JP2004240314A - 光ファイバ及びその光ファイバを使用した光スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の光スイッチ用の光ファイバに比べて軽量化を図り自重による撓みを防止すると共に、より信頼性の増したスイッチング動作が可能な光スイッチの実現を図る。
【解決手段】光ファイバの端部寄りのクラッドを除去してコアを露出させると共に、露出したコアの先端に光結合のための集光機能を有するレンズを一体に設け、更に、露出したコアの外周面上に強磁性体物を設けると共に、強磁性体物の近傍に電磁石を配置し、強磁性体物を電磁石で磁気吸引してレンズの少なくとも一部を光信号の光軸上から外す。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信の通信経路に使用される光スイッチと、前記光スイッチに使用される光ファイバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の通信経路に使用される光スイッチのうち、低速かつ低損失の通信経路切り替え装置として、光ファイバを移動させることによって切り替えを行う方式の光スイッチが考案されている（例えば、特許文献１参照。）。図１１（ａ）は前記光スイッチの外観を示す斜視図であり、前記斜視図をＡ−Ａ一点鎖線で切断した断面図を同図（ｂ）に示す。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１８１４０５号公報（第２−３頁、第１図）
【０００４】
図１１に示される光スイッチ１００は、複数のＶ溝を有する基板１０１と１０２とが相対するように設けられると共に、下側基板１０１の前方には、やはり複数のＶ溝を有する位置合わせ用基板１０３が更に設けられ、それらＶ溝に光ファイバが固定されたものである。
【０００５】
図１１に示すように、光スイッチ１００は（１）複数本のＶ溝を有する２つの基板１０１と１０２が、前記Ｖ溝を内側にし、かつ、それらの間に光ファイバの直径以上の幅の隙間が形成された状態で、上下に相対するように設けられ、（２）前記下側基板１０１のｚ方向に、ｚ方向の途中まで、固定光ファイバが挿入されている複数本のＶ溝を有する位置合わせ用基板１０３が設けられ、（３）前記２つの基板１０１、１０３間に、磁性体膜１０４が装着された切替え用光ファイバ１０５が少なくとも１本挿入され、前記切替え用光ファイバ１０５の先端側は、前記位置合わせ用基板１０３上において、前記固定光ファイバと突き合わせ接続され、（４）前記磁性体膜１０４を吸引するための光ファイバ移動用の電磁石１０６、１０７と、前記磁性体膜１０４を前記位置合わせ用基板１０３側に固定する永久磁石１０８と、前記切替え用光ファイバ１０５の移動時において、前記永久磁石１０８の磁力を一時的に消磁する電磁石１０９とを備える。そして、（５）前記磁性体１０４が、前記電磁石１０６、１０７の通電制御に従って、相対する前記基板１０１、１０２上の溝に沿って移動することにより、前記切替え用光ファイバ１０５と前記固定光ファイバとが切替接続される。
【０００６】
更に詳しく、図１２〜１４を参照して光スイッチ１００のスイッチング動作を説明する。図１２の場合、切替え用光ファイバ１０５は下側基板１０１のＶ溝１０１ａ内にあり、その先端は図１１（ａ）に示す位置合わせ用基板１０３のＶ溝１０３ａにおいて固定光ファイバ１１０ａとｏｎになっている。これを切り替えて、例えば固定光ファイバ１１０ｂとｏｎにするには、次のようにする。
【０００７】
図１３のように、電磁石１０７をｏｎにし、電磁石１０９をｏｎにする（磁力を中和して、永久磁石１０８の吸引力を一時的に無くする）。すると、切替え用光ファイバ１０５は上側基板１０２のＶ溝１０２ａに移る。
【０００８】
次に図１４のように、切替え用光ファイバ１０５が下側基板１０１のＶ溝１０１ｂに移るように、電磁石１０９をｏｆｆにし（永久磁石１０８の吸引力が働く）、電磁石１０７をｏｆｆにする。そして、切替え用光ファイバ１０５の先端は図１１（ａ）に示す位置合わせ用基板１０３のＶ溝１０３ｂに移り、かつ永久磁石１０８の吸引力により、Ｖ溝１０３ｂの底に押し付けられ、固定光ファイバ１１０ｂと正確に突き合わされ、かつその状態を保持する。
【０００９】
以上の動作を繰り返すことにより、切替え用光ファイバ１０５を任意の固定光ファイバとｏｎにすることができる。なお、図１２〜１４において切替え用光ファイバ１０５を左方向に移動させるときは、電磁石１０６を用いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１〜１４の光スイッチ１００は光ファイバのクラッド外周に磁性体膜１０４を装着する構造なので、自重によって光ファイバが撓み、電磁石のｏｎ状態からｏｆｆ状態に戻るときに振動を生じて電磁力ｏｆｆ状態の位置に安定して定在することが出来ないという問題点があった。
【００１１】
更に、電磁駆動を行わせるためには磁性体膜１０４にある程度の膜厚が必要となり、その膜厚の自重も光ファイバの撓みの原因となるため、光ファイバ１０５が自己復元力で定位置に戻ることが出来ないという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記各課題に鑑みてなされたものであり、第１の目的は光ファイバのクラッドを除去した上でコア外周面上に強磁性体物を設けるか、若しくは光ファイバの光軸に垂直な径方向でクラッドを選択的に除去した上でそのクラッド外周に強磁性体物を設けることによって、従来の光スイッチ用の光ファイバに比べて軽量化を図り自重による撓みを防止することである。
【００１３】
更に、第２の目的は前記光ファイバを光スイッチに用いることにより、従来の光スイッチに比べ、より信頼性の増したスイッチング動作が可能な光スイッチの実現を図ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明は、光ファイバの端部寄りのクラッドが除去されてコアが露出されると共に、露出された前記コアの先端には光結合のための集光機能を有するレンズが一体に設けられ、更に、前記露出されたコアの外周面上には強磁性体物が設けられることを特徴とする光ファイバを提供するものである。
【００１５】
又、請求項２記載の発明は、光ファイバの端部寄りのクラッドが除去されてコアが露出されると共に、露出された前記コアの先端には光結合のための集光機能を有するレンズが一体に設けられ、更に、前記露出されたコア以外のコア外周面上に存在するクラッドを前記光ファイバの光軸方向に垂直な径方向で選択的に除去して、前記コア外周面上に残存させるクラッドの半径を、大きくとも前記コア半径の３倍以下の値までの範囲内に設定すると共に、前記残存させたクラッドの外周面には強磁性体物が設けられることを特徴とする光ファイバを提供するものである。
【００１６】
更に、請求項３記載の発明は、請求項１記載の光ファイバにおいて、前記レンズは光信号の光軸上に設置されて光信号と光結合されると共に、前記強磁性体物の近傍には電磁石が配置され、更に前記強磁性体物は前記電磁石から磁気吸引されて、前記レンズの少なくとも一部が前記光軸上から外れることにより前記光結合の結合損失に変化が現れるほどの磁気作用体積を有して前記コアの外周面上で膜状に形成されることを特徴とする光ファイバを提供するものである。
【００１７】
更に、請求項４記載の発明は、請求項２記載の光ファイバにおいて、前記レンズは光信号の光軸上に設置されて光信号と光結合されると共に、前記強磁性体物の近傍には電磁石が配置され、更に前記強磁性体物は前記電磁石から磁気吸引されて、前記レンズの少なくとも一部が前記光軸上から外れることにより前記光結合の結合損失に変化が現れるほどの磁気作用体積を有して前記残存させたクラッドの外周面上で膜状に形成されることを特徴とする光ファイバを提供するものである。
【００１８】
更に、請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の光ファイバにおいて、前記膜状に形成された磁性体膜の、光ファイバの光軸方向に垂直な径方向における厚みを０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることを特徴とする光ファイバを提供するものである。
【００１９】
更に、請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光ファイバを用いると共に、前記レンズを光信号の光軸上に設置して光信号と光結合させ、更に前記磁性体物の近傍には電磁石を配置し、電磁石への電流印加動作をｏｎ−ｏｆｆで切り替えることにより前記強磁性体物を前記電磁石で磁気吸引又は解放して、前記磁気吸引により光結合している前記レンズの少なくとも一部を前記光軸上から外すと共に前記解放により前記レンズと光信号との光結合状態に復帰させる２つの動作を交互に切り替えることによって、前記光結合の結合損失を変化させることを特徴とする光スイッチを提供するものである。
【００２０】
更に、請求項７記載の発明は、請求項６記載の光スイッチを複数個、アレイ状に配置して、複数の前記電磁石の電流印加動作を個別にｏｎ−ｏｆｆ切り替えさせることにより、前記光ファイバの前記結合損失を光ファイバ毎に個別に変化させることを特徴とする光アレイスイッチを提供するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係る光スイッチ用の光ファイバを、図１〜３を参照しながら説明する。
【００２２】
図１〜図３は、前記光ファイバの形成工程を模式的に表した側面図である。光ファイバ１は、ＳｉＯ２ガラス（シリカ）からなるクラッド１ａと、ＳｉＯ２ガラスにＧｅＯを数％含有させて屈折率をクラッド１ａに比べて若干高くして光が全反射伝搬するように形成したコア１ｂとから構成される。更にクラッド１ａの外周は、光ファイバ１保護用の被覆２で覆われている。なお、クラッド１ａ又はコア１ｂの組成や構成材料又は含有成分は上記実施形態に限定されるものでは無く、コア１ｂをクラッド１ａに比べて屈折率を高くし、コア１ｂ内で光を全反射伝搬させるという光ファイバ１の基本原理を満たす条件内で種々変更可能であることは云うまでもない。
【００２３】
本実施形態の光ファイバの形成工程は、以下に説明する通りである。まず図１に示すように被覆２を取り除いて一定の長さ分だけ光ファイバ１を剥き出しにし、更に図示しないエッチング溶液に一定時間浸漬することにより光ファイバ１の端部寄りのクラッドだけをエッチングして除去することによって、コア１ｂを露出させる。エッチング溶液としてはフッ酸溶液が一般的であるが、本実施形態ではクラッド１ａのみをエッチングする程度に純水等で濃度を希釈したものを用いる。また場合によりフッ酸に緩衝フッ酸、塩酸等を混ぜた混酸を用いても良い。
【００２４】
クラッド１ａのみを部分的にエッチング後、露出されたコア１ｂ先端を加熱溶融して図２に示すような光結合用の集光機能を有するレンズ１ｃ（以下、集光レンズ）を形成する。図１に示すコア露出長Ｌは、光ファイバの種類や、前記集光レンズの形成方法又は集光レンズの形状や大きさ、及び後述するコア１ｂの撓み動作に必要な長さなどによって異なる。従って、一義的に決まるものでは無いが、本実施例ではクラッド１ａ及びコア１ｂの組成と構成材料を前記の通りと前提し、且つ、光ファイバ１がＳＭＦ、集光レンズの形状が図２に示す球状の場合について説明する。
【００２５】
一例としてコア１ｂの直径が１０μｍ、集光レンズ１ｃの曲率半径を１０μｍの球状に形成する場合を例に取ると、レンズ部分に溶け込むコア露出長Ｌは光ファイバ１の光軸３方向に約６０μｍとなる。コア１ｂ先端の加熱方法としては放電加工などが挙げられる。更にコア露出長Ｌには、後述するコア１ｂの撓み動作を行わせるのために必要な長さ（約１００〜１０００μｍ）も含まれる。従って、上記の場合コア露出長Ｌは約１０６０μｍ確保する必要がある。
【００２６】
又、集光レンズ１ｃの曲率半径が２倍の２０μｍの場合は、レンズ部分に溶け込むコア露出長Ｌは光軸３方向に約５００μｍとなるので、コア露出長Ｌはある程度の余裕を持たせて２０００μｍほど必要となる。
【００２７】
なお集光レンズの形成方法は上記実施形態に限定されるものでは無く、コア先端を機械的に研磨加工して集光レンズを形成し、その後にクラッドのみを部分エッチングしても良い。又、予め集光レンズを光ファイバとは別に形成しておき、光ファイバに前記部分エッチングを施した後にコア先端に前記集光レンズを接合しても光スイッチ用の光ファイバを形成できる。
【００２８】
次に図３に示すように、コア１ｂ外周面上に強磁性体物１ｄを設ける。図３では強磁性体物１ｄが膜状に形成される（従って以下、膜１ｄとする）例を示している。膜１ｄは、スパッタや湿式メッキと云った物理蒸着方法や化学堆積方法などにより形成することができる。膜１ｄの厚みは、後述する光ファイバ１の撓みによる変形によって損傷しないほどの強度を有するように設定されるものとし、具体的には、光軸３方向に垂直な径方向において０．１μｍ以上１０μｍ以下の数値範囲内とすることが最適である。例えば湿式メッキによりＮｉ膜を形成する場合の厚みは約１〜２μｍ程度に設定することにより、光ファイバ１の変形に対して十分な耐性を有することが可能となる。
【００２９】
次に、前記光ファイバ１を用いた光スイッチの構成とその動作について図４及び図５を参照して説明する。図４に示すように、光ファイバ１のコア１ｂに形成された膜１ｄの近傍に、強磁性体からなる膜１ｄを磁気的に吸引するための電磁石４が配置されて光スイッチ６が形成される。電磁石４は鉄心４ａに導電線４ｂを巻回することにより形成される。光ファイバ１の集光レンズ１ｃは、コア１ｂ内を伝搬する光信号の光軸８上に設置されて、図示しない前記光信号と光結合される。更に、集光レンズ１ｃと対向する側には光軸８上に沿って、光通信の通信経路の一例として集光レンズ１ｃと同等な形状、大きさ、及び曲率半径を有する集光レンズ５ｃを備えた光ファイバ５が設けられる。図４において、電磁石４の導電線４ｂに電流が印加されていない（以下、ｏｆｆ状態）時は、膜１ｄは電磁石４に磁気吸引されないため、各光ファイバ１、５の集光レンズ１ｃ、５ｃは光軸８上で対向配置の状態を保つ。従って、光ファイバ１及び５間で光結合され、集光レンズ１ｃ及び５ｃ間の結合損失は低い数値範囲に抑えられる。本出願人が結合損失を測定したところ、電磁石４への電流印加動作がｏｆｆでの結合損失は約０．６ｄＢであった。但し、測定条件として、集光レンズ１ｃび５ｃを曲率半径２０μｍの球状レンズ、各光ファイバ１及び５のクラッド１ａ、５ａをＳｉＯ２ガラス、コア１ｂ、５ｂをＳｉＯ２ガラスにＧｅＯを数％含有させたもの、及び各集光レンズ１ｃ、５ｃ間の空隙は１２００μｍとした。
【００３０】
次に、前記導電線４ｂに電流を印加して（以下、ｏｎ状態）電磁石４を動作させると、光ファイバ１の膜１ｄが磁気吸引されて電磁石４側に引き寄せられ、コア１ｂは撓んで集光レンズ１ｃの少なくとも一部が光軸８上から外れる。この状態を図５に示す。従って集光レンズ１ｃ及び５ｃ間の結合損失が変化する。前記測定条件の下、結合損失を測定したところ、電磁石４への電流印加動作がｏｎでの結合損失は約４５ｄＢ以上であった。
【００３１】
更に、図５の状態から電磁石４をｏｆｆに切り替えて膜１ｄに対する磁気吸引を解放して、集光レンズ１ｃが光軸３上に復帰して前記光信号との光結合状態に戻った上で前記結合損失を測定したところ、０．８〜１．２ｄＢの範囲内であることを確認した。以上から、結合損失の数値の変化幅は光スイッチ６の実質的なスイッチング動作（結合損失を変化させる動作）として十分な数値であることが確認された。
【００３２】
以上のような光スイッチを形成するには、結合損失の数値の変化にスイッチング動作として十分な幅が観察されなければならず、その変化幅が得られるほどに集光レンズ１ｃを光軸８上から外す、即ち、コア１ｂを撓ませる必要がある。従って、電磁石４に対する膜１ｄの磁気作用体積は、結合損失の数値に変化が現れるほどにコア１ｂを撓ませるだけの磁気吸引力を発生させるために十分なものでなければならない。結合損失の変化幅は、光スイッチ６に求められる仕様によって種々決定されるのでコア１ｂの撓み量が決定し、膜１ｄの厚みは前記の通りコア１ｂの撓みに対して十分な強度が得られるほどのもので良い。従って、前記光軸３に平行な膜１ｄの長さ寸法が導かれる。
【００３３】
なお、光スイッチ６の光結合装置として光ファイバ１と同一形状の集光レンズ５ｃを有する光ファイバ５を取り上げて説明を行ったものの、その他にも種々変更可能であることは云うまでも無く、光ファイバ以外の光学部品の導波路光信号出入り口に配置してもよい。その場合前記導波路端面がビームウエストである光結合とする。
【００３４】
本実施形態の光スイッチ６に使用される光ファイバ１は、クラッド１ａを除去してコア１ｂを露出し、そのコア１ａの外周面上に強磁性体膜１ｄを形成したので、従来の光スイッチ用の光ファイバに比べて、除去したクラッドの自重分だけ軽量化することが可能となる。従って、自重による光ファイバの撓みが防止されると共に、電磁石のｏｎ状態からｏｆｆ状態に戻るときに発生する振動も抑制することが可能となるので、電磁石ｏｆｆ状態の位置に安定して定在する光スイッチ用の光ファイバを提供することが可能となる。
【００３５】
又、強磁性体膜１ｄを０．１μｍ以上１０μｍ以下にすれば、光ファイバを自己復元力で定位置に戻すことが可能となる。クラッドを除去する分、従来の光スイッチ用の光ファイバに比べ光ファイバが細くなるため、前記磁気吸引によって撓み易くなり、必要量の撓み量を発生させるための強磁性体膜の厚みも薄くすることが出来る。又、同時に前記電磁石の大きさも小型化することが出来る。
【００３６】
更に、前記光ファイバ１を光スイッチ６に用いることにより、前記種々の効果を有することにより従来に比べてよりスイッチング動作の信頼性が増した光スイッチを実現することが可能となる。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る光スイッチ用の光ファイバを、図６及び図７を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態の説明は、前記第１の実施形態と異なる点について重点的に行い、第１の実施形態と同一または重複する箇所は同一番号を付し、説明を省略、または簡略化して行う。
【００３８】
図６は、前記光ファイバを模式的に表した側面図であり、図７は図６の光ファイバ１をＢ−Ｂ一点鎖線で切断したときの切断面を示す断面図である。図６及び図７に示す通り、第２の実施形態の光スイッチ用の光ファイバ１が第１の実施形態と異なる点は、露出されたコア１ｂ以外のコア外周面上に存在するクラッド１ａを、光ファイバ１の光軸３方向に垂直な径方向ｒにおいて選択的に除去することで所望の厚みだけクラッド１ａ’を残し、残存させたクラッド１ａ’外周面に強磁性体物１ｄを設けたことである。なお図６では、強磁性体物１ｄを膜状に形成（従って以下、膜１ｄ）した光ファイバ１を例にして示してある。
【００３９】
残存させるクラッド１ａ’の厚みは、クラッド１ａ’の半径をＲ１、コア１ｂの半径をＲ２とすると、上限値は厚くても前記Ｒ２の３倍以下までの値の範囲内になるように設定する。Ｒ１をＲ２より大きく設定するのは、Ｒ１とＲ２の値が近付くにつれて特にＳＭＦ（シングルモード光ファイバ）でコア１ｂ内部を伝搬する光の一部がクラッド１ａ’に漏れて挿入損失及び伝搬損失が生じるためであり、Ｒ１の上限値をＲ２の３倍以下までの値と設定するのは、３倍を超えるとクラッド１ａ’の自重によって光ファイバ１に撓みが生じるからである。
【００４０】
以上のようにして形成された光ファイバ１の膜１ｄの近傍に、膜１ｄを磁気的に吸引するための電磁石４を配置することにより、図４と同一な動作によってスイッチング動作が可能な光スイッチを形成することが可能となる。電磁石４で磁気的に吸引される部分の重量はクラッド１ａ’が存在する分だけ、第１の実施形態よりも増加しているので、第２の実施形態の光スイッチに用いる電磁石はより強力な磁気吸引力を有するように構成する。なお、膜１ｄの磁気作用体積は第１の実施形態と同じく、スイッチ動作として十分な結合損失の変化幅が得られるほどに集光レンズを光信号の光軸上から外す、即ち、結合損失の数値に変化が現れるほどにコア１ｂ及びクラッド１ａ’を撓ませるだけの磁気吸引力を発生させるのに十分なものとする。
【００４１】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態を、図８を参照しながら説明する。なお、第３の実施形態の説明は、前記第１又は第２の実施形態と異なる点について重点的に行い、第１又は第２の実施形態と同一または重複する箇所は同一番号を付し、説明を省略、または簡略化して行う。
【００４２】
図８は、本発明の第３の実施形態である光アレイスイッチ７を模式的に示す平面図である。光アレイスイッチ７は、矢印ａ方向から見た図４の光スイッチ６を複数個、アレイ状に並列配置することによって形成されたものであり、複数の光ファイバ（図８では４本）の近傍には同数個の電磁石４が配置されている。なお各光スイッチ６の引き出し線は、図８の最上部に示された光スイッチだけに記し、残りの光スイッチに関しては同一部品及び構成なので省略する。
【００４３】
全ての電磁石４の電流印加動作は、個別に任意でｏｎ−ｏｆｆ切り替え可能なように構成する。従って、各光ファイバ１は各電磁石４によって個別にスイッチング動作（結合損失を変化させる動作）される。
【００４４】
このように複数の光スイッチをアレイ状に並列配置して光アレイスイッチを形成することにより、多接点な通信経路のスイッチング動作に対応可能であり、且つ、スイッチング動作の信頼性が増した光アレイスイッチを実現することが可能となる。
【００４５】
無論、第２の実施形態の光ファイバを使用した光スイッチを並列配置して光アレイスイッチを形成しても良い。
【００４６】
電磁石４は光ファイバ間のピッチ（図中、寸法Ｐ）に匹敵するピッチで配置しなければならないので、その寸法は極めて小型なものとなる。よって発生する磁気エネルギーも微弱なものになる。しかしながら、光アレイスイッチに使用する光ファイバはクラッドを除去することによって軽量化されているため、前記微弱な磁気エネルギーでも充分な撓みを生じ、集光レンズにおける非光結合状態を引き起こすことに寄与可能である。
【００４７】
なお、本発明に係る光スイッチ用の光ファイバは上記各実施形態に限定されるものでは無く、例えばレンズの形状をブロック状の正四面体、若しくは半球状にしても良い。
【００４８】
又、コア端面に光スイッチ用の光ファイバとは異なる種類の光ファイバを集光レンズ用に用いても良い。例えば円対象のＦＦＰを持つ半導体レーザや平面導波路端では、曲率が２０μｍ以下の集光レンズが必要であり、光ファイバと光ファイバの間に空間があり、その空間にその他の機能を持つ機能素子が配置され、対向する光ファイバに結合する場合は、図９に示すように導波路の直径を拡大した後、平行光線として伝搬するため、スイッチ機能が維持できる範囲で光線拡大部分と集光レンズとしての機能を併せ持つ屈折率分布光ファイバ８をコア１ｂ端面に設ける構造も本発明の示唆する機能を発揮できるものである。
【００４９】
又、図１０（ａ）に示すように、コア１ｂ先端にＭＭＦ、ＧＩＦ等、コア径の異なる光ファイバ９を融着した場合、一度のエッチングのみで太さの異なる部分を形成できる。これを利用して、同図（ｂ）に示すようにコア１ｂ先端にＭＭＦ、ＧＩＦ等の光ファイバからなる球レンズを一度のエッチングのみで形成することも可能である。また形状を整える場合、より低温の放電加工で球形にできると考えられる。
【００５０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１又は３記載の光スイッチ用の光ファイバに依れば、クラッドを除去してコアを露出しそのコアの外周面上に強磁性体物を形成したので、従来の光スイッチ用の光ファイバに比べて、除去したクラッドの自重分だけ軽量化することが可能となる。従って、自重による光ファイバの撓みが防止されると共に、電磁石のｏｎ状態からｏｆｆ状態に戻るときに発生する振動も抑制することが可能となるので、電磁石ｏｆｆ状態の位置に安定して定在する光スイッチ用の光ファイバを提供することが可能となる。
【００５１】
又、請求項２又は４記載の光ファイバに依れば、クラッドの自重による光ファイバの撓みの発生を防止すると共に、コア内部を伝搬する光のクラッドへの漏れを防いで、挿入損失又は伝搬損失を低減することが可能となる。
【００５２】
又、請求項５記載の光ファイバに依れば、強磁性体膜を０．１μｍ以上１０μｍ以下に設定するので、強磁性体膜の自重による光ファイバの撓みを防止することが出来るので、光ファイバを自己復元力で定位置に戻すことが可能となる。
【００５３】
更に、請求項６記載及び７記載の光スイッチ及び光アレイスイッチに依れば、前記光ファイバ１を用いることにより、前記光ファイバが有する種々の効果によって、従来に比べてよりスイッチング動作の信頼性が増した光スイッチ及び光アレイスイッチを実現することが可能となる。
【００５４】
又、前記光ファイバは自己復元力での定位置復帰が可能となるので、従来の光スイッチで存在した自己位置保持用の永久磁石が不必要となり、光スイッチ全体の更なる小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光スイッチ用光ファイバの形成工程を模式的に表す側面図であり、クラッドを除去した光ファイバの状態を示す側面図。
【図２】図１の光ファイバのコア先端に集光レンズを形成した状態を示す側面図。
【図３】図２の光ファイバのコア外周面上に磁性体膜を形成した状態を示す側面図。
【図４】図３の光ファイバで構成された光スイッチと光結合装置との光結合状態を示す側面図。
【図５】図４の光スイッチをＯＮにして光信号との結合損失が変化した状態を示す側面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光スイッチ用光ファイバを模式的に表す側面図。
【図７】図６の光ファイバをＢ−Ｂ一点鎖線で切断したときの切断面を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態である光アレイスイッチを模式的に示す平面図。
【図９】本発明に係る光スイッチ用光ファイバの集光レンズの変更例を示す側面図。
【図１０】本発明に係る光スイッチ用光ファイバの集光レンズの他の変更例を示す側面図。
【図１１】従来の光スイッチの構成を示す斜視図及び断面図。
【図１２】図１１の光スイッチの動作を示す断面図。
【図１３】図１２の状態からスイッチング動作された光スイッチを示す断面図。
【図１４】図１３の状態からスイッチング動作された光スイッチを示す断面図。
【符号の説明】
１ 光スイッチ用光ファイバ
１ａ クラッド
１ｂ コア
１ｃ 集光レンズ
１ｄ 磁性体膜
２ 被膜
３ 光ファイバの光軸方向
４ 電磁石
５ 光結合装置用の光ファイバ
６ 光スイッチ
７ 光アレイスイッチ
８ 光信号の光軸方向

Claims (7)

1. 光ファイバの端部寄りのクラッドが除去されてコアが露出されると共に、露出された前記コアの先端には光結合のための集光機能を有するレンズが一体に設けられ、更に、前記露出されたコアの外周面上には強磁性体物が設けられることを特徴とする光ファイバ。
2. 光ファイバの端部寄りのクラッドが除去されてコアが露出されると共に、露出された前記コアの先端には光結合のための集光機能を有するレンズが一体に設けられ、更に、前記露出されたコア以外のコア外周面上に存在するクラッドを前記光ファイバの光軸方向に垂直な径方向で選択的に除去して、前記コア外周面上に残存させるクラッドの半径を、大きくとも前記コア半径の３倍以下の値までの範囲内に設定すると共に、前記残存させたクラッドの外周面には強磁性体物が設けられることを特徴とする光ファイバ。
3. 請求項１記載の光ファイバにおいて、前記レンズは光信号の光軸上に設置されて光信号と光結合されると共に、前記強磁性体物の近傍には電磁石が配置され、更に前記強磁性体物は前記電磁石から磁気吸引されて、前記レンズの少なくとも一部が前記光軸上から外れることにより前記光結合の結合損失に変化が現れるほどの磁気作用体積を有して前記コアの外周面上で膜状に形成されることを特徴とする光ファイバ。
4. 請求項２記載の光ファイバにおいて、前記レンズは光信号の光軸上に設置されて光信号と光結合されると共に、前記強磁性体物の近傍には電磁石が配置され、更に前記強磁性体物は前記電磁石から磁気吸引されて、前記レンズの少なくとも一部が前記光軸上から外れることにより前記光結合の結合損失に変化が現れるほどの磁気作用体積を有して前記残存させたクラッドの外周面上で膜状に形成されることを特徴とする光ファイバ。
5. 請求項３又は請求項４記載の光ファイバにおいて、前記膜状に形成された磁性体膜の、光ファイバの光軸方向に垂直な径方向における厚みを０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることを特徴とする光ファイバ。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光ファイバを用いると共に、前記レンズを光信号の光軸上に設置して光信号と光結合させ、更に前記磁性体物の近傍には電磁石を配置し、電磁石への電流印加動作をｏｎ−ｏｆｆで切り替えることにより前記強磁性体物を前記電磁石で磁気吸引又は解放して、前記磁気吸引により光結合している前記レンズの少なくとも一部を前記光軸上から外すと共に前記解放により前記レンズと光信号との光結合状態に復帰させる２つの動作を交互に切り替えることによって、前記光結合の結合損失を変化させることを特徴とする光スイッチ。
7. 請求項６記載の光スイッチを複数個、アレイ状に配置して、複数の前記電磁石の電流印加動作を個別にｏｎ−ｏｆｆ切り替えさせることにより、前記光ファイバの前記結合損失を光ファイバ毎に個別に変化させることを特徴とする光アレイスイッチ。

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