JP3023221B2 - 多端子光スイッチ - Google Patents
多端子光スイッチInfo
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Description
光ビームの光路の順序を任意に変換する機能を持った光
スイッチに関するものである。
との間を配線するスイッチとして、2入力2出力の単位
スイッチを多段に接続し、2N 個の入力端子と2N 個の
出力端子との間を1対1で接続するすべての組み合わせ
を実現することのできるスイッチ網の構成法が考案され
ている。図5は、この構成法に基づく16入力16出力
のスイッチ回路網の配線例を示す図である。図5におい
て、1−1〜1−16は信号入力端子、2−1〜2−1
6は信号出力端子、13−1〜13−9はスイッチ段、
14−1〜14−8は配線段をそれぞれ表わしている。
スイッチ段を構成する複数の長方形はそれぞれ2入力2
出力の単位スイッチであり、外部からの制御によって、
入力1−出力1、入力2−出力2の接続形態(スルー)
と、入力1−出力2、入力2−出力1の接続形態(クロ
ス)のいずれか一方の形態をとる。配線段14−1〜1
4−8は前記単位スイッチ間を配線するものであり、前
記スイッチ段と交互に配置される。
交する偏光面を持った空間伝搬光ビームを配線の媒体と
し、通過する光の偏光状態をスイッチングする素子を単
位スイッチとして用いることにより、前記スイッチ網を
実現する多端子空間光スイッチの構成法が提案されてい
る。図6には、このような多端子空間光スイッチの構成
を示す。この構成は、文献(“Rearrangeable multicha
nnel free-space optical switch using polarizaton m
ultiplexing technique,”26巻17号1325頁)に
おいて開示されているものと同様な構成である。図6に
おいて、15はコリメート信号光ビーム入力ポートアレ
イ、16はコリメート光ビーム出力ポートアレイをそれ
ぞれ表わしている。13−1〜13−9は偏光面制御素
子アレイであり、アレイ上の素子に入射した光ビーム
は、素子がオンの場合、偏光面が90度回転し、通過す
るP波とS波が互いに交代する。一方、対応する素子が
オフの場合、偏光面は何の影響も受けず、通過するP波
とS波はそのままの状態を保つ。このような機能を持っ
た偏光面制御素子アレイとして、例えば液晶ディスプレ
イを使用することができる。また14−1〜14−8は
光路変換素子であり、入射光ビームの偏光面によってそ
の光路を切り替える機能を有する。このような機能を持
った光路変換素子として、例えば偏光ビームスプリッタ
を積層した素子を使用することができる。ここで偏光面
制御素子アレイのそれぞれは、図5に示したスイッチ網
の単位スイッチの一段分に相当し、光路変換素子のそれ
ぞれは各スイッチ段間の配線網に相当する。
システムにおける回線交換等に利用する場合、スイッチ
ング中に信号が失われることがないように、そのスイッ
チング速度は、光ファイバ内を伝送される光信号の伝送
速度と同程度、またはそれよりも高速にする必要があ
る。しかし、前記偏光面制御素子アレイは最も高速なも
のでもマイクロ秒オーダのスイッチング速度であり、光
ファイバ通信システムで用いられるナノ秒からピコ秒オ
ーダのパルス幅を有する光信号をスイッチングするのは
困難である。
伝搬する複数の光ビームを、光の偏光を利用して高速度
でスイッチングする多端子光スイッチを提供することに
ある。
子アレイと光路変換素子とを交互に配置し、光ビームの
偏光状態を制御してスイッチングを行う多端子光スイッ
チにおいて、前記多端子光スイッチを複数個用い、入力
された光信号がどの多端子光スイッチに入力されるかは
高速な光スイッチ(例えば電気光学結晶を用いた導波路
型光スイッチ)を用いて切り替えることにより、スイッ
チング速度を改善する。
明する。実施例1 図1は、本発明の第1の実施例の構成を示す斜視図であ
って、16入力16出力の光スイッチを形成したもので
あり、1−1〜1−16は光信号入力端子、3は1入力
2出力を有する導波路型光スイッチ(例えばニオブ酸リ
チウム結晶上に形成された方向性結合型光スイッチ)に
より構成される光スイッチアレイ、4は光ファイバアレ
イ、5は第1の多端子空間光スイッチ、6は第2の多端
子空間光スイッチ、7は光ファイバアレイ、8は2入力
1出力の導波路型光スイッチにより構成される光スイッ
チアレイを示す。
された光信号は、それぞれスイッチアレイ3の中の個々
の1×2スイッチに入力される。個々の光スイッチの2
出力は、それぞれ多端子光スイッチ5および6の入力端
に光ファイバ4を用いて導かれる。光ファイバ中を伝搬
してきた光は、多端子光スイッチ5,6の入力端でレン
ズアレイ等によって空間を伝搬するコリメート光に変換
される。多端子光スイッチに入射された信号光は、あら
かじめ設定された出力端子から出力され、光ファイバア
レイ7、出力側光スイッチアレイ8を経て出力される。
図1に示すこのような構成において回線交換は次のよう
にして行う。
すべての入力信号光が多端子光スイッチ5を通過して出
力される状態の時には、多端子光スイッチ6の偏光面制
御素子を動作させて所望の入力−出力接続を設定し、そ
の設定が終了したら光スイッチアレイ3,8を動作させ
て、すべての入力信号光が多端子スイッチ6に入射され
るように切り替える。またすべての入力信号光が多端子
光スイッチ6に入射されている時には、多端子光スイッ
チ5の偏光面制御素子を動作させて所望の回線設定を行
い、設定終了後、再び光スイッチアレイ3,8を動作さ
せて、すべての入力信号光が、多端子光スイッチ5に入
射されるように切り替える。
ッチング制御の様子を時系列上で説明するための図であ
る。図2において、9は第2の多端子スイッチ6のスイ
ッチング時間、10は第1の多端子スイッチから第2の
多端子スイッチへの切り替え時間、11は第1の多端子
スイッチのスイッチング時間、12は第2の多端子スイ
ッチから第1の多端子スイッチへの切り替え時間を示
す。
は、空間的に光の偏光面を90度回転させる素子であ
る。このような機能を有する素子としては、液晶スイッ
チ、PLZTのような電気光学結晶を用いたスイッチ等
があるが、空間的に広がった光に対し短い相互作用長で
スイッチングを行うので高速、かつ低消費電力のスイッ
チ素子を得ることは困難である。現在、実際に使用でき
る高速な偏光面制御素子としては、強誘電性液晶を用い
たものがあるが、そのスイッチング速度はマイクロ秒オ
ーダに制限される。
る電気光学結晶を用いた導波路型スイッチ、例えばニオ
ブ酸リチウム上に形成された方向性結合型スイッチで
は、十分に閉じ込められた光に対して、長い相互作用長
でスイッチングを行うことができ、高速、かつ低消費電
力のスイッチングが可能であり、実際にピコ秒オーダの
スイッチング速度が得られている。従って図1に示すよ
うな本発明の実施例の構成では、回線設定には偏光面制
御素子のスイッチング速度のためにマイクロ秒オーダの
時間を要するが、実際の光信号の切り替えは、導波路型
の光スイッチを用いて行うので、ピコ秒オーダのスイッ
チングが可能となる。
スイッチが二つ(図中の5および6)であるが、多端子
光スイッチの数をN個とし、導波路型スイッチ3,8を
それぞれ1×N、N×1型とする構成も可能である。こ
の場合には光信号スイッチングを短時間にN回連続して
行うことが可能となる。つまり、あらかじめN個の多端
子光スイッチを設定しておき、スイッチアレイ3,8の
スイッチングのみで切り替えることにより、高速に連続
して切り替えられる。
8に使用される光スイッチとして、ニオブ酸リチウムを
用いた導波路型スイッチを仮定しているが、これらに用
いられる光スイッチは、通過信号光速度と同等かそれ以
上の切り替え速度を有するものであればよく、その種類
を特に限定するものではない。
って、17は光集束素子を示す。図3では、図1の出射
側光スイッチ8を光集束素子17に置き換えたものであ
る。光集束素子としては、光ファイバカップラまたはY
分岐導波路等を使うことができる。図3に示した構成に
おいても、本発明の第1の実施例と同様の効果が得られ
る。図3の構成では、光集束素子において光損失を生じ
る反面、図1の構成に比べて多端子光スイッチ選択用光
スイッチの数を半分にすることが可能で、装置構成を簡
単化できるという利点がある。
って、18は光分岐素子を示す。図4では、図1の入射
側光スイッチ3を光分岐素子18に置き換えたものであ
る。光分岐素子としては、光ファイバカップラまたはY
分岐導波路等を使うことができる。図4に示した構成に
おいても、本発明の第1の実施例と同様の効果が得られ
る。図4の構成では、光分岐素子において入力信号光を
複数の多端子光スイッチに分配し、出射側光スイッチ8
において出力光を選択する構成となっているので、光損
失を生じる。しかし図1の構成に比べて多端子スイッチ
選択用光スイッチの数を半分にするとが可能で、装置構
成を簡単化できるという利点がある。
スイッチは、偏光面制御素子のスイッチング速度に制限
されない、高速なスイッチングが可能である。
る。
制御の様子を説明するための図である。
る。
る。
図である。
ッチへの切り替え時間 11 第1の多端子光スイッチのスイッチング時間 12 第2の多端子光スイッチから第1の多端子光スイ
ッチへの切り替え時間 13−1〜13−9 スイッチ段 14−1〜14−8 配線段 15 コリメート信号光入力ポートアレイ 16 コリメート光ビーム出力ポートアレイ 17 光集束素子 18 光分岐素子
Claims (3)
- 【請求項1】 複数のコリメート入射信号光の光路を、
等間隔の格子状または一列状かつ平行に配置して、装置
内に前記信号光を入射する手段と、 装置内から出射する複数のコリメート光ビームのおのお
のを、同一の光路を通過する光ビームごとに分離して装
置外に出射させる手段と、 通過する光ビームの互いに直交する二つの直線偏光成分
をそのまま通過させるか、またはこれらの直線偏光成分
を互いに交換するかのいずれか一方に制御される偏光面
制御素子を複数個配置した偏光面制御素子アレイと、 複数の光ビームのすべてに対し、該光ビームを直交する
二つの直線偏光成分に分離し、その一方の直線偏光成分
の光路を変換して、これを互いに直交する二つの直線偏
光成分に分離された他の光ビームの、光路変換されない
直線偏光成分と合成し、同一光路上を伝搬させる機能を
有する光路変換素子とを有し、 装置内に入射された、前記複数のコリメート光の光路上
に、前記偏光面制御素子アレイと光路変換素子とを交互
に配置した多端子光スイッチを複数個備え、 該複数個の多端子光スイッチの入力側および出力側に多
端子光スイッチ選択用光スイッチを備えたことを特徴と
する多端子光スイッチ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の多端子光スイッチにお
いて、前記出力側に備えられる多端子光スイッチ選択用
光スイッチを、前記複数の多端子光スイッチの出力信号
光を集束させる光集束素子としたことを特徴とする多端
子光スイッチ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の多端子光スイッチにお
いて、前記入力側に備えられる多端子光スイッチ選択用
光スイッチを、入射信号光を前記複数の多端子光スイッ
チへ分配する光分岐素子としたことを特徴とする多端子
光スイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23480791A JP3023221B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 多端子光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23480791A JP3023221B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 多端子光スイッチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0572576A JPH0572576A (ja) | 1993-03-26 |
JP3023221B2 true JP3023221B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=16976702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23480791A Expired - Lifetime JP3023221B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 多端子光スイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3023221B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP23480791A patent/JP3023221B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Electronics Letters,Vol.26,No.17,pp.1325−1326(1990)K.Noguchi et al. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0572576A (ja) | 1993-03-26 |
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