JPH04163514A - 光スイッチ及びその作製方法 - 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、低損失で高信頼性を有し低電力駆動が可能で
、かつ、製造性に優れたファイバ可動型メカニカル光ス
イッチ及びその作製方法に関するものである。

（従来の技術） 光ファイバを直接駆動して光路を切り替える構造のメカ
ニカル光スイッチは、本来的に構造が簡単であり、低挿
入損失、小形化、低駆動電力を実現できるという特徴を
有しており、これまでに多くのタイプのスイッチ構造が
提案されている。

第２図は、出願人が提案した簡易な構造を有するファイ
バ可動型光スイッチを示す図である（文献：特願平１−
２１２３８７号、Ｓ、ＮＡＧＡＯＫＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　Ｖｏｌ、２６．　Ｎｏ、Ｌ
Ｌ、　ｐｐ７４４−７４５参照）。

なお、第２図の（ａ）は一部切欠断面図、同図の（ｂ）
は（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視方向の断面図、同図の（
Ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視方向の断面図である
。

図中、１は円筒状の割りスリーブ、２は割りスリーブ１
の一端側に挿入固定されたフェルール、３は後端がフェ
ルール２に固定され割りスリーブ１内に片持ち梁状に保
持された単一モード裸光ファイバからなる可動ファイバ
、４は可動ファイバ３の先端近傍を所定長に亘って被覆
するように配設された微小磁性膜パイプ、５は微小磁性
膜パイプ４の配設領域近傍の割りスリーブ１の内壁に配
設されたソレノイドコイル、６ａ、６ｂは微小磁性膜バ
イブ４の配設領域近傍の割りスリーブ１の外側面に対し
、互いに軸対称になるように、ホルダ６Ｃに保持されて
配設された永久磁石、７ａ。

７ｂはそれぞれ光軸整合用のＶ溝８ａ、８ｂが形成され
、これらＶ溝８ａ、８ｂが対向するように割りスリーブ
１の他端側に挿入固定された半割りＶ溝付きフェルール
、９ａ、９ｂはＶ溝８ａ、８ｂに固定された単一モード
光ファイバからなる静止ファイバである。

このような構成において、先端近傍に微小磁性膜パイプ
４が装着された片持ち梁状の可動ファイバ３は、磁性膜
パイプ４両端の磁極に応じていずれか一方の永久磁石６
ａまたは６ｂへ吸引され、その先端はＶ溝８ａまたは８
ｂ上で静止ファイバ９ａまたは９ｂの一方と光学的に結
合される。

ここで、ソレノイドコイル５へ通電して、磁性膜パイプ
４両端の磁極を反転させることにより、可動ファイバ３
の接続状態が一方の静止ファイバ９ａまたは９ｂから他
方の静止ファイバ９ｂまたは９ａ側へ切り替えられる。

このソレノイドコイル５への通電後も、永久磁石６ａま
たは６ｂによる吸引力によって対向ファイバ間の安定し
た結合状態が自己保持される。

本原理に基づいて作製した１×２型単一モード光ファイ
バスイッチは、１ｄＢ以下の低い挿入損失を有すると共
に、ｌＱｍｗ以下の低い電力で駆動でき、寸法も従来品
に比べて格段に小形化されている（Ｓ、ＮＡＧＡＯＫＡ
：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　Ｖｏｌ、
２Ｂ、　Ｎｏ、１１．　ｐｐ７４４−７４５）。

（発明が解決しようとする課題） これらの溶解除去共に、さらに本原理の光スイッチの実
用性を高めるためには、光スイッチの低価格化と高信頼
化を推進する必要がある。

特に、近年その普及が目覚ましい単一モード光ファイバ
伝送システムへ適用可能な光スイッチを構成する際には
、低損失化を図るために、スイッチ構成部材やスイッチ
組立作業に１〜２μｍ程度の高い寸法精度の管理が必須
となり、このことが光スイッチの経済化や温度安定性等
の信頼性向上を妨げる要因となっている。

この要因についてさらに考察する。

■溝８ａ、８ｂ上での単一モード光ファイバ同士の接続
に際して、接続損失増加の主な要因はファイバ間隙並び
に光軸に対して垂直方向の軸ずれである。これら要因と
共にファイバ固有のビームスポットサイズの大小が接続
損失増減に影響を与える。

第３図は、単一モード光ファイバ同士の接続損失特性を
、同ファイバのスポットサイズωをパラメータとして算
出した結果を示すグラフで、同図の（ａ）はファイバの
光軸方向の軸ずれ量、即ち、ファイバ間隔Ｚｇと接続損
失ＬＳとの関係を、同図の（ｂ）はファイバの光軸に対
して垂直方向の軸ずれ量Ｘと接続損失ＬＳとの関係（フ
ァイバ間隔Ｚｇ＝３０μｍ）をそれぞれ示している。な
お、この場合、光の波長λは１．３μｍ１フアイバの中
心屈折率ｎｃｏは１．４７、ファイバ間の屈折率ｎ２は
１．０である。

第３図から分かるように、ファイバ間隙Ｚｇ並びに光軸
と垂直方向の軸ずれ量Ｘの増加に対する接続損失の増加
する傾向は、ビームスポットサイズωが大きくなるに伴
って減少する。従って、ファイバのスポットサイズを拡
大することにより、光軸整合部材や組立作業に対する寸
法精度を大幅に緩和でき、かつ、温度変動等の外乱に伴
う損失変動も低く抑えられる。

例えば、第３図の（ａ）から明らかなように、通常の単
一モード光ファイバのスポットサイズは１０μｍ前後で
あり、ファイバ間隙Ｚｇが４０μｍの場合に±１０μｍ
変動すると約±０．２ｄＢの損失変動を生ずるが、スポ
ットサイズを２倍の２０μｍに拡大することによって±
０．０２ｄＢの変動に低減できる。

このことは、第２図に示したＩＸ２型光スイッチを作製
する際に、１本の可動ファイバ３と２本の静止ファイバ
９ａ、９ｂとのそれぞれの間隙が不揃いであっても、各
ポー）Ｐ、、Ｐ２．Ｐ３の挿入損失の均一化を図ること
が可能となり、光スイツチ作製の歩留り向上にもつなが
る。

このスポットサイズ拡大の方法としては、例えば第４図
に示すように、単一モード光ファイバＳＭＦの先端近傍
に、球レンズＳＰＬを配置する方法が簡易であるが、こ
のようなレンズ結合系をファイバ可動型光スイッチへ適
用することは困難である。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、スイッチ構成部材やスイッチ組立作業に対す
る寸法精度を大幅に緩和できる光学的結合系を備え、低
損失で高安定、安価なスイッチ及びその作製方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）では、先端近傍
に磁性体を装着した片持ち梁状の可動ファイバを、外部
からの磁界の作用によって駆動し、前記可動ファイバ先
端において光軸整合用のＶ状構内に固定された複数の静
止ファイバとの間で接続切替えを行う光スイッチにおい
て、前記可動ファイバ及び静止ファイバを、単一モード
光ファイバ並びにこれら単一モード光ファイバの対向す
る側の端面に接続した当該単一モード光ファイバのコア
径より大きいコア径を有する所定長さのＧＩ型多モード
光ファイバより構成した。

また、請求項（２）では、前記ＧＩ型多モード光ファイ
バ長さを、当該ファイバコア部分の屈折率分布を決定す
る集束定数ｇから決まる当該ファイバ内伝播光の周期の
１／４の奇数倍（Ｎ　−（２・ｎ＋１）Ｊ、５・ｒ／ｇ
、ｎ−０，１，２，３・−）に設定した。

また、請求項（３）では、前記可動ファイバ及び静止フ
ァイバの対向端面に反射防止膜を形成した。

また、請求項（４）では、前記ＧＩ型多モード光ファイ
バクラッド径を前記単一モード光ファイバのクラッド径
と略同一に設定すると共に、前記磁性体を前記可動ファ
イバのクラッド外径より若干太い内径を有する所定長さ
の薄肉磁性膜パイプにより構成し、当該薄肉磁性膜パイ
プにより前記単一モード光ファイバと多モード光ファイ
バとの接続部分を被覆し、両ファイバを接続固定した。

また、請求項（５）では、請求項（１）　、　（２）　
。

（３）または（４）記載の光スイッチの作製方法におい
て、前記磁性体を装着した片持ち梁状の可動ファイバを
構成するに際して、当該可動ファイバのクラッド外径よ
り若干太い内径を有する所定長さの薄肉磁性膜パイプ内
に、前記単一モード光ファイバと多モード光ファイバと
の接続部分を挿入し、接続固定するようにした。

また、請求項（６）では、前記薄肉磁性膜パイプを作製
するに際して、可動ファイバより若干太い外径を有する
ガラスファイバまたは金属円柱棒の外周へ、所定の長さ
に亘ってガラスファイバまたは金属棒を溶解可能なる溶
液に対して溶解不可能な薄肉金属層を形成し、続いて、
この金属層の上に磁性材料を鍍金法により形成し、しか
る後、この磁性膜金属を形成したガラスファイバまたは
金属棒を所定の長さに切断し、これらをガラスファイバ
または金属棒のみを溶解可能な溶液に浸して心棒である
ガラスファイバまたは金属棒を溶解除去するようにした
。

（作　用） 請求項（１）によれば、外部からの磁界が可動ファイバ
に装着した磁性体に及ぼされ、可動ファイバが所定方向
に駆動される。これにより、所定位置の静止ファイバの
ＧＩ型多モード光ファイバの端面と可動ファイバのＣＩ
型多モード光ファイバ端面とが対向する。

この状態で、例えば当該光スイッチの可動ファイバの単
一モード光ファイバに入射した光は、単一モード光ファ
バを伝搬後、ＧＩ型多モード光ファイバ導波され、これ
を伝搬中にスポットサイズが拡大される。

スポットサイズが拡大された光は、可動ファイバのＧＩ
型多モード光ファイバ端面から出射し、静止ファイバの
ＧＩ型多モード光ファイバ端面に入射する。静止ファイ
バのＧＩ型多モード光ファイバ入射した光は、当該ＧＩ
型多モード光ファイバを伝搬中に徐々にスポットサイズ
が縮小され、単一モード光ファイバに導波される。

単一モード光ファイバに導波された光は、これを伝搬後
、当該光スイッチの出力光として出力される。

また、請求項（２）によれば、スポットサイズが拡大さ
れた光は、ＧＩ型多モード光ファイバの端面から平行光
として出射される。

また、請求項（３）によれば、ＧＩ型多モード光ファイ
バ端面における伝搬光の反射が防止される。

また、請求項（４）によれば、薄肉磁性膜パイプにより
可動ファイバの単一モード光ファイバとＧＩ型多モード
光ファイバ接続固定され、また、この磁性膜パイプに対
して外部からの磁界が及ぼされる。

また、請求項（５）によれば、磁性体を装着した片持ち
梁状の可動ファイバを構成するに際して、可動ファイバ
のクラッド外径より若干太い内径を有する所定長さの薄
肉磁性膜パイプ内に、単一モード光ファイバとＧＩ型多
モード光ファイバとの接続部分が挿入され、この状態で
磁性膜パイプと単一モード光ファイバ及びＧＩ型多モー
ド光ファイバ並びに単一モード光ファイバとＧＩ型多モ
ード光ファイバ同士接着剤で接続され固定される。

また、請求項（６）によれば、薄肉磁性膜パイプを作製
する場合、まず、可動ファイバより若干太い外径を有す
るガラスファイバまたは金属円柱棒の外周へ、所定の長
さに亘ってガラスファイバまたは金属棒を溶解可能なる
溶液に対して溶解不可能な薄肉金属層が形成される。

続いて、この金属層の上に磁性材料が鍍金法により形成
され、しかる後、この磁性膜金属が形成されたガラスフ
ァイバまたは金属棒が所定の長さに切断される。

次いで、これらがガラスファイバまたは金属棒のみを溶
解可能な溶液に浸されて心棒であるガラスファイバまた
は金属棒がを溶解除去される。

（実施例） 第１図は、本発明に係るファイバ可動型光スイッチの一
実施例を示す要部断面図である。

第１図において、１０は円筒状をなす割りスリーブ、２
０はフェルールで、割りスリーブ１０の一端側に挿入固
定されている。

３０は可動ファイバで、後端がフェルール２０に固定さ
れ割りスリーブ１０内に片持ち梁状に保持された単一モ
ード光ファイバ３１と、単一モード光ファイバ３１の先
端部へ後記する方法により接続された単一モード光ファ
イバ３１と同じクラッド外径と数倍大きいコア径を有し
、かつ、コア部分の屈折率がコア中心からクラッドとの
境界へ向けてその距離に応じて略２乗分布で減少する所
定の長さｇに設定されたＧＩ型多モード光ファイバ３２
から構成されている。このＧＩ型多モード光ファイバ３
２端面には反射防止膜３３が形成されている。

ＧＩ型多モード光ファイバ３２長さρは、具体的には、
そのコア部分の屈折率分布を決定する集束定数ｇから決
まるファイバ内伝播光の周期の１／４の奇数倍（Ｎ　−
（：Ｌｎ＋１）・０．５・ｒ／ｇ、ｎ−０，１，２，３
・・・）に設定される。

４０は微小磁性膜パイプで、可動ファイバ３０のクラッ
ド外径より若干大きい内径を有し、単一モード光ファイ
バ３１と多モード光ファイバ３２との接続部を被覆する
ように配設され、後記するように例えば紫外線硬化樹脂
等により両ファイバ３１．３２とを接続し、その接続部
を強固に固定している。

５０はソレノイドコイルで、磁性膜パイプ４０の配設領
域近傍の割りスリーブ１０の内壁に配設されている。

６０ａ、６０ｂは永久磁石で、微小磁性膜パイプ４０の
配設領域近傍の割りスリーブ１０の外側面に対し互いに
軸対称となるように、ホルダ６０Ｃに保持されて配設さ
れている。

７０ａ、７０ｂは半割りＶ溝付きフェルールで、それぞ
れ光軸整合用のＶ溝８０ａ、８０ｂが形成され、これら
Ｖ溝８０ａ、８０ｂが対向するように割りスリーブ１０
の他端側に挿入固定されている。

９０ａ、９０ｂは静止ファイバで、それぞれＶ溝８０ａ
、８０ｂに固定された単一モード光ファイバ９１ａ、９
１ｂと、単一モード光ファイバ９１ａ、９１ｂの先端、
即ち、可動ファイバ３０との対向側端面に接続された所
定長さｇのＧＩ型多モード光ファイバ９２ａ９２ｂとか
ら構成されている。これらのＧＩ型多モード光ファイバ
９２ａ９２ｂの長さｇは、可動ファイバ３０のＧＩ型多
モード光ファイバ３２同様の条件に基づいて設定され、
ＧＩ型多モード光ファイバ９２ａ、９２ｂの端面とＧＩ
型多モード光ファイバ３２端面とがＶ溝８０ａ、８０ｂ
内で所定間隔をおいて対向するようになっている。また
、ＧＩ型多モード光ファイバ９２ａ９２ｂの端面には、
反射防止膜９３ａ、９３ｂがそれぞれ形成されている。

このような構成において、可動ファイバ３０のＧＩ型多
モード光ファイバ３２静止ファイバ９０ａ　（９０ｂ）
のＧＩ型多モード光７フイバ９２ａ、９２ｂとは、第５
図に示すように、可動ファイバ３０と静止ファイバ９０
　ａ　（９０ｂ）との間で行われる光の授受の際の、ス
ポットサイズ拡大領域として機能する。

次に、単一モード光ファイバ３１．９１ａ。

９１ｂとＧＩ型多モード先ファイバ３２．９２ａ。

９２ｂとの接続方法について、第６図に基づき二つの方
法を例に説明する。

まず、第１の方法は、第６図の（ａ）に示すように、ア
ーク放電により両ファイバを融着接続するモノテアル。

第６図ノ（ａ）ニオイテ、１００ａ、　１００ｂはアー
ク放電電極、１０１はアークである。なお、この例では
、両ファイバを接続後に、切断ブレード１０２を用いて
多モード光ファイバを所定の長さｇに切断するようにし
ている。

第２の方法としては、第６図の（ｂ）に示すように、フ
ァイバ接続固定用微小磁性膜パイプ４ｏを用い、これに
単一モード光ファイバと多モード光ファイバの両接続部
を挿入して突き当て、紫外線硬化樹脂ＵＶＢ等により接
着固定するものである。

なお、この場合、所定の寸法に予め切り出した多モード
光ファイバを長尺の単一モード光ファイバと接着固定す
るようにしている。

この第２の方法では第１の方法に比べて、多モード光フ
ァイバ片の長さを正確に設定でき、かつ、磁性膜パイプ
４０付きの可動ファイバ３０を同時に作製できるという
利点も有している。

また、多モード光ファイバ３２．９２ａ、９２ｂの各々
の先端に反射防止膜３３．９３ａ、９３ｂを形成するに
際しても、第２の方法は量産性に優れるものである。

なお、静止ファイバ９０ａ、９０ｂ側においても、可動
ファイバ３０と同様に所定の長さΩの多モード光ファイ
バ９２ａ、９２ｂを単一モード光ファイバ９１ａ、９１
ｂへそれぞれ接着固定されるが、この場合には可動ファ
イバ３０で用いた磁性膜パイプ４０を必ずしも用いる必
要はなく、非磁性体からなる微小パイプを用いても良い
。

また、可動ファイバ３０と静止ファイバ９０ａ。

９０ｂとの光軸整合用Ｖ溝８０ａ、８０ｂを用いて静止
ファイバ９０ａ、９０ｂ側における多モード光ファイバ
９２ａ、９２ｂと単一モード光ファイバ９１ａ、９１ｂ
との接続固定を行うこともできる。

次に、上記ファイバ接続固定用パイプの作製方法につい
て説明する。

この場合には、金属パイプの延伸法も考えられるが、単
一モードと多モード両光ファイバ間の接続を１μｍ程度
の高い寸法精度で行う必要があり、同法ではこのような
高精度の微小パイプの作製は困難である。

このような高精度微小パイプの作製には、第７図に示す
ような、単一モード、多モード両光ファイバのクラッド
外径よりも若干太い外径を有する石英ファイバ又は金属
棒への鍍金とエツチングの組合せによる作製法が歩留り
向上の観点からも有効である。

即ち、第７図の（ａ）に示すような接続される上記ファ
イバのクラッド外径よりも約１μｍ程度太い外径を有す
る金属円柱棒またはガラスファイバ３０１の外周表面へ
、同図の（ｂ）に示すように、所定の長さに亘って心棒
となる金属円柱棒やガラスファイバ３０１を溶解可能な
る溶液では溶解不可能なる磁性または非磁性金属膜３０
２を所定の厚みに鍍金法により形成する。

しかる後に、金属円柱棒やガラスファイバ３０１を、第
７図の（Ｃ）に示すように、所定のエツチング溶液にて
溶解除去し、第７図の（ｄ）に示すように薄肉金属膜パ
イプ３００を作製する。

なお、ガラスファイバ外周表面へ電気鍍金法により数十
μｍ厚みの金属膜を形成する際には、磁性または非磁性
金属膜３０２を形成する工程に先立ち、ガラスファイバ
表面へ真空蒸着法によって下地金属となる薄膜金属層を
形成しておくか、または、ファイバ線引き工程において
、ＣＶＤ法と鍍金法の組合せによってＮｉ等の薄膜金属
層を形成しておけば良い（特願平１−３０３１６２号　
参照）。

実際に行った実験では、心棒となるガラスファイバとし
て、接続される単一モード、多モード両光ファイバ（ク
ラッド径１２５μｍφ）よりも１μｍ程度太いファイバ
の外周表面へ真空蒸着法により、まずＴｉ５ＮｉＣｒ等
を数千人蒸着した後にＡｕを数千人蒸着し、しかる後に
電気鍍金法によってＡｕまたはＦｅＮｉ磁性合金膜を２
０μｍ程度に形成し、このようにして作製された金属コ
ート光ファイバを数ｍＩ！１の長さに切断し、これを弗
酸溶液中に浸してＡｕまたはＦｅＮｉ磁性合金薄肉金属
パイプを作製した。

完成した薄肉金属層の断面観察の結果、ガラスファイバ
の弗酸溶液によるエツチング時において下地蒸着金属で
あるＴｉまたはＮｉＣｒの薄膜層も同時にエツチング除
去されており、同パイプの内径と、同パイプに挿入され
る単一モード、多モード両光ファイバのクラッド外径と
のクリアランスは略１μｍ以内であり、パイプへのスム
ーズなファイバの挿入が確認された。

次に、上記構成による動作を説明する。

まず、可動ファイバ３０に装着された磁性膜パイブ４０
が、磁性膜パイプ４０両端の磁極に応じていずれか一方
の永久磁石６０ａまたは６０ｂへ吸引され、可動ファイ
バ３０のＧＩ型多モード光ファイバ３２の先端面が、■
溝８０ａまたは８０ｂ上で静止ファイバ９０ａまたは９
０ｂの一方、例えば静止ファイバ９０ａのＧＩ型多モー
ド光ファイバ９２ａの先端面と対向し、光学的に結合さ
れる。

この状態で、例えば図示しないポートを介して可動ファ
イバ３０の単一モード光ファイバ３１に入射した光は、
単一モード光ファバ３１を伝搬後、ＧＩ型多モード光フ
ァイバ３２導波され、これを伝搬中にスポットサイズが
拡大される。

スポットサイズが拡大された光は、ＧＩ型多モード光フ
ァイバ３２端面から平行光となって出射し、静止ファイ
バ９０ａのＧＩ型多モード光ファイバ９２ａ端面に入射
する。このＧＩ型多モード光ファイバ９２ａ入射した光
は、ＧＩ型多モード光ファイバ９２ａ伝搬中に徐々にス
ポットサイズが縮小され、単一モード光ファイバ９１ａ
のコア径とほぼ同一に縮小された後、単一モード光ファ
イバ９１ａに導波される。

単一モード光ファイバ９１ａに導波された光は、単一モ
ード光ファイバ９１ａを伝搬後、ポートＰ２を介して当
該光スイッチの出力光として出力される。

ここで、ソレノイドコイル５０へ通電して、磁性膜パイ
プ４０両端の磁極を反転させることにより、可動ファイ
バ３０の接続状態が静止ファイバ９０ａから静止ファイ
バ９Ｏｂ側へ切り替えられる。

このソレノイドコイル５０への通電後も、永久磁石６０
ａまたは６０ｂによる吸引力によって対向ファイバ間の
安定した結合状態が自己保持される。

以上説明したように、本実施例によれば、可動ファイバ
３０の単一モード光ファイバ３１及ヒ静止フアイバ９０
ａ、９０ｂの単一モード光ファイバ９１ａ、９１ｂの先
端にスポットサイズ拡大領域としてのＧＩ型多モード光
ファイバ３２９２ａ、９２ｂをそれぞれ接続したので、
対向するファイバ間の接続損失の光軸ずれ依存性を緩和
できる。このため、単一モード光ファイバ可動型光スイ
ッチの構成部材並びに組立作業時の寸法精度が大幅に緩
和され、高性能な光スイッチの高歩留量産化が可能とな
り、かつ、温度変動等に対する安定性も格段に向上でき
る。

また、これらＧＩ型多モード光ファイバ３２゜９２ａ、
９２ｂの長さｇを、同ファイバコア部分の屈折率分布を
決定する集束定数ｇから決まる同ファイバ内伝播光の周
期の１／４の奇数倍（ｇ＝（２・ｎ＋４）・０．５・ｒ
／ｇ、ｎ−０，１，２，３−）に設定したので、拡大出
射ビームの出射角度広がりを最小に抑えることができ、
これによって対向ファイバ間の光軸ずれに対する挿入損
失増加を最も効率良く抑制できる。

コア部分の屈折率分布が、 ｎ（ｒ）＝ｎｏ　（ｌ＝ｇ２ｒ２）””［ｎｏはコア中
心屈折率コ で表されるＧＩ型多モード光ファイバ集束定数ｇが例え
ば５．８　ｍｍ”であれば、上記の１／４ピッチ長さは
Ω−２ｇ／（４・ｇ）より０．２７ｍａ＋となり、これ
の奇数倍の長さの多モードファイバ片を接続すればよい
。この時の拡大ビームのスポットサイズ（半径）ω。８
は、単一モード光ファイバのスポットサイズω。が５μ
ｍ１波長λが１．３μｍ１多モードフアイバ中心屈折率
ｎ。が１．４７の場合には、ω、＝λバｎ。０８１ｇ１
ｇ） より９．７μｍと２倍に拡大される。

さらに、各ＧＩ型多モード光ファイバ２，９２ａ、９２
ｂの先端面に反射防止膜３３．９３ａ。

９３ｂを設けたので、各端面における伝搬光の反射が防
止され、より高精度な光結合を実現できる。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）によれば、可動ファ
イバと静止ファイバ間の接続損失の光軸ずれ依存性を緩
和できる。このため、単一モード光ファイバ可動型光ス
イッチの構成部材並びに組立作業時の寸法精度が大幅に
緩和されて高性能光スイッチの高歩留量産化が可能とな
り、かつ、温度変動等に対する安定性も格段に向上でき
る。

また、請求項（２）によれば、ビームスポット径が拡大
されたＧＩ型多モード光ファイバ出射ビームの出射角度
広がりを最小に抑えることができ、これによって対向フ
ァイバ間の光軸ずれに対する挿入損失増加を最も効率良
く抑制できる。

また、請求項（３）によれば、ＧＩ型多モード光ファイ
バの各端面における伝搬光の反射を防止でき、より高精
度な光結合を実現できる。

また、請求項（４）によれば、単一モード光ファイバと
ＧＩ型多モード光ファイバ接続状態を確実強固に保持で
きる。

また、請求項（５）によれば、単一モード光ファイバと
ＧＩ型多モード光ファイバ接続状態を確実強固に保持で
きると共に、接続作業と並行して磁性膜パイプ付き可動
ファイバを作製でき、作業効率の向上を図れる。

また、請求項（６）によれば、磁性膜パイプを歩留まり
良く作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るファイバ可動型光スイッチの一実
施例を示す要部断面図、第２図は従来のファイバ可動型
光スイッチの構造図、第３図は単一モード光ファイバ同
士の接続損失特性を同ファイバのスポットサイズωをパ
ラメータとして算出した結果を示すグラフ、第４図はス
ポットサイズを拡大するための従来方法の説明図、第５
図は本発明に係るファイバ可動型光スイッチの光結合状
態を示す図、第６図は単一モード光ファイバと多モード
光ファイバとの接続方法の説明図、第７図は本発明に係
るファイバ接続固定用の微小の磁性、非磁性膜パイプの
作製工程の説明図である。 図中、３０・・・可動ファイバ、３１．９１ａ。 ９１ｂ・・・単一モード光ファイバ、３２．９２ａ。 ９２ｂ・・・ＧＩ型多モード光ファイバ３３．９３ａ、
９３ｂ・・・反射防止膜、４０・・・磁性膜パイプ、５
０・・・ソレノイドコイル、６０ａ、６０ｂ・・・永久
磁石、８０ａ、８０ｂ−Ｖ溝、９０ａ、９０ｂ−＝静止
ファイバ。 Ｑ　　　　　　　５０　　　　　１００　　　　　１６
０錦トーモード光フアイノ （ｂ） ・洞士の接続時の接続損失特性２示すグラフ第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端近傍に磁性体を装着した片持ち梁状の可動フ
   ァイバを、外部からの磁界の作用によって駆動し、前記
   可動ファイバ先端において光軸整合用のＶ状構内に固定
   された複数の静止ファイバとの間で接続切替えを行う光
   スイッチにおいて、前記可動ファイバ及び静止ファイバ
   を、単一モード光ファイバ並びにこれら単一モード光フ
   ァイバの対向する側の端面に接続した当該単一モード光
   ファイバのコア径より大きいコア径を有する所定長さの
   ＧＩ型多モード光ファイバにより構成した ことを特徴とする光スイッチ。
2. （２）前記ＧＩ型多モード光ファイバの長さを、当該フ
   ァイバコア部分の屈折率分布を決定する集束定数ｇから
   決まる当該ファイバ内伝播光の周期の１／４の奇数倍（
   ｌ＝（２・ｎ＋１）・０．５・ｘ／ｇ、ｎ＝０、１、２
   、３・・・）に設定した 請求項（１）記載の光スイッチ。
3. （３）前記可動ファイバ及び静止ファイバの対向端面に
   反射防止膜を形成した 請求項（１）記載の光スイッチ。
4. （４）前記ＧＩ型多モード光ファイバのクラッド径を前
   記単一モード光ファイバのクラッド径と略同一に設定す
   ると共に、 前記磁性体を前記可動ファイバのクラッド外径より若干
   太い内径を有する所定長さの薄肉磁性膜パイプにより構
   成し、 当該薄肉磁性膜パイプにより前記単一モード光ファイバ
   と多モード光ファイバとの接続部分を被覆し、両ファイ
   バを接続固定した 請求項（１）、（２）または（３）記載の光スイッチ。
5. （５）請求項（１）、（２）、（３）または（４）記載
   の光スイッチの作製方法において、 前記磁性体を装着した片持ち梁状の可動ファイバを構成
   するに際して、当該可動ファイバのクラッド外径より若
   干太い内径を有する所定長さの薄肉磁性膜パイプ内に、
   前記単一モード光ファイバと多モード光ファイバとの接
   続部分を挿入し、接続固定する ことを特徴とする光スイッチの作製方法。
6. （６）前記薄肉磁性膜パイプを作製するに際して、可動
   ファイバより若干太い外径を有するガラスファイバまた
   は金属円柱棒の外周へ、所定の長さに亘ってガラスファ
   イバまたは金属棒を溶解可能なる溶液に対して溶解不可
   能な薄肉金属層を形成し、続いて、この金属層の上に磁
   性材料を鍍金法により形成し、 しかる後、この磁性膜金属を形成したガラスファイバま
   たは金属棒を所定の長さに切断し、これらをガラスファ
   イバまたは金属棒のみを溶解可能な溶液に浸して心棒で
   あるガラスファイバまたは金属棒を溶解除去する 請求項（５）記載の光スイッチの作製方法。