JPH01118820A - Optical matrix switch device - Google Patents

Optical matrix switch device

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JPH01118820A
JPH01118820A JP27793987A JP27793987A JPH01118820A JP H01118820 A JPH01118820 A JP H01118820A JP 27793987 A JP27793987 A JP 27793987A JP 27793987 A JP27793987 A JP 27793987A JP H01118820 A JPH01118820 A JP H01118820A
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light
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秀彰 岡山
Akihiro Matoba
的場 昭大
Ryoko Shibuya
渋谷 良子
Takashi Ushikubo
牛窪 孝
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Abstract

PURPOSE:To perform switching with a low operating voltage without any polarization dependency by using the control optical switch of a front-stage optical matrix switch as a control optical switch for selecting the propagation path of one light beam and that of a rear stage as a control optical switch for selecting the propagation path of the other light beam. CONSTITUTION:The control optical switch 20 of the optical matrix switch 10 of the front stage is used as the control optical switch which selects one light propagation path and the control optical switch 20 of the optical matrix switch 24 of the rear stage is used as the control optical switch which selects the other light propagation path. Then the former and latter light beams are inputted to the matrix switch 10 of the front stage and inputted to the matrix switch 24 of the rear stage from the matrix switch 10 of the front stage through a deviation varying means 26 and then outputted to the optical circuit element of the rear stage from the optical matrix switch 24 of the rear stage. Consequently, the former and latter light beams are switched at the low operating voltage without any polarization dependency.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は光信号の伝送経路を電気的にスイッチングす
る偏波依存性のない光マトリクススイッチ装璽に間する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is directed to a polarization-independent optical matrix switch that electrically switches the transmission path of an optical signal.

(従来の技術) 基板に導波路及び光スィッチを設けて構成される光マト
リクススイッチは、小型に構成出来ること及び動作電圧
を小さく出来ること等の利点を有し、その研究開発が活
発に行なわれている。
(Prior Art) Optical matrix switches, which are constructed by providing waveguides and optical switches on a substrate, have advantages such as being able to be constructed in a compact size and operating voltage can be reduced, and research and development thereof is being actively conducted. ing.

この種の光スイ・ンチは、電気光学効果や音響光学効果
等の光学効果を利用して信号光のスイッチングを行なっ
ているが、実用に適した光デバイスとして電気光学効果
を利用した光スィッチの研究が進んでいる。この光スィ
ッチは、例えばLiNbO3基板に代表されるような電
気光学効果を有する強誘電体結晶基板を用いて構成され
る。電気光学結晶基板に制御電極を介して電界(電場)
を印加すると、この基板の屈折率が変化するので、屈折
率変化を利用して信号光のスイッチングを行なえる。屈
折率の変化は、基板に印加される電界の方向Pと、信号
光の電界の振動方向(偏り方向)Qとに密接に関連して
おり、電界方向Pがある特定の方向となり、かつ偏り方
向Qがある特定の方向となるとき、低い動作電圧で効率
良く屈折率を変化させることが出来る(電気光学効果が
大となる)。しかしながら、これら電界方向P及び偏り
方向Qが特定の方向からずれていくに従い、屈折率を変
化させるためにより大きな動作電圧が必要となり効率が
悪くなる(電気光学効果が小さくなっていく)。これが
ため、通常、電気光学効果を利用した従来の光スィッチ
は、入力した信号光が特定の偏り方向を有する場合にの
み光のスイッチングを行なえるように、構成されでいた
。従って、入力される信号光の偏り方向によって、スイ
ッチングが行なえたり行なえなかったりするという偏波
依存性を有しでいた。
This type of optical switch uses optical effects such as electro-optic effect and acousto-optic effect to switch signal light. Research is progressing. This optical switch is constructed using a ferroelectric crystal substrate having an electro-optic effect, such as a LiNbO3 substrate. Electric field (electric field) through the control electrode on the electro-optic crystal substrate
When applied, the refractive index of this substrate changes, so switching of signal light can be performed using the change in refractive index. Changes in the refractive index are closely related to the direction P of the electric field applied to the substrate and the vibration direction (polarization direction) Q of the electric field of the signal light. When the direction Q is a certain specific direction, the refractive index can be efficiently changed with a low operating voltage (the electro-optic effect becomes large). However, as the electric field direction P and polarization direction Q deviate from a specific direction, a larger operating voltage is required to change the refractive index, and the efficiency deteriorates (the electro-optic effect becomes smaller). For this reason, conventional optical switches that utilize the electro-optic effect are usually configured so that they can switch light only when input signal light has a specific polarization direction. Therefore, depending on the polarization direction of the input signal light, switching may or may not be performed, resulting in polarization dependence.

一方、文献1 rJournal of Techno
loqy  (ジャーナル オブ テクノロジー) J
 Vol、LT−4,NO。
On the other hand, Reference 1 rJournal of Techno
loqy (Journal of Technology) J
Vol, LT-4, NO.

II NOVEMBER1986pp、l717」に提
案されている光スィッチのように、偏波依存性を有ざな
い光スィッチの検討も行なわれている。文献Iの光スィ
ッチでは、基板として上述のような性質を有するLiN
bO3基板を用い、特定の偏り方向を有する信号光、及
び、特定の偏り方向とは異なる方向の偏り方向を有する
信号光を入力してこれら双方の信号光のスイッチングを
行なえるように構成していた。
Optical switches that do not have polarization dependence are also being considered, such as the optical switch proposed in "II NOVEMBER 1986pp, 1717". In the optical switch of Document I, LiN having the above-mentioned properties is used as a substrate.
Using a bO3 substrate, it is configured to input signal light having a specific polarization direction and signal light having a polarization direction different from the specific polarization direction, and to perform switching between these two signal lights. Ta.

また、GaAsや、InPなどの化合物半導体基板を用
いて構成され、電気光学効果を利用して信号光のスイッ
チングを行なうものも従来提案されている。しかしなが
ら、従来提案されている電気光学効果を利用した光スィ
ッチは、特定の方向と異なる偏り方向の光に対しては過
大な動作電圧を必要とし実質的にスイ・シチシグ制御出
来ず、これがため偏波依存性を有していた。そこで、偏
波依存性をなくすために、化合物半導体基板の屈折率を
電流注入によって変化させるようにしたものが提案され
ている。この光スィッチでは、電流注入領域の屈折率を
変化させることによって、光スィッチを全反射状態或は
透過状態で動作させ、以って信号光のスイッチングを行
なうものであった。
Furthermore, devices that are constructed using a compound semiconductor substrate such as GaAs or InP and that switch signal light by utilizing the electro-optic effect have also been proposed. However, conventionally proposed optical switches that utilize the electro-optic effect require an excessive operating voltage for light with a polarization direction different from a specific direction, making it virtually impossible to control the polarization. It was wave dependent. Therefore, in order to eliminate polarization dependence, a method has been proposed in which the refractive index of a compound semiconductor substrate is changed by current injection. In this optical switch, the optical switch is operated in a total reflection state or a transmission state by changing the refractive index of a current injection region, thereby switching signal light.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した文献工の偏波依存性のない従来
の光スィッチでは、電気光学が大となる特定の偏り方向
を有する信号光のみならず、電気光学効果が小となる異
なる偏り方向を有する信号光をもスイ・ンチングするた
めに、特定の偏り方向を有する信号光のみをスイッチン
グする場合の動作電圧に比較して、およそ5〜6倍以上
の動作電圧が必要であるという問題点があった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional optical switch without polarization dependence as described above, the electro-optic effect is not limited to signal light having a specific polarization direction in which the electro-optic effect is large. In order to switch signal lights with different polarization directions where the polarization is small, the operating voltage is approximately 5 to 6 times higher than the operating voltage when switching only signal lights with a specific polarization direction. The problem was that it required

また、化合物半導体基板を用いて構成される偏波依存性
のない光スィッチでは、基板の屈折率変化を電流の注入
によって制御するので、電気光学効果を利用した光スィ
ッチに比して、消費電流が多くなったり、光スィッチの
動作速度が遅くなったりするという問題点があった。
In addition, in optical switches that are not polarization-dependent and are constructed using compound semiconductor substrates, changes in the refractive index of the substrate are controlled by current injection, so the current consumption is lower than that of optical switches that utilize electro-optic effects. There are problems in that the number of optical switches increases and the operating speed of the optical switch becomes slow.

この出願の第一の発明の目的は、強誘電体結晶基板を用
いて構成される従来の光スィッチの上述の問題点を解決
し、より低い動作電圧で偏波依存性のないスイッチング
を行なえる光マトリクススイッチ装Mを提供することに
ある。
The first object of the invention of this application is to solve the above-mentioned problems of conventional optical switches constructed using ferroelectric crystal substrates, and to perform polarization-independent switching at a lower operating voltage. An object of the present invention is to provide an optical matrix switch device M.

また、この出願の第二の発明の目的は、化合物半導体基
板を用いて構成される光スイ・ンチの上述の問題点を解
決し、消費電流を低減し動作速度を高めることの出来る
偏波依存性のない光マトリクススイッチ装M%提供する
ことにある。
The second invention of this application also aims to solve the above-mentioned problems of an optical switch constructed using a compound semiconductor substrate, and to provide a polarization-dependent optical switch that can reduce current consumption and increase operating speed. The purpose of the present invention is to provide an optical matrix switch device that has no optical characteristics.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この出願の第一の発明は、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する2つの光が入力される前段の光マトリク
ススイッチと、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する2つの光が出力される後段の光マトリク
ススイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、後段の光マトリクススイッチの入力面での
偏り方向を前段の光マトリクススイッチの出力面での偏
り方向とは異なる方向に変更する偏り変更手段とを備え
、 前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、 後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとしたことを特
徴とする。
(Means for solving the problem) In order to achieve this object, the first invention of this application is constructed using a ferroelectric crystal substrate, and two lights having polarization directions orthogonal to each other are inputted. A front-stage optical matrix switch configured using a ferroelectric crystal substrate and outputting two lights having mutually orthogonal polarization directions; connected in series, and bias changing means for changing the bias direction on the input surface of the subsequent optical matrix switch to a direction different from the polarization direction on the output surface of the preceding optical matrix switch, The controlled optical switch is a controlled optical switch that selects one of the light propagation paths, and the controlled optical switch of the subsequent optical matrix switch is a controlled optical switch that selects the other light propagation path.

また、この出願の第二発明の光マトリクススイッチ装置
によれば、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する2つの光が入力される前段の光マト
リクススイッチと、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する2つの光が出力される後段の光マト
リクススイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイ・ンチを直列接
続すると共に、後段の光マトリクススイッチの入力面で
の偏り方向を前段の光マトリクススイッチの出力面での
偏り方向とは異なる方向(こ変更する偏り変更手段とを
備え、 前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、 後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他方の
光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとしたことを特
徴とする。
Further, according to the optical matrix switch device of the second invention of this application, there is provided a front-stage optical matrix switch configured using a compound semiconductor crystal substrate and into which two lights having mutually orthogonal polarization directions are input, and a compound semiconductor. A rear-stage optical matrix switch configured using a crystal substrate and outputting two lights having polarization directions orthogonal to each other; and a rear-stage optical matrix switch in which these front-stage and rear-stage optical matrix switches are connected in series; The control optical switch of the preceding optical matrix switch is configured to change the direction of polarization at the input surface of the optical matrix switch to a direction different from the polarization direction of the output surface of the preceding optical matrix switch. The invention is characterized in that the control optical switch selects a path, and the control optical switch of the optical matrix switch in the subsequent stage is a control optical switch that selects the propagation path of the other light.

(作用) このような構成の第一発明の光マトリクススイッチ装言
によれば、一方及び他方の光を、前段のマトリクススイ
ッチに入力し、偏り変更手段を介して、前段のマトリク
ススイッチから後段のマトリクススイッチへ入力し、そ
して後段の光マトリクススイッチから次段の光回路素子
へ出力させる。
(Operation) According to the optical matrix switch device of the first invention having such a configuration, one light and the other light are inputted to the previous stage matrix switch, and are transmitted from the previous stage matrix switch to the latter stage through the bias changing means. The signal is input to the matrix switch, and output from the optical matrix switch at the subsequent stage to the optical circuit element at the next stage.

従って、一方の光をスイッチングがより低い動作電圧で
行なえるような偏り方向を有する状態で、及び、他方の
光をスイッチングに、より高い作電圧を必要とするよう
な偏り方向を有する状態で、前段の光マトリクススイッ
チに入力したとしても、偏り変更手段によって偏り方向
を変更することによって、スイッチングがより低い動作
電圧で行なえるような偏り方向に変更して他方の光を後
段の光マトリクススイッチに入力することが出来る。
Therefore, with one light having a polarization direction such that switching can be performed with a lower operating voltage, and with the other light having a polarization direction such that switching requires a higher operating voltage, Even if the input light is input to the optical matrix switch in the previous stage, by changing the polarization direction using the polarization changing means, the polarization direction is changed so that switching can be performed at a lower operating voltage, and the other light is sent to the optical matrix switch in the latter stage. You can input it.

その結果、前段の光マトリクススイッチにおいて、低い
動作電圧で一方の光の伝搬経路を選択しく選択的に変更
し)、かつ後段の光マトリクススイッチにおいて、低い
動作電圧で他方の光の伝搬経路を選択する(選択的に変
更する)ことが出来る。
As a result, the optical matrix switch at the front stage selectively changes the propagation path of one light at a low operating voltage), and the optical matrix switch at the rear stage selects the propagation path of the other light at a low operating voltage. (selectively change).

また、第二の発明の光マトリクススイッチ装置によれば
、一方及び他方の光を、前段のマトリクススイッチに入
力し、偏り変更手段を介して、前段のマトリクススイッ
チから後段のマトリクススイッチへ入力し、そして後段
の光マトリクススイッチから次段の光回路素子へ出力さ
せる。
Further, according to the optical matrix switch device of the second invention, one light and the other light are inputted to the previous stage matrix switch, and inputted from the previous stage matrix switch to the latter stage matrix switch via the bias changing means, Then, it is outputted from the optical matrix switch in the subsequent stage to the optical circuit element in the next stage.

従って、一方の光を電気光学効果によってスイッチング
制御出来る偏り方向で、及び、他方の光を電気光学効果
によって実質的にスイッチング制御出来ない偏り方向で
、前段の光マトリクススイッチに入力したとしても、偏
り方向を偏り変更手段を介し電気光学効果によってスイ
ッチング制御出来る偏り方向として他方の光を後段のマ
トリクススイッチに入力することが出来る。
Therefore, even if one light is input to the optical matrix switch in the previous stage with a polarization direction in which switching can be controlled by the electro-optic effect, and the other light is input in a polarization direction in which switching cannot be substantially controlled by the electro-optic effect, the polarization will be The other light can be input to the subsequent matrix switch as the direction of the polarized light can be controlled by switching using the electro-optic effect via the polarizing changing means.

その結果、前段の光マトリクススイッチでは一方の光の
伝搬経路を電気光学効果によりスイッチングしで選択し
く選択的に変更し)、かつ後段の光マトリクススイッチ
では他方の光の伝搬経路を電気光学効果によりスイッチ
ングしで選択する(選択的に変更する)ことが出来る。
As a result, the optical matrix switch at the front stage selectively changes the propagation path of one light by switching it by electro-optic effect), and the optical matrix switch at the rear stage changes the propagation path of the other light by electro-optic effect. It can be selected (selectively changed) by switching.

すなわち、化合物半導体基板を用いて構成されでいる場
合に、電気光学効果を利用して偏波依存性のないスイッ
チング動作が行なえる。
That is, when configured using a compound semiconductor substrate, a switching operation without polarization dependence can be performed using the electro-optic effect.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。尚、図面はこの発明が理解出来る程度に概略的に示し
であるにすぎず、従って各構成成分の寸法、形状、配置
関係、形成材料、構成及び数値的条件は図示例に限定さ
れるものではない。
(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are only schematic illustrations to enable understanding of the present invention, and therefore, the dimensions, shapes, arrangement relationships, forming materials, configurations, and numerical conditions of each component are not limited to the illustrated examples. do not have.

く第一発明〉 策二叉流あ (全体構成の説明) 第一実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッチ
を、二重化構成の光マトリクススイッチとした例につき
説明する。第1図は第一実施例の構成を模式的に示す斜
視図である。
First Invention> Two Fork Flows (Description of Overall Configuration) In the first embodiment, an example will be described in which the optical matrix switches at the front and rear stages are optical matrix switches with a duplex configuration. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the first embodiment.

同図において、28は光マトリクススイッチ装置を示し
、この光マトリクススイッチ装置28は、互いに直交す
る偏り方向を有する2つの光が入力される前段の光マト
リクススイッチ(以下、単に前段スイッチと称す)10
と、互いに直交する偏り方向を有する2つの光が出力さ
れる後段の光マトリクススイッチ24(以下、単に後段
スイッチと称す)と、偏り変更手段26とを備えて成る
。偏り変更手段26は、これら前段スイッチ10及び後
段スイッチ24を直列接続すると共に、後段スイッチ2
4の入力面での偏り方向を前段スイッチ10の出力面で
の偏り方向とは異なる方向に変更する。
In the same figure, 28 indicates an optical matrix switch device, and this optical matrix switch device 28 is a front-stage optical matrix switch (hereinafter simply referred to as a front-stage switch) 10 into which two lights having mutually orthogonal polarization directions are input.
, a rear-stage optical matrix switch 24 (hereinafter simply referred to as a rear-stage switch) from which two lights having polarization directions perpendicular to each other are output, and polarization changing means 26 . The bias changing means 26 connects the front switch 10 and the rear switch 24 in series, and also connects the front switch 10 and the rear switch 24 in series.
The direction of bias on the input surface of No. 4 is changed to a direction different from the direction of bias on the output surface of the pre-stage switch 10.

前段スイッチ10及び後段スイッチ24は強誘電体結晶
基板12を用いて構成される。
The front switch 10 and the rear switch 24 are constructed using a ferroelectric crystal substrate 12.

この実施例では、前段光スイ・フチ10ヲ構成するため
、基板12として例えば2カツトLiNbO3基板を用
意し、この基板12にTiを拡散して4本の入出力導波
路14ヲ形成し、各入出力導波路14に2個ずつ制御光
スイッチ20ヲ設ける。制御スイッチ20としては例え
ば反転ΔB方向性結合型の2×2光スイツチ素子を用い
る。
In this embodiment, in order to configure the front optical switch edge 10, for example, a two-cut LiNbO3 substrate is prepared as the substrate 12, and Ti is diffused into this substrate 12 to form four input/output waveguides 14, each of which Two controlled optical switches 20 are provided in each input/output waveguide 14. As the control switch 20, for example, an inverted ΔB directional coupling type 2×2 optical switch element is used.

そして制御スイッチ20ヲ、第一群I及び第二群Hにグ
ループ分けする。このグループ分けのため、第−群工を
、第1行及び第2行の入出力導波路14に各2個ずつ設
けて2行2列に配列した4個の制御スイッチ20から構
成し、さらに第二群■を、第3行及び第4行の入出力導
波路14に各2個ずつ設けて2行2列に配列した4個の
制御スイッチ20から構成する。そして、第一群Iの制
御スイッチ20と、第二群Hの制御スイッチ20とを連
絡導波路22を介して接続する0図にも示すように、第
一群Iの同一行に設けた制御スイッチ20と、第二群H
の各行から1個ずつ重複しないように選んだ制御スイッ
チ20とを、1対]に対応付けしで接続する。
The control switches 20 are then grouped into a first group I and a second group H. For this grouping, the first group is composed of four control switches 20 arranged in two rows and two columns, two each for the input and output waveguides 14 in the first and second rows, and further The second group (2) is composed of four control switches 20 arranged in two rows and two columns, two each for the input/output waveguides 14 in the third and fourth rows. The control switches 20 of the first group I and the control switches 20 of the second group H are connected in the same row of the first group I, as shown in FIG. switch 20 and second group H
Control switches 20 selected from each row so as not to overlap each other are connected in correspondence with one pair.

この実施例の前段スイッチ10は、上述のように構成さ
れる基板12、入出力導波路14、制御スイッチ20及
び連絡導波路22から成る。
The pre-stage switch 10 of this embodiment includes a substrate 12 configured as described above, an input/output waveguide 14, a control switch 20, and a communication waveguide 22.

尚、入出力導波路14の左端を符号16及び右端を符号
18を付して示す。
Note that the left end of the input/output waveguide 14 is designated by 16, and the right end is designated by 18.

またこの実施例の後段スイッチ24は、前段スイッチ1
0と同様の構成を有し、従って、上述のように構成され
る基板12、入出力導波路14、制御スイッチ20及び
連絡導波路22ヲ備えて成る。
Further, the rear switch 24 in this embodiment is the front switch 1.
0, and thus includes a substrate 12, an input/output waveguide 14, a control switch 20, and a communication waveguide 22 configured as described above.

ざらにこの実施例の光マトリクススイッチ製雪にあって
は、前段スイッチ10及び後段スイッチ24を直列接続
するため、前段スイッチ10の入出力導波路の右端18
と、後段スイッチ24の入出力導波路の左端16とを、
1対1に対応付けて偏り変更手段26によってそれぞれ
接続する。  ゛そして、前段スイッチ10における第
1行及び第2行の入出力導波路14の左端161及び1
62ヲ、光マトリクススイッチ装W28の入力ポートと
しで、かつ後段スイッチ24における第1行、第2行、
第3行及び第4行の入出力導波路14の右端+81、+
82.183及び184ヲ、光マトリクススイッチ装′
a28の出力ポートとする。このように入出力ボートを
設定することによって、入力ポート161或は162が
ら入力された光を出力ポート183及び184のいずれ
かの出力ポートから選択的に出力させることが出来る。
In the optical matrix switch snowmaking of this embodiment, since the front switch 10 and the rear switch 24 are connected in series, the right end 18 of the input/output waveguide of the front switch 10 is connected in series.
and the left end 16 of the input/output waveguide of the rear switch 24,
The bias changing means 26 connects them in a one-to-one correspondence.゛Then, the left ends 161 and 1 of the input/output waveguides 14 in the first row and the second row in the front stage switch 10
62, as input ports of the optical matrix switch W28, and the first and second rows in the subsequent switch 24;
Right ends +81, + of the input/output waveguides 14 in the third and fourth rows
82.183 and 184, optical matrix switch equipment
This is the output port of a28. By setting the input/output ports in this manner, light input from the input port 161 or 162 can be selectively output from either the output port 183 or 184.

基板12として2カツトLiNb○3基板を用いる場合
、基板12の基板面に垂直な方向の偏り方向を有する7
Mモードの光に対する電気光学効果が、最も大となるこ
とが知られている。従って、一方及び他方の光が7Mモ
ードであるときにこれら光の伝搬経路を選択的に変更す
るようにすれば、動作電圧を下げることが出来る。
When using a 2-cut LiNb○3 substrate as the substrate 12, the substrate 12 has a bias direction perpendicular to the substrate surface of the substrate 12.
It is known that the electro-optic effect on M-mode light is the largest. Therefore, if the propagation paths of one and the other lights are selectively changed when they are in the 7M mode, the operating voltage can be lowered.

前段スイッチ10に、一方の光を7Mモー ドで入力す
るときは他方の光を基板12の基板面に平行な方向の偏
り方向を有するTEモードで入力し、また後段スイ・ン
チ24に、他方の光を7Mモードで入力するときは一方
の光をTEモードで入力すれば良い。
When one light is inputted to the front stage switch 10 in the 7M mode, the other light is inputted in the TE mode having a deflection direction parallel to the board surface of the substrate 12, and the other light is inputted to the rear stage switch 24. When inputting the light of 1 in 7M mode, it is sufficient to input one of the lights in TE mode.

このように、光の偏り方向を変更するため、偏り変更手
段26として、例えばPANDA (パンダ)型の偏波
保存ファイバを用いる。
In order to change the polarization direction of the light in this manner, a PANDA type polarization maintaining fiber, for example, is used as the polarization changing means 26.

第2図(A)及びCB)は偏り変更手段としての偏波保
存ファイバの左端面及び右端面を示す正面図であり、第
2図(A)は前段スイッチの入出力導波路の右端と接続
された状態の、偏波保存ファイバの左端面及び第2図(
B)は後段スイッチの入出力導波路の左端と接続された
状態の、偏波保存ファイバの右端面を示す。
Figure 2 (A) and CB) are front views showing the left and right end faces of the polarization maintaining fiber as a polarization changing means, and Figure 2 (A) is connected to the right end of the input/output waveguide of the front switch. The left end face of the polarization-maintaining fiber in the state shown in Figure 2 (
B) shows the right end surface of the polarization maintaining fiber connected to the left end of the input/output waveguide of the subsequent switch.

これら図において、Sは偏り変更手段26の軸を示す、
左端面26a及び右端面26bには軸Sのねじれ状態の
説明のために記した2個の白抜きの丸印T、及びT2が
、それぞれ直径方向に一列に配列して描かれている。し
かも、軸Sのねじれかない状態で、端面26a及び26
bを軸Sに沿った方向から見たとき、丸印T1の配列方
向と丸印T2の配列方向とが一致するように描かれてい
る。
In these figures, S indicates the axis of the bias changing means 26,
On the left end surface 26a and the right end surface 26b, two white circles T and T2 are drawn in order to explain the twisted state of the shaft S, respectively, arranged in a line in the diametrical direction. Moreover, when the shaft S is not twisted, the end surfaces 26a and 26
When b is viewed from the direction along the axis S, the arrangement direction of the circle marks T1 and the arrangement direction of the circle marks T2 are drawn so as to match.

上述のように一方の光1FrTMモードからTEモード
へ及び他方の光をTEモードから7Mモードへ変更する
ためには、接続状態の左端面26a及び右端面26bを
軸Sに沿って見たとき、第2図(A)及び(B)にも示
すように、丸印T、及び丸印T2の配列方向が互いに直
交するように軸Sが90’ねじれた状態となるように接
続すれば良い。
As described above, in order to change one light from the 1FrTM mode to the TE mode and the other light from the TE mode to the 7M mode, when the left end surface 26a and right end surface 26b in the connected state are viewed along the axis S, As shown in FIGS. 2(A) and 2(B), the connections may be made such that the axis S is twisted by 90' so that the arrangement directions of the circles T and T2 are orthogonal to each other.

(光スイツチ素子の構成の説明) 第3図はこの実施例の制御光スイッチに用いて好適な光
スイツチ素子の構成の例を示す図であり、第1図におい
て白丸で示した制御光スイッチ20ヲ例えば反転Δβ方
向性結合型の2×2光スイツチ素子21とした場合の構
成をより具体的に示している。
(Explanation of the structure of the optical switch element) FIG. 3 is a diagram showing an example of the structure of an optical switch element suitable for use in the control optical switch of this embodiment. For example, the configuration of a 2×2 optical switch element 21 of an inverted Δβ directional coupling type is shown more specifically.

同図において、30及び32は入出力導波路を示し、各
導波路30.32の左端を入力ポート30a、 32a
とし及び右端を出力ボート30b、32bとしている。
In the figure, 30 and 32 indicate input/output waveguides, and the left end of each waveguide 30.32 is connected to input ports 30a, 32a.
and the right end are output boats 30b and 32b.

導波路30,32は光結合領域34において近接させて
互いに平行となるように基板12に設けられている。導
波路30.32は例えば基板12にTi7a拡散するこ
とによって形成する。ざらに、光結合領域34の導波路
30に入力ボート30a側から順次に例えば2個に分割
された制御電極36a、36bを、同様に光結合領域3
4の導波路32に入力ボート32a側から順次に例えば
2個に分割された制御電極38a、38bを設ける。
The waveguides 30 and 32 are provided on the substrate 12 so as to be close to each other and parallel to each other in the optical coupling region 34 . The waveguides 30 and 32 are formed, for example, by diffusing Ti7a into the substrate 12. Roughly speaking, the control electrodes 36a and 36b, which are divided into two, for example, are sequentially connected to the waveguide 30 of the optical coupling region 34 from the input boat 30a side.
For example, control electrodes 38a and 38b, which are divided into two, are provided in the four waveguides 32 sequentially from the input boat 32a side.

上述の入出力導波路30.32及び制御電極36a。The input/output waveguides 30.32 and control electrodes 36a mentioned above.

36b、38a、38bを備えて成る光スイツチ素子2
1にあっては、制御電極36a、38bに正(+)極性
の電圧及び制御電極38b、38aに負(−)極性の電
圧を印加して、光結合領域34の導波路30.32の間
で光の相互作用を行なわせることによって(いわゆる反
転へ〇動作によって)、光のスイッチングを行なえる。
Optical switch element 2 comprising 36b, 38a, 38b
1, a voltage of positive (+) polarity is applied to the control electrodes 36a, 38b and a voltage of negative (-) polarity is applied to the control electrodes 38b, 38a, so that the voltage between the waveguides 30 and 32 of the optical coupling region 34 is By causing light to interact with each other (so-called inversion operation), light switching can be performed.

光スイツチ素子21ヲ、TM波に対しCross及びB
ar状態のいずれの状態でも動作するようにし、かつT
E波に対してはCr08S状態でしか動作しないように
、構成した場合、には例えば次のように入出力導波路と
の接続を行なえば良い、第1図にも示すように、第−群
工及び第二群■いずれの場合も、光スイツチ素子21の
入力ポート32aと出力ポート30bとを、それぞれ入
出力導波路14に接続し、また第一群Iの光スイツチ素
子21の出力ポート32bと、第二群Hの光スイツチ素
子21の入力ポート30aとを接続する。尚、光スィッ
チ21の接続は、この素子21がどのように動作するよ
うに構成されているかによって、任意好適に変更出来る
The optical switch element 21 has Cross and B signals for TM waves.
It operates in any state of ar state, and T
If the structure is configured so that it operates only in the Cr08S state for E waves, the connection with the input/output waveguides can be made as follows, for example, as shown in Figure 1. In both cases, the input port 32a and the output port 30b of the optical switch element 21 are connected to the input/output waveguide 14, and the output port 32b of the optical switch element 21 of the first group I is connected to the input/output waveguide 14, respectively. and the input port 30a of the optical switch element 21 of the second group H are connected. Note that the connection of the optical switch 21 can be changed arbitrarily and suitably depending on how this element 21 is configured to operate.

第4図は上述したΔβ方向性結合型の光スイツチ素子2
1の動作条件図((L/β。)−(ΔβL/TT)ダイ
ヤグラム)であり、横軸にL/β。及び縦軸に八〇L/
πを取って示しである(但し、しは素子長、β。は結合
長、ΔBは伝搬定数差及びπは円周率)。
Figure 4 shows the above-mentioned Δβ directional coupling type optical switch element 2.
1 ((L/β.)-(ΔβL/TT) diagram), with L/β on the horizontal axis. and 80L/ on the vertical axis
It is shown by taking π (where, is the element length, β is the coupling length, ΔB is the propagation constant difference, and π is the circumference).

同図において、実線で囲んだハツチング領域Pは、TM
モードの光(TM波)に対して光スイツチ素子21がB
ar状態で動作し、しがも実用上望ましい一20dB以
下のクロストークで動作する領域を示している。また、
実線で囲んだハツチング領域Qは、TM波に対して光ス
イツチ素子21が、Cross状態で動作し、しがも実
用上望ましい一20dB以下のクロストークで動作する
領域を示しでいる。  ′ 同様に、破線で囲まれるハツチング領域日及びSは、T
Eモードの光(TE波)に対して光スイツチ素子21が
、Bar状態及びCross状態で動作し、しかも実用
上望ましい一20dB以下のクロストークで動作する領
域を示している。
In the figure, the hatched area P surrounded by a solid line is TM
The optical switch element 21 is
It shows a region in which the device operates in an ar state with a crosstalk of -20 dB or less, which is desirable in practice. Also,
A hatched region Q surrounded by a solid line indicates a region in which the optical switch element 21 operates in a cross state with respect to TM waves, and operates with a crosstalk of less than -20 dB, which is practically desirable. 'Similarly, the hatching area day and S surrounded by the dashed line are T
It shows a region in which the optical switch element 21 operates in a Bar state and a Cross state with respect to E-mode light (TE wave), and operates with crosstalk of -20 dB or less, which is practically desirable.

反転へβ方向性結合型の光スイツチ素子21では、制御
電極36a、 36b、 38a、 38bに印加する
電圧(動作電圧)の絶対値を増減させると、Δβが増減
し、これに伴なってΔβL / T[も増減する。
In the inversion β directional coupling type optical switch element 21, when the absolute value of the voltage (operating voltage) applied to the control electrodes 36a, 36b, 38a, and 38b is increased or decreased, Δβ increases or decreases, and accordingly, ΔβL / T[ also increases or decreases.

従って、ΔβL/πが大きな値となることは動作電圧に
大きな電圧を必要とすることを意味する。
Therefore, a large value of ΔβL/π means that a large operating voltage is required.

従って、TM波及びTE波に対して光スイツチ素子20
がBar状態で動作するために必要な動作電圧を比較す
ると、第4図からも理解出来るように、TE波よりもT
M波の方がより小さな動作電圧で良いことが理解出来る
。同様に、Cross状態で動作させる場合にも、TM
波の方がより小さな動作電圧で良いことが理解出来る。
Therefore, for TM waves and TE waves, the optical switch element 20
Comparing the operating voltages required to operate in the Bar state, as can be understood from Figure 4, the T
It can be understood that the M wave requires a smaller operating voltage. Similarly, when operating in the Cross state, TM
It can be understood that waves require a smaller operating voltage.

動作電圧を同一として比較した場合、TM波に対する電
気光学効果はTE波に対する電気光学効果よりも大きく
、TM波に対する屈折率変化はTE波に対する屈折率変
化のほぼ3.3倍となる。
When compared under the same operating voltage, the electro-optic effect for TM waves is larger than that for TE waves, and the refractive index change for TM waves is approximately 3.3 times the refractive index change for TE waves.

これがため、TM波に対する光スイ・ンチ素子21の動
作状態が、Cross状態がらBar状態に切り換わる
ように又はBar状態からCross状態へ切り換わる
ように、動作電圧を増減させても、光スイツチ素子21
が、TE波に対して実質的にBar状態でしか動作しな
いようにすることが出来る。或は実質的にCross状
態でしか動作しないようにすることが出来る(第5図(
A)及び(B)9照)、・ このように動作する光スイツチ素子21の設計条件は、
第4図に示す動作条件図に基づいて、容易に決定するこ
とが出来る。
Therefore, even if the operating voltage is increased or decreased so that the operating state of the optical switch element 21 with respect to the TM wave changes from the Cross state to the Bar state or from the Bar state to the Cross state, the optical switch element 21 21
However, it is possible to substantially operate only in the Bar state with respect to TE waves. Alternatively, it can be made to operate only in the Cross state (see Fig. 5).
A) and (B) 9), The design conditions for the optical switch element 21 that operates in this way are:
This can be easily determined based on the operating condition diagram shown in FIG.

第5図(A)及びCB)は第4図に示す動作条件図を部
分的に拡大して示す図である。これら図においで、S□
、及びS′Tεは作成誤差許容範囲を示し、図示例では
STEは例えば設計値上(設計値xo、375)の範囲
となり、S′、、は設計値上(設計値X0.5)の範囲
としなっている。
5(A) and CB) are partially enlarged views of the operating condition diagram shown in FIG. 4. In these figures, S□
, and S'Tε indicate the production error tolerance range; in the illustrated example, STE is, for example, a range above the design value (design value xo, 375), and S', , is a range above the design value (design value x0.5). It has become.

また、破線で示す曲線L1及びL2の間の領域は、光ス
イツチ素子21がTE波に対しCross状態であって
、ロスが0.45dB以下(すなわちクロストークが一
10dB以下)となるように動作する領域、同様に、破
線で示す曲線M、及びM2の間の領域は、光スイツチ素
子21がTE波に対しBar状態であって、ロスが0.
45dB以下(すなわちクロストークが一10dB以下
)となるように動作する領域を示す。
In addition, in the region between curves L1 and L2 shown by broken lines, the optical switch element 21 is in a cross state with respect to the TE wave, and operates so that the loss is 0.45 dB or less (that is, the crosstalk is 110 dB or less). Similarly, in the region between the curves M and M2 shown by broken lines, the optical switch element 21 is in a Bar state with respect to the TE wave, and the loss is 0.
This shows a region in which the crosstalk is 45 dB or less (that is, the crosstalk is 110 dB or less).

第5図(A)に示すように、例えば、TM波に対するL
/u、がL/β。=2となり、かつ、TE波に対するL
/ρ。の値が図に示すSTEの範囲の値となるように光
スイツチ素子21が作成されたとする1このように作成
された場合、TM波に対する動作状態を切り換えるため
動作電圧を増減させても、光スイツチ素子21はTE波
に対し実質的にCross状態でしか動作しない。
As shown in FIG. 5(A), for example, L
/u, is L/β. = 2, and L for the TE wave
/ρ. Assume that the optical switch element 21 is created so that the value of is in the range of STE shown in the figure.1 If it is created in this way, even if the operating voltage is increased or decreased to switch the operating state for TM waves, the optical switch element 21 The switch element 21 operates substantially only in the cross state with respect to the TE wave.

また、例えばTM波(ご対するL/β。がL/β。=2
となり、かつ、TE波に対するL/I2cの値が図に示
すS′TEの範囲の値となるように光スイツチ素子21
が作成されたとすれば、動作電圧を増減させても、光ス
イツチ素子21はTE波に対し実質的にBar状態でし
か動作しない。
Also, for example, a TM wave (the corresponding L/β is L/β.=2
The optical switch element 21 is set so that the value of L/I2c for the TE wave falls within the range of S'TE shown in the figure.
If this is created, even if the operating voltage is increased or decreased, the optical switch element 21 will essentially operate only in the Bar state with respect to the TE wave.

このように作成された光スイツチ素子21にあっては、
第5図(A)からも明らかなように、ΔβL/’TIの
値がa=a ′或はb−b′の範囲の値と成るように、
動作電圧を印加するとき、TM波に対してはBar状態
或はCross状態であって、しかもクロストークがほ
ぼ一20dB以下となるように動作することが理解出来
る。
In the optical switch element 21 created in this way,
As is clear from FIG. 5(A), so that the value of ΔβL/'TI is in the range of a=a' or bb',
It can be seen that when an operating voltage is applied, the device operates in a Bar state or a Cross state with respect to TM waves, and the crosstalk is approximately 120 dB or less.

しかも、このような動作電圧を印加するとき、TE波に
対してはBar状態或はCross状態であって、しか
もクロストークがほぼ一10dB以下となるように動作
させることが出来る。これらクロストークの値は、実用
上満足出来る程度のものである。
Moreover, when such an operating voltage is applied, the device can be operated in a Bar state or a Cross state with respect to TE waves, and the crosstalk is approximately -10 dB or less. These crosstalk values are practically satisfactory.

同様に、第5図(B)に示すように、例えばTM波に対
するL/u。がL/u、=2.7となり、かつ、TE波
に対するL/β。の値がSア、或はS′、6の範囲の値
となるように、光スイツチ素子21が作成されたとすれ
ば、上述と同様に、実用上満足出来る程度のクロストー
クで動作する光スイツチ素子21ヲ得ることが出来る。
Similarly, as shown in FIG. 5(B), for example, L/u for TM waves. is L/u,=2.7, and L/β for the TE wave. If the optical switch element 21 is fabricated so that the value of is in the range of SA or S', 6, then, as described above, an optical switch that operates with a practically satisfactory level of crosstalk can be obtained. Element 21 can be obtained.

これら第5図(A)及びCB)からも理解出来るように
、TM波に対するし/β。の値を2から2.7に変化さ
せてもSTε及びS′、、の範囲はほとんど動かない。
As can be understood from these FIGS. 5(A) and CB), β/β for the TM wave. Even if the value of is changed from 2 to 2.7, the ranges of STε and S′, , hardly change.

これは、例えば、TM波に対するL/β。が2〜2.7
の範囲であってTE波に対するL/β。がSア、の範囲
或はS′1.の範囲となるような、緩やかな作成条件で
、実用上満足出来るクロストークで動作する光スイツチ
素子21を歩留り良く作成することが出来ることを意味
する。従って制御光スイッチ20として例えば反転へ〇
方向牲結合型の光スイツチ素子21ヲ用いることによっ
て、実用的なりロストーク特性を有する前段スイッチ1
0及び後段スイッチ241Fr、緩やかな作成条件で歩
留り良く作成することが出来る。
This is, for example, L/β for TM waves. is 2-2.7
L/β for TE waves in the range of . is the range of SA, or S'1. This means that the optical switch element 21 that operates with practically satisfactory crosstalk can be manufactured with a high yield under mild manufacturing conditions that fall within the range of . Therefore, by using a directional coupling type optical switch element 21 as the control optical switch 20, for example, the pre-stage switch 1 having practical losstalk characteristics can be obtained.
0 and the subsequent stage switch 241Fr can be manufactured with good yield under moderate manufacturing conditions.

(動作例) 第6図(A)及び(B)はこの実施例の動作の例の説明
図である。以下の説明では、制御スイッチ20ヲ光スイ
ツチ素子21を以って構成し、光スイツチ素子21がT
M波に対しては動作電圧に応じてBar或はCross
状態で選択的に動作しTE波に対しては動作電圧にかか
わらずCross状態でしか動作しないように、作成さ
れでいる場合につき説明する。
(Example of Operation) FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of an example of the operation of this embodiment. In the following description, the control switch 20 is configured with an optical switch element 21, and the optical switch element 21 is
For M waves, use Bar or Cross depending on the operating voltage.
A case will be described in which the device is created so that it selectively operates in the cross state and operates only in the cross state for TE waves regardless of the operating voltage.

第6図(A)に示すように、例えば、一方の光X及び他
方の光Yを入力ポート161から入力し、出力ポート1
83から出力する場合には、TM波として入力された一
方の光Xの伝搬経路を、前段スイッチ10の制御スイッ
チ20によって制御することによって第1行の入出力導
波路141から第3行の入出力導波路143へ変更させ
、この入出力導波路143から後段スイッチ24の第3
行の入出力導波路143′に入力させる。一方の光Xは
偏り変更手段26によってTM波からTE波に変換され
て入出力導波路143′に入力されるので、後段スイッ
チ24ではその伝搬経路を制御されず入出力導波路14
3′を直進して出力ポート183から出力される。一方
、TE波として前段スイッチioに入力された他方の光
Yは、前段スイッチ10ではその伝搬経路を制御されず
入出力導波路141を直進して後段スイッチ24の第1
行の入出力導波路141′に入力される。他方の光Yは
偏り変更手段26によってTE波からTM波に変換され
て後段スイッチ24に入力されるので、その伝搬経路を
後段スイッチ24の制御スイッチ20によって制御する
ことによって、入出力導波路141′から入出力導波路
143′へ変更し出力ポート183から出力させること
が出来る。
As shown in FIG. 6(A), for example, one light X and the other light Y are input from the input port 161, and the output port 1
When outputting from the input/output waveguide 141 in the first row to the input/output waveguide 141 in the third row, the propagation path of one of the lights from this input/output waveguide 143 to the third output waveguide 143 of the subsequent switch 24.
It is input to the input/output waveguide 143' in the row. One light X is converted from a TM wave to a TE wave by the polarization changing means 26 and is input to the input/output waveguide 143'.
3' and is output from the output port 183. On the other hand, the other light Y input as a TE wave to the front switch io does not have its propagation path controlled by the front switch 10 and travels straight through the input/output waveguide 141 to the first switch of the rear switch 24.
It is input to the row input/output waveguide 141'. The other light Y is converted from a TE wave to a TM wave by the polarization changing means 26 and is input to the post-stage switch 24. By controlling its propagation path by the control switch 20 of the post-stage switch 24, the input/output waveguide 141 ' to the input/output waveguide 143' and output from the output port 183.

一方の光XがTE波として後段スイッチ24の制御スイ
ッチ20を通過するとき生ずる漏れ光X。
Leakage light X is generated when one light X passes through the control switch 20 of the subsequent switch 24 as a TE wave.

と、他方の光YがTE波として前段スイッチ10の制御
スィッチ20ヲ通過するとき生ずる漏れ光Y。
and leakage light Y that occurs when the other light Y passes through the control switch 20 of the front switch 10 as a TE wave.

とはいずれも、僅かであり、また漏れ光×1及びY+は
図にも示すように入出力導波路143′及び143に混
入せず基板12へ逃げてゆくので、実用上問題とならな
い。
Both of these are small, and as shown in the figure, the leaked lights x1 and Y+ escape to the substrate 12 without being mixed into the input/output waveguides 143' and 143, so they do not pose a practical problem.

また、第6図(B)に示すように、例えば、−方の光X
及び他方の光Y!入カボート161がら入力し、出力ポ
ート181がら出力する場合には、光Xの伝搬経路を、
前段スイッチ10の制御スイッチ20によって制御する
ことによって第1行の入出力導波路141を直進させ、
この入出力導波路141がら後段スイッチ24の入出力
導波路141′に入力させる。一方の光Xは偏り変更手
段26によってTM波からTE波に変換されて入出力導
波路141′に入力されるので、後段光イッチ24では
その伝搬経路を制御されず入出力導波路141′を直進
して出力ポート181から出力される。一方、他方の光
Yは、前段スイッチ10ではその伝搬経路を制御されず
入出力導波路141を直進して後段スイッチ24の入出
力導波路141′に入力される。他方の光Yは偏り変更
手段26によってTE波からTM波に変換されで後段ス
イッチ24に入力されるので、その伝搬経路を後段スイ
ッチ24の制御スイッチ20によって制御することによ
って、入出力導波路141′を直進させて出力ポート1
81から出力させることが出来る。
Moreover, as shown in FIG. 6(B), for example, the - direction light
and the other light Y! When inputting from the input port 161 and outputting from the output port 181, the propagation path of the light X is
The input/output waveguide 141 of the first row is caused to go straight by controlling the control switch 20 of the front stage switch 10,
This input/output waveguide 141 is input to the input/output waveguide 141' of the subsequent switch 24. One light X is converted from a TM wave to a TE wave by the polarization changing means 26 and input to the input/output waveguide 141', so the propagation path is not controlled by the subsequent optical switch 24 and the input/output waveguide 141' is input to the input/output waveguide 141'. It goes straight and is output from the output port 181. On the other hand, the other light Y, whose propagation path is not controlled by the front switch 10, travels straight through the input/output waveguide 141 and is input to the input/output waveguide 141' of the rear switch 24. The other light Y is converted from a TE wave to a TM wave by the polarization changing means 26 and is input to the subsequent switch 24. By controlling its propagation path by the control switch 20 of the subsequent switch 24, the input/output waveguide 141 ’ and go straight to output port 1.
It can be output from 81.

一方の光XがTE波として後段スイッチ24の制御スィ
ッチ20ヲ通過するとき生ずる漏れ光×1と、他方の光
YがTE波として前段スイッチ1oの制御スィッチ20
ヲ通過するとき生ずる漏れ光Y1とはいずれも、僅かで
あり、また漏れ光×1及びY、は図にも示すように入出
力導波路141′及び143に混入せず基板12へ逃げ
てゆくので、実用上問題とならない、漏れ光X、及びY
lはTE波が制御スイッチ20によって制御されないた
めに生ずる。
Leak light x1 that occurs when one light X passes through the control switch 20 of the rear switch 24 as a TE wave, and the other light Y passes through the control switch 20 of the front switch 1o as a TE wave.
The leakage light Y1 that occurs when passing through is small, and the leakage light x1 and Y escape to the substrate 12 without entering the input/output waveguides 141' and 143, as shown in the figure. Therefore, leakage light X and Y do not pose a problem in practice.
l occurs because the TE wave is not controlled by the control switch 20.

上述した実施例では、前段スイ・ンチ10及び後段スイ
ッチ24の行番号の一致する入出力導波路14同志、例
えば入出力導波路141及び141′同志を1対1に対
応付けて接続したが、スイッチ10.24の異なる行番
号の入出力導波路14同志を1対1に対応付けて接続す
るようにしても良い0例えば、前段スイッチ10及び後
段スイッチ24の接続関係や、TM波及びTE波に対す
る制御スイッチ20の動作状態を任意好適に設定するこ
とによって、前段ポート161.162から入力された
光(入力信号)X及びYを、出力ポート181、+82
.183.184のいずれかの出力ポートから選択的に
出力させることが出来る。
In the embodiment described above, the input/output waveguides 14 having the same row numbers of the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24, for example, the input/output waveguides 141 and 141', are connected in a one-to-one correspondence. The input/output waveguides 14 of the switches 10 and 24 with different row numbers may be connected in a one-to-one correspondence. By arbitrarily setting the operating state of the control switch 20 for
.. It is possible to selectively output from either the 183 or 184 output port.

に叉11 (全体構成の説明) 第二実施例では、前段及び後鰻の光マトリクススイッチ
を、クロスバ−型の光マトリクススイッチとした例につ
き説明する。
11 (Description of overall configuration) In the second embodiment, an example will be described in which the optical matrix switches of the front stage and the rear stage are crossbar type optical matrix switches.

第7図は第二実施例の構成を模式的に示す平面図である
。尚、上述した第一実施例の構成成分と対応する構成成
分については同一の符号を付して示し、その詳細な説明
を省略する。
FIG. 7 is a plan view schematically showing the configuration of the second embodiment. Components corresponding to those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

同図において、40は光マトリクススイッチ製雪を示し
、この光マトリクススイッチ装置40は、クロスバ−型
の前段光マトリクススイッチ42及び後段光マトリクス
スイッチ44と、これら前段スイッチ42及び後段スィ
ッチ44ヲ直列接続する偏り変更手段26とから成る。
In the figure, 40 indicates an optical matrix switch, and this optical matrix switch device 40 includes a crossbar-type front-stage optical matrix switch 42 and a rear-stage optical matrix switch 44, and these front-stage switches 42 and rear-stage switches 44 are connected in series. and bias changing means 26.

前段スイッチ42及び後段スイッチ44は強誘電体結晶
基板12を用いて構成される。
The front switch 42 and the rear switch 44 are constructed using the ferroelectric crystal substrate 12.

前段スイッチ42は、基板12と、この基板12に設け
られる行方向の2本の入出力導波路46及び列方向の2
本の入出力導波路48と、これら導波路46及び48の
交点にそれぞれ設けられる4個の制御光スイッチ20と
から成る。制御スイッチ素子20は2行2列に配列され
る。後段スイッチ44も、前段スイッチ42と同様、基
板12.2本の入出力導波路46.2本の入出力導波路
48、及び4個の制御スイッチ20から成る。尚、図に
おいて、入出力導波路46の左端及び右端を符号50及
び52を付しで示し、また入出力導波路48の上端及び
下端を符号54及び56を付して示す。
The front switch 42 includes a substrate 12, two input/output waveguides 46 in the row direction, and two input/output waveguides 46 in the column direction provided on the substrate 12.
It consists of a main input/output waveguide 48 and four control optical switches 20 provided at the intersections of these waveguides 46 and 48, respectively. The control switch elements 20 are arranged in two rows and two columns. Like the front switch 42, the rear switch 44 also includes a substrate 12, two input/output waveguides 46, two input/output waveguides 48, and four control switches 20. In the figure, the left and right ends of the input/output waveguide 46 are indicated by reference numerals 50 and 52, and the upper and lower ends of the input/output waveguide 48 are indicated by reference numerals 54 and 56.

後段スイッチ44にあっては、出力導波路48の上端5
4と第1行の制御スイッチ20との間の入出力導波路4
8に漏れ光排除手段58例えばTE波透過型の偏光フィ
ルタを設ける。偏光フィルタとしては従来周知の種々の
構造のものを用いて良い。また漏れ光排除手段58とし
て従来周知の種々の構造のモードフィルタを用いても良
い、漏れ光排除手段58の配設位置は漏れ光を排除出来
る任意好適な伝搬経路上として良く、例えば、TM波透
過型の漏れ光排除手段58ヲ、前段スイッチ42におけ
る、出力導波路48の上端54と第1行の制御スイッチ
20との間に配置して入出力導波路48に設けても良い
In the latter stage switch 44, the upper end 5 of the output waveguide 48
4 and the control switch 20 of the first row.
8, a leakage light eliminating means 58, for example, a TE wave transmission type polarizing filter is provided. As the polarizing filter, one having various conventionally known structures may be used. Furthermore, as the leakage light eliminating means 58, mode filters with various conventionally known structures may be used.The leakage light eliminating means 58 may be disposed on any suitable propagation path that can eliminate leakage light.For example, TM wave A transmission type leakage light eliminating means 58 may be provided in the input/output waveguide 48 by disposing it between the upper end 54 of the output waveguide 48 and the control switch 20 in the first row in the pre-stage switch 42 .

また、前段スイッチ42の入出力導波路46の右端52
と、後段スイッチ44の入出力導波路46の左端50と
を、同一行番号の入出力導波路46を接続するように、
接続する。これら入出力導波路46の接続は、第一実施
例と同様、軸Sが90°ねじれた状態の偏り変更手段2
6ヲ介して行な°う、同様にして、前段スイ・ンチ42
の入出力導波路48の上端54と、後段スイッチ44の
入出力導波路48の上端54とを、軸Sが90゛ねじれ
た状態の偏り変更手段26を介し接続する。この場合、
同一列番号の入出力導波路48同志を接続する。
In addition, the right end 52 of the input/output waveguide 46 of the front stage switch 42
and the left end 50 of the input/output waveguide 46 of the rear switch 44, so as to connect the input/output waveguide 46 of the same row number.
Connecting. These input/output waveguides 46 are connected to the bias changing means 2 with the axis S twisted by 90 degrees, as in the first embodiment.
6, and in the same way, the front switch 42
The upper end 54 of the input/output waveguide 48 of the switch 44 is connected to the upper end 54 of the input/output waveguide 48 of the subsequent switch 44 via the bias changing means 26 with the axis S twisted by 90 degrees. in this case,
Input/output waveguides 48 having the same column number are connected.

このようにして前段スイッチ42及び後段スイッチ44
を直列接続する。
In this way, the front switch 42 and the rear switch 44
Connect in series.

この実施例では、前段スイッチ42の入出力導波路46
の左端50ヲ光マトリクススイツチ装置140の入力ポ
ート501.502とし、後段スイッチ44の入出力導
波路46の右端52及び入出力導波路48の下端56を
光マトリクススイッチ装!f40の出力ポート521.
522.561.562とする。
In this embodiment, the input/output waveguide 46 of the pre-stage switch 42
The left end 50 is the input port 501, 502 of the optical matrix switch device 140, and the right end 52 of the input/output waveguide 46 of the subsequent switch 44 and the lower end 56 of the input/output waveguide 48 are the optical matrix switch device! f40 output port 521.
522.561.562.

上述のように構成される第二実施例においても、第−実
施例と同様の効果が得られる。
In the second embodiment configured as described above, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

(動作例) 第8図は、この実施例の動作の例の説明図である。以下
の説明では、制御光スイッチを光スイツチ素子21を以
って構成し、光スイツチ素子21がTM波に対しては動
作電圧に応じでBar或はCr0SS状態で選択的に動
作しTE波に対しては動作電圧にかかわらずCross
状態でしか動作しないように、作成されでいる場合につ
き説明する。
(Example of Operation) FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of the operation of this embodiment. In the following explanation, the control optical switch is configured with an optical switch element 21, and the optical switch element 21 selectively operates in the Bar or Cr0SS state for TM waves depending on the operating voltage, and for TE waves. For Cross, regardless of the operating voltage
We will explain the case where it is created so that it only works in the state.

第8図に示すように、例えば、一方の光X及び他方の光
Yを入力ポート461から入力して出力ポート482か
ら出力する場合には、TM波として入力された一方の光
Xの伝搬経路を、前段スイッチ42の制御スイッチ20
によって制御することによって第1行の入出力導波路4
61から第2列の入出力導波路482へ変更させ、この
入出力導波路482から後段スイッチ44の第2列の入
出力導波路482′に入力させる。一方の光Xは偏り変
更手段26によってTM波からTE波に変換されて入出
力導波路482′に入力されるので、後段光イッチ44
ではその伝搬経路を制御されず入出力導波路482′!
直進して出力ポート562から出力される。一方、TE
波として前段スイッチ42rこ入力された他方の光Yは
、前段スイッチ42ではその伝搬経路を制御されず入出
力導波路461を直進して後段スイッチ44の第1行の
入出力導波路461′に入力される。他方の光Yは偏り
変更手段26によってTE波からTM波に変換されで後
段スイッチ44に入力されるので、その伝搬経路を後段
スイッチ44の制御スイッチ20によって制御すること
によって、入出力導波路461′、482′を直進させ
て出力ポート562から出力させることが出来る。
As shown in FIG. 8, for example, when one light X and the other light Y are input from the input port 461 and output from the output port 482, the propagation path of one light X input as a TM wave is , the control switch 20 of the front stage switch 42
The input/output waveguide 4 of the first row is controlled by
61 to the input/output waveguide 482 in the second row, and input from this input/output waveguide 482 to the input/output waveguide 482' in the second row of the subsequent switch 44. One of the lights
Then, the propagation path is not controlled and the input/output waveguide 482'!
It goes straight and is output from the output port 562. On the other hand, T.E.
The other light Y inputted into the front switch 42r as a wave goes straight through the input/output waveguide 461 without controlling its propagation path in the front switch 42 and enters the input/output waveguide 461' of the first row of the rear switch 44. is input. The other light Y is converted from a TE wave to a TM wave by the polarization changing means 26 and is input to the post-stage switch 44. By controlling its propagation path by the control switch 20 of the post-stage switch 44, the input/output waveguide 461 ', 482' can be made to go straight and output from the output port 562.

一方の光XがTE波として後段スイッチ44の制御スィ
ッチ20ソ通過するとき生ずる漏れ光X。
Leakage light X is generated when one light X passes through the control switch 20 of the subsequent switch 44 as a TE wave.

と、他方の光Y fJ(T E波として前段スイッチ4
2の制御スィッチ20ヲ通過するとき生ずる漏れ光Y1
とはいずれも、僅かである。また、漏れ光Y。
and the other light Y fJ (TE wave)
Leakage light Y1 that occurs when passing through the control switch 20 of No. 2
Both are small. Also, leakage light Y.

が、入出力導波路48L482がら入出力導波路481
′、482′へ伝搬する場合、漏れ光排除手段58はT
E波しか透過しないので、TM波に変換された漏れ光Y
1は除去される。漏れ光Y1は漏れ光排除手段58を介
して基板12へ逃げる。
However, the input/output waveguide 48L482 and the input/output waveguide 481
', 482', the leakage light eliminating means 58
Since only E waves are transmitted, leakage light Y converted to TM waves
1 is removed. The leaked light Y1 escapes to the substrate 12 via the leaked light eliminating means 58.

前段スイッチ42及び後段スイッチ44の接続間係や、
TM波及びTE波に対する制御スイッチ2oの動作状態
を任意好適に設定することによって、入力ポート501
.502から入力された光(入力信号)X及びYを、出
力ポート521.522.561.562のいずれかの
出力ポートから選択的に出力させることが出来る。
A connection between the front switch 42 and the rear switch 44,
By arbitrarily setting the operating state of the control switch 2o for TM waves and TE waves, the input port 501
.. The lights (input signals) X and Y input from 502 can be selectively output from any of the output ports 521.522.561.562.

I旦天流あ (全体構成の説明) 第三実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッチ
を、簡約化されたツリー構成の光マトリクススイッチと
した例fこつき説明する。この実施例では、特願昭61
−267700に提案されている発明の実施例のひとつ
を、この第一発明の構成成分である光マトリクススイッ
チに適用した。
In the third embodiment, an example will be explained in which the optical matrix switches at the front and rear stages are optical matrix switches with a simplified tree configuration. In this example, the patent application No. 61
One of the embodiments of the invention proposed in No. 267700 was applied to an optical matrix switch which is a component of this first invention.

第9図は第三実施例の構成を模式的に示す平面図である
。尚、上述した第−及び第二実施例の構成成分と対応す
る構成成分については同一の符号を付して示し、その詳
細な説明を省略する。
FIG. 9 is a plan view schematically showing the configuration of the third embodiment. Components corresponding to those of the above-mentioned first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

同図において、60は光マトリクススイッチ装置を示し
、この光マトリクススイッチ装M60は、簡約化された
ツリー構成の前段光マトリクススイッチ62及び後段光
マトリクススイッチ64と、これら前段スイ・ンチ62
及び後段スイッチ64を直列接続する偏り変更手段26
とから成る。
In the figure, reference numeral 60 indicates an optical matrix switch device, and this optical matrix switch device M60 includes a front-stage optical matrix switch 62 and a rear-stage optical matrix switch 64 having a simplified tree configuration, and a front-stage optical matrix switch 62 and a rear-stage optical matrix switch 64 having a simplified tree configuration.
and a bias changing means 26 that connects a subsequent switch 64 in series.
It consists of

前段スイッチ62及び後段スイッチ64は強誘電体結晶
基板12ヲ用いて構成されでいる。
The front switch 62 and the rear switch 64 are constructed using the ferroelectric crystal substrate 12.

前段スイッチ42は、基板12と、1×2入力端制御光
スイツチ66及び2×1出力側制御光スイツチ68と、
これらスイ・ンチ66及び68ヲ接続するための2×2
制御光スイツチ70とを備え、1個の入力側光スィッチ
66に対して、全ての出力側光スィッチ68が2×2光
スイツチ70を介して接続されるようなツリー構成を有
する。この前段スイッチ62ヲ構成するため、例えば上
述した反転Δβ方向性結合型の2×2光スイツチ素子2
1ヲ、1×2入力端光スイツチ66.2×1出力側光ス
イツチ68及び2X2光スイツチ70として用いる。
The front switch 42 includes a substrate 12, a 1×2 input end control optical switch 66, a 2×1 output side control optical switch 68,
2x2 for connecting these switches 66 and 68
It has a tree configuration in which all output side optical switches 68 are connected to one input side optical switch 66 via a 2×2 optical switch 70. In order to configure this front-stage switch 62, for example, the above-mentioned inverted Δβ directional coupling type 2×2 optical switch element 2 is used.
1, 1×2 input end optical switch 66. Used as 2×1 output side optical switch 68 and 2×2 optical switch 70.

図にも示すように、この実施例では、スイッチ66.6
8.70を各4個基板12に設け、例えば、これらスイ
ッチ66.68.70を4行3列に配列して次に述べる
ように接続する。すなわち、第1行及び第2行の入力側
光スイツチ66ヲそれぞれ、第1行及び第2行の光スィ
ッチ70の双方に接続し、同様に第3行及び第4行の入
力側光スイツチ66ヲそれぞれ、第3行及び第4行の光
スィッチ70の双方に接続する。そして、第1行及び第
3行の光スイ・yチア0を、それぞれ第1行及び第3行
の出力側光スィッチ68の双方に、ざらに、第2行及び
第4行の光スイツチ70ヲそれぞれ、第2行及び第4行
の出力側光スィッチ68の双方に接続する。これらスイ
ッチ66.68.70の接続は、導波路72を介して行
なう。
As also shown, in this embodiment switch 66.6
For example, these switches 66, 68, and 70 are arranged in 4 rows and 3 columns and connected as described below. That is, the input optical switches 66 in the first and second rows are connected to both the optical switches 70 in the first and second rows, and the input optical switches 66 in the third and fourth rows are similarly connected. Each of them is connected to both the optical switches 70 in the third and fourth rows. Then, the optical switches 70 in the 2nd and 4th rows are connected to both the output side optical switches 68 in the 1st and 3rd rows, respectively. Each of them is connected to both the output side optical switches 68 of the second row and the fourth row. These switches 66, 68, 70 are connected via waveguides 72.

後段スイッチ64も、前段スイッチ62と同様にして、
基板12、光スィッチ66.68及び70を備えた構成
とする。
The rear switch 64 is also operated in the same manner as the front switch 62,
The configuration includes a substrate 12 and optical switches 66, 68, and 70.

ざらに、前段スイッチ62及び後段スイッチ64を、例
えば同一行番号の前段スイッチ62の出力側光スィッチ
68と後段スイッチ64の入力側光スィッチ66とを接
続するように、偏り変更手段26を介して直列接続する
。この接続は、軸Sが90°ねじれた状態の偏り変更手
段26ヲ介して行なう。
Roughly speaking, the front switch 62 and the rear switch 64 are connected via the bias changing means 26 so that, for example, the output optical switch 68 of the front switch 62 and the input optical switch 66 of the rear switch 64 having the same row number are connected. Connect in series. This connection is made via the bias changing means 26 with the axis S twisted by 90°.

前段スイッチ62の入力側光スィッチ66はそれぞれ、
装M60の入力ポードア41.742.743.744
に、ざらに後段スイッチ64の出力側光スイツチ6日は
それぞれ、装M60の出力ポードア61.762.76
3.764に接続されている。
The input side optical switches 66 of the front-stage switch 62 are each
Input port door of M60 41.742.743.744
On the 6th, the output side optical switch of the post-stage switch 64 is connected to the output port door 61.762.76 of the installation M60, respectively.
3.764.

そして、7M波透過型の漏れ光排除手段58を、任意好
適な漏れ光の伝搬経路上に設ける。図示例の場合、第1
行の光スィッチ20及び第3行の光スィッチ68の間、
第2行の光スィッチ20及び第4行の光スィッチ68の
間、第3行の光スィッチ20及び第1行の光スィッチ6
8の間、及び第4行の光スィッチ20及び第2行の光ス
ィッチ68の間に設置すでいる。漏れ光排除手段58は
必ずしも設けなくとも良い。
Then, a 7M wave transmission type leakage light eliminating means 58 is provided on any suitable propagation path of the leakage light. In the illustrated example, the first
Between the row optical switch 20 and the third row optical switch 68,
Between the optical switch 20 in the second row and the optical switch 68 in the fourth row, the optical switch 20 in the third row and the optical switch 6 in the first row
8 and between the fourth row optical switch 20 and the second row optical switch 68. The leakage light eliminating means 58 does not necessarily need to be provided.

上述のように構成される第三実施例においても、第一実
施例と同様の効果が得られる。
In the third embodiment configured as described above, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

(動作例) 第10図は、この実施例の動作の例の説明図である。以
下の説明では、例えば光スイツチ素子21を用いて構成
される光スィッチ66.68.70がTM波に対しては
動作電圧に応じてBar或はCrosS状態で選択的に
動作しTE波に対しては動作電圧にかかわらずCros
s状態でしか動作しないように、作成されている場合に
つき説明する。
(Example of Operation) FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of the operation of this embodiment. In the following explanation, for example, the optical switches 66, 68, and 70 configured using the optical switch element 21 selectively operate in the Bar or CrosS state depending on the operating voltage for TM waves, and operate in the Bar or CrosS state for TE waves. Cros regardless of operating voltage.
We will explain the case where it is created so that it operates only in the s state.

第10図に示すように、例えば、一方の光X及び他方の
光’l入カポードア41から入力して出力ポードア63
から出力する場合には、TM波として入力された一方の
光Xの伝搬経路を前段スイッチ62の光スィッチ66.
70によって制御することによって、一方の光Xを第1
行の入力側光スィッチ66から第3行の出力側光スィッ
チ68へ伝搬させ、この前段スイッチ62の出力側光ス
ィッチ68から後段スイッチ64の第3行の入力側光ス
ィッチ66に入力させる。一方の光Xは偏り変更手段2
6によってTM波からTE波に変換されて後段スイッチ
64の入力側光スィッチ66に入力されるので、後段ス
イッチ64ではその伝搬経路を制御されず直進して第三
行の出力側光スィッチ681こ入力される。そして、こ
の出力ボート側光スイッチ68ヲ介し、出力ポードア6
3から出力される。一方、TE波として前段スイッチ6
2に入力された他方の光Yは、前段スイッチ62ではそ
の伝搬経路を制御されず直進して、従って第1行の入力
側光スィッチ66がら第1行の出力側光スィッチ68へ
入力され、そして、この前段スイッチ62の出力側光ス
ィッチ68から猾段スイッチ64の第1行の入力側光ス
ィッチ66に入力される。他方の光Yは偏り変更手段2
6によってTE波からTM波に変換されて後段スイッチ
64に入力されるので、その伝搬経路を後段スイッチ6
4の光スィッチ66.70によって制御することによっ
て、第1行の入力側光スィッチ66から第3行の出力側
光スィッチ68へ入力させることが出来る。他方の光Y
はこの出力側光スイッチ68ヲ介し、出力ポードア63
から出力される。
As shown in FIG. 10, for example, one light
When outputting from the optical switch 66 . of the pre-stage switch 62 , the propagation path of one of the lights
70, one of the lights
The signal is propagated from the input side optical switch 66 of the row to the output side optical switch 68 of the third row, and input from the output side optical switch 68 of the front stage switch 62 to the input side optical switch 66 of the third row of the rear stage switch 64. One light X is biased by polarization changing means 2
6 converts the TM wave into a TE wave and inputs it to the input side optical switch 66 of the subsequent stage switch 64, so the subsequent stage switch 64 does not control its propagation path and goes straight to the output side optical switch 681 of the third row. is input. Then, through this output port side optical switch 68, the output port door 6
Output from 3. On the other hand, as a TE wave, the front switch 6
The other light Y inputted into the first line 2 travels straight without having its propagation path controlled by the pre-stage switch 62, and is therefore inputted from the input side optical switch 66 of the first row to the output side optical switch 68 of the first row. Then, the signal is inputted from the output side optical switch 68 of this pre-stage switch 62 to the input side optical switch 66 of the first row of the cross-stage switch 64. The other light Y is polarization changing means 2
6 converts the TE wave into a TM wave and inputs it to the subsequent switch 64, so its propagation path is changed to the subsequent switch 6.
By controlling the optical switches 66 and 70 of No. 4, it is possible to input from the input optical switch 66 of the first row to the output optical switch 68 of the third row. The other light Y
is connected to the output port door 63 via this output side optical switch 68.
is output from.

一方の光x b< T E波として後段スイッチ64の
光スイツチ70ヲ通過するとき生ずる漏れ光×1と、他
方の光Y b< T E波として前段スイッチ62の光
スイツチ701Fr通過するとき生ずる漏れ光Y、とは
、漏れ光排除手段5日がTM波しか透過しないので、T
E波である漏れ光X、及びYlは除去される。
Leakage light x 1 that occurs when one light passes through the optical switch 70 of the rear switch 64 as an E wave, and leakage that occurs when the other light passes through the optical switch 701Fr of the front switch 62 as an E wave. Light Y is T because the leakage light eliminating means only transmits TM waves.
Leakage light X and Yl, which are E waves, are removed.

漏れ光X+、Y+は漏れ光排除手段58を介して基板1
2へ逃げる。また、直進方向の4つの伝搬経路(例えば
入力ポードア41から出力ポードア61に至る伝搬経路
)にあっては、任意の二つの直進方向の、伝搬経路の一
方から他方の伝搬経路へ漏れ光が混入しようとする場合
、必ず二つの制御光スイッチを通過しなければならない
ので、漏れ光の混入は非常に僅かであり、従って、これ
ら任意の二つの直進方向の伝搬経路間でクロストークは
ほとんど主しない。
The leaked lights X+ and Y+ are transmitted to the substrate 1 via the leaked light eliminating means 58.
Escape to 2. In addition, in the four propagation paths in the straight direction (for example, the propagation path from the input port door 41 to the output port door 61), leakage light mixes from one of the propagation paths in any two straight directions to the other propagation path. When attempting to do so, it must pass through two control optical switches, so there is very little leakage light, and therefore there is almost no crosstalk between any two of these propagation paths in the straight direction. .

前段スイッチ62及び後段スイッチ64の接続間係や、
TM波及びTE波に対する制御光スイッチ66.68.
70の動作状@を任意好適lこ設定すること1こよフて
、入力ポードア41.742.743.744から入力
された光(入力信号)X及びYl8、出力ポードア61
.762.763.764のいずれかの出力ポートから
選択的に出力させることが出来る。
A connection between the front switch 62 and the rear switch 64,
Control optical switch for TM waves and TE waves 66.68.
By setting the operation state of 70 as desired, the light (input signals) X and Yl8 input from the input port door 41.742.743.744, and the output port door 61
.. It is possible to selectively output from any of the output ports of 762, 763, and 764.

三    の″ ン 第11図は第三実施例における前段及び猾段の光マトリ
クススイッチの変形例の説明図であり、その構成を模式
的に示す、この変形例では、特願昭61−267700
に提案されている発明の実施例のひとつを、前段及び猜
段光マトリクススイッチ(こ適用する。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a modification of the optical matrix switch at the front stage and the front stage in the third embodiment, and schematically shows the structure thereof.
One of the embodiments of the invention proposed in the above is applied to the front-stage and rear-stage optical matrix switches.

同図において、74は光マトリクススイ・ンチであり、
強誘電体結晶基板12ヲ用いて構成される。この光マト
リクススイッチ74ヲ前段及び後段の光マトリクススイ
ッチとして用いる。
In the figure, 74 is an optical matrix switch;
It is constructed using a ferroelectric crystal substrate 12. This optical matrix switch 74 is used as a front-stage and a rear-stage optical matrix switch.

この光マトリクススイッチ74は、スイッチ74の入力
側に設けた1×2入力端制御光スイツチ76及び出力側
に設けた2×1出力側制御光スイツチ78と、これらス
イッチ76及び78の間に設けた4×4単位マトリクス
制御スイ・シチ80とを備えて成る。
This optical matrix switch 74 includes a 1×2 input end control optical switch 76 provided on the input side of the switch 74 and a 2×1 output side control optical switch 78 provided on the output side, and a switch provided between these switches 76 and 78. 4x4 unit matrix control switch 80.

1個の入力側光スィッチ76に対して、全ての出力側光
スィッチ78が単位トリクススイッチ80P8介して接
続されるようなツリー構成を有する。入力側光スィッチ
76はそれぞれスイ・ジチア4の入力ボート82に及び
出力側光スィッチ78はそれぞれスイッチ74の出力ポ
ート84に接続され、任意に選んだ7個の入力ボート8
2から全ての出力ポート84に至る光の伝搬経路が形成
されている。
It has a tree configuration in which all output side optical switches 78 are connected to one input side optical switch 76 via a unit trix switch 80P8. The input-side optical switches 76 are connected to the input ports 82 of the SWITCHIA 4, and the output-side optical switches 78 are connected to the output ports 84 of the switch 74, respectively, so that seven arbitrarily selected input ports 8 are connected.
A light propagation path from 2 to all output ports 84 is formed.

単位マトリクススイッチ80は第・9図に示す4×4光
マトリクススイツチ62.64と同様、入力側光スィッ
チ66.2×2光スイ・ンチ70及び出力側光スイツチ
6日によって構成され、単位マトリクススイッチ80は
2個ずつ1組のグループpを構成する。また入力ポート
82は4ポートずつ1組のグループqを構成する。出力
側光スィッチ78は8個で1組のグループrを構成する
The unit matrix switch 80 is similar to the 4×4 optical matrix switch 62, 64 shown in FIG. Two switches 80 constitute a group p. The input ports 82 constitute a group q of four ports each. Eight output-side optical switches 78 constitute one group r.

グループpの入力ポート82のひとつに入力された光の
伝搬経路は、入力側光スィッチ76によって2つに分岐
されグループqの2個の単位マトリクススイッチ80に
それぞれ接続され、グループqの2個の単位マトリクス
スイッチ80によって8つに分岐され、そしてこの8つ
に分岐された伝搬経路がグループrの出力側光スィッチ
78を介し8個の出力ポート84にそれぞれ接続される
The propagation path of light input to one of the input ports 82 of group p is branched into two by the input side optical switch 76 and connected to two unit matrix switches 80 of group q, respectively. The propagation paths are branched into eight by the unit matrix switch 80, and the eight branched propagation paths are respectively connected to eight output ports 84 via the output side optical switch 78 of group r.

この実施例の光マトリクススイッチ74は、2組のグル
ープp、2組のグループq及び1組のグループrlFr
備え、1組のグループrの出力側光スイツチ78ヲ重複
使用することによって、グループpの入力ポートの任意
の入力ポートから8つの出力ポートに至る伝搬経路が形
成されている。
The optical matrix switch 74 of this embodiment has two groups p, two groups q, and one group rlFr.
By redundantly using the output side optical switches 78 of one set of group r, propagation paths from any input port of group p to eight output ports are formed.

前段の光マトリクススイッチとして用いられる光マトリ
クススイッチ74の出力ポートを、後段の光マトリクス
スイッチとして用いられる光マトリクススイッチ74の
入力ポートとそれぞれ1対1に対応付け、偏り偏光手段
を介し接続し、以って第一発明の光マトリクススイッチ
装置を構成するようにしても良い。
The output ports of the optical matrix switch 74 used as a front-stage optical matrix switch are associated one-to-one with the input ports of the optical matrix switch 74 used as a rear-stage optical matrix switch, respectively, and connected via polarization means. Thus, the optical matrix switch device of the first invention may be constructed.

〈第二発明〉 K血丞ユ 以下、第1図1Fr9照して第二発明の実施例1の構成
につき概略的に説明する。
<Second Invention> Below, the configuration of Embodiment 1 of the second invention will be schematically explained with reference to FIG. 1 1Fr9.

この実施例の光マトリクススイッチ装M28は、化合物
半導体結晶基板12ヲ用いて構成される前段スイッチ1
0と、化合物半導体結晶基板12を用いて構成される猪
段スイッチ24と、偏り変更手段26とを備えて成る。
The optical matrix switch device M28 of this embodiment includes a pre-stage switch 1 constructed using a compound semiconductor crystal substrate 12.
0, a stage switch 24 constructed using a compound semiconductor crystal substrate 12, and bias changing means 26.

化合物半導体結晶基板12として例えばGaAs基板を
用意し、この基板12に例えばリッチ(Ridc+e)
型の入出力導波路14ヲ形成し、各入出力導波路14に
2個ずつ制御光スイッチ20を設ける。
For example, a GaAs substrate is prepared as the compound semiconductor crystal substrate 12, and a rich (Ridc+e)
A type of input/output waveguide 14 is formed, and two control optical switches 20 are provided for each input/output waveguide 14.

そして制御スイッチ20%、第−群工及び第二群Hにグ
ループ分けし、第−群工の制御スイッチ20と、第二群
Hの制御スイッチ20とを連絡導波路22を介して接続
する。図にも示すように、第−群工の同一行に設けた制
御スイッチ20と、第二群■の各行から1個ずつ重複し
ないように選んだ制御スイッチ20とを、1対1に対応
付けして接続する。
Then, the control switches 20% are grouped into a first group and a second group H, and the control switches 20 of the first group and the control switches 20 of the second group H are connected via a communication waveguide 22. As shown in the figure, the control switches 20 provided in the same row of the first group work and the control switches 20 selected one by one from each row of the second group ■ so as not to overlap, are matched one to one. and connect.

前段スイッチ10は、基板12、入出力導波路14、制
御スイッチ20及び連絡導波路22から成る。後段スイ
ッチ24も、前段スイッチ10と同様、基板12、入出
力導波路14、光スイツチ素子20及び連絡導波路22
を備えて成る。
The front switch 10 includes a substrate 12, an input/output waveguide 14, a control switch 20, and a communication waveguide 22. Similarly to the front switch 10, the rear switch 24 also includes a substrate 12, an input/output waveguide 14, an optical switch element 20, and a connecting waveguide 22.
It consists of:

この実施例の光マトリクススイッチ装置128にあって
は、前段スイッチ10の入出力導波路の右端18と、後
段スイッチ24の入出力導波路の左端16とを、1対1
に対応付けて偏り変更手段26によってそれぞれ接続す
る。そして、前段スイッチ10における入出力導波路1
4の左端161及び162ヲ、光マトリクススイッチ装
置128の入力ポートとして、かつ後段スイッチ24に
あける入出力導波路14の右端183及び184ヲ、光
マトリクススイッチ装M28の出力ポートとする。
In the optical matrix switch device 128 of this embodiment, the right end 18 of the input/output waveguide of the front stage switch 10 and the left end 16 of the input/output waveguide of the rear stage switch 24 are arranged in a one-to-one relationship.
They are connected by the bias changing means 26 in correspondence with each other. Then, the input/output waveguide 1 in the front stage switch 10
The left ends 161 and 162 of the optical matrix switch 128 are the input ports of the optical matrix switch 128, and the right ends 183 and 184 of the input/output waveguide 14 provided in the subsequent switch 24 are the output ports of the optical matrix switch M28.

基板12としてGaAs基板を用いる場合、TE波に対
する電気光学効果が、最も大となることが知られている
It is known that when a GaAs substrate is used as the substrate 12, the electro-optic effect on TE waves is greatest.

従って、前段スイッチ10には一方の光tTEモードで
及び他方の光を1Mモードで入力する。
Therefore, one light is input to the front switch 10 in the tTE mode and the other light is input in the 1M mode.

一方の光の伝搬経路を前段スイッチ10の制御スイッチ
20によって選択的に制御することが出来る。一方の光
は偏り変更手段261Fr介し1Mモードで、及び他方
の光は偏り変更手段26ヲ介しTEモードで後段スイッ
チ24に入力される。他方の光の伝搬経路は後段スイッ
チ24の制御スイッチ20によって制御することが出来
る。これがため、化合物半導体結晶基板を用いて構成し
た場合に、電気光学効果を利用して偏波依存性のないス
イッチング動作が行なえる。
The propagation path of one light can be selectively controlled by the control switch 20 of the front-stage switch 10. One of the lights is input to the subsequent switch 24 through the polarization changing means 261Fr in the 1M mode, and the other light is input through the polarization changing means 26 in the TE mode. The propagation path of the other light can be controlled by the control switch 20 of the post-stage switch 24. Therefore, when constructed using a compound semiconductor crystal substrate, a switching operation without polarization dependence can be performed using the electro-optic effect.

この場合、前段スイッチ10及び後段スイッチ24の制
御スイッチ20は、電気光学効果が大となるTE波に対
しCross状態或はBar状態のいずれの状態でも動
作するように、また電気光学効果が小となるTM波に対
しCross状態或はBar状態のいずれか一方の状態
でしか動作しないように作成される。ここで、電気光学
効果が小となるとは、電気光学効果が実質的にない場合
も含んだ意味を有する。制御光スイ・νチの動作条件及
び作成条件は、基板材料に応じて任意好適に変更して良
い。
In this case, the control switches 20 of the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24 are designed to operate in either the Cross state or the Bar state for TE waves where the electro-optic effect is large, and the control switches 20 are arranged so that the electro-optic effect is small. It is created so that it operates only in either the Cross state or the Bar state for the TM wave. Here, the phrase "the electro-optic effect is small" includes the case where there is substantially no electro-optic effect. The operating conditions and manufacturing conditions of the control light switch/v switch may be changed arbitrarily and suitably depending on the substrate material.

この実施例1の製雪28における各構成成分の接続関係
は、第一発明の第一実施例と同様と成っており、従って
装置128における光の伝搬経路は、第一実施例と同様
に形成されている。
The connection relationship of each component in the snow making 28 of this first embodiment is the same as that of the first embodiment of the first invention, and therefore the light propagation path in the device 128 is formed in the same manner as the first embodiment. has been done.

制御光スイッチの構成は問わないが、制御光スイッチと
して単一電極型の制御電極を有する光スィッチを用いて
構成するのが良い。
Although the configuration of the control optical switch does not matter, it is preferable to use an optical switch having a single-electrode type control electrode as the control optical switch.

東11性2 以下、第7図を参照して、第二発明の実施例2の構成に
つき概略的に説明する。
East 11 Sex 2 Hereinafter, with reference to FIG. 7, the configuration of the second embodiment of the second invention will be schematically explained.

この実施例2の光マトリクススイッチ装M40は、化合
物半導体結晶基板12を用いて構成される前段スイッチ
42、化合物半導体結晶基板12ヲ用いて構成される後
段スイッチ44及び偏り変更手段26を備えて成る。
The optical matrix switch M40 of this second embodiment includes a front-stage switch 42 constructed using a compound semiconductor crystal substrate 12, a rear-stage switch 44 constructed using the compound semiconductor crystal substrate 12, and bias changing means 26. .

前段スイッチ42は、基板12と、この基板12に設け
られる行方向の2本の入出力導波路46及び列方向の2
本の入出力導波路48と、これら導波路46及び48の
交点にそれぞれ設けられる4個の制御光スイッチ20と
から成り、クロスバ−型の構成を有する。後段スイッチ
44も、前段スイッチ42と同様、基板12.2本の入
出力導波路46.2本の入出力導波路48.4個の制御
光スイッチ20とから成る、クロスバ−型の構成を有す
る。導波路としては例えばリッチ型の導波路を用いる。
The front switch 42 includes a substrate 12, two input/output waveguides 46 in the row direction, and two input/output waveguides 46 in the column direction provided on the substrate 12.
It consists of a main input/output waveguide 48 and four control optical switches 20 provided at the intersections of these waveguides 46 and 48, and has a crossbar type configuration. Like the front switch 42, the rear switch 44 also has a crossbar-type configuration consisting of a substrate 12, two input/output waveguides 46, two input/output waveguides 48, and four control optical switches 20. . For example, a rich type waveguide is used as the waveguide.

後段スイッチ44にあっては、出力導波路48の上端5
4と第1行の制御スイッチ20との間の入出力導波路4
8に漏れ光排除手段58、例えばTM波透過型の偏光フ
ィルタを設ける。偏光フィルタは従来周知の種々のもの
を用いても良い、また漏れ光排除手段58として従来周
知の種々のモードフィルタを用いても良い。漏れ光排除
手段58の配設泣言は漏れ光を排除出来る任意好適な光
の伝搬経路上の位置として良い。例えば、TE波透過型
の漏れ光排除手段58ヲ前段スイッチ42における出力
導波路48の上端54と第1行の制御スイッチ20との
間に配置して入出力導波路48に設けても良い。
In the latter stage switch 44, the upper end 5 of the output waveguide 48
4 and the control switch 20 of the first row.
8 is provided with a leakage light eliminating means 58, for example, a TM wave transmission type polarizing filter. Various conventionally known polarizing filters may be used, and various conventionally known mode filters may be used as the leakage light eliminating means 58. The leakage light eliminating means 58 may be placed at any suitable position on the light propagation path that can eliminate leakage light. For example, a TE wave transmission type leakage light eliminating means 58 may be provided in the input/output waveguide 48 between the upper end 54 of the output waveguide 48 in the front stage switch 42 and the control switch 20 in the first row.

前段スイッチ42及び後段スイッチ44は、軸Sが90
°ねじれた状態の偏り変更手段261Fr介し直列に接
続される。
The front switch 42 and the rear switch 44 have an axis S of 90
They are connected in series through the bias changing means 261Fr in a twisted state.

そして、前段スイッチ42の入出力導波路46の左端5
0ヲ光マトリクススイツチ装M40の入力ポート501
.502とし、後段スイッチ44の入出力導波路46の
右端52及び入出力導波路48の下端56ヲ光マトリク
ススイツチ装H40の出力ボート521.522.56
1.562とする。
Then, the left end 5 of the input/output waveguide 46 of the front stage switch 42
Input port 501 of optical matrix switch M40
.. 502, the right end 52 of the input/output waveguide 46 of the subsequent switch 44 and the lower end 56 of the input/output waveguide 48 are output ports 521, 522, 56 of the optical matrix switch H40.
It is set to 1.562.

一方の光をTEモードで前段スイッチ42に入力し及び
他方の光をTEモードに変更して後段スイッチ44に入
力することによって、化合物半導体結晶基板を用いて構
成した場合に、電気光学効果を利用した偏波依存性のな
いスイッチング動作が行なえる。
By inputting one light into the front-stage switch 42 in TE mode and changing the other light into TE mode and inputting it into the rear-stage switch 44, the electro-optic effect can be utilized when constructed using a compound semiconductor crystal substrate. Switching operations without polarization dependence can be performed.

この場合、前段スイッチ42及び後段スイッチ44の光
スイツチ素子20は、電気光学効果が大となるTE波に
対しCross状態或はBar状態のいずれの状態でも
動作するように、また電気光学効果が小となるTM波に
対しCross状態或はBar状態のいずれか一方の状
態でしか動作しないように作成される。光スイツチ素子
の動作条件及び作成条件は、基板材料に応じて任意好適
に変更しで良い。
In this case, the optical switch elements 20 of the front-stage switch 42 and the rear-stage switch 44 are designed to operate in either the Cross state or the Bar state for the TE wave, which has a large electro-optic effect, and the optical switch elements 20 have a small electro-optic effect. It is created so that it operates only in either the Cross state or the Bar state for the TM wave. The operating conditions and manufacturing conditions of the optical switch element may be changed as desired depending on the substrate material.

この実施例2の装M40における各構成成分の接続間係
は、第一発明の第二実施例と同様と成っており、従って
装M40における光の伝搬経路は、第二実施例と同様に
形成されている。
The connections between the components in the device M40 of this second embodiment are the same as in the second embodiment of the first invention, and therefore the light propagation path in the device M40 is formed in the same manner as in the second embodiment. has been done.

制御光スイッチの構成は問わないが、制御光スイッチと
して単一 電極型の制御電極を有する光スイッチを用い
て構成するのが良い。
Although the configuration of the control optical switch does not matter, it is preferable to use an optical switch having a single-electrode type control electrode as the control optical switch.

夫廉±ユ 以下、第9図を参照して、第二発明の実施例3の構成に
つき概略的に説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 9, the configuration of the third embodiment of the second invention will be schematically explained.

この実施例3の光マトリクススイッチ装置60は、化合
物半導体結晶基板12を用いて構成される前段スイッチ
62と、化合物半導体結晶基板12を用いて構成される
後段スイッチ64と、偏り変更手段26とから成る。導
波路としては例えばリッチ型の導波路を用いる。
The optical matrix switch device 60 of this third embodiment includes a front-stage switch 62 configured using a compound semiconductor crystal substrate 12, a rear-stage switch 64 configured using the compound semiconductor crystal substrate 12, and a bias changing means 26. Become. For example, a rich type waveguide is used as the waveguide.

前段スイッチ42は、基板12と、1×2入力端制御光
スイツチ66及び2×1出力側制御光スイツチ68と、
これら素子66及び68を接続するための2×2制御光
スイツチ70とを備え、1個の入力側光スィッチ66に
対して、全ての出力側光スィッチ68が2×2光スイツ
チ70を介して接続されるようなツリー構成を有する0
例えば上述した反転Δβ方向牲結合型の2×2光スイツ
チ素子21を、1×2入力端光スイツチ66.2×1出
力側光スイツチ68及び2X2光スイツチ70として用
いても良いし、単−電極型の光スィッチを光スィッチ6
6.68.70として用いても良い。
The front switch 42 includes a substrate 12, a 1×2 input end control optical switch 66, a 2×1 output side control optical switch 68,
It is equipped with a 2×2 control optical switch 70 for connecting these elements 66 and 68, and all the output side optical switches 68 are connected to one input side optical switch 66 via the 2×2 optical switch 70. 0 with a tree configuration such that it is connected
For example, the above-mentioned inverted Δβ directional coupling type 2×2 optical switch element 21 may be used as a 1×2 input end optical switch 66, a 2×1 output end optical switch 68 and a 2×2 optical switch 70, or a single Optical switch 6 is an electrode type optical switch.
It may also be used as 6.68.70.

後段スイッチ64も、前段スイッチ62と同様にして、
基板12、スイッチ66.68及び70ヲ備えて成るツ
リー構成を有する。
The rear switch 64 is also operated in the same manner as the front switch 62,
It has a tree configuration comprising a board 12, switches 66, 68 and 70.

前段スイッチ62及び後段スイッチ64は、軸Sが90
”ねじれた状態の偏り変更手段26を介し直列接続され
る。
The front switch 62 and the rear switch 64 have an axis S of 90
``They are connected in series via the bias changing means 26 in a twisted state.

前段スイ・ンチ62の入力側光スィッチ66はそれぞれ
、装?1160の入力ポードア41.742.743.
744に、さらに後段スイ・ンチ64の出力側光スィッ
チ68はそれぞれ、装置160の出力ポードア61.7
62.763.764に接続されている。
Each of the input side optical switches 66 of the front stage switch 62 is equipped with a 1160 input port door 41.742.743.
744 and the output side optical switches 68 of the subsequent switch 64 are respectively connected to the output port doors 61.7 of the device 160.
Connected to 62.763.764.

そして、TE波透過型の漏れ光排除手段58ヲ、任意好
適な漏れ光の伝搬経路上に設ける0図示例の場合、第1
行の光スィッチ70及び第3行の光スィッチ68の問、
第2行の光スィッチ70及び第4行の光スィッチ68の
間、第3行の光スィッチ70及び第1行の光スィッチ6
8の間、及び第4行の光スィッチ70及び第2行の光ス
ィッチ68の闇に設けている。
In the case of the illustrated example, a TE wave transmission type leakage light eliminating means 58 is provided on any suitable propagation path of the leakage light.
The row optical switch 70 and the third row optical switch 68,
Between the second row optical switch 70 and the fourth row optical switch 68, the third row optical switch 70 and the first row optical switch 6
8 and in the darkness of the fourth row optical switch 70 and the second row optical switch 68.

一方の光をTEモードで前段スイッチ62に入力し及び
他方の光tTEモードに変更して後段スイッチ64に入
力することによって、化合物半導体結晶基板を用いて構
成した場合に、電気光学効果を利用した偏波依存性のな
いスイッチング動作が行なえる。
By inputting one light into the front-stage switch 62 in TE mode and changing the other light into tTE mode and inputting it into the rear-stage switch 64, the electro-optic effect can be utilized when constructed using a compound semiconductor crystal substrate. Switching operation without polarization dependence can be performed.

この場合、前段スイッチ62及び後段スイッチ64の光
スィッチ66.68.70は、電気光学効果が大となる
TE波に対しCross状態或はBar状態のいずれの
状態でも動作するように、また電気光学効果が小となる
TM波に対しCross状態或はBar状態のいずれか
一方の状態でしか動作しないように作成される。光スイ
ツチ素子の動作条件及び作成条件は、基板材料に応じて
任意好適に変更して良い。
In this case, the optical switches 66, 68, and 70 of the front-stage switch 62 and the rear-stage switch 64 are designed to operate in either the Cross state or the Bar state for TE waves, which have a large electro-optic effect, and are designed to operate in either the Cross state or Bar state. It is created so that it operates only in either the Cross state or the Bar state for TM waves, which have a small effect. The operating conditions and manufacturing conditions of the optical switch element may be changed as desired depending on the substrate material.

この実施例3の装置l160における各構成成分の接続
間係は、第一発明の第三実施例と同様と成っており、従
って装置160における光の伝搬経路は、第三実施例と
同様に形成されている。
The connections between the components in the device 160 of this third embodiment are the same as in the third embodiment of the first invention, and therefore the light propagation path in the device 160 is formed in the same manner as in the third embodiment. has been done.

この実施例3も第一発明の第三実施例の変形例と同様に
変形することが出来る。
This third embodiment can also be modified in the same manner as the modification of the third embodiment of the first invention.

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、設計に応じて各構成成分の構成、形成材料、配設位
置、数値的条件その他の設計条件を任意好適に変更する
ことが出来る。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and the configuration, forming material, arrangement position, numerical conditions, and other design conditions of each component can be changed as desired depending on the design.

例えば基板材料は光学効果を有する、例えばLiNbO
2その他の強誘電体結晶や、GaAsその他の半導体材
料を用いて良い。
For example, the substrate material has an optical effect, e.g. LiNbO
2. Other ferroelectric crystals, GaAs, and other semiconductor materials may also be used.

また前段及び復段光マトリクススイッチの構成も従来提
案されている種々の構成の光マトリクススイ・νチを用
いて良い、その代表的な構成としでは、例えば二重化構
成や、クロスバ−型や、一般的なツリー構成や、簡約化
されたツリー構成がある。
In addition, the configuration of the front-stage and return-stage optical matrix switches may use optical matrix switches of various configurations that have been proposed in the past. Typical configurations include, for example, a duplex configuration, a crossbar type, and a general type. There are traditional tree structures and simplified tree structures.

例えば、二重化構成とする場合には、自行n列に配列さ
れる第−群工のn2個の制御光スイッチと、n行n列に
配列される第二群IIのn2個の制連光スイッチとを備
え、第−群工の同一行のn個の制御光スイッチと、第二
群Hの異なる列から1個ずつしかも重複しないように選
ばれたn個の制御光スイッチとを、1対1に接続した構
成の光マトリクススイッチとしても良い、このように接
続された第−群工の制御光スイッチと第二群Hの制御光
スイッチとは、全て重複することなく1対1に対応付け
て接続される。
For example, in the case of a duplex configuration, n2 control optical switches of the first group are arranged in the own row and n column, and n2 control optical switches of the second group II are arranged in the n row and n column. and a pair of n control optical switches in the same row of the first group H and n control optical switches selected one by one from different columns of the second group H so as not to overlap. It is also possible to use an optical matrix switch with a configuration connected to 1.The control optical switches of the 1st group and the control optical switches of the 2nd group H connected in this way are all in one-to-one correspondence without duplication. connected.

或は、クロスバ−型の構成とする場合には、例えば、0
本の行方向の入出力導波路と、0本の列方向の入出力導
波路と、行方向及び列方向の入出力導波路の交差部にそ
れぞれ設けられるn2個の制御光スイッチとを備えた構
成の光マトリクススイッチとしても良い。
Alternatively, in the case of a crossbar type configuration, for example, 0
The book is equipped with an input/output waveguide in the row direction, zero input/output waveguides in the column direction, and n2 control optical switches provided at the intersections of the input/output waveguides in the row direction and the column direction, respectively. An optical matrix switch may also be used.

また制御光スイッチを1個の光スイツチ素子から構成し
ても良いし、複数個の光スイツチ素子から構成するよう
にしても良い、また制御光スイッチが、電気光学効果が
小さくなる偏り方向の光に対してBar状態或はCro
ss状態のいずれか一方の状態でしか動作しないように
構成しでも良いし、或は受動分岐としで機能するように
構成しても良い。制御光スイッチを構成するための光ス
イツチ素子としては、種々の構成のものを用いて良く、
例えば方向性結合型光スイツチ素子或は全反射型光スイ
ッチ素子を用いて良い。
Furthermore, the control optical switch may be composed of a single optical switch element or a plurality of optical switch elements, and the control optical switch may be configured such that the control optical switch is configured so that the light is directed in a polarized direction where the electro-optic effect is reduced. Bar state or Cro
It may be configured to operate only in one of the ss states, or it may be configured to function as a passive branch. Optical switch elements for constructing a controlled optical switch may have various configurations.
For example, a directional coupling type optical switch element or a total reflection type optical switch element may be used.

また、偏り変更手段を、光の偏り方向を変更出来る任意
好適な手段として良い。
Further, the polarization changing means may be any suitable means capable of changing the polarization direction of the light.

また漏れ光排除手段を設けても設けなくとも良い。漏れ
光排除手段を設けることによって、クロストーク特性を
偏波依存性を有する光マトリクスススイッチのクロスト
ーク特性と同等とすることが可能である。
Further, the leakage light eliminating means may or may not be provided. By providing the leakage light eliminating means, it is possible to make the crosstalk characteristics equivalent to those of an optical matrix switch having polarization dependence.

第−及び第二発明の光マトリクススイッッチ装置は、偏
波多重(2重)のスイッチングに用いて好適である。
The optical matrix switch devices of the first and second inventions are suitable for use in polarization multiplexing (double) switching.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この出願の第一の
発明によれば、一方の光を、スイッチングがより低い動
作電圧で行なえるような偏り方向を有する状態で、及び
他方の光をスイッチングにより高い動作電圧を必要とす
るような偏り方向を有する状態で前段マトリクススイッ
チに入力したとしても、偏り変更手段によって偏り方向
を変更することによって、他方の光を、スイッチングが
より低い動作電圧で行なえるような偏り方向を有する状
態で、後段の光マトリクススイッチに入力することが出
来る。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the first invention of this application, one light is polarized in such a way that switching can be performed at a lower operating voltage; Even if the other light is input to the front matrix switch in a state where it has a polarization direction that requires a higher operating voltage for switching, by changing the polarization direction using the polarization changing means, the switching of the other light can be made more efficient. It can be input to the subsequent optical matrix switch in a state with a bias direction that can be performed at a low operating voltage.

従って、一方の光の伝搬経路の制御を前段の光マトリク
ススイッチにおいで及び他方の光の伝搬経路の制御を後
段の光マトリクススイッチにおいで、行なうころによっ
て、一方及び他方の光を低い動作電圧でスイッチングす
ることが出来る。
Therefore, by controlling the propagation path of one light in the optical matrix switch in the previous stage and controlling the propagation path of the other light in the optical matrix switch in the latter stage, one and the other light can be controlled at a low operating voltage. Can be switched.

また、この出願の第二発明によれば、一方の光を電気光
学効果によってスイッチング制御出来る偏り方向で、及
び、他方の光を電気光学効果によって実質的にスイッチ
ング制御出来ない偏り方向で前段の光マトリクススイッ
チに入力したとしても、偏り変更手段によって偏り方向
を変更することによって、他方の光を電気光学効果によ
ってスイッチング制御出来る偏り方向で後段の光マトリ
クススイッチに入力することが出来る。
Further, according to the second invention of this application, one light is polarized in a direction in which switching can be controlled by the electro-optic effect, and the other light is polarized in a polarized direction in which switching cannot be controlled substantially by the electro-optic effect. Even if the light is input to the matrix switch, by changing the polarization direction using the polarization changing means, the other light can be input to the subsequent optical matrix switch in a polarization direction that can be controlled by switching using the electro-optic effect.

その結果、前段の光マトリクススイッチにおいて、一方
の光の伝搬経路を電気光学効果によってスイッチング制
御し、及び後段の光マトリクススイッチにおいて、他方
の光の伝搬経路を電気光学効果によってスイッチング制
御することが出来る。これがため、化合物半導体基板を
用いて構成した場合にも、電気光学効果を利用した偏波
依存性のないスイッチングが行なえる。電気光学効果を
利用するので、従来の電流注入型の光スィッチを用いて
構成した光マトリクススイッチ装置よりも、動作速度が
速く、また消費電流の少ない光マトリクススイッチ装置
lヲ提供することが出来る。
As a result, in the optical matrix switch at the front stage, the propagation path of one light can be switched and controlled by the electro-optic effect, and in the optical matrix switch at the rear stage, the propagation path of the other light can be controlled by the electro-optic effect. . Therefore, even when constructed using a compound semiconductor substrate, polarization-independent switching using the electro-optic effect can be performed. Since the electro-optic effect is utilized, it is possible to provide an optical matrix switch device which operates faster and consumes less current than an optical matrix switch device configured using a conventional current injection type optical switch.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は第一発明の第−実施例及び第二発明の実施例1
の構成の説明図、 第2図(A)及び(B)は偏り変更手段の説明図、 第3図は光スイツチ素子の構成の説明に供する図、 第4図は光スイツチ素子の動作条件図、第5図(A)及
び(8)は動作条件図を部分的に拡大して示す図、 第6図(A)及びCB)は第一実施例の動作例の説明図
、 第7図は第一発明の第二実施例及び第二発明の実施例2
の構成の説明図、 第8図は第二実施例の動作例の説明図、第9図は第一発
明の第三実施例及び第二発明の実施例3の構成の説明図
、 第10図は第三実施例の動作例の説明図、第11図は第
一発明の第三実施例及び第二発明の実施例3における光
マトリクススイッチの変形例の構成の説明図である。 10.42.62(,74) −・・前段の光マトリク
ススイッチ20.66.68.70.76.78−・・
制御光スイッチ24.44.64(,74) −、、後
段の光マトリクススイッチ26−・・偏り変更手段 28.40.60−光マトリクススイッチ装置。 10、前段スイッチ  22:連絡導波路12、基板 
     24:後段スイッチ14、入出力導波路  
26:偏り変更手段16  左端      2日−光
マトリクススイッチ装置18、右端      161
.162:入力ボート20:制御スイ・ンチ  181
,182.183.184+出力ポート第−実施例及び
実施例1の説明図 第1図 (A)          (B) 26a:左端面  26b:右端面 第2図 ト 30.32:入出力導波路 34:結合領域36a、3
6b、38a、38b:制御電極光スイ・ンチ素子の構
成図 第、3図 八βL/n 光スイツチ素子の動作条件図 第4図 (A) 第6図 40:光マトリクススイッチ装置  50:左端42:
前段スイッチ        52:右端44:後段ス
イッチ        54:上端46.48:入出力
導波路       56:下端58:漏れ光排除手段 第二実施例及び実施例2の説明図 第7図 第二実施例の動作例の説明図 第S図 60:光マトリクススイッチ装M   66.68.7
0:制御スイッチ62:前段スイッチ        
741,742,743.744:入力ポートロ4・後
段スイッチ        ?61.762.763,
764:出カポ−ドア2:導波路 第二実施例及び実施例3の説明図 第9図 74:光マトリクススイッチ 76:入力側光スィッチ 78:出力側光スィッチ 80:単位マトリクススイッチ 82:入力ポート 84:出力ボート 光マトリクススイッチの変形例 第11図 1事件の表示  昭和62年特許願277939号2発
明の名称 光マトリクススイッチ装曹 3補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所(〒−105) 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 名称(029)沖電気工業株式会社 代表者 小村 偏光 4代理人 〒170   fl (988)5563住
所 東京都豊島区東池袋1丁目20番地56補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7補正の内容  別紙の通り 7朽)窮 (1)、明細書の第4頁第18行のrof Techn
olo9y J% ff’of Lightwave 
Technoloqy Aと訂正し、同頁第19行の「
オフ テクノロジー」ヲr才ブ ライトウェーブ テク
ノロジー1と訂正する。 (2)、同、第32頁第6〜7行の「後段スイッチ44
の入出力導波路46の右端52及び入出力導波路48」
をr後段スイッチ44の入出力導波路48Aと訂正し、
同頁第8〜9行の「出力ポート521.522.561
.562」をr出力ポート56L562 Jlと訂正す
る。 (3)、同、第34頁第19行の「出力ポート521.
522.561.562 Jをr出力ポート56L56
2 、Jと訂正する。 (4)、同、第47頁第18行の「単一電極型の」を「
単−電極型又は反転Δβ電極型のJと訂正する。 (5)、同、第49頁第16〜17行の「後段スイッチ
44の入出力導波路46の右端52及び入出力導波路4
8」をr後段スイッチ44の入出力導波路480と訂正
し、同頁第18〜19行の[出力ポート521.522
.561.562」l[i’出力ボート561.562
Jlと訂正する。 (6)、同、第50頁第20行の「単一電極型の」を「
単−電極型又は反転ΔB電極型のJと訂正する。
Figure 1 shows the first embodiment of the first invention and the first embodiment of the second invention.
FIG. 2 (A) and (B) are explanatory diagrams of the bias changing means. FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the optical switch element. FIG. 4 is a diagram of the operating conditions of the optical switch element. , FIGS. 5(A) and (8) are partially enlarged diagrams of operating condition diagrams, FIGS. 6(A) and CB) are explanatory diagrams of operating examples of the first embodiment, and FIG. Second embodiment of the first invention and Example 2 of the second invention
FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation example of the second embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram of the configuration of the third embodiment of the first invention and the third embodiment of the second invention. 11 is an explanatory diagram of an operation example of the third embodiment, and FIG. 11 is an explanatory diagram of the configuration of a modified example of the optical matrix switch in the third embodiment of the first invention and the third embodiment of the second invention. 10.42.62(,74) --- Front stage optical matrix switch 20.66.68.70.76.78 ---
Controlled optical switch 24.44.64 (,74) -, Later stage optical matrix switch 26 - Bias change means 28.40.60 - Optical matrix switch device. 10, front stage switch 22: communication waveguide 12, substrate
24: Post-stage switch 14, input/output waveguide
26: Bias change means 16 left end 2nd - optical matrix switch device 18, right end 161
.. 162: Input boat 20: Control switch 181
, 182.183.184 + Output port - Explanatory diagram of Example and Example 1 FIG. 1 (A) (B) 26a: Left end surface 26b: Right end surface FIG. 2 30. 32: Input/output waveguide 34: Bonding region 36a, 3
6b, 38a, 38b: Block diagram of control electrode optical switch element, Fig. 3, 8βL/n Operating condition diagram of optical switch element, Fig. 4 (A) Fig. 6, 40: Optical matrix switch device 50: Left end 42 :
Front stage switch 52: Right end 44: Back stage switch 54: Upper end 46. 48: Input/output waveguide 56: Lower end 58: Leakage light eliminating means Explanatory diagram of the second embodiment and embodiment 2 Figure 7 Operation example of the second embodiment Explanatory diagram of Fig. S 60: Optical matrix switch equipment M 66.68.7
0: Control switch 62: Front stage switch
741, 742, 743.744: Input port 4/later switch? 61.762.763,
764: Output door 2: Explanatory diagram of waveguide second embodiment and embodiment 3 FIG. 9 74: Optical matrix switch 76: Input side optical switch 78: Output side optical switch 80: Unit matrix switch 82: Input port 84: Modified example of output boat optical matrix switch Fig. 11 Display of case 1986 Patent Application No. 277939 2 Name of invention Optical matrix switch Soso 3 Relationship with the case of person making amendment Patent applicant address (〒-105 ) 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Name (029) Oki Electric Industry Co., Ltd. Representative Komura Polarization 4 Agent 170 fl (988) 5563 Address 1-20-56 Higashiikebukuro, Toshima-ku, Tokyo Details subject to amendment Contents of amendment in Column 7 of Detailed Description of the Invention of the Book As attached, rof Techn on page 4, line 18 of the specification.
olo9y J% ff'of Lightwave
Corrected “Technoloqy A” and added “
Off Technology"Worai Bright Wave Technology 1 is corrected. (2), page 32, lines 6-7, “Late switch 44
The right end 52 of the input/output waveguide 46 and the input/output waveguide 48''
Correct it to be the input/output waveguide 48A of the r post-stage switch 44,
"Output port 521.522.561" in lines 8-9 of the same page
.. 562" is corrected to r output port 56L562 Jl. (3), ``Output port 521.'' on page 34, line 19.
522.561.562 J r output port 56L56
2, correct it as J. (4), same, page 47, line 18, “single electrode type” is replaced with “
Corrected to J for single-electrode type or inverted Δβ electrode type. (5), ``The right end 52 of the input/output waveguide 46 of the rear switch 44 and the input/output waveguide 4'' on page 49, lines 16-17 of the same publication.
8" is corrected as the input/output waveguide 480 of the r post-stage switch 44, and the [output port 521.522
.. 561.562''l[i'output port 561.562
Correct it to Jl. (6), same, page 50, line 20, “single electrode type” is replaced with “
Corrected to J for single-electrode type or inverted ΔB electrode type.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交
する偏り方向を有する2つの光が入力される前段の光マ
トリクススイッチと、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する2つの光が出力される後段の光マトリク
ススイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前記後段の光マトリクススイッチの入力面
での偏り方向を前記前段の光マトリクススイッチの出力
面での偏り方向とは異なる方向に変更する偏り変更手段
とを備え、 前記前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一
方の光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、 前記後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他
方の光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとしたこと
を特徴とする光マトリクススイッチ装置。
(1) A front-stage optical matrix switch configured using a ferroelectric crystal substrate and into which two lights with polarization directions orthogonal to each other are input; A rear-stage optical matrix switch that outputs two lights having different directions, and these front- and rear-stage optical matrix switches are connected in series, and the polarization direction at the input surface of the rear-stage optical matrix switch is set to the front-stage optical matrix. and a bias changing means for changing the polarization direction in a direction different from the polarization direction on the output surface of the switch, the control optical switch of the front-stage optical matrix switch is a control optical switch that selects one of the propagation paths of light, and the control optical switch of the rear-stage optical matrix switch An optical matrix switch device, characterized in that the control optical switch of the optical matrix switch is a control optical switch that selects the propagation path of the other light.
(2)化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに
直交する偏り方向を有する2つの光が入力される前段の
光マトリクススイッチと、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する2つの光が出力される後段の光マト
リクススイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前記後段の光マトリクススイッチの入力面
での偏り方向を前記前段の光マトリクススイッチの出力
面での偏り方向とは異なる方向に変更する偏り変更手段
とを備え、 前記前段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは一
方の光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとし、 前記後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチは他
方の光の伝搬経路を選択する制御光スイッチとしたこと
を特徴とする光マトリクススイッチ装置。
(2) A front-stage optical matrix switch configured using a compound semiconductor crystal substrate and into which two lights having polarization directions perpendicular to each other are input; A rear-stage optical matrix switch that outputs two lights having the same characteristics as the front-stage optical matrix switch is connected in series with these front-stage and rear-stage optical matrix switches, and the direction of polarization at the input surface of the latter-stage optical matrix switch is set to that of the front-stage optical matrix switch. polarization changing means for changing the polarization direction in a direction different from the polarization direction on the output surface, the control optical switch of the front-stage optical matrix switch is a control optical switch that selects a propagation path of one of the lights, and the control optical switch of the front-stage optical matrix switch selects a propagation path of one light, An optical matrix switching device characterized in that the control optical switch of the switch is a control optical switch that selects the propagation path of the other light.
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