JP2003005230A - 光回路装置 - Google Patents
光回路装置Info
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- JP2003005230A JP2003005230A JP2001186272A JP2001186272A JP2003005230A JP 2003005230 A JP2003005230 A JP 2003005230A JP 2001186272 A JP2001186272 A JP 2001186272A JP 2001186272 A JP2001186272 A JP 2001186272A JP 2003005230 A JP2003005230 A JP 2003005230A
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- lens
- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光回路装置に関し、材料及び構造を適切に選
択した二次元レンズを用い、その焦点距離を容易に調整
できるようにし、環境変化の如何に拘わらず光導波路間
を正確に光結合できるようにする。 【解決手段】 入射側光導波路及び出射側光導波路と、
それ等光導波路間に形成されて光信号を面内方向でコリ
メート或いは集光する二次元レンズ４１と、二次元レン
ズ４１に対向して形成され電気光学材料からなると共に
表裏に電極をもつ二次元レンズ領域４２とを含む光回路
基板を備える。
択した二次元レンズを用い、その焦点距離を容易に調整
できるようにし、環境変化の如何に拘わらず光導波路間
を正確に光結合できるようにする。 【解決手段】 入射側光導波路及び出射側光導波路と、
それ等光導波路間に形成されて光信号を面内方向でコリ
メート或いは集光する二次元レンズ４１と、二次元レン
ズ４１に対向して形成され電気光学材料からなると共に
表裏に電極をもつ二次元レンズ領域４２とを含む光回路
基板を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ネットワークの
クロス・ポイントに配置して光信号を交換する機能をも
つ光切り換え装置や光クロス・コネクト装置に用いられ
る光スイッチが形成された基板、また、光導波路形態の
光スイッチ基板や光導波路基板を光接続する為の光コネ
クタなどをもつ光回路装置の改良に関する。
クロス・ポイントに配置して光信号を交換する機能をも
つ光切り換え装置や光クロス・コネクト装置に用いられ
る光スイッチが形成された基板、また、光導波路形態の
光スイッチ基板や光導波路基板を光接続する為の光コネ
クタなどをもつ光回路装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光通信に於いては、伝送帯域が
増大しつつあり、波長多重化技術の進歩と相俟って、高
速・大容量化の道を進んでいる。
増大しつつあり、波長多重化技術の進歩と相俟って、高
速・大容量化の道を進んでいる。
【０００３】従って、基幹通信ネットワークに於ける光
ファイバ網のハード・ウェア・インフラストラクチュア
を構築する為、光信号の行き先を切り換える接続切り換
え装置は重要である。
ファイバ網のハード・ウェア・インフラストラクチュア
を構築する為、光信号の行き先を切り換える接続切り換
え装置は重要である。
【０００４】従来、光信号を切り換えるには、一旦、電
気信号に変換し、その状態で接続を切り換え、その後、
再び光信号に変換する形態の光クロス・コネクト装置が
主流になっていて、電気信号を切り換えるには、電子ス
イッチで構成したクロスバー・スイッチが用いられてい
る。
気信号に変換し、その状態で接続を切り換え、その後、
再び光信号に変換する形態の光クロス・コネクト装置が
主流になっていて、電気信号を切り換えるには、電子ス
イッチで構成したクロスバー・スイッチが用いられてい
る。
【０００５】然しながら、電気スイッチを用いて構成さ
れた切り換え装置では、データ速度が１０〔Ｇｂ／ｓ〕
を越えた場合、対応することは困難である。
れた切り換え装置では、データ速度が１０〔Ｇｂ／ｓ〕
を越えた場合、対応することは困難である。
【０００６】そのような電気スイッチに代えて、光の伝
播パスを切り換えるようにした光クロス・コネクト・ス
イッチが開発され、それに依れば、光／電気の変換が不
要となって、光信号の速度（周波数）に依存しない光ク
ロス・コネクト装置が実現される。
播パスを切り換えるようにした光クロス・コネクト・ス
イッチが開発され、それに依れば、光／電気の変換が不
要となって、光信号の速度（周波数）に依存しない光ク
ロス・コネクト装置が実現される。
【０００７】上記の光クロス・コネクト装置に用いる光
クロス・コネクト・スイッチは、通常、２×２のマトリ
クス・スイッチをベースとして構成されるが、ポート数
が増大した場合、損失の絶対値、及び、ポート間のばら
つきが問題になる為、パス間の光損失の差が小さいアナ
ログ光偏向型スイッチが好ましいとされている。
クロス・コネクト・スイッチは、通常、２×２のマトリ
クス・スイッチをベースとして構成されるが、ポート数
が増大した場合、損失の絶対値、及び、ポート間のばら
つきが問題になる為、パス間の光損失の差が小さいアナ
ログ光偏向型スイッチが好ましいとされている。
【０００８】具体的には、マイクロ・ミラーを用いた偏
向に依る光ビーム切り換え方式のスイッチを使うことが
でき、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈ
ａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）技術に依って微小ミラー
を三次元に集積したスイッチが知られている。
向に依る光ビーム切り換え方式のスイッチを使うことが
でき、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈ
ａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）技術に依って微小ミラー
を三次元に集積したスイッチが知られている。
【０００９】然しながら、ＭＥＭＳ技術で形成した光ス
イッチは、３２×３２の規模でもサイズが大きく、光入
出力用ポート（光ファイバ・コネクタ）を含めたモジュ
ール・サイズは２０〔ｃｍ〕〜３０〔ｃｍ〕角になって
しまう。
イッチは、３２×３２の規模でもサイズが大きく、光入
出力用ポート（光ファイバ・コネクタ）を含めたモジュ
ール・サイズは２０〔ｃｍ〕〜３０〔ｃｍ〕角になって
しまう。
【００１０】これに対し、二次元基板上に形成された複
数個のｍ×ｎ光スイッチを配列し、２次元の光入出力ポ
ート配置をもつ光スイッチ群を構成することに依って、
モジュール・サイズを大幅に縮小する発明が提案（要す
れば、「特願平１３−４０００６号」、を参照）されて
いて、この発明に依れば、光クロス・コネクト・スイッ
チとして、二次元基板上にスイッチ群を構成する方法が
大変好ましいことが看取できる。
数個のｍ×ｎ光スイッチを配列し、２次元の光入出力ポ
ート配置をもつ光スイッチ群を構成することに依って、
モジュール・サイズを大幅に縮小する発明が提案（要す
れば、「特願平１３−４０００６号」、を参照）されて
いて、この発明に依れば、光クロス・コネクト・スイッ
チとして、二次元基板上にスイッチ群を構成する方法が
大変好ましいことが看取できる。
【００１１】図２は複数枚の光スイッチ基板群を複数段
に亙って連結して構成した光回路装置を表す要部斜面図
である。
に亙って連結して構成した光回路装置を表す要部斜面図
である。
【００１２】図に於いて、１は光分波器、２はアレイ対
応光コネクタ、３は第１段目光スイッチ基板群、４はマ
トリクス対応光コネクタ、５は第２段目光スイッチ基板
群、６はマトリクス対応光コネクタ、７は第３段目光ス
イッチ基板群、８はアレイ対応光コネクタ、９は光合波
器、１０は光増幅器をそれぞれ示している。
応光コネクタ、３は第１段目光スイッチ基板群、４はマ
トリクス対応光コネクタ、５は第２段目光スイッチ基板
群、６はマトリクス対応光コネクタ、７は第３段目光ス
イッチ基板群、８はアレイ対応光コネクタ、９は光合波
器、１０は光増幅器をそれぞれ示している。
【００１３】図３は二次元基板上に光スイッチ群を構成
した光スイッチ基板を表す要部平面図である。
した光スイッチ基板を表す要部平面図である。
【００１４】図に於いて、１１は入射側チャネル型光導
波路、１２はコリメート用二次元レンズ、１３はビーム
偏向用光偏向素子、１４はスラブ型光導波路、１５は角
度調節用光偏向素子、１６は集光用二次元レンズ、１７
は出射側チャネル型光導波路をそれぞれ示している。
波路、１２はコリメート用二次元レンズ、１３はビーム
偏向用光偏向素子、１４はスラブ型光導波路、１５は角
度調節用光偏向素子、１６は集光用二次元レンズ、１７
は出射側チャネル型光導波路をそれぞれ示している。
【００１５】図示の光スイッチ基板に於いては、入射側
チャネル型光導波路１１から入射された光信号はコリメ
ート用二次元レンズ１２でコリメートされ、その光信号
はビーム偏向用光偏向素子１３で所望の方向に偏向さ
れ、その光信号はスラブ型光導波路１４を伝播して対応
する角度調節用光偏向素子１５に入射し、その光信号は
角度調節されてから対応する集光用二次元レンズ１６で
集光され、その光信号は対応する出射側チャネル型光導
波路１７に入射するようになっている。
チャネル型光導波路１１から入射された光信号はコリメ
ート用二次元レンズ１２でコリメートされ、その光信号
はビーム偏向用光偏向素子１３で所望の方向に偏向さ
れ、その光信号はスラブ型光導波路１４を伝播して対応
する角度調節用光偏向素子１５に入射し、その光信号は
角度調節されてから対応する集光用二次元レンズ１６で
集光され、その光信号は対応する出射側チャネル型光導
波路１７に入射するようになっている。
【００１６】ところで、光クロス・コネクトを行うに際
しては、光導波路形態の入出力ポート間を異なる光スイ
ッチ基板で光接続する必要があり、例えば光導波路間に
レンズを配設し、光導波路からの出射発散光をレンズで
他の光導波路に向けて集束させることで接続する方法が
知られている（要すれば、「特開２０００−３０４９６
６号公報」、を参照）。
しては、光導波路形態の入出力ポート間を異なる光スイ
ッチ基板で光接続する必要があり、例えば光導波路間に
レンズを配設し、光導波路からの出射発散光をレンズで
他の光導波路に向けて集束させることで接続する方法が
知られている（要すれば、「特開２０００−３０４９６
６号公報」、を参照）。
【００１７】図４は光クロス・コネクトを行う際に必要
となる光導波路基板を接続する為の光コネクタを表す説
明図であって、（Ａ）は光コネクタ近傍の要部平面、
（Ｂ）は光導波路基板を接続した状態を表す要部切断側
面、（Ｃ）は光導波路基板を外した状態を表す要部切断
側面、（Ｄ）は光コネクタに用いているレンズの要部斜
面をそれぞれ示している。
となる光導波路基板を接続する為の光コネクタを表す説
明図であって、（Ａ）は光コネクタ近傍の要部平面、
（Ｂ）は光導波路基板を接続した状態を表す要部切断側
面、（Ｃ）は光導波路基板を外した状態を表す要部切断
側面、（Ｄ）は光コネクタに用いているレンズの要部斜
面をそれぞれ示している。
【００１８】図に於いて、２１Ａ及び２１Ｂは光導波路
基板、２２Ａ，２２Ｂ及び２３Ａ，２３Ｂはチャネル型
光導波路、２４Ａ，２４Ｂ及び２５Ａ，２５Ｂは二次元
レンズ、２６Ａ及び２６Ｂは外部二次元レンズ、２７Ａ
及び２７Ｂはコネクタ、２８はスリーブ、３１は二次元
レンズのコア層、３２Ａは二次元レンズの下側クラッド
層、３２Ｂは二次元レンズの上側クラッド層をそれぞれ
示している。
基板、２２Ａ，２２Ｂ及び２３Ａ，２３Ｂはチャネル型
光導波路、２４Ａ，２４Ｂ及び２５Ａ，２５Ｂは二次元
レンズ、２６Ａ及び２６Ｂは外部二次元レンズ、２７Ａ
及び２７Ｂはコネクタ、２８はスリーブ、３１は二次元
レンズのコア層、３２Ａは二次元レンズの下側クラッド
層、３２Ｂは二次元レンズの上側クラッド層をそれぞれ
示している。
【００１９】この場合、コリメート用の二次元レンズ２
４Ａ，２４Ｂ及び集光用の二次元レンズ２５Ａ，２５Ｂ
は接続する光導波路毎に設けられるのであるが、実装上
からはマイクロレンズ・アレイとして一体化されたもの
を用いることができる。
４Ａ，２４Ｂ及び集光用の二次元レンズ２５Ａ，２５Ｂ
は接続する光導波路毎に設けられるのであるが、実装上
からはマイクロレンズ・アレイとして一体化されたもの
を用いることができる。
【００２０】図５はコネクタとスリーブとの関係を表す
要部斜面図であり、図４に於いて用いた記号と同記号は
同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとし、図の
（Ａ）はアレイ対応型を、また、（Ｂ）はマトリクス対
応型をそれぞれ示している。
要部斜面図であり、図４に於いて用いた記号と同記号は
同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとし、図の
（Ａ）はアレイ対応型を、また、（Ｂ）はマトリクス対
応型をそれぞれ示している。
【００２１】ところで、光スイッチ基板に於いて、二次
元基板上に光スイッチ群を構成する場合、チャネル型光
導波路内を伝播してきた光信号を二次元レンズを用いて
二次元的にコリメートしてスラブ型光導波路に入射結合
することが必要であり、その場合、二次元レンズに於け
る焦点距離の環境安定性が問題となる。
元基板上に光スイッチ群を構成する場合、チャネル型光
導波路内を伝播してきた光信号を二次元レンズを用いて
二次元的にコリメートしてスラブ型光導波路に入射結合
することが必要であり、その場合、二次元レンズに於け
る焦点距離の環境安定性が問題となる。
【００２２】即ち、温度変化に起因する屈折率変化、或
いは、サイズや曲率半径の変化などに依り、焦点距離が
初期の設計値から外れて光結合効率が低下する旨の問題
が起こり、そして、このような問題は、異なる光スイッ
チ基板間で光接続を行う場合に用いるレンズに於いても
同様に発生する。
いは、サイズや曲率半径の変化などに依り、焦点距離が
初期の設計値から外れて光結合効率が低下する旨の問題
が起こり、そして、このような問題は、異なる光スイッ
チ基板間で光接続を行う場合に用いるレンズに於いても
同様に発生する。
【００２３】この環境安定性の問題に関し、光学素子の
分野では、レンズに屈折率可変材料である液晶や熱光学
材料を用い、屈折率を変えることに依って焦点距離を可
変とし、光結合効率の低下を防止する発明（要すれば、
「特開平９−１５５７５号公報」、を参照）がなされて
いるが、この公知発明に依った場合、屈折率変化速度や
変化量制御の面で光導波路、特に、光スイッチに適用す
ることはできない。
分野では、レンズに屈折率可変材料である液晶や熱光学
材料を用い、屈折率を変えることに依って焦点距離を可
変とし、光結合効率の低下を防止する発明（要すれば、
「特開平９−１５５７５号公報」、を参照）がなされて
いるが、この公知発明に依った場合、屈折率変化速度や
変化量制御の面で光導波路、特に、光スイッチに適用す
ることはできない。
【００２４】また、レンズの材料として電気光学材料を
用いて焦点距離を可変とし、光結合効率の低下を防止す
る発明（要すれば、「特開昭６０−２５７４２４号公
報、を参照）もなされているが、この発明では、光を三
次元に取り出す構成になっているので、光導波路間を結
合することは不可能であり、特に、光スイッチを構成す
るには不向きである。
用いて焦点距離を可変とし、光結合効率の低下を防止す
る発明（要すれば、「特開昭６０−２５７４２４号公
報、を参照）もなされているが、この発明では、光を三
次元に取り出す構成になっているので、光導波路間を結
合することは不可能であり、特に、光スイッチを構成す
るには不向きである。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、材料及び
構造を適切に選択した二次元レンズを用い、その焦点距
離を容易に調整できるようにし、環境変化の如何に拘わ
らず光導波路間を正確に光結合できるようにする。
構造を適切に選択した二次元レンズを用い、その焦点距
離を容易に調整できるようにし、環境変化の如何に拘わ
らず光導波路間を正確に光結合できるようにする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】通常、温度変化に起因す
るレンズ焦点距離のずれは、レンズの屈折率を調整でき
れば補正することが可能であるのは云うまでもない。
るレンズ焦点距離のずれは、レンズの屈折率を調整でき
れば補正することが可能であるのは云うまでもない。
【００２７】本発明では、ＬｉＮｂＯ3 やＰＬＺＴのよ
うな強誘電体からなる材料を二次元レンズ状に加工し、
その表裏に電極を設け、それ等電極間に電界を加えるこ
とで屈折率を変えて焦点距離を調整するか、又は、前記
同様の強誘電体からなる材料を薄層状に加工し、その表
裏に二次元レンズ状パターンの電極を設け、それ等電極
間に電界を加えることで屈折率を変えて焦点距離を調整
することが基本になっている。
うな強誘電体からなる材料を二次元レンズ状に加工し、
その表裏に電極を設け、それ等電極間に電界を加えるこ
とで屈折率を変えて焦点距離を調整するか、又は、前記
同様の強誘電体からなる材料を薄層状に加工し、その表
裏に二次元レンズ状パターンの電極を設け、それ等電極
間に電界を加えることで屈折率を変えて焦点距離を調整
することが基本になっている。
【００２８】一般に、レンズの焦点距離ｆは次の式で表
される。 ｆ＝ｎ1 Ｒ／（ｎ2 ・ｎ1 ） Ｒ：レンズの曲率半径 ｎ1 ：レンズの周囲の屈折率 ｎ2 ：レンズの屈折率
される。 ｆ＝ｎ1 Ｒ／（ｎ2 ・ｎ1 ） Ｒ：レンズの曲率半径 ｎ1 ：レンズの周囲の屈折率 ｎ2 ：レンズの屈折率
【００２９】ここで、温度変化があった場合、レンズの
曲率Ｒが変化し、また、屈折率ｎも変化し、従って、焦
点距離ｆも変化し、その変化量は、 Ｒ′＝αΔＴ、ｎ′＝βΔＴ、ｆ＝ｎ1 ′Ｒ′／
（ｎ2 ′−ｎ1 ′） α：レンズの線膨張係数 β：レンズの屈折率の温度依存係数 で表される。
曲率Ｒが変化し、また、屈折率ｎも変化し、従って、焦
点距離ｆも変化し、その変化量は、 Ｒ′＝αΔＴ、ｎ′＝βΔＴ、ｆ＝ｎ1 ′Ｒ′／
（ｎ2 ′−ｎ1 ′） α：レンズの線膨張係数 β：レンズの屈折率の温度依存係数 で表される。
【００３０】レンズに於ける焦点の位置ずれ量は、焦点
距離ｆと基板全体の熱膨張の和であるから、本発明で
は、これを電気光学効果で二次元レンズの屈折率を変化
させて０にする。
距離ｆと基板全体の熱膨張の和であるから、本発明で
は、これを電気光学効果で二次元レンズの屈折率を変化
させて０にする。
【００３１】前記手段を採ることに依り、温度変化など
の環境変化が起こっても光結合効率を一定に維持して安
定且つ正確に光信号を切り換えることが可能な光スイッ
チ基板、或いは、光導波路形態の光スイッチ基板や光導
波路基板を同じく光結合効率を一定に維持して安定且つ
正確に光接続することができる光コネクタなどを備えた
光回路装置を容易に実現することができる。
の環境変化が起こっても光結合効率を一定に維持して安
定且つ正確に光信号を切り換えることが可能な光スイッ
チ基板、或いは、光導波路形態の光スイッチ基板や光導
波路基板を同じく光結合効率を一定に維持して安定且つ
正確に光接続することができる光コネクタなどを備えた
光回路装置を容易に実現することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明は、前記図２及び図３につ
いて説明した光スイッチ基板を改良するのに適用して有
効である。
いて説明した光スイッチ基板を改良するのに適用して有
効である。
【００３３】即ち、コリメート用二次元レンズ１２及び
集光用二次元レンズ１６の材料として電気光学効果を示
す材料、例えばＬｉＮｂＯ3 、又は、ＰＬＺＴなどを用
い、それを二次元レンズ形状に加工し、その表裏に電極
を設ける。
集光用二次元レンズ１６の材料として電気光学効果を示
す材料、例えばＬｉＮｂＯ3 、又は、ＰＬＺＴなどを用
い、それを二次元レンズ形状に加工し、その表裏に電極
を設ける。
【００３４】環境変化、例えば温度が変化して二次元レ
ンズの焦点距離にずれを生じた場合には、前記電極間に
電圧を印加することに依り、電気光学効果でレンズの屈
折率を変化させ、レンズ焦点距離のずれを零に調整する
ことが可能であり、それに依って、光導波路間は二次元
レンズに依って正確に光結合されるものである。
ンズの焦点距離にずれを生じた場合には、前記電極間に
電圧を印加することに依り、電気光学効果でレンズの屈
折率を変化させ、レンズ焦点距離のずれを零に調整する
ことが可能であり、それに依って、光導波路間は二次元
レンズに依って正確に光結合されるものである。
【００３５】この光スイッチ基板に関する説明は、前記
図４及び図５について説明した異なる光スイッチ基板或
いは光導波路基板を二次元レンズを用いて光結合する光
コネクタの場合にも同様に当て嵌まる。
図４及び図５について説明した異なる光スイッチ基板或
いは光導波路基板を二次元レンズを用いて光結合する光
コネクタの場合にも同様に当て嵌まる。
【００３６】図１は温度変化が起こっても本発明に依る
二次元レンズに依れば焦点距離を一定に維持できること
を従来の二次元レンズと比較して説明する為の要部平面
説明図であって、（Ａ）は本発明に依る二次元レンズを
用いた場合を、また、（Ｂ）及び（Ｃ）は通常の二次元
レンズのみ用いた場合をそれぞれ示している。
二次元レンズに依れば焦点距離を一定に維持できること
を従来の二次元レンズと比較して説明する為の要部平面
説明図であって、（Ａ）は本発明に依る二次元レンズを
用いた場合を、また、（Ｂ）及び（Ｃ）は通常の二次元
レンズのみ用いた場合をそれぞれ示している。
【００３７】図に於いて、４１は通常の二次元レンズ、
４２は本発明の二次元レンズ領域、４３はチャネル型光
導波路をそれぞれ示し、また、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に
於いて、 Ｒ1 ：常温に於けるレンズ４１の曲率半径 ｎ1 ：常温に於けるレンズ４１の屈折率 ｎ2 ：常温に於けるレンズ４１に隣接した領域の屈折率 ｎ4 ：常温に於ける入射側光導波路領域の屈折率 ｄ1 ：常温に於ける入射側光導波路領域とレンズ４１主
面間の距離 Ｒ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１の曲率半径 ｎ1 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１の屈折率 ｎ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１に隣接した
領域の屈折率 ｎ4 ′：＋１００〔℃〕に於ける入射側光導波路領域の
屈折率 ｄ1 ′：＋１００〔℃〕に於ける入射側光導波路領域と
レンズ４１主面間の距離ｘ′：焦点の位置ずれ量 図１（Ａ）に於いて、 ｎ1 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１の屈折率 ｎ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１に隣接した
領域の屈折率 ｎ3 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ領域４２の屈折
率 ｎ4 ′：＋１００〔℃〕に於ける入射光導波路領域の屈
折率 ｄ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ領域４２の主面
と＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１に隣接した領域間
の距離 Ｒ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ領域４２の曲率
半径 を示している。
４２は本発明の二次元レンズ領域、４３はチャネル型光
導波路をそれぞれ示し、また、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に
於いて、 Ｒ1 ：常温に於けるレンズ４１の曲率半径 ｎ1 ：常温に於けるレンズ４１の屈折率 ｎ2 ：常温に於けるレンズ４１に隣接した領域の屈折率 ｎ4 ：常温に於ける入射側光導波路領域の屈折率 ｄ1 ：常温に於ける入射側光導波路領域とレンズ４１主
面間の距離 Ｒ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１の曲率半径 ｎ1 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１の屈折率 ｎ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１に隣接した
領域の屈折率 ｎ4 ′：＋１００〔℃〕に於ける入射側光導波路領域の
屈折率 ｄ1 ′：＋１００〔℃〕に於ける入射側光導波路領域と
レンズ４１主面間の距離ｘ′：焦点の位置ずれ量 図１（Ａ）に於いて、 ｎ1 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１の屈折率 ｎ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１に隣接した
領域の屈折率 ｎ3 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ領域４２の屈折
率 ｎ4 ′：＋１００〔℃〕に於ける入射光導波路領域の屈
折率 ｄ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ領域４２の主面
と＋１００〔℃〕に於けるレンズ４１に隣接した領域間
の距離 Ｒ2 ′：＋１００〔℃〕に於けるレンズ領域４２の曲率
半径 を示している。
【００３８】図示した本発明に依る二次元レンズ領域４
２は、電気光学材料からなる薄層の表裏に二次元レンズ
・パターンの電極を形成した構成をもつものであり、環
境変化、即ち、温度変化が起こった場合、二次元レンズ
領域４２の屈折率を変えて入射光信号を制御し、その制
御された光信号を二次元レンズ４１に入射してチャネル
型光導波路４３との界面に焦点を結ばせるようにしたも
のである。
２は、電気光学材料からなる薄層の表裏に二次元レンズ
・パターンの電極を形成した構成をもつものであり、環
境変化、即ち、温度変化が起こった場合、二次元レンズ
領域４２の屈折率を変えて入射光信号を制御し、その制
御された光信号を二次元レンズ４１に入射してチャネル
型光導波路４３との界面に焦点を結ばせるようにしたも
のである。
【００３９】図示例に於いて、常温の場合、入射側光導
波路を伝播したコリメート光は、二次元レンズ４１に依
ってチャネル型光導波路４３に入射されるようにフォー
カシングされる。
波路を伝播したコリメート光は、二次元レンズ４１に依
ってチャネル型光導波路４３に入射されるようにフォー
カシングされる。
【００４０】また、温度変化が１００〔℃〕である場
合、従来の構造では、焦点位置とチャネル型光導波路４
３の先端とは１４３〔μｍ〕のずれを生ずるが、本発明
に於ける電気光学材料からなる二次元レンズを用いて屈
折率を変化（Δｎ＝０．０００３５）させることに依っ
て、ずれは略０にすることができる。
合、従来の構造では、焦点位置とチャネル型光導波路４
３の先端とは１４３〔μｍ〕のずれを生ずるが、本発明
に於ける電気光学材料からなる二次元レンズを用いて屈
折率を変化（Δｎ＝０．０００３５）させることに依っ
て、ずれは略０にすることができる。
【００４１】
【発明の効果】本発明に依る平面光回路装置に於いて
は、入射側光導波路（例えば入射側チャネル型光導波路
１１：図３参照）及び出射側光導波路（例えば出射側チ
ャネル型光導波路１７：図３参照）と、それ等光導波路
間に形成されて光信号を面内方向でコリメート或いは集
光する二次元レンズ（例えばコリメート用二次元レンズ
１２或いは集光用二次元レンズ１６：図３参照）と、該
二次元レンズに対向して形成され電気光学材料からなる
と共に表裏に電極をもつ二次元レンズ領域（例えば二次
元レンズ領域４２：図１参照）とを含む光回路基板を備
えることが基本になっている。
は、入射側光導波路（例えば入射側チャネル型光導波路
１１：図３参照）及び出射側光導波路（例えば出射側チ
ャネル型光導波路１７：図３参照）と、それ等光導波路
間に形成されて光信号を面内方向でコリメート或いは集
光する二次元レンズ（例えばコリメート用二次元レンズ
１２或いは集光用二次元レンズ１６：図３参照）と、該
二次元レンズに対向して形成され電気光学材料からなる
と共に表裏に電極をもつ二次元レンズ領域（例えば二次
元レンズ領域４２：図１参照）とを含む光回路基板を備
えることが基本になっている。
【００４２】前記構成を採ることに依り、温度変化など
の環境変化が起こっても光結合効率を一定に維持して安
定且つ正確に光信号を切り換えることが可能な光スイッ
チ基板、或いは、光導波路形態の光スイッチ基板や光導
波路基板を同じく光結合効率を一定に維持して安定且つ
正確に光接続することができる光コネクタなどを備えた
光回路装置を容易に実現することができる。
の環境変化が起こっても光結合効率を一定に維持して安
定且つ正確に光信号を切り換えることが可能な光スイッ
チ基板、或いは、光導波路形態の光スイッチ基板や光導
波路基板を同じく光結合効率を一定に維持して安定且つ
正確に光接続することができる光コネクタなどを備えた
光回路装置を容易に実現することができる。
【図１】本発明に依る二次元レンズが温度変化があって
も焦点距離を一定に維持できることを従来の二次元レン
ズと比較して説明する為の要部平面説明図である。
も焦点距離を一定に維持できることを従来の二次元レン
ズと比較して説明する為の要部平面説明図である。
【図２】複数枚の光スイッチ基板群を複数段に亙って連
結して構成した光回路装置を表す要部斜面図である。
結して構成した光回路装置を表す要部斜面図である。
【図３】二次元基板上に光スイッチ群を構成した光スイ
ッチ基板を表す要部平面図である。
ッチ基板を表す要部平面図である。
【図４】光クロス・コネクトを行う際に必要となる光導
波路基板を接続する為の光コネクタを表す説明図であ
る。
波路基板を接続する為の光コネクタを表す説明図であ
る。
【図５】コネクタとスリーブとの関係を表す要部斜面図
である。
である。
１１ 入射側チャネル型光導波路
１２ コリメート用二次元レンズ
１３ ビーム偏向用光偏向素子
１４ スラブ型光導波路
１５ 角度調節用光偏向素子
１６ 集光用二次元レンズ
１７ 出射側チャネル型光導波路
２１Ａ及び２１Ｂ 光導波路基板
２２Ａ，２２Ｂ及び２３Ａ，２３Ｂ チャネル型光導波
路 ２４Ａ，２４Ｂ及び２５Ａ，２５Ｂ 二次元レンズ ２６Ａ及び２６Ｂ 外部二次元レンズ ２７Ａ及び２７Ｂ コネクタ ２８ スリーブ ３１ 二次元レンズのコア層 ３２Ａ 二次元レンズの下側クラッド層 ３２Ｂ 二次元レンズの上側クラッド層 ４１ 通常の二次元レンズ ４２ 本発明の二次元レンズ領域 ４３ チャネル型光導波路
路 ２４Ａ，２４Ｂ及び２５Ａ，２５Ｂ 二次元レンズ ２６Ａ及び２６Ｂ 外部二次元レンズ ２７Ａ及び２７Ｂ コネクタ ２８ スリーブ ３１ 二次元レンズのコア層 ３２Ａ 二次元レンズの下側クラッド層 ３２Ｂ 二次元レンズの上側クラッド層 ４１ 通常の二次元レンズ ４２ 本発明の二次元レンズ領域 ４３ チャネル型光導波路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA23 BA32 CA12
2H047 KA03 KA12 LA19 MA05 NA02
QA03 RA08 TA01 TA11
2K002 AA02 AB07 AB10 AB40 CA03
DA05 EA15 EB04 HA03
Claims (5)
- 【請求項１】入射側光導波路及び出射側光導波路と、 それ等光導波路間に形成されて光信号を面内方向でコリ
メート或いは集光する二次元レンズと、 該二次元レンズに対向して形成され電気光学材料からな
ると共に表裏に電極をもつ二次元レンズ領域とを含む光
回路基板を備えてなることを特徴とする光回路装置。 - 【請求項２】入射側光導波路及び出射側光導波路と、 電気光学材料からなると共に表裏に電極が形成され且つ
前記光導波路間に形成されて光信号を面内方向でコリメ
ート或いは集光する二次元レンズとを含む光回路基板を
備えてなることを特徴とする光回路装置。 - 【請求項３】入射側光導波路及び出射側光導波路の何れ
か一方がチャネル型光導波路であると共に他方がスラブ
型光導波路であることを特徴とする請求項１或いは請求
項２記載の光回路装置。 - 【請求項４】ｍ個の入射側光伝播手段とｎ個の出射側光
伝播手段との間に、 ｍ個の光伝播手段を伝播する光信号を個々にコリメート
する手段と、 個々のコリメート光信号の伝播方向を切り換える為に個
々に設けられた第１の偏向手段と、 偏向されたｍ個のコリメート光信号を伝播させる共通伝
播手段と、 ｍ個のコリメート光信号それぞれの伝播方向を再度切り
換える為に個々に設けられた第２の偏向手段と、 個々のコリメート光信号を個々に集光してｎ個出射側光
伝播手段の何れかに光結合する集光手段とを含む光回路
基板であって、 前記コリメート手段及び集光手段が電気光学効果を利用
して屈折率を変化させることができる二次元レンズ領域
と組み合わされた二次元レンズであることを特徴とする
光回路装置。 - 【請求項５】チャネル型光導波路を伝播した光信号を光
導波路面内方向にコリメートする二次元レンズ及び該二
次元レンズからの出射光信号を前記光導波路面に直交す
る方向にコリメートして出射光信号を平行ビームに変換
するシリンドリカル・レンズからなる二次元レンズをも
つ光コネクタを一端に取り付けた光回路基板を該光コネ
クタを介して相互接続してなることを特徴とする請求項
１或いは請求項２或いは請求項４記載の光回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186272A JP2003005230A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 光回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001186272A JP2003005230A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 光回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003005230A true JP2003005230A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19025733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001186272A Pending JP2003005230A (ja) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | 光回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003005230A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018229992A1 (ja) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | 京セラ株式会社 | 光コネクタモジュール |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04181231A (ja) * | 1990-01-31 | 1992-06-29 | Fujitsu Ltd | 導波路型電気光学デバイス |
| JP2000503140A (ja) * | 1996-01-11 | 2000-03-14 | コーニング インコーポレイテッド | 様々な伝搬定数を有する波長マルチプレクサ／デマルチプレクサ |
| JP2000304966A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路用コネクタ及び光結合装置 |
-
2001
- 2001-06-20 JP JP2001186272A patent/JP2003005230A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04181231A (ja) * | 1990-01-31 | 1992-06-29 | Fujitsu Ltd | 導波路型電気光学デバイス |
| JP2000503140A (ja) * | 1996-01-11 | 2000-03-14 | コーニング インコーポレイテッド | 様々な伝搬定数を有する波長マルチプレクサ／デマルチプレクサ |
| JP2000304966A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路用コネクタ及び光結合装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018229992A1 (ja) * | 2017-06-16 | 2018-12-20 | 京セラ株式会社 | 光コネクタモジュール |
| CN110741295A (zh) * | 2017-06-16 | 2020-01-31 | 京瓷株式会社 | 光连接器模块 |
| US11143820B2 (en) | 2017-06-16 | 2021-10-12 | Kyocera Corporation | Optical connector module |
| CN110741295B (zh) * | 2017-06-16 | 2022-03-18 | 京瓷株式会社 | 光连接器模块 |
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