JP2003295151A - 光路切換器 - Google Patents

光路切換器

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JP2003295151A
JP2003295151A JP2002100278A JP2002100278A JP2003295151A JP 2003295151 A JP2003295151 A JP 2003295151A JP 2002100278 A JP2002100278 A JP 2002100278A JP 2002100278 A JP2002100278 A JP 2002100278A JP 2003295151 A JP2003295151 A JP 2003295151A
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JP
Japan
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optical path
polarization plane
signal light
incident
switching device
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JP2002100278A
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English (en)
Inventor
Yutaka Ohata
裕 大畠
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性が高く、安価な光路切換器を提供す
る。 【解決手段】 信号光が入射する入射側偏光面回転子2
と、偏光ビームスプリッタ3により切り換えられた光路
上に配置された切換側偏光面回転子4とをネマティック
液晶で構成すると共に、両偏光面回転子2、4に電界を
印加することにより偏光面回転角を変えるようにしたの
で、機械的可動部がなくなり、信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光路切換器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】波長多重伝送システムにおいては光路を
切り換える光路切換器が多用される。この光路切換器に
は全光形光スイッチが用いられており、全光形光スイッ
チには機械的可動部を有するもの(マイクロミラー形ク
ロスバースイッチ)や、等価屈折率を有する液体の有無
により光を通過、反射させるものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の光スイッチも信頼性に乏しく、多数の光路を切り換え
る時、全ての光スイッチ要素が正しく動作する保証はな
く、特にマイクロミラー形の光スイッチではその位置精
度は微妙であり、温度や湿度や振動等に対して動作が不
安定になるおそれがある。
【0004】特に波長多重伝送システムのように、1ビ
ーム当たり数百Gbps〜数Tbpsという高速大容量
伝送が予想されるシステムにおいては、信頼性の面で採
用は難しく、早期にこのような従来技術を適用するのは
不適切であるという問題があった。
【0005】このため、 (1)機械的可動部が無く、信頼性の高いこと (2)クロスバースイッチとしての用途にも耐えうるこ
と (3)従来の光スイッチやクロスバースイッチより小規
模で低価格であること が要求される。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、信頼性が高く、安価な光路切換器を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、入射した信号光の偏光面を信号光
の光軸のまわりに回転させて出射する入射側偏光面回転
子と、入射側偏光面回転子の出射側に配置され光路を切
り換える偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッ
タにより切り換えられた光路上に配置され、入射した信
号光の偏光面をその切り換えられた光路のまわりに回転
させる切換側偏光面回転子とを有する光路切換器におい
て、両偏光面回転子をネマティック液晶で構成すると共
に、両偏光面回転子に電界を印加することにより偏光面
回転角を変えるようにしたものである。
【0008】請求項2の発明は、請求項1に記載の構成
に加え、光路が光導波路からなるのが好ましい。
【0009】請求項3の発明は、請求項1または2に記
載の構成に加え、光路がマトリクス状の光導波路で形成
され、各交差部に偏光ビームスプリッタ及び偏光面回転
子がそれぞれ設けられているのが好ましい。
【0010】本発明によれば、信号光が入射する入射側
偏光面回転子と、偏光ビームスプリッタにより切り換え
られた光路上に配置された切換側偏光面回転子とをネマ
ティック液晶で構成すると共に、両偏光面回転子に電界
を印加することにより偏光面回転角を変えるようにした
ので、機械的可動部がなくなり、信頼性が向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0012】図1(a)、(b)は本発明の光路切換器
の一実施の形態を示す概念図であり、図1(a)は光路
を切り換える前の状態を示しており、図1(b)は光路
を切り換えた後の状態を示している。
【0013】図1(a)、(b)に示す光路切換器1
は、信号光(例えば波長多重信号光)の光路L1上に配
置され、入射した波長多重信号光の偏光面を光路L1の
光軸のまわりに回転させて出射する入射側偏光面回転子
(以下「入射側PR」という。)2と、入射側PR2の
出射側に配置され光路L1を光路L2から光路L3に切
り換えるマイクロ偏光ビームスプリッタ(以下「PB
S」という。)3と、PBS3により切り換えられた光
路L3上に配置され、入射した信号光の偏光面をその切
り換えられた光路L3のまわりに回転させる切換側偏光
面回転子(以下「切換側PR」という。)4とを有する
光路切換器であって、両PR2、4をネマティック液晶
で構成すると共に、両PR2、4に電界を印加すること
により偏光面回転角を0度から90度に変えるようにし
たものである。
【0014】本実施の形態では、PBS3は入射した光
が水平偏光の場合には通過させ、垂直偏光の場合には反
射するものとし、両PR2、4は電界が印加されていな
い場合には偏光角が0度であり、電界が印加されている
場合には偏光角が90度であるものとする。
【0015】(両PR2、4に電界を印加しない場合)
図1(a)に示すように端子Paに入射した信号光の偏
光を紙面に平行な偏光(水平偏光、図中「|」若しくは
「―」)とすると、PBS3は、水平偏光を通過させて
端子Pbから出射させる。この場合、入射した信号光が
水平偏光と垂直な偏光(紙面に垂直な方向、垂直偏光、
図中「○」)の場合には信号光はPBS3で反射され、
破線で示す方向に光路L3を切り換えて端子Pcから出
射させる。
【0016】(両PR2、4に電界を印加した場合)図
1(b)に示すように入射した信号光を水平偏光とし、
両PR2、4に電界を印加すると、端子Paに入射した
信号光は、入射側PR2により90度の回転を受けて垂
直偏光となり、PBS3に入射し、直角(図1(b)で
は下向き)に光路が切り換えられて(L3)、信号光は
切換側PR4に入射する。切換側PR4にも電界が印加
されているので、信号光はさらに90度の回転を受け元
の水平偏光となり端子Pcから出射する。
【0017】図2は本発明の光路切換器の他の実施の形
態を示す概念図である。
【0018】図1(a)、(b)に示した実施の形態と
の相違点は、2×2マトリクス状の光路の各交差部に図
1に示した光路切換器1をそれぞれ配置した点である。
【0019】波長λ1の信号光が入射される端子をP1
とし、波長λ2の信号光が入射される端子をP2とし、
光路切換前の信号光が出射する端子をP3、P4とし、
光路切換後の信号光が出射する端子をP5、P6とす
る。
【0020】2×2マトリクス状の光路の各交差部にP
BS3−11、3−12、3−21、3−22が配置さ
れている。PBS3−11の入射側(図では左側)にP
R2−11が配置され、切換側(この場合下側)にPR
4−11が配置され、PBS3−12の入射側にPR2
−12が配置され、切換側にPR4−11が配置されて
いる。同様にPBS3−21の入射側にPR2−21が
配置され、切換側にPR4−21が配置され、PBS3
−22の入射側にPR2−22が配置され、切換側にP
R4−22が配置されている。
【0021】端子P1に入射した波長λ1の信号光が端
子P5から出射し、端子P2に入射した波長λ2の信号
光が端子P6から出射するように光路切換が行われるも
のとする。
【0022】このとき、PR2−11、2−22、4−
11、4−22にそれぞれ電界が印加されるように構成
すれば、波長λ1の信号光はPR2−11により垂直偏
光となり、PBS3−11によって光路が矢印5方向か
ら矢印6方向に切り換えられる。その後PR4−11に
より水平偏光に戻され、信号光は水平偏光を保持したま
まPBS3−21、PR4−21を通過し、端子P5か
ら出射する。
【0023】一方、PR2−21には電界は印加されて
いないため、波長λ2の信号光はPBS3−21を通過
し、電界の印加されているPR2−22を経て垂直偏光
となり、PBS3−22で矢印7方向から矢印8方向へ
切り換えられてPR4−22で再び90度の回転を受
け、水平偏光に戻されて端子P6から出射する。
【0024】図2に示した光路切換器10は、偏光子入
力を前提にしているため、各入力段に偏光子(複屈折素
子等)を挿入してもよく、偏光子入力により光パワーが
半減するので、出力段にエルビウムドープ光増幅器等の
光ファイバ形光増幅器や半導体形光増幅器を接続しても
よい。
【0025】また、光路切換器全体の動作を安定させる
ため、各光切換器要素間(偏光ビームスプリッタ、偏光
面回転子間)を光導波路で接続することにより、マトリ
クス配置構成も安定し、信頼性の高い全光式クロスバー
スイッチを構成することができる。
【0026】図3は本発明の光路切換器の他の実施の形
態を示すブロック図である。
【0027】この光路切換器20は、N本の導波路21
−1〜21−NとM本の導波路22−1〜21−Mとが
交差したN×Mのマトリクス状導波路23と、マトリク
ス状導波路23の各交差部に設けられたPBS3−11
〜3−NMと、各PBS3−11〜3−NMの入力側
(図では左側)及び切換側(この場合下側)にそれぞれ
設けられたPR2−11〜2−NM、4−11〜4−N
Mと、マトリクス状導波路23のN入力側に設けられた
偏光子24と、分岐側がマトリクス状導波路23のN入
力側に接続された1×N波長スプリッタ25と、分岐側
がマトリクス状導波路23のN出力側に接続されたN×
1波長合成器26と、分岐側がマトリクス状導波路23
のM出力側に接続されたM×1波長合成器27とで構成
されたものである。尚、便宜上PBS3−22、3−N
(M−1)及びPR2−22、2−4(M−1)、4−
22、4−N(M−1)のみ図示されている。
【0028】この光路切換器20の端子PIに波長多重
信号光(波長λ1、λ2、…λN)が入射されると、1
×N波長スプリッタ25でN個の信号光に分波され、各
導波路21、22を伝搬する。PR2−11〜2−N
M、4−11〜4−NMに電界が印加されないときは信
号光はPBS3−11〜3−NMをそのまま通過してN
×1波長合成器26に入射して合成され端子PO1から出
射する。PR2−11〜2−NM、4−11〜4−NM
に電界が印加されたときは信号光はPBS3−11〜3
−NMで反射されM×1波長合成器27に入射して合成
され端子PO2から出射する。
【0029】すなわち、この光路切換器20においても
各PR2−11〜2−NM、4−11〜4−NMをネマ
ティック液晶で構成すると共に、各PR2−11〜2−
NM、4−11〜4−NMに電界を印加することにより
偏光面回転角を変えるようになっているので、機械的可
動部を用いる必要がなくなり、信頼性が向上する。
【0030】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、信頼性が
高く、安価な光路切換器の提供を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)は本発明の光路切換器の一実施
の形態を示す概念図であり、(a)は光路を切り換える
前の状態を示しており、(b)は光路を切り換えた後の
状態を示している。
【図2】本発明の光路切換器の他の実施の形態を示す概
念図である。
【図3】本発明の光路切換器の他の実施の形態を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
2 入射側偏光面回転子(入射側PR) 3 偏光ビームスプリッタ(PBS) 4 切換側偏光面回転子(切換側PR)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射した信号光の偏光面を該信号光の光
    軸のまわりに回転させて出射する入射側偏光面回転子
    と、該入射側偏光面回転子の出射側に配置され光路を切
    り換える偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリ
    ッタにより切り換えられた光路上に配置され、入射した
    信号光の偏光面をその切り換えられた光路のまわりに回
    転させる切換側偏光面回転子とを有する光路切換器にお
    いて、両偏光面回転子をネマティック液晶で構成すると
    共に、両偏光面回転子に電界を印加することにより偏光
    面回転角を変えるようにしたことを特徴とする光路切換
    器。
  2. 【請求項2】 上記光路が光導波路からなる請求項1に
    記載の光路切換器。
  3. 【請求項3】 上記光路がマトリクス状の光導波路で形
    成され、各交差部に上記偏光ビームスプリッタ及び上記
    偏光面回転子がそれぞれ設けられている請求項1又は2
    に記載の光路切換器。
JP2002100278A 2002-04-02 2002-04-02 光路切換器 Pending JP2003295151A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102566231A (zh) * 2010-11-26 2012-07-11 三洋电机株式会社 照明装置及投射型影像显示装置

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