JPH04221927A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH04221927A JPH04221927A JP40592790A JP40592790A JPH04221927A JP H04221927 A JPH04221927 A JP H04221927A JP 40592790 A JP40592790 A JP 40592790A JP 40592790 A JP40592790 A JP 40592790A JP H04221927 A JPH04221927 A JP H04221927A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の入力ポ−トと出
力ポ−トを有し、入力ポ−トに供給される光入力信号を
所望の出力ポ−トから光出力信号として出力する光スイ
ッチに関するものである。
力ポ−トを有し、入力ポ−トに供給される光入力信号を
所望の出力ポ−トから光出力信号として出力する光スイ
ッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】高速、広帯域通信網における高スル−プ
ットの交換機を実現するためには、光信号を光のままで
交換する光交換機の開発が肝要である。従来より、光交
換実験機における光スイッチとしては導波路型のものが
用いられてきたが、多数の導波路型単位スイッチを多段
に並べて大規模なスイッチを構成すると、結合損失の増
大、スイッチの体積の増大といった問題点があった。
ットの交換機を実現するためには、光信号を光のままで
交換する光交換機の開発が肝要である。従来より、光交
換実験機における光スイッチとしては導波路型のものが
用いられてきたが、多数の導波路型単位スイッチを多段
に並べて大規模なスイッチを構成すると、結合損失の増
大、スイッチの体積の増大といった問題点があった。
【0003】このような問題点を解決するために、従来
、図2に示すような構成を有する光スイッチが提案され
ている(例えば、P. Gravey, LeRouz
ic“Optical Switching Tech
nologies for High Capacit
y Exchanges”Proceedings o
f InternationalSwitching
Symp., 1984, vol.4, sessi
on 41A,paper 5 参照)。
、図2に示すような構成を有する光スイッチが提案され
ている(例えば、P. Gravey, LeRouz
ic“Optical Switching Tech
nologies for High Capacit
y Exchanges”Proceedings o
f InternationalSwitching
Symp., 1984, vol.4, sessi
on 41A,paper 5 参照)。
【0004】図2において、1は入力ポ−ト群、2は出
力ポ−ト群、3はサ−モプラスチックを用いたホログラ
ム記録デバイス、4はホログラム作製用の光源アレイ、
5は入力光信号制御装置、6はホログラム作製用制御装
置、RWはホログラム作製用の参照光、OWはホログラ
ム作製用の物体光、ISは入力光信号である。
力ポ−ト群、3はサ−モプラスチックを用いたホログラ
ム記録デバイス、4はホログラム作製用の光源アレイ、
5は入力光信号制御装置、6はホログラム作製用制御装
置、RWはホログラム作製用の参照光、OWはホログラ
ム作製用の物体光、ISは入力光信号である。
【0005】このような構成において、入力光信号IS
が入力ポ−ト群1に到達すると、入力光信号制御装置5
により検出され、その行き先が読み取られる。この行き
先情報はホログラム作製用制御装置6に送られ、ホログ
ラム作製用制御装置6はそれに基き、ホログラム記録デ
バイス3とホログラム作製用光源アレイ4を制御して、
光信号の入射してきた入力ポ−トとその光信号の行き先
である出力ポ−トを接続するためのホログラムをホログ
ラム記録デバイス3上に作製する。ホログラムの作製が
終了した段階で、入力光信号ISが入力ポ−ト群1より
出射され、この光信号はホログラム記録デバイス3に至
りホログラム記録デバイス3により偏向され、出力ポ−
ト群2中の行き先である出力ポ−トに入射し、当該光ス
イッチから出力される。
が入力ポ−ト群1に到達すると、入力光信号制御装置5
により検出され、その行き先が読み取られる。この行き
先情報はホログラム作製用制御装置6に送られ、ホログ
ラム作製用制御装置6はそれに基き、ホログラム記録デ
バイス3とホログラム作製用光源アレイ4を制御して、
光信号の入射してきた入力ポ−トとその光信号の行き先
である出力ポ−トを接続するためのホログラムをホログ
ラム記録デバイス3上に作製する。ホログラムの作製が
終了した段階で、入力光信号ISが入力ポ−ト群1より
出射され、この光信号はホログラム記録デバイス3に至
りホログラム記録デバイス3により偏向され、出力ポ−
ト群2中の行き先である出力ポ−トに入射し、当該光ス
イッチから出力される。
【0006】以上のように、図2の光スイッチは、サ−
モプラスチックを用いたホログラム記録デバイス3のパ
タ−ンの書換えにより、スイッチングが可能となる。
モプラスチックを用いたホログラム記録デバイス3のパ
タ−ンの書換えにより、スイッチングが可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のような、従来の
ホログラフィを用いた光スイッチは、スイッチングのた
めのサ−モプラスチック上のホログラムの書換えに数十
秒の時間がかかり、高速スイッチングが困難であるとい
う欠点があった。
ホログラフィを用いた光スイッチは、スイッチングのた
めのサ−モプラスチック上のホログラムの書換えに数十
秒の時間がかかり、高速スイッチングが困難であるとい
う欠点があった。
【0008】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、ホログラフィを用いたとしても
スイッチングに要する時間を短縮することができる光ス
イッチを提供することにある。
のであり、その目的は、ホログラフィを用いたとしても
スイッチングに要する時間を短縮することができる光ス
イッチを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明では、空間的に配列した複数の入力ポ−トに供
給される光入力信号を所望の出力ポ−トから光出力信号
として出力する光スイッチにおいて、電界の印加状態に
応じて所望の領域の屈折率が変化する液晶空間光変調器
と、前記液晶空間光変調器への電界の印加状態を制御す
る手段とを備え、入力ポ−トからの入力光信号を前記液
晶空間光変調器を介して出力ポ−トに送るようにした。
、本発明では、空間的に配列した複数の入力ポ−トに供
給される光入力信号を所望の出力ポ−トから光出力信号
として出力する光スイッチにおいて、電界の印加状態に
応じて所望の領域の屈折率が変化する液晶空間光変調器
と、前記液晶空間光変調器への電界の印加状態を制御す
る手段とを備え、入力ポ−トからの入力光信号を前記液
晶空間光変調器を介して出力ポ−トに送るようにした。
【0010】
【作用】本発明によれば、入力ポ−トに入射した光信号
は、次に液晶空間光変調器に到達する。この液晶空間光
変調器には、所望の条件で制御された電界が印加(無印
加)されて適当なパタ−ンが書き込まれる。これにより
、液晶空間光変調器上にいわゆる位相ホログラムが形成
され、入力光信号は伝搬方向と垂直な方向の広がりにお
いて位相を変調され偏向し、液晶空間光変調器を出射し
て所望の出力ポ−トに入射し、次段の光伝送路などへ出
力される。
は、次に液晶空間光変調器に到達する。この液晶空間光
変調器には、所望の条件で制御された電界が印加(無印
加)されて適当なパタ−ンが書き込まれる。これにより
、液晶空間光変調器上にいわゆる位相ホログラムが形成
され、入力光信号は伝搬方向と垂直な方向の広がりにお
いて位相を変調され偏向し、液晶空間光変調器を出射し
て所望の出力ポ−トに入射し、次段の光伝送路などへ出
力される。
【0011】
【実施例】図1は、本発明に係る光スイッチの第1の実
施例を示す構成図で、電気アドレス型液晶空間光位相変
調器を用いた反射型光スイッチの一例を示している。
施例を示す構成図で、電気アドレス型液晶空間光位相変
調器を用いた反射型光スイッチの一例を示している。
【0012】図1において、11は複数の光ファイバや
OEICを空間的にマトリクス状に配列してなる入力ポ
−ト群、12は複数の光ファイバやOEICを空間的に
マトリクス状に配列してなる出力ポ−ト群、13は入力
光信号制御装置、14は液晶空間光変調器としての液晶
ディスプレイ、15はミラ−、16はホログラム作製用
制御装置、ISは入力光信号である。
OEICを空間的にマトリクス状に配列してなる入力ポ
−ト群、12は複数の光ファイバやOEICを空間的に
マトリクス状に配列してなる出力ポ−ト群、13は入力
光信号制御装置、14は液晶空間光変調器としての液晶
ディスプレイ、15はミラ−、16はホログラム作製用
制御装置、ISは入力光信号である。
【0013】入力ポ−ト群11の各光出射端面および出
力ポ−ト群12の各光入射端面の両者共、液晶ディスプ
レイ14の一面側と対向するように配置されている。
力ポ−ト群12の各光入射端面の両者共、液晶ディスプ
レイ14の一面側と対向するように配置されている。
【0014】入力光信号制御装置13は、入力ポ−ト群
11に入力する各入力光信号ISを検出し、各入力光信
号ISの行き先を読取り、この読取り情報をホログラム
作製用制御装置16に出力する。
11に入力する各入力光信号ISを検出し、各入力光信
号ISの行き先を読取り、この読取り情報をホログラム
作製用制御装置16に出力する。
【0015】液晶ディスプレイ14は、例えばツイスト
ネマチック液晶や強誘電性液晶からなる液晶層を主構成
要素とし、マトリクス状に配列された複数の画素141
単位でホログラム作製用制御装置16により電界の印加
状態が制御される。各画素141においては、印加する
電界の有無により液晶分子の向きが変り、液晶の持つ屈
折率異方性により屈折率が変化し、これにより入射した
光信号を変調する。
ネマチック液晶や強誘電性液晶からなる液晶層を主構成
要素とし、マトリクス状に配列された複数の画素141
単位でホログラム作製用制御装置16により電界の印加
状態が制御される。各画素141においては、印加する
電界の有無により液晶分子の向きが変り、液晶の持つ屈
折率異方性により屈折率が変化し、これにより入射した
光信号を変調する。
【0016】図3は、液晶ディスプレイ14の具体的な
構成例(図3は9個の画素を持つもの)を示している。 図3に示すように、液晶ディスプレイ14は、ガラス基
板20a,20bと、これらガラス基板20a,20b
上に配置された透明電極21a,21bと、透明電極2
1a,21b間に配置された液晶層22を備え、透明電
極21b側には電気配線ELが施され薄膜トランジスタ
TRがそれぞれ配置されている。
構成例(図3は9個の画素を持つもの)を示している。 図3に示すように、液晶ディスプレイ14は、ガラス基
板20a,20bと、これらガラス基板20a,20b
上に配置された透明電極21a,21bと、透明電極2
1a,21b間に配置された液晶層22を備え、透明電
極21b側には電気配線ELが施され薄膜トランジスタ
TRがそれぞれ配置されている。
【0017】ミラ−15は、液晶ディスプレイ14の他
面側に対向して配置され、液晶ディスプレイ14の透過
光を反射して、再度液晶ディスプレイ14の他面に入射
させる。
面側に対向して配置され、液晶ディスプレイ14の透過
光を反射して、再度液晶ディスプレイ14の他面に入射
させる。
【0018】ホログラム作製用制御装置16は、入力光
信号制御装置13による入力光信号ISの行き先情報に
基づいてスイッチングに必要なホログラムの必要なパタ
−ンを計算し、この結果に基づき液晶ディスプレイ14
の各画素141に対する電圧の印加、無印加のいわゆる
電圧印加状態を制御する。
信号制御装置13による入力光信号ISの行き先情報に
基づいてスイッチングに必要なホログラムの必要なパタ
−ンを計算し、この結果に基づき液晶ディスプレイ14
の各画素141に対する電圧の印加、無印加のいわゆる
電圧印加状態を制御する。
【0019】次に、上記構成による動作を説明する。
【0020】入力光信号ISは入力ポ−ト群11に到達
すると、入力光信号制御装置13により検出され、その
行き先が読み取られる。この行き先情報は、ホログラム
作製用制御装置16に送られる。ホログラム作製用制御
装置16は、入力した行き先情報に基づき、スイッチン
グに必要なホログラムの必要なパタ−ンを計算し、この
結果に基づいて液晶ディスプレイ14の所定アドレスの
画素141に対して電圧の印加および無印加制御を行う
。これにより、光信号の入射してきた入力ポ−トとその
光信号の行き先である出力ポ−トを接続するためのホロ
グラムが液晶ディスプレイ14上に作製される。
すると、入力光信号制御装置13により検出され、その
行き先が読み取られる。この行き先情報は、ホログラム
作製用制御装置16に送られる。ホログラム作製用制御
装置16は、入力した行き先情報に基づき、スイッチン
グに必要なホログラムの必要なパタ−ンを計算し、この
結果に基づいて液晶ディスプレイ14の所定アドレスの
画素141に対して電圧の印加および無印加制御を行う
。これにより、光信号の入射してきた入力ポ−トとその
光信号の行き先である出力ポ−トを接続するためのホロ
グラムが液晶ディスプレイ14上に作製される。
【0021】一方、入力ポ−ト群11の所望の入力ポ−
トに入力した光信号ISは、液晶ディスプレイ14の一
面側の所定の位置に入射し、ここを通過した後、ミラ−
15で反射され、再び液晶ディスプレイ14を他面側か
ら一面側へ通過する。これにより、光信号ISは、液晶
ディスプレイ14上に描かれたパタ−ンによって位相変
調され偏向し、出力ポ−ト群12の所望の出力ポ−トに
入射し、当該光スイッチの出力光として出力される。
トに入力した光信号ISは、液晶ディスプレイ14の一
面側の所定の位置に入射し、ここを通過した後、ミラ−
15で反射され、再び液晶ディスプレイ14を他面側か
ら一面側へ通過する。これにより、光信号ISは、液晶
ディスプレイ14上に描かれたパタ−ンによって位相変
調され偏向し、出力ポ−ト群12の所望の出力ポ−トに
入射し、当該光スイッチの出力光として出力される。
【0022】以上説明したように、本第1の実施例によ
れば、ホログラム媒体として従来のサ−モプラスチック
の代わりに、高速書き換えが可能な液晶ディスプレイ1
4を用いたので、ホログラフィを用いた光スイッチのス
イッチングに要する時間を大幅に短縮できる。
れば、ホログラム媒体として従来のサ−モプラスチック
の代わりに、高速書き換えが可能な液晶ディスプレイ1
4を用いたので、ホログラフィを用いた光スイッチのス
イッチングに要する時間を大幅に短縮できる。
【0023】実際に、ホログラムの書換え時間がツイス
トネマチック液晶を用いた場合で数十〜数百ミリ秒、強
誘電性液晶を用いた場合で数十μ秒であり、サ−モプラ
スチック上のパタ−ンを書換える従来の方法のスイッチ
ング時間である数十秒に比べると、スイッチング時間が
大幅に短縮される。
トネマチック液晶を用いた場合で数十〜数百ミリ秒、強
誘電性液晶を用いた場合で数十μ秒であり、サ−モプラ
スチック上のパタ−ンを書換える従来の方法のスイッチ
ング時間である数十秒に比べると、スイッチング時間が
大幅に短縮される。
【0024】なお、本実施例では、ホログラム作製用制
御装置16のスイッチングに必要なホログラムのパタ−
ンの抽出を計算により行うようにしたが、情報をメモリ
に蓄えておき、それを読み出すようにしても良い。
御装置16のスイッチングに必要なホログラムのパタ−
ンの抽出を計算により行うようにしたが、情報をメモリ
に蓄えておき、それを読み出すようにしても良い。
【0025】図4は、本発明に係る光スイッチの第2の
実施例を示す構成図である。
実施例を示す構成図である。
【0026】本第2の実施例が前記第1の実施例を異な
る点は、電気アドレス型液晶空間光位相変調器を用いた
反射型光スイッチを構成する代わりに、電気アドレス型
液晶空間光位相変調器を用いて透過型光スイッチを構成
したことにある。
る点は、電気アドレス型液晶空間光位相変調器を用いた
反射型光スイッチを構成する代わりに、電気アドレス型
液晶空間光位相変調器を用いて透過型光スイッチを構成
したことにある。
【0027】そのため、本第2の実施例では、ミラ−1
5を排除して、出力ポ−ト群12を液晶ディスプレイ1
4の他面側に配置している。
5を排除して、出力ポ−ト群12を液晶ディスプレイ1
4の他面側に配置している。
【0028】このような構成を有する第2に実施例にお
いても、前記第1の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
いても、前記第1の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【0029】図5は、本発明に係る光スイッチの第3の
実施例を示す構成図である。
実施例を示す構成図である。
【0030】本第3の実施例と前記第1の実施例とが異
なる点は、電気アドレス型液晶空間光位相変調器を用い
て反射型光スイッチを構成する代わりに、光アドレス型
液晶空間光位相変調器を用いて反射型光スイッチを構成
したことにある。
なる点は、電気アドレス型液晶空間光位相変調器を用い
て反射型光スイッチを構成する代わりに、光アドレス型
液晶空間光位相変調器を用いて反射型光スイッチを構成
したことにある。
【0031】そのため、本第3の実施例では、液晶空間
光変調器として液晶ライトバルブ14aを用い、かつ、
ホログラム作製用制御装置16aとして電圧印加型のも
のに代えて光投射型のものを用い、液晶ライトバルブ1
4aの一面側に入力ポ−ト群11の光出射端面および出
力ポ−ト群12の光入射端面が対向し、液晶ライトバル
ブ14aの他面側にホログラム作製用制御装置16aを
配置している。
光変調器として液晶ライトバルブ14aを用い、かつ、
ホログラム作製用制御装置16aとして電圧印加型のも
のに代えて光投射型のものを用い、液晶ライトバルブ1
4aの一面側に入力ポ−ト群11の光出射端面および出
力ポ−ト群12の光入射端面が対向し、液晶ライトバル
ブ14aの他面側にホログラム作製用制御装置16aを
配置している。
【0032】図6は、液晶ライトバルブ14aの断面図
である。
である。
【0033】液晶ライトバルブ14aは、図6に示すよ
うに、ガラス基板30a,30b、透明電極31a,3
1b、配向膜32a,32b、液晶層33、反射層34
、遮蔽層35、光電層36および透明電極31a,31
b間に電圧を印加する電源37とから構成されており、
各層は、ガラス基板30aと30b間に、ガラス基板3
0a側から透明電極31a、配向膜32a、液晶層33
、配向膜32b、反射層34、遮蔽層35、光電層36
、透明電極31bを表記した順に配置してある。 こ
の液晶ライトバルブ14aにおいては、ガラス基板30
a側に光信号ISが読み出し光RLとして入出射され、
ガラス基板30b側にホログラム作製用制御装置16a
の投射光が書き込み光WLとして入射される。
うに、ガラス基板30a,30b、透明電極31a,3
1b、配向膜32a,32b、液晶層33、反射層34
、遮蔽層35、光電層36および透明電極31a,31
b間に電圧を印加する電源37とから構成されており、
各層は、ガラス基板30aと30b間に、ガラス基板3
0a側から透明電極31a、配向膜32a、液晶層33
、配向膜32b、反射層34、遮蔽層35、光電層36
、透明電極31bを表記した順に配置してある。 こ
の液晶ライトバルブ14aにおいては、ガラス基板30
a側に光信号ISが読み出し光RLとして入出射され、
ガラス基板30b側にホログラム作製用制御装置16a
の投射光が書き込み光WLとして入射される。
【0034】液晶ライトバルブ14aでは、ホログラム
作製用制御装置16aによって光電層36に投射された
パタ−ンに応じて液晶層33に電界が生じ、その電界に
応じて液晶分子の向きが変わり、液晶の持つ屈折率異方
性により書き込まれたパタ−ンに応じた屈折率分布が液
晶層33に現れる。入力光信号IS(読み出し光RL)
は、この液晶層33によって位相変調され、偏向するこ
とになる。このように液晶ライトバルブ14aは、光ア
ドレス型空間光位相変調器として機能する。
作製用制御装置16aによって光電層36に投射された
パタ−ンに応じて液晶層33に電界が生じ、その電界に
応じて液晶分子の向きが変わり、液晶の持つ屈折率異方
性により書き込まれたパタ−ンに応じた屈折率分布が液
晶層33に現れる。入力光信号IS(読み出し光RL)
は、この液晶層33によって位相変調され、偏向するこ
とになる。このように液晶ライトバルブ14aは、光ア
ドレス型空間光位相変調器として機能する。
【0035】なお、入力ポ−ト群11と出力ポ−ト群1
2と同様の配列の光源アレイを液晶ライトバルブ14a
の光電層36のホログラム作製用制御装置16a側に用
意し、接続したい入力ポ−トと出力ポ−トに対応する光
源アレイのポ−トから制御光を光電層36に投射し光電
層36に干渉縞を描くように構成してもよい。
2と同様の配列の光源アレイを液晶ライトバルブ14a
の光電層36のホログラム作製用制御装置16a側に用
意し、接続したい入力ポ−トと出力ポ−トに対応する光
源アレイのポ−トから制御光を光電層36に投射し光電
層36に干渉縞を描くように構成してもよい。
【0036】本第3の実施例においても、前記第1の実
施例と同様の効果を得ることができる。
施例と同様の効果を得ることができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホログラム媒体として従来のサ−モプラスチックの代わ
りに、高速書き換えが可能な液晶空間光変調器を用いた
ので、ホログラフィを用いた光スイッチのスイッチング
に要する時間を大幅に短縮できる。
ホログラム媒体として従来のサ−モプラスチックの代わ
りに、高速書き換えが可能な液晶空間光変調器を用いた
ので、ホログラフィを用いた光スイッチのスイッチング
に要する時間を大幅に短縮できる。
【図1】本発明に係る光スイッチの第1の実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図2】ホログラフィを用いた従来の光スイッチの構成
図である。
図である。
【図3】本発明に係る電気アドレス型液晶空間光位相変
調器の構成例を示す図である。
調器の構成例を示す図である。
【図4】本発明に係る光スイッチの第2の実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図5】本発明に係る光スイッチの第3の実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図6】本発明に係る液晶ライトバルブの断面図である
。
。
11…入力ポ−ト群
12…出力ポ−ト群
13…入力光信号制御装置
14…液晶ディスプレイ
14a…液晶ライトバルブ
15…ミラ−
Claims (1)
- 【請求項1】 空間的に配列した複数の入力ポ−トに
供給される光入力信号を所望の出力ポ−トから光出力信
号として出力する光スイッチにおいて、電界の印加状態
に応じて所望の領域の屈折率が変化する液晶空間光変調
器と、前記液晶空間光変調器への電界の印加状態を制御
する手段とを備え、入力ポ−トからの入力光信号を前記
液晶空間光変調器を介して出力ポ−トに送るようにした
ことを特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40592790A JPH04221927A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40592790A JPH04221927A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 光スイッチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04221927A true JPH04221927A (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=18515552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40592790A Pending JPH04221927A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 光スイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04221927A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1990
- 1990-12-25 JP JP40592790A patent/JPH04221927A/ja active Pending
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