JPH02131210A - 光導波路スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光導波路の伝搬光を遮断または反射し、伝搬
光の導波状態を切り替える光導波路スイッチに関するも
のである。

（従来の技術） 従来より、伝搬光の光路の切り替えまたは遮断を行なう
ための種々の構造の光導波路スイッチ（以下、光スイッ
チという。）が知られている。

これらの中で電圧で印加することによって発生する静電
力を利用した光スイッチについて、出願人は一つの提案
を行なっている（特願昭６３−２４０４４号）。

第２図は、この先願に係る光スイッチの説明図であって
、第２図の（ａ）はその要部の構造を示す斜視図、第２
図の（ｂ）は動作原理の説明図である。第２図において
、１は導電性材料、例えばＣｒ−ＡｕをＳｉＯ２表面に
蒸着してなる変位板、２は変位板１の先端に変位板１の
変位方向に突出する如《設けられ、伝搬光を遮断または
反射するエレメント、３は変位板１とは異なる導電性材
料からなり、変位板１面に対向するように平行にかつ隣
接して配置された平板、４は半導体または絶縁体よりな
る絶縁層で、その上面で変位板１の後端を支持している
。５はスイッチ、６は変位板１と平板３間に電圧を印加
するための電源、７は上面に平板３並びに絶縁層４が配
置された基板であり、例えば光導波路８−１と光導波路
８−２間に設けられた間隙９中をエレメント２が変位で
きるように配置される。

第２図においては、スイッチ５がオフ状態で、変位板１
と平板３間に電源６により電圧が印加されていないとき
は、例えば、光導波路８−１を伝搬してきた光はエレメ
ント２によって遮断される。

一方、スイッチ５がオン状態で、変位板１と平板３間に
電源６により電圧が印加されていると、変位板１と平板
３の両者間に作用する静電力によって変位板１並びに変
位板１の先端に設けられたエレメント２が変位する。こ
れにより、光導波路８一１を伝搬してきた光は間隙９を
直進して光導波路８−２に導波される。

このように、第２図に示す光スイッチは、変位板１と平
仮３間に印加する電圧をオン・オフすることにより、変
位板１と変位板１の先端に設けられたエレメント２を変
位させ、光導波路８−１，８−２の伝搬光を遮断または
反射または導波させる構造を有し、小型で、高密度実装
が可能で、しかも低電力での駆動が可能という特徴を有
している。

次に、上記した特徴を有する光スイッチを、光加入者シ
ステム等に適用する場合について、第３図を参照しなが
ら説明する。

第３図の（ａ）は、基本的な光加入者システムのシステ
ム構成図である。第３図の（ａ）において、ＣＮＴは局
、ＳＵＢは加入者、ｓｅｐはＩＸＮのスターカブラ、Ｆ
Ｂ−１は局ＣＮＴとスターカプラＳＣＰ間を接続した光
ファイバ、ＦＢ−２ＮはスターカブラＧＮＰと各加入者
ＳＵＢ間をそれぞれ接続した光ファイバである。このシ
ステムでは、局ＣＮＴから加入者ＳＵＢに向かう下り回
線では、局ＣＮＴで波長多重または時分割多重した光信
号をＩＸＮのスターカブラＳＣＰを用いて複数の加入者
ＳＵＢに分配し、図示しない加入者端末で信号の選択を
行い、所望の音声・画像等のサービスを受ける。

また、加入者ＳＵＢから局ＣＮＴに向かう上り回線にお
いては、スターカブラＳＣＰ内で各加入者の光信号の衝
突を避けるため、ＴＤＭＡ　（ＴＩＩｌｅＤ１ｖｌｓｌ
ｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）制御により光
信号を局ＣＮＴに送信する。この上り回線において、加
入者端末の障害または妨害で、ある加入者ＳＵＢの上り
光信号がオン状態で放置されると、光伝送路を共有して
いる他の加入者ＳＵＢが通信できなくなるという問題が
ある。

これを避けるため、第３図の（ｂ）に示すように、光ス
イッチをシステム内に設置して、障害加入者線を分離す
る必要がある。第３図の（ｂ）においては、スターカブ
ラＳＣＰと各加入者ＳＵＢ間を接続したＮ本の各光ファ
イバＦＢ−２Ｎの途中に、光ファイバ１本毎に光スイッ
チＳＷ（図面を簡単にするためブロックで示している。

）を配置している。またＰＷＲは光スイッチＳＷのコン
トローラおよび所望の電圧を光スイッチＳＷに印加する
ための電源装置、ＬＰは局ＣＮＴから電源装置ＰＷＲへ
給電する給電用線（商用電源を用いる場合は不要。）で
ある。

このシステムでは、正常時は電源装置ＰＷＲより光スイ
ッチＳＷに電圧を印加して、変位板１を平板３（第２図
）の方向に変位させて、光を導波状態とし、障害時には
、障害加入者線に配設された光スイッチＳＷへ印加して
いた電圧を切って、光ファイバＦＢ−２の伝搬光を遮断
するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の光スイッチでは、基板７上に
配置された平板３と、同じく基板７上の一側に配置され
た絶縁層４に後端側が支持された変位板１間に電圧を印
加して、変位板１、さらにはエレメント２を変位させる
構造のため、電圧を印加したときに光が導波状態になり
、電圧を切ると光が遮断されるような機能しか有さず、
その逆の、電圧を印加したとき光が遮断され、電圧を切
ると光が導波状態になるような機能を有していないとい
う問題点があった。

従って、このような光スイッチを光加入者システムに適
用すると、光ファイバ等の光導波路の伝搬光を導波状態
のままに保持する時間の方が、伝搬光を遮断する時間よ
りもはるかに多いため、光スイッチへの給電時間が長く
、消費電力の増大を招くという問題点があった。

また、停電や給電装置の故障等で、光スイッチに電圧を
印加できなくなると、通信不能になってしまうという問
題点があった。

この問題点を解決するためには、光スイッチへの給電用
線や給電設備を多重化したりして無停電にする必要があ
る。しかし、これではシステムコストが増大するという
問題につながる。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、電圧を印加してい
ないときには伝搬光を導波させ、電圧を印加したときに
伝搬光を遮断または反射でき、適用される光通信システ
ム等の省電力化、コストの低減、信頼性の向上を図れる
光導波路スイッチを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、光導波路の導波方向
に沿った光導波路表面と対向するように配置された、導
電性材料を有し、電圧の印加状態に応じて変位する変位
部材と、該変位部材に設けられ、光導波路途中に形成さ
れた間隙中を変位して光導波路の伝搬光を遮断または反
射するエレメントとを備えた光導波路スイッチにおいて
、前記光導波路表面に導電性材料を設けた。

（作用） 本発明によれば、変位部材の導電性材料と導波方向に沿
った光導波路表面に設けた導電性材料間に、電圧が印加
されていないときには、一の光導波路を伝搬してきた光
は、光導波路途中に設けられた間隙中を通過して他の光
導波路に導波される。

ここで、変位部材の導電性材料と光導波路表面に設けた
導電性材料間に電圧が印加されると、これにより発生す
る静電力によって変位部材は、光導波路の表面方向に変
位する。これに伴ない、変位部材に設けられたエレメン
トが、前記間隙中を変位し、これにより、一の光導波路
から出射しだ伝搬先はエレメントによって遮断または反
射され、他の光導波路へは導波されない。

（実施例） 第１図は、本発明による光導波路スイッチの一実施例を
模式的に示した構成図であって、従来例を示す第２図と
同一構成部分は同一符号をもって表わす。即ち、１は導
電性材料からなる変位板、２は変位板１の先端に変位板
１の変位方向に突出する如く設けられ、伝搬光を遮断ま
たは反射するエレメント、４は変位板１の後端側を支持
した半導体または絶縁体よりなる絶縁層、５はスイッチ
、６ａは変位板１と後記する導電性材料層１０間に電圧
を印加するための電源、８−１．８−２は光導波路、９
は光導波路８−１．８−２間に設けられた間隙である。

１０は光導波路８−１の光の導波方向に沿った当該光導
波路８−１の表面に設けられた導電性材料層で、例えば
アルミニウム等から構成され、塗布、接着あるいは蒸着
等の手段によって形成されている。

この導電性材料層１０上には、前記絶縁層４が配置され
て、変位板１と導電性材料層１０とが、電ｉ６ａにより
電圧が印加されていないときに、ほぼ平行状態で対向し
ている。さらに、この状態で変位板１の先端に設けたエ
レメント２は、光導波路８−１．８−２の図中破線て示
す導波部８−１ａ，８−２ａよりも図面に向かってやや
上部に位置し、電源６ａによる電圧の印加状態に応じて
間隙９中を変位するような構成となっている。

次に、上記構成による動作を説明する。

スイッチ５がオフ状態のときには、変位板１と導電性材
料層１０間に、電源６ａにより電圧が印加されず、変位
板１と導電性材料層１０間に静電力が発生することはな
く、変位板１と導電性材料層１０との位置関係はそのま
まの状態で保持される。従って、例えば、光導波路８−
１の導波部８−ｌａを伝搬してきた光は、間隙９中を直
進して光導波路８−２の導波部８−２ａに導波される。

ここで、スイッチ５がオン状態となったときには、変位
板１と導電性材料層１０間に、電源６ａにより電圧が印
加され、変位板１と導電性材料層１０間に静電力が作用
し、変位板１は絶縁層４の上面端部を支点として導電性
材料層１０側に変位する（変位量は先端側が大きい。）
。これに伴ない、変位板１の先端に設けたエレメント２
は、前記間隙９中を、図面に向かって下方に変位する。

これによりエレメント２によって、光導波路８−１の導
波部８−１ａと光導波路８−２の導波部８−２ａ間の光
路が遮られる。従って、例えば、光導波路８−１の導波
部８−１ａを伝搬し、その端面から出射した光は遮断さ
れることになり、その光は、光導波路８−２の導波部８
−２ａには導波されない。

また、ここでスイッチ５がオフ状態になると、変位板１
と導電性材料層１０間へ印加されていた電圧が断たれ、
変位板１と導電性材料層１０間に作用していた静電力が
作用しなくなる。これにより変位板１は導電性材料層１
０から離れる方向へ変位し、元の位置に戻り、やがて静
止する。これに伴ない、エレメント２も間隙９中を図面
に向って上方に変位し、導波部８−１ａ，８−２ａより
もやや上部の位置に戻り、やがて静止する。これにより
、光導波路８−１．８−２間の導波状態が保持されるこ
とになる。

以上のように、本実施例によれば、導波方向に沿った光
導波路８−１表面に導電性材料層１０を設けたので、こ
の上に配置した絶縁層４を介して、導電性材料からなる
変位板１を導電性材料層１０とほぼ平行に隣接するよう
に配置し、変位板１と導電性材料層１０間へ電圧を印加
しないときには、光導波路８−１．８−２間の導波状態
を保持し、電圧を印加したときに光導波路８−１．８−
２の伝搬光を間隙９中において遮断または反射すること
ができる。従って、この光導波路スイッチを適用した光
加入者システム等の省電力化、並びに停電や給電装置の
故障等が発生したときにも通信可能とすることができ、
信頼性の向上をも図れる。

また、従来は基板上に配置した平板と変位板１間に電圧
を印加していたが、この平板の代わりを導電性電材層１
０としたので、構造がさらに簡素化し、かつ実装も容易
となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、導波方向に沿っ
た光導波路表面に導電性材料を設けたので、電圧を印加
しないときに光導波路を伝搬する光を導波させ、電圧を
印加したときに伝搬光を遮断または反射でき、さらには
従来のものよりも構造が簡素化し、かつ実装が容易な小
型で、高密度実装が可能で、しかも低電力での駆動が可
能な光導波路スイッチを実現できるという利点がある。

従って、スターカブラを用いた光加入者システム等に適
用したとき、正常時は電圧を切って伝搬光を導波状聾に
し、障害時に障害加入者線の光導波路スイッチの電圧を
印加して光を遮断することができるため、定常的には光
導波路スイッチに電圧を印加する必要がなく、省電力化
を図れ、かつ、停電や給電装置の故障時にも通信できる
という信頼性の高い優れたシステムを実現できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光導波路スイッチの一実施例を模
式的に示した構成図、第２図は従来例の説明図、第３図
は光導波路スイッチの光加入者システムへの適用例の説
明図である。 図中、１・・・変位板、２・・・エレメント、４・・・
絶縁層、５・・・スイッチ、６ａ・・・電源、８−１．
８−２・・・光導波路、９・・・間隙，１０・・・導電
性材料層。 特許出願人　　日本電信電話株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光導波路の導波方向に沿った光導波路表面と対向するよ
   うに配置された、導電性材料を有し電圧の印加状態に応
   じて変位する変位部材と、該変位部材に設けられ、光導
   波路途中に形成された間隙中を変位して光導波路の伝搬
   光を遮断または反射するエレメントとを備えた光導波路
   スイッチにおいて、 前記光導波路表面に導電性材料を設けた ことを特徴とする光導波路スイッチ。