JP2620321B2 - Light switch - Google Patents

Light switch

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JP2620321B2
JP2620321B2 JP19484888A JP19484888A JP2620321B2 JP 2620321 B2 JP2620321 B2 JP 2620321B2 JP 19484888 A JP19484888 A JP 19484888A JP 19484888 A JP19484888 A JP 19484888A JP 2620321 B2 JP2620321 B2 JP 2620321B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光スイッチに関し、特に詳細には、一本の光
ファイバと複数の光ファイバとを切替え接続するいわゆ
る1×N光スイッチであって、切替えを機械的に行う光
スイッチに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch, and more particularly, to a so-called 1 × N optical switch that switches and connects one optical fiber and a plurality of optical fibers. And an optical switch for mechanically performing switching.

〔従来技術〕(Prior art)

1×Nスイッチとしては、種々のものが考えられ、そ
の切替える光ファイバ同志の光軸合わせでは以下のよう
なものが検討され、実現されている。
Various 1 × N switches are conceivable, and the followings have been studied and realized in the optical axis alignment of the switching optical fibers.

例えば、昭和62年電子情報通信学会、半導体材料部
門、全国大会にて、杉本他により発表された「セラミッ
クフェルールを用いた高密度1×1000光スイッチ」と題
する論文、昭和62粘度電子情報通信学会、創立70周年記
念総合全国大会にて古川他により発表された「大規模低
損失1×N光スイッチ」と題する論文及び昭和63年電子
情報通信学会、春季全国大会にて、小島他により発表さ
れた「コネクタ切替型光スイッチの3万回着脱試験結
果」と題する論文等に示されるものがある。これらの論
文に示される1×N光スイッチでは光コネクタの構成部
分であるフェルールを2次元もしくは1次元に配列し、
対向するフェルールを2次元若しくは1次元に移動させ
る装置に取り付けている。そして、2次元若しくは1次
元に配列されたフェルールに光ファイバを接続し、一方
移動させられるフェルールにも光ファイバを接続して、
配列されたフェルールに選択的に接続し、光ファイバの
伝送路を切替えている。
For example, a paper entitled “High-density 1 × 1000 optical switch using ceramic ferrule” presented by Sugimoto et al. , A paper entitled “Large-scale low-loss 1 × N optical switch” presented by Furukawa et al. At the 70th Anniversary National Convention and a presentation by Kojima et al. In addition, there is an article shown in a paper or the like entitled "Result of 30,000 times of detachable test of connector switching type optical switch". In the 1 × N optical switch shown in these articles, ferrules, which are components of an optical connector, are arranged two-dimensionally or one-dimensionally.
It is attached to a device that moves the opposing ferrule two-dimensionally or one-dimensionally. Then, an optical fiber is connected to a ferrule arranged two-dimensionally or one-dimensionally, and an optical fiber is also connected to a ferrule that is moved on one side.
The ferrules are selectively connected to the arranged ferrules to switch the optical fiber transmission lines.

また別の例としては、アンリツ株式会社が通信用測定
器として製作している光チャネルセレクタの様に、プリ
ズムを電磁力により駆動し、プリズムを伝搬する光の伝
送路を切替えるタイプのスイッチがある。
As another example, there is a switch of a type that drives a prism by electromagnetic force and switches a transmission path of light propagating through the prism, such as an optical channel selector manufactured by Anritsu Corporation as a communication measuring instrument. .

また更に、エレクトロニクスレター、1981年8月6日
号、第17巻第16号の第571頁にダブリュ、シイ、ヤング
により発表された「シングルモード及びマルチモード光
ファイバ用カスケードタイプ多極スイッチ」(Electron
ics Letters 6th August,1981,Vol.17,No.16 page 571,
“CASCADED MULTIPOLE SWITCHES FOR SINGLE−MODE AND
MULTIMODE OPTICAL FIBER"W.C.YOUNG)には機械駆動式
光スイッチが示されている。
Further, "Letters Cascaded for Multimode Optical Fibers for Single-mode and Multi-mode Optical Fibers" published by A.W., C.I., and Young on page 571 of Vol. 17, No. 16, August 6, 1981, Electronics Letter, Electron
ics Letters 6th August, 1981, Vol. 17, No. 16 page 571,
“CASCADED MULTIPOLE SWITCHES FOR SINGLE-MODE AND
MULTIMODE OPTICAL FIBER "WCYOUNG" shows a mechanically driven optical switch.

〔発明の解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上記の文献に示されるフェルールを2次元的
または1次元的に配列した1×N光スイッチでは、切替
え心数が大きくなると2次元的等に配列する配列部分の
大きさが大きくなり、そのため、装置全体が大きくなり
過ぎてしまう。したがって、切替え心数を大きくするこ
とができない。また、このタイプの1×N光スイッチで
は、接続すべき光ファイバ同志の光軸合わせにおいて、
光コネクタを構成部品であるフェルールの外径調心を利
用しているため、フェルール同志の接続の際、フェルー
ルの外径部に摩耗が生じる。そのため、繰返しの切替え
回数に限界があり、長期信頼性及び耐久性に問題があ
る。また、この摩耗によってダストが発生し、フェルー
ル内の光ファイバ端面に付着することがある。この様な
場合には接続損失が増加してしまう。また更に、光ファ
イバ自体を空間接続を用いて接続切替えする方法を、光
ファイバを2次元的に配列した光スイッチに適用する場
合には、高精度な位置決め装置が必要となっていた。
However, in the 1 × N optical switch in which the ferrules described in the above document are arranged two-dimensionally or one-dimensionally, as the number of switching cores increases, the size of the arrangement part arranged two-dimensionally or the like increases. However, the entire device becomes too large. Therefore, the number of switching hearts cannot be increased. Also, in this type of 1 × N optical switch, the optical axes of the optical fibers to be connected are aligned with each other.
Since the optical connector uses the outer diameter alignment of the ferrule, which is a component, the outer diameter of the ferrule is worn when the ferrules are connected to each other. Therefore, the number of repetitive switching is limited, and there is a problem in long-term reliability and durability. In addition, dust is generated due to the abrasion and may adhere to the end face of the optical fiber in the ferrule. In such a case, the connection loss increases. Furthermore, when applying the method of switching connection of the optical fiber itself using spatial connection to an optical switch in which optical fibers are two-dimensionally arranged, a high-precision positioning device has been required.

本発明は上記問題点を解決し、繰返しの切替えに対し
て信頼性、耐久性が高く、かつ接続すべき光ファイバ同
志の正確な光軸合わせが可能な光スイッチを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical switch which solves the above-mentioned problems and has high reliability and durability against repetitive switching, and enables accurate optical axis alignment of optical fibers to be connected. .

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の光スイッチは、一端に光源が接続される第1
の光ファイバと、その一端が前記第1の光ファイバの他
端に所定の間隔だけ離間して対向し、前記第1の光ファ
イバと光軸合わせされた第2の光ファイバと、前記第1
及び第2の光ファイバの間の離間部分に所定の隙間をも
って挿入され、前記第1及び第2の光ファイバの光軸方
向に垂直な平面上で移動可能な光路切替え手段と、前記
第1の光ファイバの端面に対向し、その対向部近傍にお
いて前記第1の光ファイバの光軸に対して平行に伸び、
前記光路切替え手段内にその対向部が固定される第3の
光ファイバと、前記第2の光ファイバの前記離間部側端
面に対向し、その対向部近傍において前記第2の光ファ
イバの光軸に対して平行に伸び、前記対向部近傍の光軸
が前記第3の光ファイバの前記対向部近傍の光軸と一致
し、前記光信号切替え手段内にその対向部が固定されて
いる第4の光ファイバと、前記光路切替え手段を前記第
1及び第2の光ファイバの光軸方向に垂直な平面上で移
動させる移動手段と、前記第3光ファイバと前記対向部
とは反対の端部からの光出力を検知し、その光出力が最
大となるように前記移動手段を制御し、前記光信号切替
え手段を移動させ、前記第1の光ファイバと前記第3の
光ファイバの前記対向部との光軸合わせを行うことによ
り、前記光路切替え手段の前記対向部での前記第4の光
ファイバの光軸と前記第2の光ファイバとの光軸との軸
合わせを行う制御手段とを備えることを特徴とする。
An optical switch according to the present invention includes a first switch in which a light source is connected to one end.
An optical fiber, one end of which is opposed to the other end of the first optical fiber by a predetermined distance, and a second optical fiber whose optical axis is aligned with the first optical fiber;
An optical path switching means which is inserted with a predetermined gap into a space between the first and second optical fibers and is movable on a plane perpendicular to the optical axis direction of the first and second optical fibers; Facing the end face of the optical fiber, and extending in parallel with the optical axis of the first optical fiber in the vicinity of the facing portion;
A third optical fiber of which the opposing portion is fixed in the optical path switching means, and an optical axis of the second optical fiber which opposes the end face of the second optical fiber on the side of the separated portion, and near the opposing portion; And the optical axis near the facing portion of the third optical fiber coincides with the optical axis near the facing portion of the third optical fiber, and the facing portion is fixed in the optical signal switching means. An optical fiber, moving means for moving the optical path switching means on a plane perpendicular to the optical axis direction of the first and second optical fibers, and an end opposite to the third optical fiber and the facing part The optical output from the optical fiber is detected, the moving means is controlled so that the optical output becomes maximum, the optical signal switching means is moved, and the facing portion between the first optical fiber and the third optical fiber is controlled. Optical path switching by performing optical axis alignment with Characterized in that it comprises a control means for axial alignment of the optical axis between the fourth of said second optical fiber and the optical axis of the optical fiber at the opposite end of the unit.

〔作用〕[Action]

本発明の光スイッチでは、上記のように構成している
ので、光スイッチ切り替えの際、接触部分がない。ま
た、光スイッチの切替えの際、軸合わせをフィードバッ
ク制御を利用して行い、常に正確な軸合わせを可能にし
ている。
Since the optical switch of the present invention is configured as described above, there is no contact portion when switching the optical switch. Also, when switching the optical switch, the axis alignment is performed using feedback control, thereby always enabling accurate axis alignment.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説
明する。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明に従う光スイッチの実施例の部分分解
斜視図である。
FIG. 1 is a partially exploded perspective view of an embodiment of an optical switch according to the present invention.

図に示すように、光スイッチ1は複数の光ファイバを
保持する光ファイバ保持部10と、光路の切替えを行う光
路切替え部材20と、光路切替え部材20を移動させる移動
機構30と、移動機構30を制御する制御機構40とより構成
されている。
As shown in the figure, the optical switch 1 includes an optical fiber holding unit 10 for holding a plurality of optical fibers, an optical path switching member 20 for switching optical paths, a moving mechanism 30 for moving the optical path switching member 20, and a moving mechanism 30. And a control mechanism 40 for controlling the

第2図に光ファイバ保持部10の斜視図を示す。この図
では第1図に示す光ファイバ保持部を裏返して示してあ
る。図に示すように光ファイバ保持部10には複数の光フ
ァイバ11が、2段形状のシリコン板12上のV溝13に、例
えばP=0.25mmピッチで平行に配列され、その光ファイ
バ11の中央部には光ファイバ11を横切る溝14が形成され
ている。このV溝13の頂角は60度であり、その深さは外
径125μmの光ファイバが入る程度にしている。一方、
この溝14は幅l1=5mm、深さd2=0.2mmの形状であり、シ
リコン基板12内に固定された光ファイバ11の少なくとも
コア部が露出する深さに形成してある。そしてこの溝14
の両側面は第4図に示すように光ファイバ11の光軸に垂
直な方向に対して約5度(θ)傾斜している。これは光
路切替え部材20の側面での光の反射を防止するためであ
る。更に、光ファイバ11は、この溝14により2つの部分
に分割される。溝14により分割された一方の光ファイバ
11aの溝14側と反対側と端部11cは1つに束ねられた後、
光源15に光結合されている。他方の光ファイバ11bの溝1
4側とは反対側の端部11dは、この光スイッチの信号入出
力側となる。本実施例ではこの光源15としてハロゲンラ
ンプを使用し、また光ファイバ11としては、通常通信用
に使用する光フィイバであり、仕上り外径250μmの紫
外線硬化型樹脂被覆の1.3μm帯単一モードファイバを
使用した。なお、この光ファイバの特性及び構造はMED
=10μm±1μm、カットオフ波長1.2±1μm,クラッ
ド外径125μm、比屈折率差0.3%であった。
FIG. 2 is a perspective view of the optical fiber holding unit 10. In this figure, the optical fiber holding section shown in FIG. 1 is shown upside down. As shown in the figure, a plurality of optical fibers 11 are arranged in an optical fiber holding portion 10 in a V-shaped groove 13 on a two-stage silicon plate 12 in parallel at a pitch of P = 0.25 mm, for example. A groove 14 that crosses the optical fiber 11 is formed at the center. The apex angle of the V-groove 13 is 60 degrees, and its depth is set so that an optical fiber having an outer diameter of 125 μm can be inserted. on the other hand,
The groove 14 has a width l1 = 5 mm and a depth d2 = 0.2 mm, and is formed at a depth at which at least the core of the optical fiber 11 fixed in the silicon substrate 12 is exposed. And this groove 14
Are inclined about 5 degrees (.theta.) With respect to the direction perpendicular to the optical axis of the optical fiber 11, as shown in FIG. This is to prevent the reflection of light on the side surface of the optical path switching member 20. Further, the optical fiber 11 is divided into two parts by the groove 14. One optical fiber divided by groove 14
After the side opposite to the groove 14 side of 11a and the end 11c are bundled into one,
It is optically coupled to a light source 15. Groove 1 of the other optical fiber 11b
An end 11d opposite to the fourth side is a signal input / output side of this optical switch. In this embodiment, a halogen lamp is used as the light source 15, and the optical fiber 11 is an optical fiber normally used for communication, and has a finished outer diameter of 250 μm. It was used. The characteristics and structure of this optical fiber
= 10 μm ± 1 μm, cutoff wavelength 1.2 ± 1 μm, cladding outer diameter 125 μm, and relative refractive index difference 0.3%.

光路切替え部材20の斜視図を第3図に示す。この図に
示すように光路切替え部材20は略直方体の形状をしてお
り、その上部は溝14内を空間的に移動できる。また、そ
の側面21は先に説明した溝14内面に沿うようにθ=5度
傾斜している。更に、この光路切替え部材20には、2本
の光ファイバ22、23が固定されている。これらの光ファ
イバ22、23のそれぞれの端部22a、22aは傾斜した側面に
位置し、かつ、その側面近傍では、これらの光ファイバ
22、23の光軸は、図において1点鎖線で示すように一直
線上にある。更に、光軸方向は光路切替え部材20が溝14
内で摺動する方向Xに対して直角な方向としてある。そ
して、光ファイバ22の他端22bはフォトダイオード等の
受光素子に係合され、一方光ファイバ23の他端23bから
光信号が入力される。第4図に、光路切替え部材20の移
動方向Xより見た溝14と光路切替え部材20との位置関係
を示す。図に示すように、光路切替え部材20は溝14に対
して空間的に配置され、これらの溝14と光路切替え部材
20との隙間はd1=50μm程度にしてある。この隙間は、
光路切替え部材20を移動させる際、溝14の内面に接触さ
せず、かつ光ファイバ保持部10内に固定された光ファイ
バ11a、11bの端部11c、11dと光路切替え部材20内に固定
された光ファイバ22、23の端部22a、23bとの間で光伝送
損失をあまり大きくしない程度に選択されねばならな
い。
FIG. 3 is a perspective view of the optical path switching member 20. As shown in this figure, the optical path switching member 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and the upper part thereof can move spatially in the groove 14. The side surface 21 is inclined by θ = 5 degrees along the inner surface of the groove 14 described above. Further, two optical fibers 22, 23 are fixed to the optical path switching member 20. The respective ends 22a, 22a of these optical fibers 22, 23 are located on the inclined side surface, and near the side surface, these optical fibers
The optical axes of 22 and 23 are on a straight line as shown by a dashed line in the figure. Further, in the optical axis direction, the optical path switching member 20 is
And a direction perpendicular to the direction X of sliding inside. The other end 22b of the optical fiber 22 is engaged with a light receiving element such as a photodiode, and an optical signal is input from the other end 23b of the optical fiber 23. FIG. 4 shows a positional relationship between the groove 14 and the optical path switching member 20 as viewed from the moving direction X of the optical path switching member 20. As shown in the figure, the optical path switching members 20 are spatially arranged with respect to the grooves 14, and these grooves 14 and the optical path switching members
The gap with 20 is d1 = about 50 μm. This gap is
When the optical path switching member 20 is moved, the optical fibers 11a and 11b fixed in the optical fiber holding unit 10 are fixed to the ends 11c and 11d of the optical fibers 11a and 11b and the optical path switching member 20 without contacting the inner surface of the groove 14. It must be selected so that the optical transmission loss between the ends 22a and 23b of the optical fibers 22 and 23 is not so large.

移動機構30は、パルスモータ31と、このパルスモータ
31の回転軸に接続されたボールねじ32と、このボールね
じ32の回転により、ボールねじ32の長手方向に移動する
ステージ33とより構成されている。このボールねじ32の
パルスモータ31との接続側と反対側は軸受け34により支
持されている。更に、このステージ33の上には図に示す
ように、それぞれX方向、Z方向に変形する圧電素子3
5、36が搭載されている。更にこの圧電素子35、36の上
に光路切替え部材20が搭載固定されている。これらの圧
電素子35、36は印加された電圧の方向及び大きさに応じ
て変形する。本実施例では、第1図に示すX及びZ方向
に微小変形する様に構成されている。そしてその変形量
は30μm程度であり、印加電圧の大きさによって微小調
整が可能となる。これに対してパルスモータ31とボール
ねじ32との組み合わせでは約0.25mmの間隔の粗動動作を
行うことができる。これらの粗動調整及び微小調整とを
組み合わせることにより、光ファイバ11aと光ファイバ2
2との間の正確な光軸合わせを行うことができる。
The moving mechanism 30 includes a pulse motor 31 and this pulse motor
The ball screw 32 is connected to a rotation shaft of the ball screw 31, and the stage 33 moves in the longitudinal direction of the ball screw 32 by the rotation of the ball screw 32. The side of the ball screw 32 opposite to the side connected to the pulse motor 31 is supported by a bearing 34. Further, as shown in the figure, a piezoelectric element 3 deforming in the X direction and the Z direction
5, 36 are installed. Further, the optical path switching member 20 is mounted and fixed on the piezoelectric elements 35 and 36. These piezoelectric elements 35 and 36 are deformed according to the direction and magnitude of the applied voltage. In this embodiment, it is configured to be slightly deformed in the X and Z directions shown in FIG. The amount of deformation is about 30 μm, and fine adjustment can be made according to the magnitude of the applied voltage. On the other hand, in the combination of the pulse motor 31 and the ball screw 32, a coarse movement operation at an interval of about 0.25 mm can be performed. By combining these coarse adjustment and fine adjustment, the optical fiber 11a and the optical fiber 2
An accurate optical axis alignment between the two can be performed.

制御機構40は圧電素子35、36を制御するための圧電素
子コントローラ41と、パルスモータ31を制御するための
パルスモータコントローラ42と光ファイバ22からの光信
号を受光し、光強度に応じた電気信号を出力する受光素
子43と、受光素子43からの信号の強度に応じた電流を出
力するパワーメータ44と、上記コントローラ41、42及び
パワーメータ44からの信号を入力する全体コントローラ
45とから構成されている。本実施例では受光素子43及び
パワーメータ44を一体化し、シリコン系のフォトダイオ
ードを組み込んだパワーメータを使用し、全体コントロ
ーラ45としては、市販されている型式HP9816の小型コン
ピュータを用いた。
The control mechanism 40 receives a light signal from a piezoelectric element controller 41 for controlling the piezoelectric elements 35 and 36, a pulse motor controller 42 for controlling the pulse motor 31, and an optical fiber 22, and generates an electric signal corresponding to the light intensity. A light receiving element 43 for outputting a signal, a power meter 44 for outputting a current corresponding to the intensity of the signal from the light receiving element 43, and an overall controller for inputting signals from the controllers 41 and 42 and the power meter 44
It consists of 45. In this embodiment, a light meter integrating a light receiving element 43 and a power meter 44 and incorporating a silicon-based photodiode was used, and a commercially available small computer of model HP9816 was used as the whole controller 45.

次に本実施例の構成部材の1つである光ファイバ保持
部10及び光路切替え部材20の製造方法について説明す
る。
Next, a method of manufacturing the optical fiber holding unit 10 and the optical path switching member 20, which are one of the components of the present embodiment, will be described.

光ファイバ保持部10は、第5図(a)に示すような2
段構造に形成したシリコン基板50に、頂角60度で外径12
5μmの光ファイバが入るV溝13を0.25mmピッチで平行
に形成する。次に、このV溝13に光ファイバ11を第5図
(b)のように挿入し接着剤等で固定する。次に第5図
(c)に示すように、段部分の中央に、第4図で示すよ
うな断面が台形形状の溝14を形成する。この溝の深さ
は、少なくとも固定された光ファイバ11のコア部が露出
するような深さである。
The optical fiber holding section 10 has a 2
An outer diameter of 12 with a vertical angle of 60 degrees
V-grooves 13 into which 5 μm optical fibers enter are formed in parallel at a pitch of 0.25 mm. Next, the optical fiber 11 is inserted into the V-groove 13 as shown in FIG. 5B and fixed with an adhesive or the like. Next, as shown in FIG. 5C, a groove 14 having a trapezoidal cross section as shown in FIG. 4 is formed at the center of the step portion. The depth of the groove is such that at least the core of the fixed optical fiber 11 is exposed.

V溝に光ファイバを挿入固定しても第6図に示すよう
に光ファイバは必ずしもV溝の側面に接触固定されず、
正確に位置決めすることが難しく、2本の光ファイバ同
志の光軸を合わせることが難しい。また、挿入する光フ
ァイバの外径偏心についても必ずしも同じではない。し
かし、1本の光ファイバを溝で分断し、2本の光ファイ
バとすることにより、その溝を挾んで対向する光ファイ
バ端面同志では溝内での位置及び光ファイバの外径、偏
心をほぼ一致していると見なすことができる。そのた
め、溝を挟んで対向する光ファイバ位置は切断面に対し
て一致していると見すことができる。
Even if the optical fiber is inserted and fixed in the V-groove, the optical fiber is not necessarily fixed to the side surface of the V-groove as shown in FIG.
It is difficult to position accurately, and it is difficult to align the optical axes of two optical fibers. Further, the eccentricity of the outer diameter of the inserted optical fiber is not always the same. However, by dividing one optical fiber by a groove and forming two optical fibers, the end faces of the optical fibers facing each other with the groove interposed between the groove, the outer diameter of the optical fiber, and the eccentricity are almost the same. Can be considered a match. Therefore, it can be considered that the positions of the optical fibers facing each other with the groove interposed therebetween coincide with the cut surface.

これらの点に着目して上記のような製造方法で光ファ
イバ保持部10を製造した。
Focusing on these points, the optical fiber holding unit 10 was manufactured by the manufacturing method described above.

また、光路切替え部材20の製造は、略直方体のシリコ
ン基材に一直線上に溝を入れ。この溝の両端部にそれぞ
れ端面がくるように光ファイバ22、23を挿入し、接着樹
脂等で固定する。そして、樹脂固定された光ファイバ2
2、23と共にシリコン基体及び接着樹脂を加工し、第3
図に示すような形状に形成する。ここで光ファイバ22、
23の端面はそれぞれ一直線状に形成した溝に挿入固定さ
れているため、その端面部の光軸は一直線上にあり、光
軸は一致することになる。
In the manufacture of the optical path switching member 20, grooves are formed in a straight line in a substantially rectangular silicon base material. The optical fibers 22 and 23 are inserted so that the end faces are respectively located at both ends of the groove, and are fixed with an adhesive resin or the like. Then, the optical fiber 2 fixed with resin
Process silicon substrate and adhesive resin together with 2, 23
It is formed in a shape as shown in the figure. Where the optical fiber 22,
Since the end faces of 23 are inserted and fixed in grooves formed in a straight line, the optical axes of the end faces are on a straight line, and the optical axes coincide with each other.

次に、本実施例の動作原理を第1図、第2図及び第4
図を用いて説明する。
Next, the operation principle of this embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the drawings.

まず、外部より入力されたスイッチ選択信号に応じて
全体コントローラ45からパルスモータコントローラ42へ
パルスモータ制御信号を送出する。このパルスモータ制
御信号に応じてパルスモータコントローラ42はパルスモ
ータ31を駆動し、ステージ33を動かし、スイッチ選択信
号に応じた光ファイバ11bの中心位置に光路切替え部材2
0の光ファイバ23の端面23aが来るようにする。そして、
このパルスモータ31は光ファイバ11a、11bの配列ピッチ
P=0.25mm単位でステージ33を停止させることができ
る。しかし、このパルスモータ31の動きでは正確な位置
決めができず、粗動状態である。そしてこの粗動状態で
は、対応する光ファイバの中心位置まで光路切替え部材
20を動かす。次に、圧電素子35、36を用いて微小位置調
整をする。この微少調整では、光源15より発した光を光
ファイバ11a、光ファイバ22を介して受光素子43で受光
し、その受光強度をパワーメータ44で検知する。そし
て、このパワーメータ44の出力が最大となるように、全
体コントローラ45により圧電素子コントローラ41を作動
させ、圧電素子35、36を駆動する。ここで、圧電素子3
5、36はその上に搭載している光路切替え部材20をX及
びZ方向に微少調整することができる。このようにして
得られた受光強度が最大となる光路切り替え部材20の位
置では、光ファイバ11aに対向する部分の光ファイバ22
の光軸と光ファイバ11aの光軸とが一致している。一方
この光ファイバ11aに対向する部分の光ファイバ22の光
軸と、光ファイバ11bに対向部分の光ファイバ23の光軸
とは一致している。また更に、光ファイバ11aの光軸と
光ファイバ11bの光軸とは一致している。したがって、
光ファイバ22と光ファイバ11aとが光軸合わせされた状
態では、光ファイバ23と光ファイバ11bとが光軸合わせ
された状態となり、光ファイバ23の端部23bより入射し
た光信号は、選択された光ファイバ11bに低い伝送損失
で伝達される。また、このようにスイッチに切り替え毎
に光軸合わせ状態をフィードバック制御を用いて調整し
ているため、スイッチ全体に加わる温度変化等により光
ファイバ配列が変形しても正確な光軸合わせが可能にな
る。
First, a pulse motor control signal is transmitted from the overall controller 45 to the pulse motor controller 42 in response to a switch selection signal input from outside. In response to the pulse motor control signal, the pulse motor controller 42 drives the pulse motor 31, moves the stage 33, and moves the optical path switching member 2 to the center position of the optical fiber 11b according to the switch selection signal.
The end face 23a of the 0 optical fiber 23 is made to come. And
The pulse motor 31 can stop the stage 33 at an arrangement pitch P = 0.25 mm of the optical fibers 11a and 11b. However, accurate positioning cannot be performed by the movement of the pulse motor 31, and the pulse motor 31 is in a coarse movement state. In this coarse movement state, the optical path switching member reaches the center position of the corresponding optical fiber.
Move 20. Next, fine position adjustment is performed using the piezoelectric elements 35 and 36. In this fine adjustment, the light emitted from the light source 15 is received by the light receiving element 43 via the optical fiber 11a and the optical fiber 22, and the received light intensity is detected by the power meter 44. Then, the piezoelectric controller 41 is operated by the overall controller 45 to drive the piezoelectric elements 35 and 36 so that the output of the power meter 44 becomes maximum. Here, the piezoelectric element 3
5, 36 can finely adjust the optical path switching member 20 mounted thereon in the X and Z directions. At the position of the optical path switching member 20 at which the received light intensity obtained in this way is maximum, the portion of the optical fiber 22 facing the optical fiber 11a is
And the optical axis of the optical fiber 11a coincide with each other. On the other hand, the optical axis of the portion of the optical fiber 22 facing the optical fiber 11a coincides with the optical axis of the portion of the optical fiber 23 facing the optical fiber 11b. Furthermore, the optical axis of the optical fiber 11a matches the optical axis of the optical fiber 11b. Therefore,
When the optical fiber 22 and the optical fiber 11a are aligned with the optical axis, the optical fiber 23 and the optical fiber 11b are aligned with the optical axis, and the optical signal incident from the end 23b of the optical fiber 23 is selected. Transmitted to the optical fiber 11b with low transmission loss. In addition, since the optical axis alignment state is adjusted using feedback control every time the switch is switched, accurate optical axis alignment is possible even if the optical fiber arrangement is deformed due to temperature changes applied to the entire switch. Become.

したがって、本実施例では常に光軸合わせ状態を検知
しつつ、スイッチングが可能になる。
Therefore, in this embodiment, switching can be performed while always detecting the optical axis alignment state.

上記実施例にしたがって1×500心の光スイッチを試
作し、第7図(a)に示すような後方散乱損失測定系を
構成し、接続損失を測定した。この測定系では、OTDRと
光スイッチの間を1kmの光ファイバで連結しスプライス
を介して接続した。更に光スイッチの出力側の500出力
端子には100mの10心テープ状光ファイバを100m接続して
ある。そして、この様な測定系を用いて測定した結果、
平均接続損失,αi=1.2dB、またはその標準偏差、α
n=0.3dB、一心当たり接続時間が20秒の結果が得られ
た。
A 1 × 500 optical switch was prototyped according to the above embodiment, and a backscattering loss measuring system as shown in FIG. 7A was constructed to measure the connection loss. In this measurement system, the OTDR and the optical switch were connected by a 1 km optical fiber and connected via a splice. Further, a 100 m 10-fiber tape-shaped optical fiber is connected to the 500 output terminal on the output side of the optical switch for 100 m. And as a result of measurement using such a measurement system,
Average connection loss, αi = 1.2 dB or its standard deviation, α
As a result, n = 0.3 dB and the connection time per fiber was 20 seconds.

本発明は上記実施例の限定されず、種々の変形例が考
えられ得る。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be considered.

具体的には、上記実施例では1×N光スイッチについ
て説明しているが、単に光信号をオン−オフする1×1
光スイッチに適用してもよい。
Specifically, in the above embodiment, a 1 × N optical switch has been described. However, a 1 × 1 optical switch for simply turning on / off an optical signal is described.
It may be applied to an optical switch.

更に、上記実施例では、光路切替え部材の移動機構を
パルスモータと圧電素子とを組み合わせて行っている
が、これに限定されず、例えば超音波モータを使用して
行ってもよい。
Further, in the above embodiment, the moving mechanism of the optical path switching member is performed by combining the pulse motor and the piezoelectric element. However, the moving mechanism is not limited to this, and may be performed by using, for example, an ultrasonic motor.

上記実施例では光ファイバ保持部及び光路切替え部材
の製造方法について説明しているが、これらの製造方法
はこれに限定されず、光ファイバ同志の光軸が一致する
ような方法であればどの様な方法であってもよい。
In the above embodiment, the manufacturing method of the optical fiber holding section and the optical path switching member is described. However, the manufacturing method is not limited to this, and any method may be used as long as the optical axes of the optical fibers coincide with each other. Method may be used.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上記のように本発明の光スイッチでは、光結合すべき
光ファイバ同志の端面上での接触がなく、所定の間隔を
保ったままで、軸合わせができるため、繰返しの切り替
えに対して信頼性の高い光スイッチを実現できる。また
更に、光軸合わせの際、フィードバック制御を利用して
軸合わせをおこなうため、熱などによる周囲環境の変化
に対して安定した特性を有する光スイッチを実現でき
る。
As described above, in the optical switch of the present invention, there is no contact on the end faces of the optical fibers to be optically coupled, and the axis can be aligned while maintaining a predetermined interval. A high optical switch can be realized. Furthermore, since the axis alignment is performed using feedback control at the time of optical axis alignment, an optical switch having stable characteristics against changes in the surrounding environment due to heat or the like can be realized.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明に従う実施例の光スイッチの部分分解
斜視図、第2図は、第1図に示す光スイッチの光ファイ
バ保持部の斜視図、第3図は、第1図に示す光スイッチ
の光路切替え部材の斜視図、第4図は、光路切替え部材
と溝との位置関係を示す図、第5図、は光ファイバ保持
部の各製造工程に於ける状態を示す図、第6図は、V溝
内での光ファイバの位置状態を示す図及び第7図は、本
発明の実施例の光スイッチの測定系を示す図である。 1……光スイッチ、10……光ファイバ保持部、11、11
a、11b、22、23……光ファイバ、20……光路切替え部
材、30……移動機構、31……パルスモータ、35、36……
圧電素子、40……制御機構。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially exploded perspective view of an optical switch according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an optical fiber holding portion of the optical switch shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of an optical path switching member of the optical switch shown in FIG. 1, FIG. 4 is a view showing a positional relationship between the optical path switching member and the groove, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a position state of the optical fiber in the V-groove, and FIG. 7 is a diagram showing a measurement system of the optical switch according to the embodiment of the present invention. 1 ... optical switch, 10 ... optical fiber holder, 11, 11
a, 11b, 22, 23 ... optical fiber, 20 ... optical path switching member, 30 ... moving mechanism, 31 ... pulse motor, 35, 36 ...
Piezoelectric element, 40 Control mechanism.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一端に光源が接続される第1の光ファイバ
と、 その一端が前記第1の光ファイバの他端に所定の間隔だ
け離間して対向し、前記第1の光ファイバと光軸合わせ
された第2の光ファイバと、 前記第1及び第2の光ファイバの間の離間部分に所定の
隙間をもって挿入され、前記第1及び第2の光ファイバ
の光軸方向に垂直な平面上で移動可能な光路切替え手段
と、 前記第1の光ファイバの端面に対向し、その対向部近傍
において前記第1の光ファイバの光軸に対して平行に伸
び、前記光路切替え手段内にその対向部が固定される第
3の光ファイバと、 前記第2の光ファイバの前記離間部側端面に対向し、そ
の対向部近傍において前記第2の光ファイバの光軸に対
して平行に伸び、前記対向部近傍の光軸が前記第3の光
ファイバの前記対向部近傍の光軸と一致し、前記光信号
切替え手段内にその対向部が固定されている第4の光フ
ァイバと、 前記光路切替え手段を前記第1及び第2の光ファイバの
光軸方向に垂直な平面上で移動させる移動手段と、 前記第3光ファイバの前記対向部とは反対の端部からの
光出力を検知し、その光出力が最大となるように前記移
動手段を制御し、前記光信号切替え手段を移動させ、前
記第1の光ファイバと前記第3の光ファイバの前記対向
部との光軸合わせを行うことにより、前記光路切替え手
段の前記対向部での前記第4の光ファイバの光軸と前記
第2の光ファイバとの光軸との軸合わせを行う制御手段
とを備える光スイッチ。
A first optical fiber having one end connected to a light source, one end of which is opposed to the other end of the first optical fiber by a predetermined distance; A second optical fiber whose axes are aligned, a plane perpendicular to the optical axis direction of the first and second optical fibers, which is inserted with a predetermined gap into a space between the first and second optical fibers; An optical path switching means movable on the upper side, facing the end face of the first optical fiber, and extending parallel to the optical axis of the first optical fiber in the vicinity of the facing portion, A third optical fiber to which an opposing portion is fixed, opposing the end face of the second optical fiber on the side of the separated portion, and extending near the opposing portion in parallel to the optical axis of the second optical fiber; The optical axis near the facing portion is in front of the third optical fiber. A fourth optical fiber which coincides with the optical axis near the facing portion and whose facing portion is fixed in the optical signal switching means; and wherein the optical path switching means is an optical axis of the first and second optical fibers. Moving means for moving on a plane perpendicular to the direction, detecting light output from an end of the third optical fiber opposite to the facing part, and controlling the moving means so that the light output is maximized. Then, the optical signal switching means is moved, and the optical axis of the first optical fiber and the opposing part of the third optical fiber are aligned, whereby the optical path switching means at the opposing part of the optical path switching means is moved. 4. An optical switch, comprising: control means for aligning the optical axis of the optical fiber with the optical axis of the second optical fiber.
【請求項2】前記第1及び第2の光ファイバがそれぞれ
複数設けられ、それぞれが互いに平行に形成されたV溝
内に挿入固定されている請求項1記載の光スイッチ。
2. The optical switch according to claim 1, wherein a plurality of said first and second optical fibers are provided, each of which is inserted and fixed in a V-groove formed parallel to each other.
【請求項3】前記第1及び第2の光ファイバがそれぞれ
1本の光ファイバの中間部分を切り取ることによって形
成されている請求項1又は2記載の光スイッチ。
3. The optical switch according to claim 1, wherein each of the first and second optical fibers is formed by cutting an intermediate portion of one optical fiber.
【請求項4】前記移動手段がパルスモータと圧電素子と
より構成されている請求項1、2又は3記載の光スイッ
チ。
4. The optical switch according to claim 1, wherein said moving means comprises a pulse motor and a piezoelectric element.
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