JP2003315702A

JP2003315702A - 光スイッチ

Info

Publication number: JP2003315702A
Application number: JP2002121426A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Uchida; 雄一内田; Makoto Nishimura; 真西村; Nobuyuki Asahi; 信行朝日
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】出力側の光導波路を平行に配置することがで
きると共にスイッチを切替えても損失が増大することの
ないコンパクトな光スイッチを提供する。【解決手段】入力側の可動光導波路と、可動光導波路
の端面とその端面を対向させて設置した出力側の光導波
路と、可動光導波路の端面を駆動して光導波路の端面と
の対向状態を切替える切替手段とを備えて成る光スイッ
チにおいて、可動光導波路を光ファイバ１０で形成する
と共に、前記切替手段として、光ファイバ１０を側方か
ら挟む対向位置に該光ファイバ１０の軸方向に伸縮自在
の駆動部１，２を接合させて駆動ブロックＡとし、同様
駆動部３，４を接合させて駆動ブロックＢとし、これら
駆動ブロックＡ，Ｂを光ファイバの軸方向に隣接して備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光スイッチにおい
て入力側の光ファイバと出力側の光導波路を外部信号制
御により任意に切替える為の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械式の光スイッチにおける切替えの方
式は大きく二つに分けられる。一つは入出力側の光導波
路を直接駆動して切替える方式であり、もう一つは入出
力側の光導波路を固定してその間にミラーやプリズム等
の光学素子を挿入し、この光学素子を駆動して切替える
方式である。そして光スイッチの特性上いずれの方式で
あっても、駆動距離が少なくて切替時間が短いことが望
ましく、また、特性で重要となるカップリング損失を抑
制する為に入力側と出力側の光導波路の精密な位置決め
が不可欠となる。

【０００３】図１３（ａ）、（ｂ）には、従来の直接駆
動により切替える方式の光スイッチとして例えば特開昭
５４−２８１６０号公報に記載のものを示している。こ
の光スイッチは入力側の可動光導波路７０を直接駆動し
てスイッチを切替える方式であり、電歪材料７１を有す
る駆動部７２により入力側の可動光導波路７０の端面に
一平面内での反り変位を生じさせることで、出力側の複
数の光導波路７３との端面の対向状態を切替えるように
なっている。これによれば駆動距離が少なくて済み切替
時間を短くすることができるものの、上記のように入力
側の可動光導波路７０を反らせて端面を変位させること
から、出力側の複数の光導波路７３を放射状に配置しな
くてはならず、セッティングが困難であることに加えて
光スイッチを小型化できないといった問題があった。

【０００４】というのも、通常は複数の光導波路７３を
有する光スイッチを形成する為に元々等ピッチで平行に
束ねられたファイバアレイを利用することが多く、これ
をわざわざ放射状に配置することは非常に手間のかかる
作業であると同時に光スイッチ自体の大型化を招いてし
まうのである。これに対して、ファイバアレイを平行に
配置して出力側の光導波路７３とすれば上記問題を解消
できるものの、この場合は入力側の可動光導波路７０の
反り変位が大きいほど出力側の光導波路７３との光軸の
傾きが大きくなってカップリング損失（入力側の可動光
導波路７０から出力側の光導波路７３に光が導波する時
の光損失）が増大し、端面の各対向状態毎にカップリン
グ損失が変化して均一性が保持されないといった問題が
生じてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、出力側の光導波路を平行に配
置することができると共にスイッチを切替えても損失が
増大することのないコンパクトな光スイッチを提供する
ことを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明を、入力側の可動光導波路と、可動光導波路の
端面とその端面を対向させて設置した出力側の光導波路
と、可動光導波路の端面を駆動して光導波路の端面との
対向状態を切替える切替手段とを備えて成る光スイッチ
において、可動光導波路を光ファイバで形成すると共
に、前記切替手段として、光ファイバを側方から挟む対
向位置に該光ファイバの軸方向に伸縮自在の駆動部を接
合させて１組の駆動ブロックとし、前記駆動ブロックを
光ファイバの軸方向に隣接して複数組備えたことを特徴
としたものとする。このようにすることで、駆動部の伸
縮により隣接する複数の駆動ブロックの全体を略Ｓ字状
に屈曲させることができ、これにより入力側の可動光導
波路の端面を光軸が傾かない状態で変位させることがで
きる。そして、入力側の可動光導波路が平行に複数配設
された出力側の光導波路のいずれと対向状態にあっても
カップリング損失が抑制されるので、等ピッチで平行に
束ねられたファイバアレイを利用して出力側の光導波路
を形成することができ、組立作業が簡単になると共に、
光スイッチ自体も小型化される。

【０００７】また、駆動部の伸縮量を印加電圧により調
節自在とすることも好ましく、このようにすることで、
印加電圧によって精密な調芯を行うことができる。

【０００８】また、出力側の光導波路を一方向にＮ個
（Ｎは２以上の整数）配列させると共に、一対の駆動部
から成る駆動ブロックを少なくともＮ−１組備えること
も好ましく、このようにすることで、駆動部への電圧印
加のオンオフの組み合わせを切替えるだけで入力側の可
動光導波路の端面を自在に変位させることができ、容易
に且つ高速で制御可能な光スイッチとなる。

【０００９】また、駆動ブロックを、光ファイバを異な
る方向から挟む２対以上の駆動部により形成することも
好ましく、このようにすることで、入力側の可動光導波
路の端面を２以上の方向に自在に変位させることがで
き、出力側の光導波路をマトリクス状に配列した場合で
あっても対応して切替えることができることから、光ス
イッチ自体の小型化が図れるだけでなく切替時の最大駆
動距離を短くできて高速での切替えが可能となる。

【００１０】また、出力側の光導波路を光ファイバで形
成し、光ファイバの側面に該光ファイバの軸方向に伸縮
自在の駆動部を接合させて備えることも好ましく、この
ようにすることで、入力側の可動光導波路の端面を変位
させて出力側の光導波路との対向状態を切替えた場合
に、この変位と連動して前記駆動部を伸縮させれば、入
力側と出力側の端面間の距離を略一定に保持してカップ
リング損失を抑制することができる。

【００１１】また、入力側の可動光導波路の端面と出力
側の光導波路の端面との距離がどの対向状態にあっても
略一定となるように、光導波路をその端面の位置をずら
して複数配列させることも好ましく、このようにするこ
とで、入力側と出力側の端面間の距離を略一定に保持し
てカップリング損失を抑制することができる。

【００１２】また、光ファイバの軸方向に伸縮自在の駆
動部を、電歪材料を光ファイバの径方向に対向する電極
対で挟持して形成することも好ましく、このようにする
ことで、電極対への電圧印加により高速で且つ大きな変
位量で切替え可能な光スイッチとなる。

【００１３】また、上記課題を解決するために本発明
を、入力側光導波路と、複数の出力側光導波路とを備
え、入力側光導波路の端面から出射した光を所望の出力
側光導波路の端面に向けて反射させる可変ミラーブロッ
クを、電歪材料を電極対で挟持すると共に、電歪材料の
電極対と略垂直な表面に光反射性薄膜を貼り付けて形成
したことを特徴とする光スイッチとすることも好まし
い。このようにすることで、電極対への印加電圧により
可変ミラーブロックを変形させることができ、これによ
り可変ミラーブロックの光反射性薄膜を瞬時に変位さ
せ、平行に複数配設された出力側光導波路のいずれかに
選択的に反射光を入光させることができる。そして、等
ピッチで平行に束ねられたファイバアレイを利用して出
力側光導波路を形成することができ、組立作業が簡単に
なると共に、光スイッチ自体も小型化される。

【００１４】また、上記課題を解決するために本発明
を、入力側光導波路と、複数の出力側光導波路とを備
え、入力側光導波路の端面から出射した光を所望の出力
側光導波路の端面に向けて屈折させる可変プリズムを、
透光性電歪材料を電極対で挟持して形成したことを特徴
とする光スイッチとすることも好ましい。このようにす
ることで、電極対への印加電圧によって可変プリズムを
瞬時に変形させ、平行に複数配設された出力側光導波路
のいずれかに該可変プリズムを通って屈折した反射光を
選択的に入光させることができる。そして、等ピッチで
平行に束ねられたファイバアレイを利用して出力側光導
波路を形成することができ、組立作業が簡単になると共
に、光スイッチ自体も小型化される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施の形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施
の形態における一例の光スイッチを示している。入力側
の可動光導波路を光ファイバ１０で形成し、この光ファ
イバ１０の先端近傍には第一駆動部１、第二駆動部２、
第三駆動部３、第四駆動部４を夫々光ファイバ１０の側
面に接合させて設けている。各駆動部１，２，３，４は
いずれも電歪材料１３を光ファイバ１０の径方向（以
下、単に径方向と言う）に対向する一対の電極１４，１
４で挟持して形成したものであって、電極１４，１４間
の印加電圧に応じて光ファイバ１０の軸方向（以下、単
に軸方向と言う）に伸縮自在となっている。

【００１６】第一駆動部１と第二駆動部２とは光ファイ
バ１０を側方から挟んで対向する位置に設けており、第
一駆動部１と第二駆動部２とで１組の駆動ブロックＡを
構成している。また、第三駆動部３と第四駆動部４とを
光ファイバ１０を側方から挟んで対向する位置に設け、
第三駆動部３と第四駆動部４とで１組の駆動ブロックＢ
を構成している。駆動ブロックＡと駆動ブロックＢとは
軸方向に隣接して備えられるものであり、第一駆動部１
と第三駆動部３、及び、第二駆動部２と第四駆動部４
が、それぞれ絶縁体１５を介して軸方向に接合されてい
る。

【００１７】図２の回路図に示すように、第一駆動部１
と第四駆動部４、及び、第二駆動部２と第三駆動部３
は、ドライバ９に並列に接続させており、前記ドライバ
９には更に切替信号発生器１１及び直流電源１２を接続
させている。切替信号発生器１１からの信号に応じてド
ライバ９が第一駆動部１と第四駆動部４とに同一電圧を
印加すると、この第一駆動部１と第四駆動部４とに軸方
向への伸縮が同様に生じるものであり、また、切替信号
発生器１１からの信号に応じてドライバ９が第二駆動部
２と第三駆動部３とに同一電圧を印加すると、この第二
駆動部２と第三駆動部３とに軸方向への伸縮が同様に生
じるものである。

【００１８】図３（ａ）、（ｂ）には、例えば第二駆動
部２と第三駆動部３とに電圧を印加した場合を示してい
るが、このように第一駆動部１と第四駆動部４とをその
ままの状態に保持し、第二駆動部２と第三駆動部３とを
電圧の印加により同様に伸張させると、第一駆動部１と
第二駆動部２から成る駆動ブロックＡが図中上方に屈曲
すると共に、第二駆動部３と第四駆動部４から成る駆動
ブロックＢが図中下方に屈曲し、光ファイバ１０の先端
近傍を全体に略Ｓ字状に屈曲させるものである。本例の
出力側の光導波路は、径方向（図中の上下方向）に平行
に配設した光ファイバ２０ａ，２０ｂ，２０ｃにより構
成しており、図３（ａ）のように各駆動部１〜４のいず
れにも電圧を印加せずそのままの状態とした場合には入
力側の光ファイバ１０が出力側の中央の光ファイバ２０
ｂと互いの端面を対向させると共に、上記のように略Ｓ
字状に屈曲した場合には入力側の光ファイバ１０が出力
側の上側の光ファイバ２０ａと互いの端面を対向させる
ようになっている。

【００１９】また図示はしていないが、第二駆動部２と
第三駆動部３とをそのままの状態に保持し、第一駆動部
１と第四駆動部４とを電圧の印加により同様に伸張させ
ると、第一駆動部１と第二駆動部２から成る駆動ブロッ
クＡが図中下方に屈曲すると共に、第二駆動部３と第四
駆動部４から成る駆動ブロックＢが図中上方に屈曲す
る。これにより入力側の光ファイバ１０の先端近傍を全
体に図３（ｂ）の場合と線対称な略Ｓ字状に屈曲させ
て、出力側の下側の光ファイバ２０ｃと互いの端面が対
向した状態にすることができる。

【００２０】上記構成の光スイッチであれば、印加電圧
に応じて各駆動部１〜４の伸縮量を制御することができ
ることから入力側の光ファイバ１０の端面の変位量を印
加電圧により正確に制御することが可能であり、所望の
対向状態とする為の変位量に相当した電圧を随時印加す
ることで出力側の光ファイバ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの
どれに切替えを行うかが選択でき、しかも精密な位置決
めが可能となる。また、比較的簡単な回路構成により光
ファイバ１０の端面を大きく変位させることが可能であ
ると共に応答時間も充分に速く、光スイッチとしては好
適なものである。更に、切替えの際の光ファイバ１０の
屈曲が略Ｓ字状に為されて光軸を傾けることなく端面を
変位させることができるので、平行に配設した出力側の
光ファイバ２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれと対向する
場合であっても光軸が傾いてカップリング損失が増大す
ることがなく、出力側の光ファイバ２０ａ，２０ｂ，２
０ｃとの対向状態毎のカップリング損失を均一に保持す
ることができる。そして、出力側の光ファイバ２０ａ，
２０ｂ，２０ｃを並列に配設することができることから
等ピッチで平行に束ねられたファイバアレイを利用して
これを形成することができ、組立作業が簡単になると共
に、光スイッチ自体も小型化される。なお、駆動部１〜
４としては本例のように電歪材料１３を用いたものに限
定されず、圧電材料や電磁力を用いて伸縮を行う駆動機
構のものであっても良い。

【００２１】出力側の光導波路の数は本例のように３つ
に限定されるものではなく、出力側の光導波路が２つの
場合であっても一方向に４以上の光導波路を配設した場
合であっても、各駆動部１〜４の伸縮量が印加電圧によ
り調節自在であることを利用して自在に切替えることが
できる。

【００２２】なお、一般に光導波路を屈曲させると曲げ
による損失が生じ、曲げの曲率半径が小さくなればなる
程その損失は大きくなっていくのだが、通常は曲率半径
が数十ｍｍ以上であれば損失は殆ど無視のできるレベル
にあることを考慮して、本例においては曲げ損失の影響
がでない程度の変位を生じさせるようにしている。

【００２３】図４（ａ）〜（ｃ）には本発明の実施の形
態における他例の光ファイバを示している。以下、一例
と同様の構成については説明を省略するが、他例におい
ては、出力側の光導波路を形成する５本の光ファイバ２
１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを図中の上下方
向に平行に配設すると共に、第一駆動部１と第二駆動部
２から成る駆動ブロックＡと、第三駆動部３と第四駆動
部４から成る駆動ブロックＢとに加えて、同様の第五駆
動部５と第六駆動部６から成る駆動ブロックＣと、第七
駆動部７と第八駆動部８から成る駆動ブロックＤとを、
光ファイバ１０の端面側に向けてＡ〜Ｄの順に軸方向に
隣接させて備えている。また、図示はしていないが、各
駆動ブロックＡ〜Ｄの電極間には図１と同様の絶縁体を
挟持したものとなっている。

【００２４】つまり本例の駆動手段は、第一駆動部１、
第三駆動部３、第五駆動部５、第七駆動部７を、端面側
に向かう軸方向に順に光ファイバ１０の側面に接合させ
て備えると共に、前記各駆動部１，３，５，７の光ファ
イバ１０を挟む対向側に第二駆動部２、第四駆動部４、
第六駆動部６、第八駆動部８を、端面側に向かう軸方向
に順に光ファイバ１０の側面に接合させて備え、第一駆
動部１と第二駆動部２、第三駆動部３と第四駆動部４、
第五駆動部５と第六駆動部６、第七駆動部７と第八駆動
部８の各対を、光ファイバ１０を側方から挟む対向位置
に夫々備えたものである。

【００２５】図４（ａ）に示すように各駆動部１〜８の
いずれにも電圧を印加しない場合には入力側の光ファイ
バ１０は略直線状に保持されて該光ファイバ１０が光フ
ァイバ２１ａ〜２１ｅのうち真中の光ファイバ２１ｃと
光軸の傾き無しに端面の対向する状態にある。そして、
図４（ｂ）に示すように例えば第六駆動部６と第七駆動
部７とを電圧の印加により同様に伸張させて他の駆動部
１〜４，５，８をそのままに保持すると、第五駆動部５
と第六駆動部６から成る駆動ブロックＣが図中上方に屈
曲すると共に、第七駆動部７と第八駆動部８から成る駆
動ブロックＤが図中下方に屈曲し、光ファイバ１０の先
端近傍を全体に略Ｓ字状に屈曲させることができる。こ
れにより光ファイバ１０の端面は図中上方に変位して光
ファイバ２１ａ〜２１ｅのうち上から２番目の光ファイ
バ２１ｂの端面と光軸の傾き無しに対向する状態に切替
わる。

【００２６】更に図４（ｃ）に示すように、上記のよう
に駆動ブロックＣと駆動ブロックＤを一体に略Ｓ字状に
屈曲させること加えて、同様の電圧印加により駆動ブロ
ックＡと駆動ブロックＢを一体に略Ｓ字状に屈曲させる
ことで、光ファイバ１０の先端近傍を２段階の略Ｓ字状
に屈曲させてその端面を光ファイバ２１ａ〜２１ｅのう
ち１番上の光ファイバ２１ａと光軸の傾き無しに端面の
対向する状態に切替えることができる。

【００２７】また図示はしていないが、同様の電圧の印
加を逆側の駆動部５，８に対して行うことで光ファイバ
１０の先端近傍を図４（ｂ）の場合と線対称な略Ｓ字状
に屈曲させて光ファイバ２１ａ〜２１ｅのうち下から２
番目の光ファイバ２１ｄと光軸の傾き無しに端面の対向
する状態に切替えたり、逆側の駆動部１，４，５，８に
対して行うことで図４（ｃ）の場合と線対称な２段階の
略Ｓ字状に屈曲させて光ファイバ２１ａ〜２１ｅのうち
１番下の光ファイバ２１ｄと光軸の傾き無しに端面の対
向する状態に切替えたりすることもできる。

【００２８】つまり、各駆動部１〜８の全てに同一電圧
が印加されるように設定しておき、必要とされる端面の
変位量に応じて各駆動部１〜８への電圧印加のオンオフ
のパターンを制御するだけで端面の対向状態を自在に変
更することができるので、容易に且つ高速で制御可能な
光スイッチとなる。

【００２９】なお、出力側の光導波路の数は本例のよう
に５つに限定されるものではなく、出力側の光導波路を
一方向にＮ個（Ｎは２以上の整数）配列させた場合に
は、入力側において一対の駆動部を一組の駆動ブロック
としてこれをＮ−１組以上備えてあれば電圧印加のオン
オフのパターン制御によって対向状態を切替えることが
できるものである。なお、Ｎが偶数の場合は図３の光フ
ァイバ２０ｂや図４の光ファイバ２１ｃを取り除いた場
合を想定すれば良く、駆動ブロックとしてはＮ組以上備
えてあれば良い。

【００３０】図５（ａ）〜（ｃ）には本発明の実施の形
態における更に他例の光スイッチを示している。以下、
一例と同様の構成については説明を省略するが、他例に
おいては、図５（ａ）のように直交するｘｙ軸をとり、
第一横駆動部１ａと第二横駆動部２ａとを光ファイバ１
０を挟んでｘ方向に対向させて設けると共に、第一縦駆
動部１ｂと第二縦駆動部２ｂとを光ファイバ１０を挟ん
でｙ方向に対向させて設け、この光ファイバ１０の側方
を囲む２対の駆動部１ａ，２ａ，１ｂ，２ｂによって駆
動ブロックＡを形成している。また、駆動ブロックＢに
関しても同様に、第三横駆動部３ａと第四横駆動部４ａ
とを光ファイバ１０を挟んでｘ方向に対向させて設ける
と共に、第三縦駆動部３ｂと第四縦駆動部４ｂとを光フ
ァイバ１０を挟んでｙ方向に対向させて設け、この光フ
ァイバ１０の側方を囲む２対の駆動部３ａ，４ａ，３
ｂ，４ｂによって駆動ブロックＢを形成している。ま
た、図示はしていないが、各駆動ブロックＡ，Ｂの電極
間には図１と同様の絶縁体を挟持したものとなってい
る。

【００３１】なお、前記各駆動部１ａ〜４ａ，１ｂ〜４
ｂは既述した各駆動部１〜８と同様の構成であって、印
加電圧に応じて軸方向に伸縮自在となっている。

【００３２】従って、第二横駆動部２ａと第三横駆動部
３ａ、若しくは、第一横駆動部１ａと第四横駆動部４ａ
を同様に伸張させることで、駆動ブロックＡ，Ｂを一体
に略Ｓ字状に屈曲させて光ファイバ１０の端面を光軸の
傾きが無い状態で図５（ｂ）の矢印方向つまりｘ方向に
変位させたり、第二縦駆動部２ｂと第三縦駆動部３ｂ若
しくは第一縦駆動部１ｂと第四縦駆動部４ｂを同様に伸
張させることで、駆動ブロックＡ，Ｂを一体に略Ｓ字状
に屈曲させて光ファイバ１０の端面を光軸の傾きが無い
状態で図５（ｃ）の矢印方向つまりｙ方向に変位させた
りすることができる。そして、このように入力側の光フ
ァイバ１０の端面を直交する二方向に変位自在としたこ
とで、出力側の光導波路をマトリクス状に配列した場合
であっても対応して切替えることができ、光スイッチ自
体の小型化が図れるだけでなく切替時の最大駆動距離を
短くできて高速での切替えが可能となる。

【００３３】なお、駆動ブロックＡ，Ｂは上記のように
形成されるものに限らず、異なる方向を向いて対向する
２対以上の駆動部により形成したものであれば良いし、
このような駆動ブロックを他例のように隣接して更に多
数設けても良い。

【００３４】図６には本発明の実施の形態におけるまた
更に他例の光スイッチを示している。以下、一例と同様
の構成については説明を省略するが、また更に他例にお
いては出力側の光導波路を形成する光ファイバ２０ａ，
２０ｂ，２０ｃの先端近傍の側面に駆動部１６を夫々接
合させて備えたことを特徴的な構成としている。前記駆
動部１６は既述した各駆動部１〜８と同様の構成であっ
て、印加電圧に応じて出力側の光導波路の軸方向に伸縮
自在となっている。

【００３５】例えば入力側の光ファイバ１０を図７
（ａ）に示す略直線状の状態から図７（ｂ）に示す略Ｓ
字状に屈曲した状態に変更した場合、入力側の光ファイ
バ１０と対向する出力側の光ファイバ２０ａとの端面間
との距離は、図７（ａ）の光ファイバ２０ｂと対向状態
にある場合と比較して図７（ｂ）の光ファイバ２０ａと
対向状態にある場合の方が距離Ｌだけ増大してしまう。
しかし、このように入力側の端面の変位量が大きくなる
ほど入力側と出力側との端面間の距離が増大してしまっ
ては、カップリング損失が増大して都合が悪い。

【００３６】そこで、本例においては例えば入力側の光
ファイバ１０を駆動させて出力側の光ファイバ１０ａと
の対向状態に切替えた場合に、この駆動と連動して光フ
ァイバ２０ａに設けた駆動部１６を伸張させて図７
（ｃ）に示すように光ファイバ２０ａの端面を軸方向に
前記距離Ｌの分だけ移動させることで、入力側と出力側
の端面間の距離を略一定（できるだけ近いほうが良い）
に保持してカップリング損失を抑制するようにしてい
る。

【００３７】また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、
出力側の光ファイバ２０ａ，２０ｂ，２０ｃをその端面
の位置を予め上記距離Ｌだけずらして配列させても構わ
ない。この場合も、入力側の光ファイバ１０の端面がど
の対向状態にあっても入力側と出力側の端面間の距離は
略一定となり、カップリング損失を抑制することができ
る。

【００３８】なお、他例の光スイッチや更に他例の光ス
イッチにおいても、上記駆動部１６を備えたり予め出力
側の端面をずらして備えることで、入力側と出力側の端
面間の距離を略一定に保持してカップリング損失を抑制
することができる。

【００３９】図９（ａ）、（ｂ）には、本発明の実施の
形態における別例の光スイッチを示している。図示のよ
うに入力側光導波路を光ファイバ３０を固定して形成す
ると共に、出力側光導波路を一対の光ファイバ４０ａ，
４０ｂを図中上下に並列に固定して形成している。そし
て、入力側の光ファイバ３０の端面と出力側の光ファイ
バ４０ａ，４０ｂの端面との間には、入力側の光ファイ
バ３０の光軸上に固定ミラーブロック３１を設置し、出
力側の光ファイバ４０ａ，４０ｂのうち一方の光軸上に
可変ミラーブロック３２を設置している。この固定ミラ
ーブロック３１の鏡面３１ａと可変ミラーブロック３２
の鏡面３２ａとは対向位置に平行に設置されている。

【００４０】前記可変ミラーブロック３２は、電歪材料
３３を一対の電極３４，３４で挟持すると共に、電歪材
料３３の電極３４，３４と略垂直な表面に光反射性薄膜
３５を貼り付けて形成したものであり、該光反射性薄膜
３５を鏡面３２ａとして利用している。従って、図９
（ａ）に示すように電圧未印加状態においては、入力側
の光ファイバ３０の端面からの出射光が固定ミラーブロ
ック３１の鏡面３１ａで反射され、その反射光が可変ミ
ラーブロック３２の鏡面３２ａにて再度反射された後に
出力側の光ファイバ４０ａ，４０ｂのうち図中下側にあ
る光ファイバ４０ｂの端面に入光するようになっている
のに対して、図９（ｂ）に示すように可変ミラーブロッ
ク３２の一対の電極３４，３４間に電圧を印加すると、
主体を成す電歪材料３３が瞬時に変形すると共に光反射
性薄膜３５が変位し、この変位により固定ミラーブロッ
ク３１からの反射光の光反射性薄膜３５での反射位置が
図中上側に変位して、出力側の光ファイバ４０ａ，４０
ｂのうち図中上側にある光ファイバ４０ａの端面に入光
するようになるものである。

【００４１】可変ミラーブロック３２の光反射性被膜３
５の変位は電極３４，３４への印加電圧により正確に且
つ瞬時に制御可能であり、μｓｅｃオーダーでの切替え
が可能な光スイッチとなる。

【００４２】これに対して、図１０に示すように可変ミ
ラーブロック３２の代りに図中の上下方向に移動自在の
可動ミラーブロック３６を設け、可動ミラーブロック３
６の移動によりその鏡面３６ａを上下に変位させる方法
も考えられるが、この場合は出力側の光ファイバ４０
ａ，４０ｂ間のピッチ分だけ可動ミラーブロック３６を
移動させる必要があり、せいぜいｍｓｅｃオーダーでし
か切替のできないものとなる。

【００４３】なお、本例の光スイッチは出力側の光導波
路を２本設けたものであるが、他の複数本だけ設けた光
スイッチであっても同様の構成を適用することができ
る。

【００４４】図１１（ａ）、（ｂ）には、本発明の実施
の形態における更に別例の光スイッチを示している。図
示のように入力側光導波路を光ファイバ５０を固定して
形成すると共に、出力側光導波路を一対の光ファイバ６
０ａ，６０ｂを上下に並列に固定して形成している。そ
して、入力側の光ファイバ５０の端面と出力側の光ファ
イバ６０ａ，６０ｂの端面との間には、正面視直方形状
で且つその幅方向Ｗが入力側の光ファイバ５０及び出力
側の光ファイバ６０ａ，６０ｂの光軸に対して傾斜して
成る可変プリズム５１を設置している。

【００４５】前記可変プリズム５１は、透光性電歪材料
５２を一対の電極５３，５３で挟持して形成したもので
あり、透光性電歪材料５２の電極５３，５３と略垂直な
表面のうち幅方向Ｗの一方側を入射面５２ａとし、他方
側を出射面５２ｂとしている。

【００４６】電極５３，５３に電圧が未印加の状態にお
いては、図１１（ａ）に示すように入力側の光ファイバ
５０の端面からの出射光が可変プリズム５１の入射面５
２ａに屈折して入射した後に出射面５２ｂから屈折して
出射し、その出射光が出力側の光ファイバ６０ａ，６０
ｂのうち図中上側にある光ファイバ６０ａの端面に入光
するようになっている。

【００４７】そして、可変プリズム５１の一対の電極５
３，５３間に電圧を印加すると、図１１（ｂ）に示すよ
うに透光性電歪材料５２が瞬時に変形すると共に、幅方
向Ｗの寸法つまり入射面５２ａと出射面５２ｂとの間の
距離が延長される。これにより出射面５２ｂからの出射
位置も図中下方に変位し、出力側の光ファイバ６０ａ，
６０ｂのうち図中下側にある光ファイバ６０ｂの端面に
入光するようになる。

【００４８】可変プリズム５１の出射面５２ｂからの出
射位置の変位は電極５３，５３への印加電圧により正確
且つ瞬時に制御可能であり、μｓｅｃオーダーでの切替
えが可能な光スイッチとなる。

【００４９】これに対して、図１２（ａ）、（ｂ）に示
すように可変プリズム５１の代りに図中の平面内で回転
自在の回転プリズム５４を設け、回転プリズム５４の回
転により、入力側の光ファイバ５０の光軸に対する幅方
向Ｗの傾斜角を変更し、回転プリズム５４の出射面５４
ｂからの出射位置を変位させる方法も考えられるが、こ
の場合は回転プリズム５４全体を所定角度だけ回転させ
る必要があり、せいぜいｍｓｅｃオーダーでしか切替の
できないものとなる。

【００５０】なお、本例の光スイッチは出力側の光導波
路を２本設けたものであるが、他の複数本だけ設けた光
スイッチであっても同様の構成を適用することができ
る。

【００５１】

【発明の効果】上記のように請求項１記載の発明にあっ
ては、駆動部の伸縮により隣接する複数の駆動ブロック
の全体を略Ｓ字状に屈曲させることができ、これにより
入力側の可動光導波路の端面を光軸が傾かない状態で変
位させることができるという効果がある。そして、入力
側の可動光導波路が平行に複数配設された出力側の光導
波路のいずれと対向状態にあってもカップリング損失が
抑制されるので、等ピッチで平行に束ねられたファイバ
アレイを利用して出力側の光導波路を形成することがで
き、組立作業が簡単になると共に、光スイッチ自体も小
型化されるという効果がある。

【００５２】また、請求項２記載の発明にあっては、請
求項１記載の発明の効果に加えて、印加電圧によって精
密な調芯を行うことができるという効果がある。

【００５３】また、請求項３記載の発明にあっては、請
求項１又は２記載の発明の効果に加えて、駆動部への電
圧印加のオンオフの組み合わせを切替えるだけで入力側
の可動光導波路の端面を自在に変位させることができ、
容易に且つ高速で制御可能な光スイッチとすることがで
きるという効果がある。

【００５４】また、請求項４記載の発明にあっては、請
求項１又は２記載の発明の効果に加えて、入力側の可動
光導波路の端面を２以上の方向に自在に変位させること
ができ、出力側の光導波路をマトリクス状に配列した場
合であっても対応して切替えることができることから、
光スイッチ自体の小型化が図れるだけでなく切替時の最
大駆動距離を短くできて高速での切替えが可能になると
いう効果がある。

【００５５】また、請求項５記載の発明にあっては、請
求項１〜４のいずれか記載の発明の効果に加えて、入力
側の可動光導波路の端面を変位させて出力側の光導波路
との対向状態を切替えた場合に、この変位と連動して駆
動部を伸縮させれば、入力側と出力側の端面間の距離を
略一定に保持してカップリング損失を抑制することがで
きるという効果がある。

【００５６】また、請求項６記載の発明にあっては、請
求項１〜４のいずれか記載の発明の効果に加えて、入力
側と出力側の端面間の距離を略一定に保持してカップリ
ング損失を抑制することができるという効果がある。

【００５７】また、請求項７記載の発明にあっては、請
求項１〜６のいずれか記載の発明の効果に加えて、電極
対への電圧印加により高速で且つ大きな変位量で切替え
可能な光スイッチとすることができるという効果があ
る。

【００５８】また、請求項８記載の発明にあっては、電
極対への印加電圧により可変ミラーブロックを変形させ
ることができ、これにより可変ミラーブロックの光反射
性薄膜を瞬時に変位させ、平行に複数配設された出力側
光導波路のいずれかに選択的に反射光を入光させること
ができるという効果がある。そして、等ピッチで平行に
束ねられたファイバアレイを利用して出力側光導波路を
形成することができ、組立作業が簡単になると共に、光
スイッチ自体も小型化されるという効果がある。

【００５９】また、請求項９記載の発明にあっては、電
極対への印加電圧によって可変プリズムを瞬時に変形さ
せ、平行に複数配設された出力側光導波路のいずれかに
該可変プリズムを通って屈折した光を選択的に入光させ
ることができる。そして、等ピッチで平行に束ねられた
ファイバアレイを利用して出力側光導波路を形成するこ
とができ、組立作業が簡単になると共に、光スイッチ自
体も小型化される。という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における一例の光スイッチ
の説明図である。

【図２】同上の光スイッチの回路図である。

【図３】同上の光スイッチの切替え方法の説明図であ
り、（ａ）は電圧未印加状態、（ｂ）は電圧印加状態を
示している。

【図４】本発明の実施の形態における他例の光スイッチ
の説明図であり、（ａ）は電圧未印加状態、（ｂ）は電
圧印加により略Ｓ字状に屈曲した状態、（ｃ）は電圧印
加により二段階の略Ｓ字状に屈曲した状態を示してい
る。

【図５】本発明の実施の形態における更に他例の光スイ
ッチを示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の
Ｐ−Ｐ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＱ−Ｑ線段面図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態におけるまた更に他例の光
スイッチの説明図である。

【図７】同上の光スイッチにおける端面間距離の均一保
持方法を示す説明図であり、（ａ）は電圧未印加状態、
（ｂ）は電圧印加状態、（ｃ）は電圧印加状態にて端面
間距離を均一に保持する様子を示している。

【図８】同上の光スイッチにおける端面間距離の別の保
持方法を示す説明図である。

【図９】本発明の実施の形態における別例の光スイッチ
の説明図であり、（ａ）は電圧未印加状態、（ｂ）は電
圧印加状態を示している。

【図１０】同上の光スイッチにおいて可変ミラーブロッ
クの代りに可動ミラーブロックを用いた場合の説明図で
ある。

【図１１】本発明の実施の形態における更に別例の光ス
イッチの説明図であり、（ａ）は電圧未印加状態、
（ｂ）は電圧印加状態を示している。

【図１２】同上の光スイッチにおいて可変プリズムの代
りに回転プリズムを用いた場合の説明図である。

【図１３】従来の光スイッチの説明図であり、（ａ）は
入力側の光導波路の構造、（ｂ）は入力側及び出力側の
光導波路を示している。

【符号の説明】

１第一駆動部１ａ第一横駆動部１ｂ第一縦駆動部２第二駆動部２ａ第二横駆動部２ｂ第二縦駆動部３第三駆動部３ａ第三横駆動部３ｂ第三縦駆動部４第四駆動部４ａ第四横駆動部４ｂ第四縦駆動部５第五駆動部６第六駆動部７第七駆動部８第八駆動部１０入力側の光ファイバ１３電歪材料１４電極１５絶縁体２０ａ〜２０ｃ，２１ａ〜２１ｅ出力側の光ファイバＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ駆動ブロック３２可変ミラーブロック３３電歪材料３４電極３５光反射性薄膜４０ａ，４０ｂ出力側の光ファイバ５０入力側の光ファイバ５１可変プリズム５２透光性電歪材料５３電極６０ａ，６０ｂ出力側の光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者朝日信行大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2H041 AA14 AB19 AC08 AZ05 AZ08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力側の可動光導波路と、可動光導波路
の端面とその端面を対向させて設置した出力側の光導波
路と、可動光導波路の端面を駆動して光導波路の端面と
の対向状態を切替える切替手段とを備えて成る光スイッ
チにおいて、可動光導波路を光ファイバで形成すると共
に、前記切替手段として、光ファイバを側方から挟む対
向位置に該光ファイバの軸方向に伸縮自在の駆動部を接
合させて１組の駆動ブロックとし、前記駆動ブロックを
光ファイバの軸方向に隣接して複数組備えたことを特徴
とする光スイッチ。
【請求項２】駆動部の伸縮量を印加電圧により調節自
在としたことを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】出力側の光導波路を一方向にＮ個（Ｎは
２以上の整数）配列させると共に、一対の駆動部から成
る駆動ブロックを少なくともＮ−１組備えたことを特徴
とする請求項１又は２記載の光スイッチ。
【請求項４】駆動ブロックを、光ファイバを異なる方
向から挟む２対以上の駆動部により形成したことを特徴
とする請求項１又は２記載の光スイッチ。
【請求項５】出力側の光導波路を光ファイバで形成
し、光ファイバの側面に該光ファイバの軸方向に伸縮自
在の駆動部を接合させて備えたことを特徴とする請求項
１〜４のいずれか記載の光スイッチ。
【請求項６】入力側の可動光導波路の端面と出力側の
光導波路の端面との距離がどの対向状態にあっても略一
定となるように、光導波路をその端面の位置をずらして
複数配列させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か記載の光スイッチ。
【請求項７】光ファイバの軸方向に伸縮自在の駆動部
を、電歪材料を光ファイバの径方向に対向する電極対で
挟持して形成したことを特徴とする請求項１〜６のいず
れか記載の光スイッチ。
【請求項８】入力側光導波路と、複数の出力側光導波
路とを備え、入力側光導波路の端面から出射した光を所
望の出力側光導波路の端面に向けて反射させる可変ミラ
ーブロックを、電歪材料を電極対で挟持すると共に、電
歪材料の電極対と略垂直な表面に光反射性薄膜を貼り付
けて形成したことを特徴とする光スイッチ。
【請求項９】入力側光導波路と、複数の出力側光導波
路とを備え、入力側光導波路の端面から出射した光を所
望の出力側光導波路の端面に向けて屈折させる可変プリ
ズムを、透光性電歪材料を電極対で挟持して形成したこ
とを特徴とする光スイッチ。