JP2898422B2 - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JP2898422B2 JP2898422B2 JP2261391A JP2261391A JP2898422B2 JP 2898422 B2 JP2898422 B2 JP 2898422B2 JP 2261391 A JP2261391 A JP 2261391A JP 2261391 A JP2261391 A JP 2261391A JP 2898422 B2 JP2898422 B2 JP 2898422B2
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- optical
- fiber
- fusion
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光スイッチに関する。
【０００２】光ファイバを光伝送路として使用する光通
信等の分野において、光路を切り換えるために使用され
る光スイッチは、機械的な運動機構によって光路を切り
換える機械的光スイッチと、電気光学効果等を利用して
光路を切り換える電気的光スイッチとに大別される。電
気的光スイッチは、高い応答速度を有している反面、損
失及びクロストークの悪さが実用化への大きな障害とな
っている。一方、機械的光スイッチは、損失及びクロス
トークが小さいものを実現できるので実用性が高く、こ
れを実用化する上で、高速動作性の確保等が望まれてい
る。
信等の分野において、光路を切り換えるために使用され
る光スイッチは、機械的な運動機構によって光路を切り
換える機械的光スイッチと、電気光学効果等を利用して
光路を切り換える電気的光スイッチとに大別される。電
気的光スイッチは、高い応答速度を有している反面、損
失及びクロストークの悪さが実用化への大きな障害とな
っている。一方、機械的光スイッチは、損失及びクロス
トークが小さいものを実現できるので実用性が高く、こ
れを実用化する上で、高速動作性の確保等が望まれてい
る。
【０００３】
【従来の技術】従来、図５に示すように、入力側光ファ
イバ３２と、この光ファイバの出射光をコリメートする
ためのコリメートレンズ３４と、第１及び第２出力側光
ファイバ３６ａ，３６ｂと、出力側光ファイバにそれぞ
れ光を集束して入射させるための第１及び第２集光レン
ズ３８ａ，３８ｂと、可動プリズム４０とを備えた機械
的な光スイッチが公知である。可動プリズム４０が実線
の位置にあるときには、入力側光ファイバ３２からコリ
メートレンズ３４を介して出射した光ビームは、可動プ
リズム４０内で２回反射して、第２集光レンズ３８ｂに
よって集束されて第２出力側光ファイバ３６ｂに導き入
れられる。また、可動プリズム４０が破線の位置にある
ときには、コリメートレンズ３４からの光ビームは、直
接第１集光レンズ３８ａによって集束されて第１出力側
光ファイバ３６ａに入射する。このように、従来公知の
機械的な光スイッチは、可動プリズム４０の位置を変化
させることによって、入力側光ファイバ３２から出射し
た光を選択的に２つの光路に切り換えるようにしてい
る。
イバ３２と、この光ファイバの出射光をコリメートする
ためのコリメートレンズ３４と、第１及び第２出力側光
ファイバ３６ａ，３６ｂと、出力側光ファイバにそれぞ
れ光を集束して入射させるための第１及び第２集光レン
ズ３８ａ，３８ｂと、可動プリズム４０とを備えた機械
的な光スイッチが公知である。可動プリズム４０が実線
の位置にあるときには、入力側光ファイバ３２からコリ
メートレンズ３４を介して出射した光ビームは、可動プ
リズム４０内で２回反射して、第２集光レンズ３８ｂに
よって集束されて第２出力側光ファイバ３６ｂに導き入
れられる。また、可動プリズム４０が破線の位置にある
ときには、コリメートレンズ３４からの光ビームは、直
接第１集光レンズ３８ａによって集束されて第１出力側
光ファイバ３６ａに入射する。このように、従来公知の
機械的な光スイッチは、可動プリズム４０の位置を変化
させることによって、入力側光ファイバ３２から出射し
た光を選択的に２つの光路に切り換えるようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の光
スイッチにあっては、光ファイバの伝搬光を一旦空間光
ビームに変換して光路の切り換えを行っているので、ビ
ーム変換に際しての損失が大きいという問題があった。
スイッチにあっては、光ファイバの伝搬光を一旦空間光
ビームに変換して光路の切り換えを行っているので、ビ
ーム変換に際しての損失が大きいという問題があった。
【０００５】また、このビーム変換に伴って光軸調整が
煩雑であり、製造作業性が良好でないという問題もあっ
た。
煩雑であり、製造作業性が良好でないという問題もあっ
た。
【０００６】さらに、光路の切り換えを可動プリズムの
比較的大きな変位によって行っているので、高速動作性
の確保が困難であるという問題もあった。
比較的大きな変位によって行っているので、高速動作性
の確保が困難であるという問題もあった。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、損失が小さく、製造作業性に優れ、且つ高速動
作性の確保が容易な光スイッチの提供を目的としてい
る。
もので、損失が小さく、製造作業性に優れ、且つ高速動
作性の確保が容易な光スイッチの提供を目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。
ある。
【０００９】本発明の光スイッチは、ファイバ融着型光
カプラ２と、ファイバ融着型光カプラ２をその融着・延
伸部２ａの両側にて支持し、支持点間の距離を制御信号
に応じて変化させて融着・延伸部２ａに座屈を与える座
屈発生手段４と、ファイバ融着型光カプラ２の入力ポー
トのいずれか一方から入力した光が選択的に出力ポート
のいずれか一方から出力するように座屈発生手段４に制
御信号を送る制御手段６とを備えて構成される。
カプラ２と、ファイバ融着型光カプラ２をその融着・延
伸部２ａの両側にて支持し、支持点間の距離を制御信号
に応じて変化させて融着・延伸部２ａに座屈を与える座
屈発生手段４と、ファイバ融着型光カプラ２の入力ポー
トのいずれか一方から入力した光が選択的に出力ポート
のいずれか一方から出力するように座屈発生手段４に制
御信号を送る制御手段６とを備えて構成される。
【００１０】
【作用】図２はファイバ融着型光カプラにおける分岐比
と押込量の関係の例を示すグラフである。ここで、分岐
比は、出力ポートのいずれか一方から出力する光パワー
の入力光パワーに対する比であり、分岐比が０％という
のは、入力ポートの一方から入力した光がそのまま対応
する出力ポートから出力することを意味し、分岐比が１
００％というのは、入力ポートの一方から入力した光が
反対側の出力ポートから全部出力することを意味する。
また、押込量というのは、両端支持されたファイバ融着
型光カプラの一方の支持部を他方の支持部に向けて押し
込んで融着・延伸部を座屈させたときの支持部の変位量
のことをいう。
と押込量の関係の例を示すグラフである。ここで、分岐
比は、出力ポートのいずれか一方から出力する光パワー
の入力光パワーに対する比であり、分岐比が０％という
のは、入力ポートの一方から入力した光がそのまま対応
する出力ポートから出力することを意味し、分岐比が１
００％というのは、入力ポートの一方から入力した光が
反対側の出力ポートから全部出力することを意味する。
また、押込量というのは、両端支持されたファイバ融着
型光カプラの一方の支持部を他方の支持部に向けて押し
込んで融着・延伸部を座屈させたときの支持部の変位量
のことをいう。
【００１１】グラフから明らかなように、ファイバ融着
型光カプラの分岐比は押込量（座屈の度合）に応じて概
略０％〜概略１００％まで連続的に変化するものであ
る。従って、座屈の度合を機械的手段によって変化させ
ることによって、光路の切り換えが可能になる。
型光カプラの分岐比は押込量（座屈の度合）に応じて概
略０％〜概略１００％まで連続的に変化するものであ
る。従って、座屈の度合を機械的手段によって変化させ
ることによって、光路の切り換えが可能になる。
【００１２】本発明の構成によると、光ビームの変換が
不要であるので、損失が小さい光スイッチの提供が可能
であり、しかも、光軸調整が不要であるので、製造作業
性に優れた光スイッチの提供が可能である。また、融着
・延伸部の座屈の度合を変化させるためには、小質量の
微小な変位を実現すれば良いので、高速動作性の確保が
容易である。
不要であるので、損失が小さい光スイッチの提供が可能
であり、しかも、光軸調整が不要であるので、製造作業
性に優れた光スイッチの提供が可能である。また、融着
・延伸部の座屈の度合を変化させるためには、小質量の
微小な変位を実現すれば良いので、高速動作性の確保が
容易である。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【００１４】図３は本発明の第１実施例を示す光スイッ
チの構成図である。この実施例では、座屈発生手段４
は、電磁石８と、電磁石８に固定された固定鉄心１０
と、電磁石８に対して移動可能な可動鉄心１２とからな
るラッチングソレノイドを備えて構成される。１４は固
定鉄心１０に固定されたガイドであり、１６はガイド１
４に対して摺動可能なバーである。可動鉄心１２はその
後端をバー１６に固定されている。ファイバ融着型光カ
プラ２はその融着・延伸部２ａの両側を固定鉄心１０及
びバー１６により支持されている。
チの構成図である。この実施例では、座屈発生手段４
は、電磁石８と、電磁石８に固定された固定鉄心１０
と、電磁石８に対して移動可能な可動鉄心１２とからな
るラッチングソレノイドを備えて構成される。１４は固
定鉄心１０に固定されたガイドであり、１６はガイド１
４に対して摺動可能なバーである。可動鉄心１２はその
後端をバー１６に固定されている。ファイバ融着型光カ
プラ２はその融着・延伸部２ａの両側を固定鉄心１０及
びバー１６により支持されている。
【００１５】ラッチングソレノイドに制御信号が与えら
れて可動鉄心１２が図中左方向に移動すると、融着・延
伸部２ａには座屈が発生し、制御信号が解除されると可
動鉄心１２は図中右方向に移動して上記座屈も解除され
る。従って、制御信号に応じて図２に示した分岐比が０
％の状態と分岐比が１００％の状態とが選択的に切り換
えられて、光スイッチの機能が達成される。
れて可動鉄心１２が図中左方向に移動すると、融着・延
伸部２ａには座屈が発生し、制御信号が解除されると可
動鉄心１２は図中右方向に移動して上記座屈も解除され
る。従って、制御信号に応じて図２に示した分岐比が０
％の状態と分岐比が１００％の状態とが選択的に切り換
えられて、光スイッチの機能が達成される。
【００１６】図２に示した分岐比と押込量の関係におい
ては、押込量の変化に対して分岐比が比例して変化する
のではなく、概略正弦波状に変化するので、押込量を高
精度に制御する必要がない。つまり、図示された例で
は、押込量が０μｍのときに分岐比がほぼ０％となり、
押込量が１００μｍのときに分岐比がほぼ１００％とな
るが、同じように、押込量が５μｍのときにも分岐比は
ほぼ０％、押込量が９５μｍのときにも分岐比がほぼ１
００％となるので、押込量の設定精度によらず光スイッ
チの消光比を高く維持することができる。
ては、押込量の変化に対して分岐比が比例して変化する
のではなく、概略正弦波状に変化するので、押込量を高
精度に制御する必要がない。つまり、図示された例で
は、押込量が０μｍのときに分岐比がほぼ０％となり、
押込量が１００μｍのときに分岐比がほぼ１００％とな
るが、同じように、押込量が５μｍのときにも分岐比は
ほぼ０％、押込量が９５μｍのときにも分岐比がほぼ１
００％となるので、押込量の設定精度によらず光スイッ
チの消光比を高く維持することができる。
【００１７】この実施例によると、ファイバ融着型光カ
プラ２の入出力ポートをそのまま光伝送路に接続するこ
とができるので、低損失なシステムを構築することがで
きる。また、光スイッチの内部でファイバ伝搬モードか
ら空間ビームへの変換がないので、光軸調整が不要であ
り、製造作業性が良好である。
プラ２の入出力ポートをそのまま光伝送路に接続するこ
とができるので、低損失なシステムを構築することがで
きる。また、光スイッチの内部でファイバ伝搬モードか
ら空間ビームへの変換がないので、光軸調整が不要であ
り、製造作業性が良好である。
【００１８】さらに、光路切り換えのための機械的変位
量が１００μｍ程度と微小であるので、高速動作性の確
保が容易である。
量が１００μｍ程度と微小であるので、高速動作性の確
保が容易である。
【００１９】図４は本発明の第２実施例を示す光スイッ
チの構成図である。この実施例では、座屈発生手段４は
圧電素子１８を備えて構成される。２０，２２は圧電素
子１８の両端に固定された電極部であり、ファイバ融着
型光カプラ２はその融着・延伸部２ａの両側にて電極２
０，２２に半田材２４を用いて固定されている。制御信
号は電極部２０，２２間に与えられ、これにより圧電素
子１８の図中左右方向の長さが変化して、融着・延伸部
２ａに座屈が生じるようになっている。
チの構成図である。この実施例では、座屈発生手段４は
圧電素子１８を備えて構成される。２０，２２は圧電素
子１８の両端に固定された電極部であり、ファイバ融着
型光カプラ２はその融着・延伸部２ａの両側にて電極２
０，２２に半田材２４を用いて固定されている。制御信
号は電極部２０，２２間に与えられ、これにより圧電素
子１８の図中左右方向の長さが変化して、融着・延伸部
２ａに座屈が生じるようになっている。
【００２０】この実施例によると、前実施例による場合
と比較して機械的変位の応答速度が速いので、さらに高
速な光スイッチの実現が可能になる。
と比較して機械的変位の応答速度が速いので、さらに高
速な光スイッチの実現が可能になる。
【００２１】本発明の実施例においては、融着・延伸部
の長さが１０〜３０mmのファイバ融着型光カプラ（光フ
ァイバの径は１２５μｍ）を用い、座屈発生時の融着・
延伸部の曲率半径が概略２０mm程度となるようにした。
融着・延伸部の表面は極めて滑らかであり、上記条件で
再現性よく光路の切り換えを行うことができた。
の長さが１０〜３０mmのファイバ融着型光カプラ（光フ
ァイバの径は１２５μｍ）を用い、座屈発生時の融着・
延伸部の曲率半径が概略２０mm程度となるようにした。
融着・延伸部の表面は極めて滑らかであり、上記条件で
再現性よく光路の切り換えを行うことができた。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
損失が小さく、製造作業性に優れ、且つ高速動作性の確
保が容易な光スイッチの提供が可能になるという効果を
奏する。
損失が小さく、製造作業性に優れ、且つ高速動作性の確
保が容易な光スイッチの提供が可能になるという効果を
奏する。
【図１】本発明の原理図である。
【図２】分岐比と押込量の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第１実施例を示す光スイッチの構成図
である。
である。
【図４】本発明の第２実施例を示す光スイッチの構成図
である。
である。
【図５】従来技術の説明図である。
２ ファイバ融着型光カプラ ２ａ 融着・延伸部 ４ 座屈発生手段 ６ 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B02B 6/28 B02B 26/08
Claims (3)
- 【請求項１】 ファイバ融着型光カプラ(2) と、該ファ
イバ融着型光カプラ(2) をその融着・延伸部(2a)の両側
にて支持し、支持点間の距離を制御信号に応じて変化さ
せて上記融着・延伸部(2a)に座屈を与える座屈発生手段
(4) と、上記ファイバ融着型光カプラ(2) の入力ポート
のいずれか一方から入力した光が選択的に出力ポートの
いずれか一方から出力するように上記座屈発生手段(4)
に制御信号を送る制御手段(6) とを備えたことを特徴と
する光スイッチ。 - 【請求項２】 上記座屈発生手段(4) はラッチングソレ
ノイドを備えており、上記ファイバ融着型光カプラ(2)
は上記ラッチングソレノイドの固定鉄心(10)及び可動鉄
心(12)にて支持されていることを特徴とする請求項１に
記載の光スイッチ。 - 【請求項３】 上記座屈発生手段(4) は圧電素子(18)を
備えており、上記ファイバ融着型光カプラ(2) は上記圧
電素子(18)の両端部にて支持されていることを特徴とす
る請求項１に記載の光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261391A JP2898422B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2261391A JP2898422B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 光スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04240606A JPH04240606A (ja) | 1992-08-27 |
| JP2898422B2 true JP2898422B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=12087690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2261391A Expired - Fee Related JP2898422B2 (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2898422B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7221817B2 (en) * | 2004-08-13 | 2007-05-22 | Xerox Corporation | Beam switch structures and methods |
-
1991
- 1991-01-24 JP JP2261391A patent/JP2898422B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04240606A (ja) | 1992-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990302 |
|
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