JPH03261908A - 光スイッチ - 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】 〔概要〕 光導波路間の光軸を一致させて切換を行う光スイッチに
関し、 組立時の正確な実装及びスイッチング動作時の振動を抑
制することを目的とし、 所定数の固定光導波路のいずれかに、可動光導波路の光
軸を一致させて切換える光スイッチにおいて、前記所定
数の固定光導波路を所定位置に固定する位Ｍ！ｌ整可能
な支持台と、前記可動光導波路を所定位置に固定するガ
イド部と、該ガイド部を固定し、印加電圧により上下方
向に屈曲変位するヒステリシス特性を有しない圧電板と
、該圧電板の上方への屈曲変位を調整可能に規制する第
１のストッパと、該圧電板の下方への屈曲変位を調整可
能に規制する第２のストッパとを含むように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光導波路間の光軸を一致させて切換えを行う
光スイッチに関する。

近年、光スイッチは、光通信システムの光路変換用デバ
イスとして利用されており、高速応答性、低損失のもの
が要求されている。このため、製造工程において、光導
波路の実装及び光軸のずれの調整を安定かつ容易にする
ことが必要とされる。

〔従来の技術〕

従来、光スイッチには、プリズムを電磁石等で移動若し
くは回転させる方式、ミラーによる反射を利用する方式
、セラミック圧電アクチュエータの屈曲変位を利用する
方式等があり、これらの方式により、例えば光ファイバ
の光軸を変換してスイッチングを行っている。

この場合、プリズム方式では、光ファイバ端にレンズを
必要とすると共に、スイッチング時間が遅く、プリズム
自体が高価である。ミラ一方式では、プリズム方式と同
様に光ファイバ端にレンズを必要とする場合があると共
に、ミラー表面に乱反射防止コートを施す必要がある。

また、光軸調整を複雑とする。そして、セラミック圧電
アクチュエータ方式では、屈曲変位にヒステリシスが存
在することから位置精度の向上が望めず、堆積構造であ
るアクチュエータの作成に工数を必要とする。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記方式を改善するために、ヒステリシス特
性を有しない圧電板として例えば分極反転型ＬｉＮｂＯ
３にオブ酸リチウム）板の屈曲変位を利用してスイッチ
ングを行う光スイッチが提案される。このＬｉＮｂＯ３
の圧電板はヒステリシスが無く、高速スイッチングが可
能である。

この場合、スイッチング時の振動を抑制し、光ファイバ
等の光導波路の正確な実装等を行う必要がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、組立
時の正確な実装及びスイッチング動作時の振動を抑制す
る光スイッチを提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 第１図に本発明の原理説明図を示す。第１図の光スイッ
チ１において、２本の固定光導波路２ａ。

２ｂが支持台３に形成されたＶ字溝４ａ、４ｂにそれぞ
れ固定される。一方、ガイド部５のＶ字溝６には可動光
導波路７が固定され、ガイド溝５は印加電圧により上下
方向に屈曲変位するヒステリシス特性を有しない圧電板
８に固定される。また、圧電板８の上方には、該圧電板
８の上方への屈曲変位を規制する第１のストッパ９が設
けられ、下方には該圧電板８の下方への屈曲変位を規制
する第２のストッパ１０が設けられる。

なお、図中、１１は支持台３を矢印方向に移動させるた
めの調整用ネジであり、１２及び１３は圧電板８の上下
の屈曲変位（図中、矢印方向）を調整する調整用ネジで
ある。

〔作用〕

第１図に示すように、可動光導波路７はガイド部５の９
字１１６に固定され、圧電板８の屈曲変位が調整ネジ１
２．１３により調整された第１のストッパ９及び第２の
ストッパ１０により規制される。そして、圧電板８が上
方へ屈曲変位することにより可動光導波路７と固定光導
波路２ａとの光軸が一致する。この場合、水平方向の調
整は、調整用ネジ１１により支持台３が移動して行われ
る。

また、圧電板８が下方へ屈曲変位することにより、可動
光導波路７と固定光導波路２ｂの光軸が一致して切換わ
る。

すなわち、圧電板８上のガイド部５により、可動光導波
路７を固定することにより、該可動光導波路７の実装が
容易となり、かつ、位置精度が向上する。そして、支持
台３に固定された固定光導波路２ａ、２ｂも調整用ネジ
１１により調整されることから、可動光導波路７との光
軸調整が容易となる。

また、圧電板８の屈曲変位が調整された第１及び第２の
ストッパ９．１０により、圧電板８の上下方向の屈曲変
位時の振動が抑制される。

〔実施例〕

第２図に本発明の一実施例の構成図を示す。ここで、第
２図（Ａ）は本発明の光スイッチの斜視図、第２図（Ｂ
）はそのＡ矢示図、第２図（Ｃ）はＢ矢示図、第２図（
Ｄ）はＣ矢示図である。

第２図において、支持台３に形成されたＶ字溝４ａ、４
ｂに固定光導波路である光ファイバ２ａ。

２ｂが固定され、位置決めされる。この支持台３には長
穴２０ａが形成された固定部２０が設けられ、この長穴
２０ａの範囲で調整用ネジ１１により該支持台３を矢印
方向Ｘに移動させて位Ｍ微調整を行う。この固定部２０
及び調整用ネジ１１は支持台３の反対側にも設けられて
いる（第１図（Ｄ）参照）。

一方、可動光導波路である光ファイバ７を支持部２１に
より固定すると共に、先端部をガイド部５のＶ字３１Ｉ
Ｉ６に固定する。このガイド部５は例えばセラミック、
アルミニウム等で形成される。そして、ヒステリシス特
性を有しない圧電板であるＬ　ｉ　Ｎｂ−０３板８は、
ガイド部５を固定し、ドライバ２２による印加電圧Ｖに
より上下方向に屈曲変位する。このＬｉＮｂ０ａ板８は
分極反転されたもので、ヒステリシス特性を有せず直線
的に屈曲変位する。すなわち、直線的に屈曲変位すると
いうことは、高精度な位ｌｉ調整が可能であり、又、印
加電圧のマージンが小さくてすむという事を意味する。

そして、Ｌｉ　Ｎｂ　０３板８の上方には、第１のスト
ッパ９が配置され、該第１のストッパ９の先端部分に調
整用ネジ１２が設けられる。この調整用ネジ１２の先端
には、例えば樹脂又は樹脂等を被覆した金属の第１の板
バネ２３が設けられている。一方、ＬｉＮｂ０ｚ板８の
下方には、第２のストッパ１０が配置され、該第２のス
トッパ１０の先端部分に調整用ネジ１３が設けられる。

この調整用ネジ１３の先端には、第１の板バネ２３と同
様の第２の板バネ２４が設けられている。

このような光スイッチ１は、まず、光ファイバ７と光フ
ァイバ２ａ（又は２ｂ）の水平方向の光軸を一致させる
べく調整用ネジ１１で、該支持台３を水平方向に調整す
る。つぎに、Ｌ　ｉ　Ｎｂ　０３板８にドライバ２２に
より電圧Ｖを印加して第１のストッパ９まで屈曲変位さ
せ、第１のストッパ９の調整用ネジ１２をＩｌ！シて光
ファイバ７と２８の垂直方向の光軸を一致させる。同様
にしてしｔ　Ｎｂ　０３板８を第２のストッパ１０まで
屈曲変位させ、調整用ネジ１２により、光ファイバ７と
２ｂとが垂直方向の光軸を一致させるべく調整する。

このように調整された光スイッチ１は、ドライバ２２に
より、Ｌｉ　Ｎｂ　０３板８に電圧Ｖを印加して上方又
は下方に屈曲変位させて光路を切換えるものである。こ
のとき、光ファイバ７が上方又は下方に切換わる場合に
第１又は第２のストッパ９．１０により規制されて位置
決めされると共に、規制時の振動は板バネ２３又は２４
により吸収されより一層抑制される。なお、上記板バネ
２３゜２４を設けない場合でも調整用ネジ１２．１３の
先端部より振動が吸収され抑制されるものである。

この場合の振動状態のグラフを第３図に示す。

ここで、第３図（Ａ＞は第１及び第２のストッパ９．１
０を設けない場合の光出力を示しており、第３図（Ｂ）
は該ストッパ９．１０を設けた場合の光出力を示してい
る。なお、ＶはＬ　ｉ　Ｎｂ　０３板８に印加する電圧
である。図がらも明らかなように、光スイッチ１のオン
時、すなわち切換え時の振動の吸収状態が時間経過と共
に光出力しｏｕｔとして現われ、第３図（Ｂ）に示す如
く上記ストッパ９．１０を設けた場合の振動抑制効果が
得られる。従って、可動光導波路である光ファイバ７の
実装及び光軸調整が容易で、かつ、位置精度が向上する
と共に、スイッチング時の振動を抑制することができる
。

次に、第４図に、第２図におけるＬ　ｉ　Ｎｂ　０３板
８の他の実施例の斜視図を示す。第３図の圧電板８は、
２枚のＬ　ｉ　Ｎｂ　Ｏｘ板８ａ、８ｂＴ−構成し、該
２枚のＬｉＮｂ０ｚ板８ａ、ＢｂによりＶ字溝６に可動
光導波路である光ファイバ７を固定したガイド部５を挟
持したものである。この場合のスイッチング時の振動状
態が第５図に表わされる。第５図からも明らかなように
、２枚のＬｉ−Ｎｂ　Ｏｘ板８ａ、８１）により、スイ
ッチング時の振動がさらに抑制される。

なお、上記実施例では、ヒステリシス特性を有しない圧
電板としてＬ　ｉ　Ｎｂ　Ｏｘ板を示したが、ヒステリ
シス特性を有しないものであれば、これに限られるもの
ではない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、光導波路を支持台及びガ
イド部に固定することにより、実装を容易かつ正確に行
うことができると共に、可動光導波路の移動をストッパ
で規制することにより、スイッチング動作時の振動を抑
制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は本発明の一実施例の構成図、 第３図は第１ｉｔにおける振動状態のグラフ、第４図は
本発明の圧電板の他の実施例を示した斜視図、 第５図は第４図における振動状態のグラフである。 図において、 １は光スイッチ、 ２ａ、２ｂは固定光導波路、 ３は支持台、 ４ａ、４ｂ、６はＶ字溝、 ５はガイド部、 ７は可動光導波路、 ８は圧電板、 ９は第１のストッパ、 １０は第２のストッパ、 １１〜１３は調整用ネジ を示す。 本発明の一実施例の構成図 第 図（その１） 本発明の一実施例の構成図 第 図（その２） ″“ｆＯＮ（Ａ） スイッチ０Ｎ （Ｂ） 第２図における振動状態のグラフ 第 図 スイッチＯＮ −−−−−−−→− 峙聞 斜視図 第４図にお１する振動状態のグラフ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定数の固定光導波路（２ａ、２ｂ）のいずれかに、可
   動光導波路（７）の光軸を一致させて切換える光スイッ
   チにおいて、 前記所定数の固定光導波路（２ａ、２ｂ）を所定位置に
   固定する位置調整可能な支持台（３）と、前記可動光導
   波路（７）を所定位置に固定するガイド部（５）と、 該ガイド部（５）を固定し、印加電圧により上下方向に
   屈曲変位するヒステリシス特性を有しない圧電板（８）
   と、 該圧電板（８）の上方への屈曲変位を調整可能に規制す
   る第１のストッパ（９）と、 該圧電板（８）の下方への屈曲変位を調整可能に規制す
   る第２のストッパ（１０）と、 を含むことを特徴とする光スイッチ。