JP2005141103A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005141103A JP2005141103A JP2003379211A JP2003379211A JP2005141103A JP 2005141103 A JP2005141103 A JP 2005141103A JP 2003379211 A JP2003379211 A JP 2003379211A JP 2003379211 A JP2003379211 A JP 2003379211A JP 2005141103 A JP2005141103 A JP 2005141103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- side optical
- surface acoustic
- optical fiber
- input
- actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
【課題】 弾性表面波を発生するアクチュエータを用いて高速動作が可能で、且つ無電力で位置保持が可能な光スイッチを提供する。
【解決手段】 1本の入力側光ファイバ62と、少なくとも2本の出力側光ファイバ64A〜64Dと、入力側光ファイバの先端部を移動させて入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替えるアクチュエータ30とを有する光スイッチにおいて、アクチュエータは、弾性表面波を発生する圧電基板台32と、圧電基板台の表面に互いに対向させて配置されると共に、弾性表面波を発生させる高周波電圧がオン・オフ制御可能に印加される一対の櫛形電極34、36と、入力側光ファイバの先端部を保持すると共に、一対の櫛形電極間に弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体38A〜38Dと、移動体を圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段40とよりなる。
【選択図】 図1
【解決手段】 1本の入力側光ファイバ62と、少なくとも2本の出力側光ファイバ64A〜64Dと、入力側光ファイバの先端部を移動させて入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替えるアクチュエータ30とを有する光スイッチにおいて、アクチュエータは、弾性表面波を発生する圧電基板台32と、圧電基板台の表面に互いに対向させて配置されると共に、弾性表面波を発生させる高周波電圧がオン・オフ制御可能に印加される一対の櫛形電極34、36と、入力側光ファイバの先端部を保持すると共に、一対の櫛形電極間に弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体38A〜38Dと、移動体を圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段40とよりなる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、弾性表面波を発生するアクチュエータを用いた光スイッチに関するものである。
インターネット、光通信の需要の増大に伴い、光ファイバで信号を伝送する場合の伝送路切り替え手段としての光スイッチが近年非常に重要視されている。この光ファイバで伝送される信号の従来のスイッチング方法は、一旦光信号を電気信号に変換し、この電気信号をさらに光信号に再変換して伝送する方法が採られている。これに対し、光スイッチは、電気信号に変換することなく光信号のままスイッチングすることで、スイッチ部分の簡略化が可能となる利点を有している。この種の光スイッチの構造としては、音響光学素子などの電圧印加による屈折率の変化を利用した光路切り替え方法が主流であったが、この方法では素子部分を通るときに光の損失が大きくなることが問題であった。そこで、近年、MEMS(マイクロ−エレクトロ−メカニカル−システム)技術を用いた光スイッチが開発されている。これは、機械的に光ファイバやミラーを駆動させてスイッチングを行う方法であるが、MEMS技術を用いることによってスイッチ全体が小型となり、さらに動作速度も向上するので、光スイッチとしての仕様を満たすものになりつつある。また、直接的に、またはミラーの反射を介して間接的にスイッチをするので、光の損失が非常に少なくなり、音響光学素子を用いた方法より性能が向上する。
ここで近年開発されている、MEMS技術を用いた従来の光スイッチの一例を示す。図8は特許文献1、2等に開示されている従来の光スイッチの一例を示す構成図、図9は特許文献3等に開示されている従来の光スイッチの他の一例を示す構成図、図10は特許文献4等に開示されている従来の光スイッチの更に他の一例を示す構成図である。
図8に示す光スイッチは、入力側の光ファイバ2、4の先端を移動させて2つの出力側の光ファイバ6、8に切り替える、1×2光スイッチの例である。この例では、駆動手段に電磁駆動手段10を用いている。光路切り替え時にコイルに電流を印加して駆動させ、駆動後は磁力を利用してラッチさせることで、切り替え後に無電力で保持するようにしている。
図8に示す光スイッチは、入力側の光ファイバ2、4の先端を移動させて2つの出力側の光ファイバ6、8に切り替える、1×2光スイッチの例である。この例では、駆動手段に電磁駆動手段10を用いている。光路切り替え時にコイルに電流を印加して駆動させ、駆動後は磁力を利用してラッチさせることで、切り替え後に無電力で保持するようにしている。
図9に示す光スイッチは、2×2光スイッチの例である。この例では、光ファイバ取り付け溝12A〜12D、ミラー14、櫛形ドライブ16を有するアクチュエータ18を一括でシリコンに深く加工して形成した構造となっている。アクチュエータは櫛形電極の静電駆動方式である。上記各溝12A〜12Dに光ファイバ20A〜20Dの先端部を十字状に挿入し、この先端部間に上記ミラー14を出没させるようになっている。
図10に示す光スイッチは、N×Nスイッチ(N=8)の例である。この光スイッチは、パッケージ22内に、入力側光ファイバ24A〜24Dと出力側光ファイバ26A〜26Hの先端部を挿入し、それらの間にマトリクス状にミラー28を配置した構造となっている。レーザ光は、入力側光ファイバ24A〜24Dに対して45度に配置したミラー28で反射して、出力側光ファイバ26A〜26Dに導かれる。各ミラー28は静電駆動であり、切り替える部分のミラーが駆動する。
図10に示す光スイッチは、N×Nスイッチ(N=8)の例である。この光スイッチは、パッケージ22内に、入力側光ファイバ24A〜24Dと出力側光ファイバ26A〜26Hの先端部を挿入し、それらの間にマトリクス状にミラー28を配置した構造となっている。レーザ光は、入力側光ファイバ24A〜24Dに対して45度に配置したミラー28で反射して、出力側光ファイバ26A〜26Dに導かれる。各ミラー28は静電駆動であり、切り替える部分のミラーが駆動する。
ところで、上記したような従来の光スイッチにあっては、このような問題点があった。例えば図8に示す光スイッチの場合には、電磁駆動方式を用いるため、電磁石の部分が大きくなり、光スイッチ全体の大きさをコンパクト化するのが困難である。また、電磁駆動手段10による磁気ラッチ機能があるため光ファイバの位置保持には無電力で済むが、電磁石の磁極で位置を保持するため、2箇所でのラッチ機能しか設けることができない。そのため、1×2光スイッチまでしか作製できないという問題がある。
図9に示す光スイッチは、2×2光スイッチであることから、図8に示す光スイッチよりも高機能な光スイッチであり、1個のミラー14で2組の光ファイバ20A〜20Dの入力/出力方向を切り替えることが可能であるが、駆動に静電方式を用いるため、駆動電圧を低下させるためには櫛場電極とし、かつ電極面積を大きくする必要があるので小型化が困難である。また、静電駆動で動作できる範囲は数十μm程度と狭いため、入力、出力光ファイバの先端でレーザ光を絞り、ミラーで反射/通過させなければならないので技術的にも高い精度が要求される。さらに、静電駆動ではラッチ機能がないので、電圧を印加し続けるか、或いはラッチさせるためには別途機構を設ける必要がある。
図10に示す光スイッチは、N組の光ファイバの入力/出力方向の切り替えが可能であるが、各反射点でミラー28が必要なため、Nの2乗個のミラーが必要である。そのため、入出力ポート数が増えるほど作製が困難になり、歩留まりが低下してしまう。また、図9に示す光スイッチと同様に、ミラー28を動作させた後は電圧を印加し続ける必要があるので消費電力も増加する。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、弾性表面波を発生するアクチュエータを用いて高速動作が可能で、且つ無電力で位置保持が可能な光スイッチを提供することにある。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、弾性表面波を発生するアクチュエータを用いて高速動作が可能で、且つ無電力で位置保持が可能な光スイッチを提供することにある。
請求項1に係る発明は、少なくとも1本の入力側光ファイバと、少なくとも2本の出力側光ファイバと、前記入力側光ファイバの先端部を移動させて前記出力側光ファイバの内のいずれか1本の先端部に向き合わせるように動作させることによって前記入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替えるアクチュエータとを有する光スイッチにおいて、前記アクチュエータは、弾性表面波を発生することができる圧電基板台と、前記圧電基板台の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置されると共に、前記弾性表面波を発生させる高周波電圧がオン・オフ制御可能に印加される一対の櫛形電極と、前記入力側光ファイバの先端部を保持すると共に、前記一対の櫛形電極間に前記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体と、前記移動体を前記圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段と、よりなることを特徴とする光スイッチである。
請求項2に係る発明は、2本の入力側光ファイバと、前記2本の入力側光ファイバの先端部に所定の間隔を隔ててその先端部が対向するように配置された2本の出力側光ファイバと、前記各光ファイバの先端部間に移動可能に配置されて前記入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替える反射部材と、前記反射部材を移動させるアクチュエータと、を有する光スイッチにおいて、前記アクチュエータは、弾性表面波を発生することができる圧電基板台と、前記圧電基板台の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置されると共に、前記弾性表面波を発生させる高周波電圧がオン・オフ制御可能に印加される一対の櫛形電極と、前記反射部材を保持すると共に、前記一対の櫛形電極間に前記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体と、前記移動体を前記圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段と、よりなることを特徴とする光スイッチである。
請求項3に係る発明は、互いに平行に配置されたM(正の整数)本の入力側光ファイバと、前記入力側光ファイバの延長方向とは異なる方向に互いに平行に配置されたN(正の整数、N=Mの場合もあり)本の出力側光ファイバと、前記入力側光ファイバの延長方向と前記出力側光ファイバの延長方向との交差点側に移動可能に配置されて前記入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替える1以上の反射部材と、前記反射部材を移動させるアクチュエータと、を有する光スイッチにおいて、前記アクチュエータは、弾性表面波を発生することができる圧電基板台と、前記圧電基板台の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置されると共に、前記弾性表面波を発生させる高周波電圧をオン・オフ制御可能に印加するために設けられた、前記反射部材と同数の対の櫛形電極と、前記反射部材を保持すると共に、前記各一対の櫛形電極間に前記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体と、前記移動体を前記圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段とよりなることを特徴とする光スイッチである。
本発明の光スイッチによれば、アクチュエータとして弾性表面波を発生する圧電基板台上に磁力で予圧が支えられた移動体を移動可能に設けて、この移動体を弾性表面波で一軸方向に移動させることにより、スイッチング動作を行うようにしたので、小型で且つ高速動作が可能で、しかもスイッチングの位置を保持するのに無電力でこれを行うことができる。
また、ミラー等の反射部材を用いる場合には、この数量を大幅に削減することができ、更なる小型化ができる。
また、ミラー等の反射部材を用いる場合には、この数量を大幅に削減することができ、更なる小型化ができる。
以下に本発明に係る光スイッチの一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図1は光スイッチで用いる駆動手段となるアクチュエータを示す斜視図、図2は図1に示すアクチュエータの断面図、図3は本発明の光スイッチの第1実施例を示す斜視図、図4は第1実施例を示す平面図である。
図1は光スイッチで用いる駆動手段となるアクチュエータを示す斜視図、図2は図1に示すアクチュエータの断面図、図3は本発明の光スイッチの第1実施例を示す斜視図、図4は第1実施例を示す平面図である。
<アクチュエータ>
まず、光スイッチを説明するにあたり、各実施例において共通して用いられる駆動手段であるアクチュエータについて図1及び図2を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、このアクチュエータ30は、弾性表面波を発生することができる圧電基板台32と、この圧電基板台32の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置された一対の櫛形電極34、36と、この一対の櫛形電極34、36間に配置されて上記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体38と、この移動体38を上記圧電基板台32側の所定の磁力で吸着させて予圧を与える磁力吸着手段40とにより主に構成されている。
まず、光スイッチを説明するにあたり、各実施例において共通して用いられる駆動手段であるアクチュエータについて図1及び図2を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、このアクチュエータ30は、弾性表面波を発生することができる圧電基板台32と、この圧電基板台32の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置された一対の櫛形電極34、36と、この一対の櫛形電極34、36間に配置されて上記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体38と、この移動体38を上記圧電基板台32側の所定の磁力で吸着させて予圧を与える磁力吸着手段40とにより主に構成されている。
具体的には、上記圧電基板台32は、例えば長方形状に形成された板状のベース板42と、この上に形成された板状の圧電基板44とよりなる。上記ベース板42は、上記磁力吸着手段40との間で磁力を発生させて吸着させるために例えば磁性体により形成される。また、上記圧電基板44は、高周波電圧によって弾性表面波を発生する材料、例えばニオブ酸リチウム等により形成されている。また上記一対の櫛形電極34、36は例えばアルミニウムや銅等を蒸着法により堆積させることにより形成されている。上記各櫛形電極34、36には、それぞれ開閉スイッチ46、48を介してレイリー波が発生する共振周波数、例えば50MHzの高周波電源50、52に接続されており、必要に応じて各櫛形電極34、36に高周波電圧を選択的に印加して弾性表面波を発生し得るようになっている。
また磁力吸着手段40は、例えば永久磁石よりなり、磁性体よりなる上記ベース板42との間で所定の磁力で吸着されて予圧が発生し、このように移動体38はこの予圧が付与された状態で上記弾性表面波によって水平方向へ移動するようになっている。この場合、上記移動体38の全体を永久磁石、すなわち磁力吸着手段40として構成してもよいし、また、磁力吸着手段40とベース板42の内の少なくともいずれか一方が永久磁石であればよく、例えばベース板42を永久磁石で形成し、磁力吸着手段40を磁性体で形成してもよい。
ここで、図2に示すように例えば右側の開閉スイッチ46をON状態にして高周波電源50からの高周波電圧を櫛形電極34に印加すると、高周波電圧が圧電基板44上で右側から左側(矢印X2方向)に向かう弾性表面波の一種である一方向のレイリー波LWに変換されて圧電基板44を伝播して行き、予圧の付与されている移動体38がレイリー波LWの進行方向に対向する方向(矢印X1方向)に動かされる。すなわち、移動体38は櫛形電極34に接近してくる。この際、左側のスイッチ48をOFF状態にしておき、他方の櫛形電極36には高周波電圧を印加しない。
より具体的には、レイリー波LWにより、圧電基板44の表面粒子は楕円軌跡の回転運動を行い、レイリー波LWの頭の部分で接した移動体38を摩擦駆動により矢印X1方向に移動させる。この移動体38を反対方向(矢印X2方向)に移動させるためには、左側の開閉スイッチ48をON状態、右側の開閉スイッチ46をOFF状態にすればよい。また、移動体38にはある程度の圧力を上から加えなければ十分な摩擦力が作用せずに圧電基板44上で上下方向に微小振動するだけであるので、本発明では、移動体38に磁力吸着手段40を設け、圧電基板44の裏側に設けたベース板42よりなる磁性体との間に発生する磁力の吸引力を利用して与圧を与える構造となっている。この構造によれば、アクチュエータ部分を簡素化できる共に、後述するように移動体38の上に光ファイバやミラー(反射部材)などを設けることが可能になる。このような構成原理のアクチュエータ30が、以下の各実施例で用いられることになる。
<第1実施例>
次に、本発明の第1実施例について説明する。
図3及び図4に示すように、この第1実施例の光スイッチ60は、1本の入力側光ファイバ62の先端部を上記アクチュエータ30で駆動させ、2以上の複数の、図示例では4本の出力側光ファイバ64A、64B、64C、64Dのいずれかに切り替える方式である。ここではアクチュエータ30の移動体38に入力側光ファイバ62の先端部を固定している。出力側光ファイバ64A〜64Dは、それらの先端部が入力側光ファイバ62の先端部に向き合うように互いに平行に並べて配置されている。アクチュエータ30の一対の櫛形電極34、36は、各光ファイバに対して直交する方向に配置されている。これによれば、入力側光ファイバ62の先端部が固定された移動体38がいずれか一方の櫛形電極への高周波電圧の印加で移動し、切り替えるべき出力側光ファイバ64A〜64Dの内のいずれか1つの先端部の位置に合う時に電圧を止め、移動体38を停止させることでスイッチングを行う。この移動体38と入力側光ファイバ62の先端部は、圧電基板44裏側の磁性体よりなるベース板42との間の吸引力で保持されるので、スイッチング終了後は無電力で状態を保持することが可能である。また、両側の櫛形電極34、36へ印加する高周波電圧の調整により、様々な位置で移動体38を移動・保持できるので、4方向切り替えだけでなく、複数方向切り替えの1×N(正の整数)光スイッチとして機能させることができる。
次に、本発明の第1実施例について説明する。
図3及び図4に示すように、この第1実施例の光スイッチ60は、1本の入力側光ファイバ62の先端部を上記アクチュエータ30で駆動させ、2以上の複数の、図示例では4本の出力側光ファイバ64A、64B、64C、64Dのいずれかに切り替える方式である。ここではアクチュエータ30の移動体38に入力側光ファイバ62の先端部を固定している。出力側光ファイバ64A〜64Dは、それらの先端部が入力側光ファイバ62の先端部に向き合うように互いに平行に並べて配置されている。アクチュエータ30の一対の櫛形電極34、36は、各光ファイバに対して直交する方向に配置されている。これによれば、入力側光ファイバ62の先端部が固定された移動体38がいずれか一方の櫛形電極への高周波電圧の印加で移動し、切り替えるべき出力側光ファイバ64A〜64Dの内のいずれか1つの先端部の位置に合う時に電圧を止め、移動体38を停止させることでスイッチングを行う。この移動体38と入力側光ファイバ62の先端部は、圧電基板44裏側の磁性体よりなるベース板42との間の吸引力で保持されるので、スイッチング終了後は無電力で状態を保持することが可能である。また、両側の櫛形電極34、36へ印加する高周波電圧の調整により、様々な位置で移動体38を移動・保持できるので、4方向切り替えだけでなく、複数方向切り替えの1×N(正の整数)光スイッチとして機能させることができる。
<第2実施例>
次に、本発明の第2実施例について説明する。
図5は本発明の光スイッチの第2実施例を示す斜視図、図6は第2実施例を示す平面図である。
図5及び図6に示すように、この第2実施例の光スイッチ66は、2本の入力側光ファイバ62A、62Bから2本の出力側光ファイバ64A、64Bへ、その間に挟んだ反射部材としてのミラー68の動作により、光信号であるレーザ光をミラー68で反射、或いは通過させることで切り替えるようにした2×2光スイッチである。ここでは4本の光ファイバ62A、62B及び64A、64Bは、その先端部が入力側と出力側とで互いに対向するように所定の間隔を隔ててX字状に配置され、その交差点に垂直面に反射面を持つミラー68が、アクチュエータ30の移動体38に固定されている。図示例では一方の入力側光ファイバ62Aと一方の出力側光ファイバ64Bとが直線状になるように配置され、また他方の入力側光ファイバ62Bと他方の出力側光ファイバ64Aとが直線状になるように配置されている。アクチュエータ30の一対の櫛形電極34、36は、ミラー68が交差点部分に出入りすることができるような向きに配置される。
次に、本発明の第2実施例について説明する。
図5は本発明の光スイッチの第2実施例を示す斜視図、図6は第2実施例を示す平面図である。
図5及び図6に示すように、この第2実施例の光スイッチ66は、2本の入力側光ファイバ62A、62Bから2本の出力側光ファイバ64A、64Bへ、その間に挟んだ反射部材としてのミラー68の動作により、光信号であるレーザ光をミラー68で反射、或いは通過させることで切り替えるようにした2×2光スイッチである。ここでは4本の光ファイバ62A、62B及び64A、64Bは、その先端部が入力側と出力側とで互いに対向するように所定の間隔を隔ててX字状に配置され、その交差点に垂直面に反射面を持つミラー68が、アクチュエータ30の移動体38に固定されている。図示例では一方の入力側光ファイバ62Aと一方の出力側光ファイバ64Bとが直線状になるように配置され、また他方の入力側光ファイバ62Bと他方の出力側光ファイバ64Aとが直線状になるように配置されている。アクチュエータ30の一対の櫛形電極34、36は、ミラー68が交差点部分に出入りすることができるような向きに配置される。
このような構成において、ミラー68が各光ファイバ62A、62B、64A、64Bの交差点に位置するときは(図6(A)参照)、ミラー68の両面で入力側光ファイバ62A、62Bからの光信号であるレーザ光は反射され、それぞれ反射方向の出力側光ファイバ64A、64Bに導かれる。これに対して、ミラー68が交差点から出たときは(図6(B)参照)、入力側光ファイバ62A、62Bからのレーザ光は直進して、それぞれ前者と反対方向の出力側光ファイバ64B、64Aに導かれる。このミラー68は、前述したようにアクチュエータ30の櫛形電極34、36への電圧印加で移動体38と共に移動し、ミラー68が交差点に対して出入することで、スイッチングを行う。ミラー68が取り付けられた移動体38は、圧電基板44の裏側の磁性体よりなるベース板42との間の吸引力で保持されるので、スイッチング終了後は無電力で状態を保持することが可能であり、静電駆動のようなミラー位置保持のための電圧印加を不要にできる。
<第3実施例>
次に本発明の第3実施例について説明する。
図7は本発明の光スイッチの第3実施例を示す斜視図である。図7に示すように、この第3実施例の光スイッチ70は、M(正の整数)本の入力側光ファイバからN(正の整数:N=Mの場合もあり)本の出力側光ファイバへ、反射部材であるミラーの動作により、光信号のレーザ光をミラーで反射位置を変えることで切り替えるようにした、M×N光スイッチである。ここでは、説明簡略のためにM=5、N=4である5×4光スイッチの例で説明する。
ここでは5本の入力側光ファイバ62A〜62Eと4本の出力側光ファイバ64A〜64Dとが設けられる。またアクチュエータ30は、上記”M”と”N”の数の内の少ない方の数に相当する数、ここでは4対の櫛形電極34A〜34D、36A〜36Dを有しており、これに対応して4個の移動体38A〜38D及び4個の反射部材としてのミラー68A〜68Dを有している。
次に本発明の第3実施例について説明する。
図7は本発明の光スイッチの第3実施例を示す斜視図である。図7に示すように、この第3実施例の光スイッチ70は、M(正の整数)本の入力側光ファイバからN(正の整数:N=Mの場合もあり)本の出力側光ファイバへ、反射部材であるミラーの動作により、光信号のレーザ光をミラーで反射位置を変えることで切り替えるようにした、M×N光スイッチである。ここでは、説明簡略のためにM=5、N=4である5×4光スイッチの例で説明する。
ここでは5本の入力側光ファイバ62A〜62Eと4本の出力側光ファイバ64A〜64Dとが設けられる。またアクチュエータ30は、上記”M”と”N”の数の内の少ない方の数に相当する数、ここでは4対の櫛形電極34A〜34D、36A〜36Dを有しており、これに対応して4個の移動体38A〜38D及び4個の反射部材としてのミラー68A〜68Dを有している。
具体的には、上記5本の入力側光ファイバ62A〜62Eは、互いに平行に並べて配置され、また、4本の出力側光ファイバ64A〜64Dは、入力側光ファイバ62A〜62Eの延長方向とは異なる方向、、ここでは入力側光ファイバ62A〜62Eに対して直交する方向に、互いに平行に並べて配置されている。アクチュエータ70の4対の櫛形電極34A〜34D及び36A〜36Dは、ここでは出力側光ファイバ64A〜64Dの延長方向に平行に配置されている。
従って、各櫛形電極34A〜34D及び36A〜36Dに対応して、高周波電源50A〜50D及び52A〜52Dと開閉スイッチ46A〜46D及び48A〜48Dも設けられている。上記各櫛形電極34A〜34D及び36A〜36D間に設けられる移動体38A〜38Dは、それぞれ4本の出力側光ファイバ64A〜64Dの延長方向に沿って移動できるようになっており、各移動体38A〜38Dには、入力側・出力側光ファイバに対して垂直に起立され、且つ45度の向きになるように設定されたミラー38A〜38Dが取り付けられている。
従って、各櫛形電極34A〜34D及び36A〜36Dに対応して、高周波電源50A〜50D及び52A〜52Dと開閉スイッチ46A〜46D及び48A〜48Dも設けられている。上記各櫛形電極34A〜34D及び36A〜36D間に設けられる移動体38A〜38Dは、それぞれ4本の出力側光ファイバ64A〜64Dの延長方向に沿って移動できるようになっており、各移動体38A〜38Dには、入力側・出力側光ファイバに対して垂直に起立され、且つ45度の向きになるように設定されたミラー38A〜38Dが取り付けられている。
尚、図示例の場合には、出力側光ファイバ64A〜64Dの数に対して、入力側光ファイバ62A〜62Eの数が1本多いので、常にいずれか1本の入力側光ファイバが選択的に休止状態となる。図示例の瞬間では、入力側光ファイバ62Aの休止状態となっている。このような構成により、各ミラー68A〜68Dを適宜移動させることにより、5本の入射側光ファイバ62A〜62Eからの光信号を、4本の出力側光ファイバ64A〜64Dのいずれにも選択的に切り替えて伝送することができる。例えば図示例では、入力側光ファイバ62Bの光信号を出力側光ファイバ64Aへ、入力側光ファイバ62Cの光信号を出力側光ファイバ64Dへ、入力側光ファイバ62Dの光信号を出力側光ファイバ64Cへ、入力側光ファイバ62Eの光信号を出力側光ファイバ64Bへ、それぞれ伝送するようにスイッチングが行われている。このように、上記各ミラー68A〜68Dの移動位置の組み合わせで、種々の切替を行うことができる。
また上述のように、ミラー68A〜68Dの数は、入出力側光ファイバの内、少なくとも少ない方の数だけ設ければよいので、ミラーの数を非常に少なくすることができる。また、ミラー68A〜68Dが取り付けられた移動体38A〜38Dは、圧電基板44の裏側の磁性体よりなるベース板42との間の吸引力で保持されるので、スイッチング終了後は無電力で状態を保持することが可能であり、静電駆動のようなミラー位置保持のための電圧印加を不要にできる。
またここでは入出力側光ファイバの配列方向のなす角度は、ここでは90度に設定されているが、これに限定されず、その場合には、各ミラーの設定角度は、入力側光ファイバからの光信号が出力側光ファイバに入射するように設定されるのは勿論である。
またここでは入出力側光ファイバの配列方向のなす角度は、ここでは90度に設定されているが、これに限定されず、その場合には、各ミラーの設定角度は、入力側光ファイバからの光信号が出力側光ファイバに入射するように設定されるのは勿論である。
また各ミラーを入力側光ファイバ62A〜62Eの延長方向に沿って移動できるような配置で各櫛形電極を設けるようにしてもよい。この場合には、入力側光ファイバ62A〜62Eと同数のミラー及び櫛形電極対を設ける。また、入力側光ファイバと出力側光ファイバとを同数設けるようにしてもよいのは勿論である。
このように、本発明では、従来の光スイッチに比べ、動作保持のための電力が不要で、様々な種類のスイッチを提供することができる。また、M×N光スイッチにおいても、ミラーの数を少なくすることができ、製造歩留まりの高い光スイッチを提供することができる。
このように、本発明では、従来の光スイッチに比べ、動作保持のための電力が不要で、様々な種類のスイッチを提供することができる。また、M×N光スイッチにおいても、ミラーの数を少なくすることができ、製造歩留まりの高い光スイッチを提供することができる。
30…アクチュエータ、32…圧電基板台、34,34A〜34D,36,36A〜36D…櫛形電極、38,38A〜38D…移動体、40…磁力吸着手段、42…ベース板、44…圧電基板、50,50A〜50D…,52,52A〜52D…高周波電源、60,66,70…光スイッチ、62,62A〜62E…入力側光ファイバ、64,64A〜64D…出力側光ファイバ、68,68A〜68D…ミラー(反射部材)。
Claims (3)
- 少なくとも1本の入力側光ファイバと、
少なくとも2本の出力側光ファイバと、
前記入力側光ファイバの先端部を移動させて前記出力側光ファイバの内のいずれか1本の先端部に向き合わせるように動作させることによって前記入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替えるアクチュエータとを有する光スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、
弾性表面波を発生することができる圧電基板台と、
前記圧電基板台の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置されると共に、前記弾性表面波を発生させる高周波電圧がオン・オフ制御可能に印加される一対の櫛形電極と、
前記入力側光ファイバの先端部を保持すると共に、前記一対の櫛形電極間に前記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体と、
前記移動体を前記圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段と、
よりなることを特徴とする光スイッチ。 - 2本の入力側光ファイバと、
前記2本の入力側光ファイバの先端部に所定の間隔を隔ててその先端部が対向するように配置された2本の出力側光ファイバと、
前記各光ファイバの先端部間に移動可能に配置されて前記入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替える反射部材と、
前記反射部材を移動させるアクチュエータと、
を有する光スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、
弾性表面波を発生することができる圧電基板台と、
前記圧電基板台の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置されると共に、前記弾性表面波を発生させる高周波電圧がオン・オフ制御可能に印加される一対の櫛形電極と、
前記反射部材を保持すると共に、前記一対の櫛形電極間に前記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体と、
前記移動体を前記圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段と、
よりなることを特徴とする光スイッチ。 - 互いに平行に配置されたM(正の整数)本の入力側光ファイバと、
前記入力側光ファイバの延長方向とは異なる方向に互いに平行に配置されたN(正の整数、N=Mの場合もあり)本の出力側光ファイバと、
前記入力側光ファイバの延長方向と前記出力側光ファイバの延長方向との交差点側に移動可能に配置されて前記入力側光ファイバを伝播してきた光信号の出力方向を切り替える1以上の反射部材と、
前記反射部材を移動させるアクチュエータと、
を有する光スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、
弾性表面波を発生することができる圧電基板台と、
前記圧電基板台の表面に互いに対向させて所定の距離を隔てて配置されると共に、前記弾性表面波を発生させる高周波電圧をオン・オフ制御可能に印加するために設けられた、前記反射部材と同数の対の櫛形電極と、
前記反射部材を保持すると共に、前記各一対の櫛形電極間に前記弾性表面波によって移動可能に設けられた移動体と、
前記移動体を前記圧電基板台側へ所定の磁力で吸着させる磁力吸着手段と、
よりなることを特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003379211A JP2005141103A (ja) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003379211A JP2005141103A (ja) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 光スイッチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005141103A true JP2005141103A (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=34689335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003379211A Pending JP2005141103A (ja) | 2003-11-07 | 2003-11-07 | 光スイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005141103A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111244195A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 西安理工大学 | 一种微米间隙异面叉指式光电导开关 |
-
2003
- 2003-11-07 JP JP2003379211A patent/JP2005141103A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111244195A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 西安理工大学 | 一种微米间隙异面叉指式光电导开关 |
CN111244195B (zh) * | 2020-01-16 | 2023-11-03 | 西安理工大学 | 一种微米间隙异面叉指式光电导开关 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3597095B2 (ja) | 光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス | |
JP3839195B2 (ja) | 傾斜端部を有する微細加工光スイッチ | |
WO2003062899A1 (fr) | Commutateur optique et son procede de production, dispositif de transmission d'informations faisant appel a ce dernier | |
JP2004082288A (ja) | 静電型アクチュエータ及びそれを用いた光スイッチ | |
JP2007192902A (ja) | 微小電気機械素子の駆動方法及び微小電気機械素子アレイの駆動方法、微小電気機械素子及び微小電気機械素子アレイ、並びに画像形成装置 | |
JP2004053839A (ja) | 光スイッチ装置 | |
JP2004215389A (ja) | 弾性表面波アクチュエータ及び弾性表面波アクチュエータを適用した偏向器 | |
JP4358788B2 (ja) | 光スキャナ | |
JP2005141103A (ja) | 光スイッチ | |
JP2007017769A (ja) | 光通信用微小薄膜可動素子及び微小薄膜可動素子アレイ | |
JP3568120B2 (ja) | 光路切替装置 | |
JP4491064B2 (ja) | 光路変更装置、光スイッチ及び光ヘッド | |
JP2006194956A (ja) | 光スイッチ | |
US6394617B1 (en) | Method and apparatus for latched bimorph optical switchs | |
JP4177051B2 (ja) | 可変光減衰器及び光部品 | |
JP2007114230A (ja) | 光スイッチ | |
JP4369674B2 (ja) | 姿勢制御装置、光デバイス、姿勢制御方法、および光デバイスの駆動方法 | |
WO2006028210A1 (ja) | 光スイッチ | |
JP2004133196A (ja) | ミラーチルト機構及びそれを用いた光スイッチ | |
WO2003083550A1 (fr) | Dispositif optique | |
CA2422384A1 (en) | Electrostatically operated device | |
JP2001296488A (ja) | 光スイッチ | |
JP2007316628A (ja) | 光スイッチ | |
JP2007017562A (ja) | 多チャンネル光スイッチ | |
JPH01200317A (ja) | 光スイッチ |