the control light 26 as a light receiving sensitivity area is used, and the light distribution of the control light 26 is measured by the light receiving element. Thus, the center of the optical axis of the signal light 25 is known. The signal light 25 and the control light 2 that have passed through the optical switch 103
6 is passed through the filter 104 so that only the signal light 25 is selectively passed.

【0030】このように別の波長域の制御光26をミラ
ーの姿勢制御用として用いる構成であれば、本来の信号
光25の損失を小さくでき、かつ出射側のビーム形状へ
の影響を与えないという効果がある。
If the control light 26 of another wavelength range is used for controlling the attitude of the mirror as described above, the loss of the original signal light 25 can be reduced, and the beam shape on the emission side is not affected. This has the effect.

【0031】実施の形態6 以上の実施の形態1〜5においては、レンズアレイやミ
ラーアレイを作成する一連のプロセスにおいて受光素子
を形成するとしたが、受光素子は別途作成し、レンズア
レイやミラーアレイの作成後に両者を張り合わせ等によ
って一体のアレイとしても、同様の効果がある。
Sixth Embodiment In the first to fifth embodiments, the light receiving element is formed in a series of processes for forming the lens array and the mirror array. However, the light receiving element is separately formed and the lens array and the mirror array are formed. The same effect can be obtained if both are integrated into an array by laminating the two after the formation.

【0032】実施の形態7 実施の形態1から6においては入射側ミラーアレイから
の光は直接出射側ミラーに当てていたが、図19のよう
に、1枚のポートアレイ8に、図1の入射ポートアレイ
1における入射ポート11と、出射ポートアレイ2にお
ける出射ポート12とを形成すると共に1枚のミラーア
レイ9に、図1の入射側ミラーアレイ3における入射側
ミラー13と、出射側ミラーアレイ4における出射側ミ
ラー14とを形成する。そして、入射ポート11からの
ビームを入射側ミラー13で反射させて、別途設けた全
反射ミラー7で更に反射させて光路23のごとく、出射
側ミラー14に入射させ、その出射側ミラー14で反射
させたビームを出射ポート12へ導く。
Seventh Embodiment In the first to sixth embodiments, the light from the incident side mirror array is directly applied to the outgoing side mirror. However, as shown in FIG. An input port 11 in the input port array 1 and an output port 12 in the output port array 2 are formed, and one mirror array 9 is provided with the input side mirror 13 and the output side mirror array in the input side mirror array 3 of FIG. 4 and the exit side mirror 14 are formed. Then, the beam from the entrance port 11 is reflected by the entrance side mirror 13, further reflected by the total reflection mirror 7 provided separately, enters the exit side mirror 14 like the optical path 23, and is reflected by the exit side mirror 14. The emitted beam is guided to the emission port 12.

【0033】このように、1枚の基板8および9に、2
種のポートやミラーを形成した場合にも同様の効果があ
る。
As described above, one substrate 8 and 9
The same effect can be obtained when a kind of port or mirror is formed.

【0034】実施の形態8 また実施の形態1から6においては入射側レンズアレイ
と出射側ミラーアレイ、入射側ミラーアレイと出射側レ
ンズアレイは、ぞれぞれ別のアレイとなっていたが、図
20のように、アレイ91に、図1の入射ポートアレイ
1における入射ポート11と、出射側ミレーアレイ4に
おける出射側ミラー14とを混在して構成し、アレイ9
1と対向するように設けたアレイ92に、図1の出射ポ
ートアレイ2における出射ポート12と、入射側ミレー
アレイ3における入射側ミラー13とを混在して構成し
てもよい。
Eighth Embodiment In the first to sixth embodiments, the incident-side lens array and the exit-side mirror array, and the incident-side mirror array and the exit-side lens array are separate arrays. As shown in FIG. 20, the array 91 includes the input port 11 of the input port array 1 of FIG. 1 and the output mirror 14 of the output millet array 4 in a mixed manner.
The output port 12 in the output port array 2 of FIG. 1 and the incident-side mirror 13 in the incident-side millet array 3 may be mixedly provided in the array 92 provided so as to be opposed to 1.

【0035】この図20でわかるように、シンプルな構
成でありながら上述のものと同様の効果がある。
As can be seen from FIG. 20, the same effects as those described above can be obtained with a simple structure.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の光スイッチでは、光路切替要素
の可動部分あるいは出射ポート部に受光素子を設け、こ
の受光素子への入射光量を検出することによって、回線
接続中においても光路切替要素や出射ポートへ入射する
ビーム光の状態を直接にかつ常時監視することができ
る。この受光素子よりも入射側にある前段の光路切替要
素の光軸切替方向の制御に、受光素子の出力を適用で
き、そのため、光軸とミラー中心の不一致に起因するス
イッチの挿入損失を低減することができ、低損失の光ス
イッチの実現が可能となるという効果がある。さらに、
回線接続中にも回線の接続状態の変化を常時知り得るの
で、外部からの振動等に対しても、光路切替要素を的確
に制御できるため回線断を防止できる。
According to the optical switch of the present invention, a light receiving element is provided at a movable portion or an output port of the optical path switching element, and by detecting the amount of light incident on the light receiving element, the light path switching element and the light path switching element can be connected even during line connection. The state of the light beam entering the exit port can be monitored directly and constantly. The output of the light receiving element can be applied to the control of the optical axis switching direction of the preceding optical path switching element on the incident side of the light receiving element, thereby reducing the insertion loss of the switch due to the mismatch between the optical axis and the mirror center. This has the effect of realizing a low-loss optical switch. further,
Since the change in the connection state of the line can always be known even during the line connection, the optical path switching element can be accurately controlled even in response to external vibration or the like, thereby preventing line disconnection.

【0037】3個以上の受光素子を、光路切替要素ある
いは出射ポートの外周部に配置したので、各々の受光素
子への入射光量の比較からこの光路切替素子への入射光
のビーム中心位置をより正確に検出することができる。
Since three or more light receiving elements are arranged on the outer periphery of the light path switching element or the outgoing port, the beam center position of the light incident on the light path switching element can be determined by comparing the amounts of light incident on each light receiving element. It can be detected accurately.

【0038】光路切替素子を半透明ミラーとし、その下
に複数の受光素子を配置することにより、入射光の一部
を受光素子にて受光することができ、光路切替素子より
出射側での光のビーム形状への影響を小さくできるとい
う効果がある。また、各々の受光素子への入射光量の比
較から入射光のビーム中心位置を正確に算出することが
できる。
By arranging the light path switching element as a translucent mirror and arranging a plurality of light receiving elements below the light path switching element, a part of the incident light can be received by the light receiving element, and the light on the emission side from the light path switching element can be received. There is an effect that the influence on the beam shape can be reduced. In addition, it is possible to accurately calculate the beam center position of the incident light from the comparison of the amounts of light incident on the respective light receiving elements.

【0039】受光素子が切り替えるべき回線の信号光の
波長を受光感度域に持つことにより、スイッチへ入射し
た信号光の他に別途光源を設けることなく、光路切替素
子への入射光のビーム中心位置を算出する際に信号光の
一部を用いることができるという効果がある。
By having the wavelength of the signal light of the line to be switched by the light receiving element in the light receiving sensitivity range, the beam center position of the light entering the optical path switching element can be provided without providing a separate light source in addition to the signal light entering the switch. There is an effect that a part of the signal light can be used when calculating.

【0040】本来の光信号とは別の波長の制御光を前記
光信号に合波させ、その制御光の波長域に受光感度を持
つ受光素子により、制御光の強度を検出するようにした
ので、スイッチへ入射した信号光の光路切替素子での信
号の損失を抑え、光路切替素子より出射側での光のビー
ム形状への影響を小さくできるという効果がある。
The control light having a wavelength different from that of the original optical signal is multiplexed with the optical signal, and the intensity of the control light is detected by a light receiving element having light receiving sensitivity in the wavelength region of the control light. This has the effect of suppressing the signal loss of the signal light incident on the switch at the optical path switching element and reducing the influence on the beam shape of the light at the exit side from the optical path switching element.

【0041】各々の駆動系によるビーム中心の移動を制
御できる方向に対応して受光素子を配置することによ
り、各々の駆動系に対応した受光素子の出力の比較か
ら、容易に駆動系の制御を行い得る。
By arranging the light receiving elements corresponding to the directions in which the movement of the beam center by each drive system can be controlled, it is possible to easily control the drive systems by comparing the outputs of the light receiving elements corresponding to each drive system. Can do.

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

【図1】 本発明の第1の実施形態を示した光スイッチ
の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical switch showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1における入射ポートアレイおよび入射側
ミラーアレイの詳細図
FIG. 2 is a detailed view of an incident port array and an incident side mirror array in FIG.

【図3】 ミラーの取り付け機構を示した図FIG. 3 is a diagram showing a mirror mounting mechanism.

【図4】 入射側ミラーアレイにおける各ミラーの光路
切替えを示した図
FIG. 4 is a diagram showing optical path switching of each mirror in the incident side mirror array.

【図5】 出射側ミラーアレイにおける各ミラーの作用
を示した図
FIG. 5 is a diagram showing the operation of each mirror in the exit-side mirror array.

【図6】 ビームスポットにおける光強度の分布を示し
た図
FIG. 6 is a diagram showing a distribution of light intensity in a beam spot.

【図7】 受光素子を有するミラーの図FIG. 7 is a diagram of a mirror having a light receiving element.

【図8】 ビーム中心がミラー中心から外れている様子
を示した図
FIG. 8 is a diagram showing a state where a beam center is deviated from a mirror center.

【図9】 図8の状況での各受光素子の入射光量を示し
たグラフ
9 is a graph showing the amount of incident light of each light receiving element in the situation of FIG.

【図10】 ビーム中心がミラー中心に一致した様子を
示した図
FIG. 10 is a diagram showing a state in which a beam center coincides with a mirror center.

【図11】 図10の状況での各受光素子の入射光量を
示したグラフ
11 is a graph showing the amount of incident light of each light receiving element in the situation of FIG.

【図12】 ミラーにおける回転軸を示した図FIG. 12 is a diagram showing a rotation axis in a mirror;

【図13】 ミラー上での光軸中心の移動方向を示した
FIG. 13 is a diagram showing a moving direction of an optical axis center on a mirror.

【図14】 本発明の第2の実施形態を示した光スイッ
チの概略構成図
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an optical switch showing a second embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の第3の実施形態で用いたミラーの
構成図
FIG. 15 is a configuration diagram of a mirror used in a third embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の第3の実施形態で用いたミラーの
構成図
FIG. 16 is a configuration diagram of a mirror used in a third embodiment of the present invention.

【図17】 本発明の第4の実施形態で用いた、受光素
子を3個としたミラーの構成図
FIG. 17 is a configuration diagram of a mirror having three light receiving elements used in a fourth embodiment of the present invention.

【図18】 本発明の第5の実施形態で採用したを示し
た制御光を合波させるための制御ブロック図
FIG. 18 is a control block diagram for multiplexing control light, which is employed in the fifth embodiment of the present invention.

【図19】 本発明の第7の実施形態を示した光スイッ
チの概略構成図
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of an optical switch showing a seventh embodiment of the present invention.

【図20】 本発明の第8の実施形態を示した光スイッ
チの概略構成図
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of an optical switch showing an eighth embodiment of the present invention.

【図21】 従来の光スイッチの概略構成図FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a conventional optical switch.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入射ポートアレイ、2 出射ポートアレイ、3 入
射側ミラーアレイ、4出射側ミラーアレイ、7 全反射
ミラー、8 ポートアレイ、9 ミラーアレイ、11
入射ポート、12 出射ポート、13 入射側ミラー、
14 出射側ミラーアレー、15,16 レンズ、21
入射側ファイバ、22 出射側ファイバ、23 光
路、25 光信号、26 制御光、27a,27b ジ
ンバル機構、30,31,32,33,34 受光素子、4
1 半透明反射ミラー、50 光軸中心、61,62
回転軸、73 コリメートレンズ、76 光軸、91,
92アレイ、101 制御光光源、102 合波器、1
04 フィルタ
Reference Signs List 1 entrance port array, 2 exit port array, 3 entrance mirror array, 4 exit mirror array, 7 total reflection mirror, 8 port array, 9 mirror array, 11
Input port, 12 output port, 13 input side mirror,
14 Exit-side mirror array, 15, 16 lens, 21
Input fiber, 22 Output fiber, 23 Optical path, 25 Optical signal, 26 Control light, 27a, 27b Gimbal mechanism, 30, 31, 32, 33, 34 Light receiving element, 4
1 translucent reflection mirror, 50 optical axis center, 61, 62
Rotation axis, 73 collimating lens, 76 optical axis, 91,
92 array, 101 control light source, 102 multiplexer, 1
04 Filter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1本の入射側光ファイバと、
少なくとも1本の出射側ファイバとで随意のファイバ間
相互で接続するための光スイッチにおいて、 各入射側光ファイバより導かれた入射光を平行ビームに
変換する入射ポートと、 入射する平行ビームを集光して各出射側ファイバに導く
出射ポートと、 平行ビームの光路を変更することにより、随意の入射ポ
ートと随意の出射ポートとの間を接続するための光路切
替要素と、 光路切替要素により光路変更された平行ビームを取り込
む、出射ポートもしくは第2の光路切替要素の部分に設
けた受光光量を検出するための受光素子とを有すること
を特徴とする光スイッチ。
1. At least one incident side optical fiber,
An optical switch for interconnecting arbitrary fibers with at least one output fiber, an input port for converting incident light guided from each input optical fiber into a parallel beam, An output port for guiding light to each output side fiber, an optical path switching element for connecting between an optional input port and an optional output port by changing the optical path of a parallel beam, and an optical path by an optical path switching element. An optical switch, comprising: a light-receiving element for detecting a light-receiving amount provided at an output port or a second optical path switching element for receiving the changed parallel beam.
【請求項2】 上記受光素子を、出射ポートあるいは第
2の光路切替要素の外周部に3個以上配置した請求項1
記載の光スイッチ。
2. The light receiving element according to claim 1, wherein three or more of the light receiving elements are arranged on an outer peripheral portion of the output port or the second optical path switching element.
An optical switch as described.
【請求項3】 上記光路切替素子を半透明ミラーとし、
複数の受光素子上に配置した請求項1記載の光スイッ
チ。
3. The optical path switching element is a translucent mirror,
The optical switch according to claim 1, wherein the optical switch is arranged on a plurality of light receiving elements.
【請求項4】 受光素子が光信号の波長を受光感度域に
持つ請求項1〜3のいずれかに記載の光スイッチ。
4. The optical switch according to claim 1, wherein the light receiving element has a wavelength of the optical signal in a light receiving sensitivity range.
【請求項5】 光信号とは別の波長の制御光を前記光信
号に合波させ、その制御光の波長域に受光感度を持つ受
光素子により、制御光の強度を検出する請求項1〜3の
いずれかに記載の光スイッチ。
5. A control light having a wavelength different from that of an optical signal is multiplexed with the optical signal, and the intensity of the control light is detected by a light receiving element having a light receiving sensitivity in a wavelength region of the control light. 4. The optical switch according to any one of 3.
【請求項6】 複数の受光素子を、前段の光路切替要素
の光軸方向を切り替えるための駆動系が制御できる方向
にぞれぞれ対応して配置した請求項1〜5のいずれかに
記載の光スイッチ。
6. The light-receiving element according to claim 1, wherein the plurality of light-receiving elements are arranged in a direction that can be controlled by a drive system for switching the optical axis direction of the optical path switching element in the preceding stage. Light switch.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7653273B2 (en) 2004-10-29 2010-01-26 Fujitsu Limited Optical switch
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