JPH04255804A - マトリクス光導波路スイッチ - Google Patents

マトリクス光導波路スイッチ

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JPH04255804A
JPH04255804A JP3018109A JP1810991A JPH04255804A JP H04255804 A JPH04255804 A JP H04255804A JP 3018109 A JP3018109 A JP 3018109A JP 1810991 A JP1810991 A JP 1810991A JP H04255804 A JPH04255804 A JP H04255804A
Authority
JP
Japan
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optical
groove
matrix
refractive index
mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP3018109A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiko Sasakura
久仁彦 笹倉
Hideichiro Inagaki
秀一郎 稲垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH04255804A publication Critical patent/JPH04255804A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Optical Communication System (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システム等に用
いられるマトリクス光導波路スイッチに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のこの種のマトリクス光導波
路スイッチの一例を示すもので、ここでは「光路切替装
置」(特願昭62−204845号)に開示されたもの
を示す。図中、10は光マトリクスボードであり、複数
、ここでは2つの入力光信号用光導波路11,12と、
複数、同じく2つの出力光信号用光導波路13,14と
が互いにマトリクス状に交差する如く配置され、また、
各交差部には光導波路をその成形面に対して垂直に切断
する溝(以下、差点溝と称す。)15,16,17,1
8が設けられている。前記入力光信号用光導波路11,
12にはそれぞれ入力光ファイバ群20の光ファイバ2
1,22が接続され、また、出力光信号用光導波路13
,14にはそれぞれ出力光ファイバ群30の光ファイバ
31,32が接続されている。また、前記差点溝15〜
18には図示しない液注入・排出機構を介して、光導波
路のコアの屈折率と近似した屈折率を有する液(以下、
屈折率整合液と称す。)40が注入又は排出される。
【0003】前記構成において、入力光ファイバ群20
と出力光ファイバ群30との間の光路は光マトリクスボ
ード10の差点溝15〜18のうちの屈折率整合液40
が注入された差点溝と、排出された、いいかえれば周囲
の雰囲気、例えば空気で満たされた差点溝との組合せに
よって決定される。即ち、図2(a) に示すように差
点溝15,18に屈折率整合液40を注入し、また、差
点溝16を空気層41とすると、入力光ファイバ群20
の光ファイバ21から入射された光信号42は差点溝1
5を透過し、差点溝16の側壁面で反射され、さらに差
点溝18を透過して出力光ファイバ群30の光ファイバ
32に導かれる。同様に、図2(b) に示すように差
点溝15を空気層41とし、差点溝17に屈折率整合液
40を注入すると、前記光信号42は差点溝15の側壁
面で反射され、差点溝17を透過して出力光ファイバ群
30の光ファイバ31に導かれる。
【0004】このように本マトリクス光導波路スイッチ
によれば、光マトリクスボード10の任意の差点溝15
〜18に対して屈折率整合液40を注入又は排出するこ
とにより、一の光ファイバからの光信号を任意の光ファ
イバに出力する、いわゆる完全群の光路切替を達成でき
る。
【0005】ところで、前記マトリクス光導波路スイッ
チでは差点溝内を屈折率整合液で満たすことにより、該
差点溝透過時のフレネル反射損をなくすことができる。 しかしながら、前記差点溝は光導波路のクラッド層が欠
落した構造であるため、その溝幅に比例した光のもれが
生じ、透過損失が生じる。従って、低損失なマトリクス
光導波路スイッチを構成するためにはその溝幅が極力狭
いことが望ましい。
【0006】ここで、前記マトリクス光導波路スイッチ
をシングルモード光ファイバ(コア径約10μm)を用
いた光通信システムへ適用することを前提として、差点
溝の加工可能な寸法を考えると、溝幅10μm程度、深
さ20〜30μm程度となる。また、差点溝の長さLも
光導波路間のピッチに制限され、100μm程度となる
。これらの寸法から差点溝の容積を見積ると、現状の液
注入・排出機構の性能より約3桁以上少ないp・l(ピ
コ・リットル)オーダとなる。
【0007】従って、前記差点溝の微量容積に相当する
液量を計量し、且つ精度良く注入することは現状の液注
入・排出機構ではほぼ不可能であるという問題があった
。また、差点溝内に注入可能な屈折率整合液が微量であ
るため、設定した光路を長期に亘って維持するには屈折
率整合液の蒸発対策や液面のセンシングが必要となると
いう問題があった。
【0008】図3は従来のこの種のマトリクス光導波路
スイッチの他の例を示すもので、ここでは「Bista
ble optical switching usi
ng bubbles」(Integrated Ph
otonicsResearch ,TuD8,199
0,P75 )に開示されたものを示す。図中、50は
光マトリクスボードであり、複数、ここでは2つの入力
光信号用光導波路51,52と、複数、同じく2つの出
力光信号用光導波路53,54とが互いにマトリクス状
に交差する如く配置され、また、各交差部には光導波路
をその成形面に対して垂直に切断する溝(以下、差点溝
と称す。)55,56,57,58が設けられている。 前記入力光信号用光導波路51,52にはそれぞれ入力
光ファイバ群20の光ファイバ21,22が接続され、
また、出力光信号用光導波路53,54にはそれぞれ出
力光ファイバ群30の光ファイバ31,32が接続され
ている。また、前記差点溝55〜58には電解質の液体
43が充填され密閉されているとともに、図示しない電
源装置に接続された電極(図示せず)がそれぞれ装着さ
れている。
【0009】前記構成において、入力光ファイバ群20
と出力光ファイバ群30との間の光路は図2に示した例
と同様、差点溝内に液体があるか又は気体があるかによ
って決定される。即ち、当初、全ての差点溝55〜58
には電解質の液体43が充填されているから、入力光フ
ァイバ群20の各光ファイバから入射された光信号は全
ての差点溝を直進する。次に、一の差点溝、例えば56
に装着した電極に通電して該差点溝56内の液体43を
電気分解すると、該差点溝56内に気泡44が生じる。 この時、入力光ファイバ群20の光ファイバ21から入
射された光信号45は差点溝55を透過し、差点溝56
の側壁面で光導波路と気泡との屈折率の差により反射さ
れ、さらに差点溝58を透過して出力光ファイバ群30
の光ファイバ32に導かれる。なお、差点溝56内の気
泡44は電気分解の逆を行うことにより、元の液体43
に戻すことができる。
【0010】このように本マトリクス光導波路スイッチ
によれば、光マトリクスボード50の任意の差点溝55
〜58に装着した電極に通電し、電解質の液体43に気
泡44を発生又は消滅させることにより、一の光ファイ
バからの光信号を任意の光ファイバに出力する、いわゆ
る完全群の光路切替を達成できる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記マトリ
クス光導波路スイッチでは差点溝が光信号を反射する状
態、即ち液体43中に気泡44が存在する状態を維持す
るためには全ての差点溝もしくは光マトリクスボード5
0全体を密閉構造とする必要があるが、長期間、密閉を
維持することは困難であり、また、密閉不足は気泡44
の消滅を引起し、反射状態を透過状態に変えてしまうと
いう問題があった。
【0012】また、差点溝に充填する液体43としては
電解質であって且つ光導波路のコアの屈折率と近似した
屈折率を備えていることが必要であるが、このような条
件を満たし、しかも長期的に安定した液体を入手するこ
とは困難であるという問題があった。即ち、前記従来例
においては液体43として水を挙げているが、光マトリ
クスボードの光導波路を石英系のシングルモード用と仮
定すると、石英の屈折率は約1.46、水の屈折率は約
1.3 であり、大きく異なる。従って、光導波路内を
伝搬する光信号には差点溝を透過する際に屈折率の不一
致に起因するフレネル反射が生じ、この不要な反射光が
差点溝通過時に透過損失を生じさせ、さらには漏話特性
をも劣化させるという問題があった。
【0013】さらにまた、図2及び図3のマトリクス光
導波路スイッチとも光信号の反射は差点溝の側壁面で行
われることになるが、溝加工時に生じる側壁面の荒れに
よって光の散乱が生じ、反射損失を生じるという問題が
あった。
【0014】本発明は前記従来の問題点に鑑み、低損失
な光路を長期に亘って安定して設定でき、しかも小形で
且つ経済的なマトリクス光導波路スイッチを提供するこ
とを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、複数並設された光導波路を互いにマトリク
ス状に交差する如く配置し、各交差部に光導波路をその
成形面に対して垂直に切断する溝を設けてなる光マトリ
クスボードを備えたマトリクス光導波路スイッチにおい
て、前記各溝内を光導波路のコアの屈折率と近似した屈
折率を有する液体で満たすとともに、前記溝より寸法が
小さいミラーと、該ミラーを任意の溝内に装着し又は任
意の溝内より取出す手段とを備えたマトリクス光導波路
スイッチを提案する。
【0016】
【作用】本発明によれば、光導波路に入射された光信号
は屈折率整合液のみが満たされた溝を通過し、ミラーが
装着された溝で該ミラーにより反射され、対応する光導
波路に出力される。
【0017】
【実施例】図1は本発明のマトリクス光導波路スイッチ
の一実施例を示すものである。図中、60は光マトリク
スボードであり、複数、ここでは2つの入力光信号用光
導波路61,62と、複数、同じく2つの出力光信号用
光導波路63,64とが互いにマトリクス状に交差する
如く配置され、また、各交差部には光導波路をその成形
面に対して垂直に切断する溝(以下、差点溝と称す。)
65,66,67,68が設けられている。前記入力光
信号用光導波路61,62にはそれぞれ入力光ファイバ
群20の光ファイバ21,22が接続され、また、出力
光信号用光導波路63,64にはそれぞれ出力光ファイ
バ群30の光ファイバ31,32が接続されている。ま
た、前記差点溝65〜68には光導波路のコアの屈折率
と近似した屈折率を有する液(以下、屈折率整合液と称
す。)70が満たされている。また、前記差点溝65〜
68には後述するロボット機構を介してミラー71が抜
差自在に装着される。
【0018】前記構成において、入力光ファイバ群20
と出力光ファイバ群30との間の光路は光マトリクスボ
ード60の差点溝65〜68のうち、ミラー71が装着
された差点溝と、装着されてない、いいかえれば屈折率
整合液70のみが満たされた差点溝との組合せによって
決定される。即ち、図1(a) に示すように差点溝6
6のみにミラー71を装着すると、入力光ファイバ群2
0の光ファイバ21から入射された光信号72は差点溝
65を透過し、差点溝66内に装着されたミラー71で
反射され、さらに差点溝68を透過して出力光ファイバ
群30の光ファイバ32に導かれる。同様に、図1(b
) に示すように差点溝65のみにミラー71を装着す
ると、前記光信号72は差点溝65内に装着されたミラ
ー71で反射され、差点溝67を透過して光ファイバ3
1に導かれる。なお、図1(a) において差点溝67
にもミラー71を装着すれば、光ファイバ22からの光
信号を光ファイバ31に導くことができ、また、図1(
b) において差点溝68にもミラー71を装着すれば
、光ファイバ22からの光信号を光ファイバ32に導く
ことができることはいうまでもない。
【0019】このように本マトリクス光導波路スイッチ
によれば、光マトリクスボード60の任意の差点溝65
〜68にミラー71を装着し又は取出すことにより、一
の光ファイバからの光信号を任意の光ファイバに出力す
る、いわゆる完全群の光路切替を達成できる。また、本
スイッチでは全ての差点溝に屈折率整合液70を満たす
ことになるので、光マトリクスボード60全体を屈折率
整合液70内に浸しても良く、差点溝内の屈折率整合液
の蒸発に基く設定光路の変化に対する信頼性を高めるこ
ともできる。また、ミラー71の抜差は屈折率整合液7
0中で行われるため、その潤滑効果により小さな力で抜
差が可能となることも期待できる。また、光信号もミラ
ー71で反射されるため、該ミラー71の表面精度を向
上させるのみで極めて容易に反射損失を少なくすること
ができる。
【0020】図4は前記ミラー71を光マトリクスボー
ド60の任意の差点溝に装着し又は取出すロボット機構
の一例を示すもので、ここでは真空吸引によって前記ミ
ラー71を把持するようになした例を示す。即ち、図中
、80はロボット機構であり、本体81と、一対のハン
ド82,83と、空気を吸引するための吸引孔84を複
数個備えた一対の把持部85,86とを有する。
【0021】ここで、ミラー71を差点溝に装着する際
は、まず、ハンド82,83を閉じ、把持部85,86
で真空吸引することによりミラー71を柔軟に且つ強固
に把持する。その後、本体81を介して図示しない駆動
機構によりロボット機構80全体を目的とする差点溝、
例えば67上に移動させ、位置決めした後、ミラー71
をロボット機構80とともに屈折率整合液70が充填さ
れた差点溝67に対して降下し、挿入する。しかる後、
前記把持部85,86による吸引を停止し、ハンド82
,83を離すことにより、ミラー71をそのまま差点溝
67内に残す。
【0022】また、同様にミラー71を差点溝から取出
す際は、ロボット機構80全体を目的とする差点溝、例
えば67上に移動させ、位置決めした後、降下させ、ハ
ンド82,83を閉じ、把持部85,86で真空吸引す
ることによりミラー71を把持し、しかる後、ロボット
機構80を持ち上げることによってミラー71を該差点
溝67から取出す。
【0023】なお、ミラー71を把持する他の方法とし
てはミラー71に金属を取付け、該金属をロボットの先
端に取付けた電磁石の磁力で吸着する方法等がある。
【0024】また、前記ミラー71としては無色透明の
ガラス薄片に誘電体や金属膜を蒸着して反射ミラー面を
形成したものや、無色透明の高分子材料をスピンコート
し、その上に誘電体や金属膜を蒸着して反射ミラー面を
形成し、これを所定の大きさに切断したもの等が考えら
れる。また、反射ミラー面の保護という観点から、該反
射ミラー面を前述したガラス薄片や高分子材料でサンド
イッチして積層構造となしても良い。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
マトリクスボードの任意の溝にミラーを装着し又は取出
すことにより、一の光ファイバからの光信号を任意の光
ファイバに出力する、いわゆる完全群の光路切替を達成
できることはもとより、光信号の反射はミラーで行われ
るため、その反射損失を少なくすることができ、また、
屈折率整合液を溝内より除去する必要がないため、屈折
率整合液の量を従来よりはるかに多くでき、溝内の屈折
率整合液の蒸発に基く設定光路の変化に対する信頼性を
高めることができ、小形で且つ経済的なマトリクス光導
波路スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明のマトリクス光導波路スイッチの一
実施例を示す説明図
【図2】  従来のマトリクス光導波路スイッチの一例
を示す説明図
【図3】  従来のマトリクス光導波路スイッチの他の
例を示す説明図
【図4】  ミラーを差点溝に装着し又は取出すロボッ
ト機構の説明図
【符号の説明】
60…光マトリクスボード、61,62…入力光信号用
光導波路、63,64…出力光信号用光導波路、65,
66,67,68…差点溝、70…屈折率整合液、71
…ミラー、80…ロボット機構、81…本体、82,8
3…ハンド、85,86…把持部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  複数並設された光導波路を互いにマト
    リクス状に交差する如く配置し、各交差部に光導波路を
    その成形面に対して垂直に切断する溝を設けてなる光マ
    トリクスボードを備えたマトリクス光導波路スイッチに
    おいて、前記各溝内を光導波路のコアの屈折率と近似し
    た屈折率を有する液体で満たすとともに、前記溝より寸
    法が小さいミラーと、該ミラーを任意の溝内に装着し又
    は任意の溝内より取出す手段とを備えたことを特徴とす
    るマトリクス光導波路スイッチ。
JP3018109A 1991-02-08 1991-02-08 マトリクス光導波路スイッチ Pending JPH04255804A (ja)

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JP3018109A JPH04255804A (ja) 1991-02-08 1991-02-08 マトリクス光導波路スイッチ

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JP3018109A JPH04255804A (ja) 1991-02-08 1991-02-08 マトリクス光導波路スイッチ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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