JP4607595B2 - 光子バンドギャップ装置により光信号を切替えるための方法および装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明を実施する装置10の一部である光学スイッチ11の概略的な上面図である。図2は図1のライン2−2における概略断面図であり、図1の光学スイッチ11を示すと共に、装置10の別の部分である制御回路12を破線で概略的に示している。
Claims (14)
- 光放射線用の入力部と、
前記入力部から間隔を隔てられた出力部と、
前記入力部と前記出力部との間に光学的に配置された第1の領域とを具備している光学スイッチを備えた装置において、
前記光学スイッチの第1の領域はその第1の領域内の互いに間隔を隔てて配置されている複数の第2の領域と、前記第2の領域を除く第1の領域の残りの部分を構成している第3の領域とによって構成され、
前記光学スイッチはさらに前記第2の領域の屈折率を変化させる手段を備えており、
前記第2の領域は、互いに排他的である第1のグループの領域と第2のグループの領域とによって構成され、前記第2のグループの各領域は前記第1の領域を通って前記入力部から前記出力部に延在する通路に沿って配置され、この通路には前記第1のグループの領域は含まれておらず、
前記光学スイッチは第1の動作モードと第2の動作モードとを有し、その第1の動作モードにおいては、前記複数の第2の領域の全ての領域が前記第3の領域の屈折率とは異なった屈折率に設定され、それにより前記第3の領域および前記第2の領域が協同して、予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域内を伝播することを阻止し、
前記第2の動作モードにおいては、前記第2の領域の第1のグループの各領域は前記第3の領域の屈折率とは異なった屈折率に設定され、それにより前記第3の領域および前記第2の領域の第1のグループの各領域が協同して、予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域の前記通路に沿った以外の部分内を伝播することを阻止し、前記第2の領域の第2のグループの各領域の屈折率は、前記第3の領域の屈折率に関して予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域を通って前記通路に沿って前記入力部から前記出力部に向かって伝播することのできる選択された屈折率に設定されるように前記屈折率を変化させる手段により制御されるように構成されている光学スイッチを備えた装置。 - 前記第1の動作モードにおいて前記第2の領域および第3の領域が一緒に光子バンドギャップ構造を規定するように、前記第2の領域は前記第1の領域内に周期的なパターンで配置されている請求項1記載の装置。
- 前記第2の各領域の第2のグループの各領域は異なった動作状態を有する材料の部分を有し、それらの動作状態において前記材料はそれぞれ異なった屈折率に設定され、
前記料の部分を第1および第2の動作状態の選択された一方にするように前記材料の部分を選択的に制御し、前記第1および第2の動作状態において前記光学スイッチがそれぞれ第1および第2の動作状態にあるとき前記部分がそれぞれ第1および第2の屈折率に設定されるように構成され、前記第1および第2の屈折率は異なっている請求項1記載の装置。 - 前記光学スイッチは前記第3の領域に対応した領域を構成する部材を含んでおり、この部材は前記第2の各領域にそれぞれ対応している複数の間隔を隔てて設けられた平行な開口を有し、
前記開口の部分的な集合は前記第2のグループに対応し、前記部分的な集合内の前記開口のそれぞれがその中に前記材料の部分を有している請求項3記載の装置。 - 前記材料は液晶材料であり、
前記光学スイッチは前記部材の対向した表面上に配置された第1および第2の電極を備え、前記第1および第2の電極は液晶材料の前記部分のそれぞれに電気的に結合され、
前記光学スイッチは前記第1および第2の電極間に電圧を選択的に供給する回路を備えている請求項4記載の装置。 - 前記第2の領域の第2のグループの各領域が前記第1および第2の動作モードの一方の期間中に前記屈折率を有する材料を配置され、前記第1および第2の動作モードの他方の期間中に前記屈折率を有する材料が存在しない状態になるように屈折率を有する材料を移動可能にする構造を備えている請求項1記載の装置。
- 前記光学スイッチは前記第3の領域に対応した領域を構成する部材を含んでおり、この部材は前記第2の各領域にそれぞれ対応した複数の間隔を隔てて設けられた平行な開口を有し、
前記光学スイッチは、前記動作モードの一方の期間中に前記第2のグループに対応した前記開口中に前記屈折率を有する材料を供給し、前記動作モードの他方の期間中に前記第2のグループに対応した前記開口から前記屈折率を有する材料が取除かれた状態にするように構成されている請求項6記載の装置。 - 前記材料は流体であり、
前記構造は可変的なサイズを有する流体室を備え、流体通路が前記流体室から前記第2のグループに対応した前記開口のそれぞれに延在し、前記流体室はその中に前記流体を有している請求項7記載の装置。 - 光放射線用の入力部と、
前記入力部から間隔を隔てられ、また互いに間隔を隔てられている第1および第2の出力部と、
前記入力部と前記各出力部との間に光学的に配置された第1の領域とを具備している光学スイッチを備えた装置において、
前記光学スイッチの第1の領域はその第1の領域内の互いに間隔を隔てて配置されている複数の第2の領域と、前記第2の領域を除く第1の領域の残りの部分を構成している第3の領域とによって構成され、
前記光学スイッチはさらに前記第2の領域の屈折率を変化させる手段を備えており、
前記第2の領域は、互いに排他的である前記第2の領域の第1、第2、第3および第4のグループによって構成され、その第2および第3のグループは前記第1の領域を通って前記入力部から前記第1の出力部に延在する第1の通路に沿って配置され、この第1の通路には前記第1および第4のグループの領域は含まれておらず、前記第2および第4のグループの各領域は前記第2の領域を通って前記入力部から前記第2の出力部に延在する第2の通路に沿って配置され、この第2の通路には前記第1および第3のグループの領域は含まれておらず、
前記光学スイッチは第1、第2および第3の動作モードを有し、
第1の動作モードにおいては、前記複数の第2の領域の全ての領域が前記第3の領域の前記屈折率とは異なった屈折率に設定され、それにより前記第3の領域および前記第2の領域が協同して、予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域内を伝播することを阻止し、
第2の動作モードにおいては、前記第1および第4のグループの各領域が前記第3の領域の前記屈折率とは異なった屈折率に設定され、それにより前記第3の領域および前記第2の領域の第1および第4のグループの各領域が協同して、予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域の前記第1の通路に沿った以外の部分内を伝播することを阻止し、また、前記第2および第3のグループの各領域が前記第3の領域の前記屈折率に関して予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域を通って前記第1の通路に沿って前記入力部から前記第1の出力部に向かって伝播することができるような選択された屈折率に設定され、
第3の動作モードにおいては、前記第1および第3のグループの各領域が前記第3の領域の前記屈折率とは異なった屈折率に設定され、それにより前記第3の領域および前記第2の領域の第1および第3のグループの各領域が協同して、予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域の前記第2の通路に沿った以外の部分内を伝播するのを阻止し、また、前記第2および第4のグループの各領域が前記第3の領域の前記屈折率に関して予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域を通って前記第2の通路に沿って前記入力部から前記第2の出力部に向かって伝播することを許すような選択された屈折率に設定されるように前記屈折率を変化させる手段によって制御されるように構成されている光学スイッチを備えた装置。 - 前記光学スイッチは前記第3の領域に対応した領域を構成する部材を含んでおり、この部材は前記第2の各領域にそれぞれ対応した複数の間隔を隔てて設けられた平行な開口を有し、
前記開口の部分的な集合は前記第2、第3および第4のグループに対応し、前記部分的な集合内の前記開口のそれぞれがその中に充填れた液晶材料部分を有し、
前記充填れた液晶材料部分のそれぞれが前記第1および第2の動作状態の選択された一方になるように液晶材料に供給される電圧により異なった屈折率に設定される請求項9記載の装置。 - 前記光学スイッチは前記部材の一方の表面上に配置された第1、第2および第3の電極と、前記部材の他方の表面上に配置された第4、第5および第6の電極とを備え、前記第1および第4の電極は前記第2のグループに対応した前記液晶材料部分のそれぞれに電気的に結合され、前記第2および第5の電極はそれぞれ前記第3のグループに対応した前記液晶材料部分のそれぞれに電気的に結合され、前記第3および第6の電極はそれぞれ前記第4のグループに対応した前記液晶材料部分のそれぞれに電気的に結合され、
前記光学スイッチは、前記第1および第4の電極の間に第1の電圧を、前記第2および第5の電極の間に第2の電圧を、ならびに前記第3および第6の電極の間に第3の電圧を選択的に供給する回路を備えている請求項10記載の装置。 - 前記第2の領域の第2および第3のグループの各領域が前記第1および第2の動作モードの一方の期間中に屈折率を有する材料を配置され、前記第1および第2の動作モードの他方の期間中に前記材料が存在しない状態にされ、また、前記第2および第4のグループの各領域が前記第1および第3の動作モードの一方の期間中に前記材料を配置され、前記第1および第3の動作モードの他方の期間中に前記材料が存在しない状態にされるように屈折率を有する材料を移動させる構造を備えている請求項9記載の装置。
- 前記光学スイッチは前記第3の領域に対応した領域を構成する部材を含んでおり、この部材は前記第2の各領域にそれぞれ対応した複数の間隔を隔てて設けられた平行な開口を有し、
前記光学スイッチは、前記第1および第2の動作モードの一方の期間中に前記第2および第3のグループに対応した前記各開口中に屈折率を有する材料を供給し、前記第1および第2の動作モードの他方の期間中に前記第2のグループに対応した前記開口から前記屈折率を有する材料を取除いた状態にするように構成され、
前記光学スイッチは、前記第1および第3の動作モードの一方の期間中に前記第2および第4のグループに対応した前記開口中に屈折率を有する材料を供給し、前記第1および第3の動作モードの他方の期間中に前記第2のグループに対応した前記開口から前記材料が取除いた状態にするように構成されている請求項12記載の装置。 - 光放射線のための入力部と、前記入力部から間隔を隔てた位置に設けられている出力部と、前記入力部と前記出力部との間に光学的に配置されている第1の領域とを備えている光学スイッチを動作させる方法において、
前記光学スイッチの第1の領域はその第1の領域内の互いに間隔を隔てて配置されている複数の第2の領域と、前記第2の領域を除く第1の領域の残りの部分を構成している第3の領域とによって構成され、
前記光学スイッチはさらに前記第2の領域の屈折率を変化させる手段を備えており、
前記光学スイッチの前記複数の第2の領域は、互いに排他的である第1のグループと第2のグループとに分割され、その第2のグループの各領域は、前記第1の領域を通って前記入力部から前記出力部まで延在する通路に沿って配置され、そこには第1のグループの領域は含まれておらず、
前記光学スイッチを動作させる方法は、第1および第2の動作モードで選択的に動作するステップを含んでおり、
その第1の動作モードにおいて、前記第2の領域の全ての領域を前記第3の領域の屈折率とは異なる屈折率に設定して前記第3の領域および前記第2の領域が協同して前記第1の領域内を予め定められた波長を有する前記光放射線が伝播することを阻止し、
前記第2の動作モードにおいて、前記第1のグループの各領域の屈折率を前記第3の領域の屈折率とは異なる屈折率に設定して前記第3の領域および前記第2の領域の第1のグループが協同して前記予め定められた波長を有する前記光放射線が前記通路に沿った部分以外の前記第1の領域の部分内を伝播することを阻止すると共に、前記第2の領域の第2のグループの各領域の屈折率を前記第3の領域の屈折率に関して前記予め定められた波長を有する前記光放射線が前記第1の領域を通って前記入力部から前記出力部に向かって前記通路に沿って伝播することのできるように選択された屈折率に設定することを特徴とする光学スイッチの動作方法。
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