JPH05289004A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光信号伝送回路網等において光路の切替えを
行う光スイッチに関し、温度変化に伴う損失が少なく構
造が簡単で組立の容易な光スイッチの提供を目的とす
る。 【構成】 ホルダ４に固定される側の端面近傍を残して
スリット51により２分されてなる基板52と、スリット51
を挟み基板52の自由端側にそれぞれ接合されてなる一対
のファイバ取付台53を有し、光ファイバ１の相手を切替
える際に横に移動させるファイバ取付台53と基板52を可
動台５、反対側のファイバ取付台53と基板52を固定台６
としたとき固定台６を構成する基板52が、ホルダ４に設
けられた支持腕41に螺着され基板52の側面に当接可能な
ストッパ42により、長さ方向への伸縮が自在でかつ厚さ
方向への移動が困難な状態に支承されるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光信号伝送回路網等にお
いて光路の切替えを行う光スイッチに係り、特にスイッ
チング速度が速く構造が簡単で組立の容易な光スイッチ
に関する。

【０００２】近年、情報社会の進展に伴って伝送速度の
高速化や伝送能力の大容量化が要求されるようになり、
光ＬＡＮ等光ファイバを伝送回路網の主体とする光伝送
システムの開発が盛んに行われているが、かかる光伝送
システムにおいて伝送路を切り換える光スイッチは極め
て重要な構成要素である。そこで高精度でスイッチング
速度が速く製造コストの低い光スイッチの実現が要求さ
れている。

【０００３】

【従来の技術】図４は従来の光スイッチを示す斜視図で
ある。光スイッチにはソレノイドによりプリズムやミラ
ーを回動または移動させて光路を切り換えるものや、ソ
レノイドまたは圧電アクチュエータで光ファイバを移動
させ光路を切り換えるものがある。しかし、前者は構造
が複雑で小型化が困難であることから光伝送システムで
は一般に後者の光スイッチが用いられる。

【０００４】ソレノイドで光ファイバを移動させる光ス
イッチは図４(a) に示す如くスイッチ本体とソレノイド
からなり、スイッチ本体は一対の板ばね21を介して一体
化されてなる固定台22および可動台23を具えている。な
お、複数対の光ファイバ１はそれぞれ端面が対向するよ
うに前記固定台22と可動台23に装着されている。

【０００５】ソレノイドはボビン24に巻回されたコイル
25とコイル25を貫通する接極子26と継鉄27からなり、コ
イル25に駆動電圧を印加すると接極子26が継鉄27に吸引
されて先端に連結された前記スイッチ本体の可動台23が
移動し、固定台22および可動台23に装着された光ファイ
バ１が１ピッチずれて対をなす相手が切り換わる。

【０００６】また、圧電アクチュエータによって光ファ
イバを移動させる光スイッチは図４(b) に示す如く、基
板31に固定された固定台32と印加された電圧に対応して
湾曲する圧電アクチュエータ33からなり、複数対の光フ
ァイバ１はそれぞれ端面が対向するように固定台32と圧
電アクチュエータ33に装着されている。

【０００７】例えば、図４(c) に示す如く圧電性セラミ
ックからなる２枚の素板34が積層された圧電バイモルフ
板は、２枚の素板34の分極が互いに逆向きであるため両
側に形成された電極35の間に直流電圧を印加すると、印
加される直流電圧の極性に対応して図の上方または下方
に湾曲し変位量は駆動電圧の大きさにほぼ比例する。

【０００８】即ち、かかる圧電バイモルフ板を前記光ス
イッチの圧電アクチュエータ33として使用することによ
って、前記ソレノイドにより光ファイバを移動させる光
スイッチに比べ光路を切り換える際の応答速度が速く、
しかも構造が簡単で部品数が少なく組立が容易で小型化
が可能な光スイッチを形成することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光スイ
ッチは光ファイバを装着する固定台と可動台または圧電
アクチュエータが別々に形成されており、固定台と可動
台または圧電アクチュエータの熱膨張率の差から温度変
化に伴って光ファイバの光軸がずれやすい。

【００１０】また、ソレノイド駆動の場合は固定台と可
動台の面、圧電アクチュエータ駆動の場合は固定台と圧
電アクチュエータの面、即ち光ファイバを装着する二つ
の面が同一平面に含まれるように調整するのが極めて難
しいという問題があった。

【００１１】本発明の目的は温度変化に伴う損失が少な
く構造が簡単で組立の容易な光スイッチを提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になる光ス
イッチの原理を示す斜視図である。なお全図を通し同じ
対象物は同一記号で表している。

【００１３】上記課題はホルダ４に固定される側の端面
近傍を残して形成されたスリット51で２分されてなる基
板52と、スリット51を挟み基板52の自由端側端面にそれ
ぞれ接合されてなる一対のファイバ取付台53を有し、端
面が互いに対向する複数対の光ファイバ１をスリット51
を挟み隣接するファイバ取付台53に装着し、いずれか一
方のファイバ取付台53を横に移動させ光ファイバ１の対
をなす相手を切替える光スイッチであって、光ファイバ
１の相手を切替えるに際し横に移動させる側のファイバ
取付台53と基板52を可動台５とし、反対側のファイバ取
付台53と基板52を固定台６としたとき少なくとも固定台
６を構成する基板52が、ホルダ４の側方に設けられた支
持腕41に螺着され先端が基板52の側面に当接可能なスト
ッパ42によって、長さ方向への伸縮が自在でかつ厚さ方
向への移動が困難なように支承されてなる本発明の光ス
イッチによって達成される。

【００１４】

【作用】図１においてホルダに固定される側の端面近傍
を残して形成されたスリットで２分されてなる基板と、
スリットを挟み基板の自由端側端面にそれぞれ接合され
てなる一対のファイバ取付台を有し、端面が互いに対向
する複数対の光ファイバをスリットを挟み隣接するファ
イバ取付台に装着する本発明の光スイッチは、基板の自
由端側端面にそれぞれ接合された一対のファイバ取付台
を同時に加工することによって、スリットを挟み隣接す
る二つの光ファイバ装着面が同一平面に含まれるよう極
めて容易に調整することができる。

【００１５】また、固定台を構成する基板がホルダの側
方に設けられた支持腕に螺着され先端が基板の側面に当
接可能なストッパによって、長さ方向への伸縮が自在で
かつ厚さ方向への移動が困難なように支承されてなる本
発明の光スイッチは、温度変化に伴う固定台側の基板の
伸縮を阻害することなく極めて簡単な構造で基板を補強
することが可能で、しかも光ファイバの光軸合わせに際
しストッパの嵌入深さを調整しファイバ取付台を横に移
動させることができる。即ち、温度変化に伴う損失が少
なく構造が簡単で組立の容易な光スイッチを実現するこ
とができる。

【００１６】

【実施例】以下添付図により本発明の実施例について説
明する。図２は本発明になる光スイッチの一実施例を示
す斜視図、図３は本発明になる光スイッチの他の実施例
を示す斜視図である。

【００１７】図２において本発明になる光スイッチの一
実施例は基板52が 200μm 程度の厚さを有するLiNbO₃単
結晶板からなり、少なくとも可動台構成領域に分極方向
が異なる分極反転層54を有し可動台構成領域の両面に電
極55が形成されている。

【００１８】基板52はホルダ４に固定される側の端面近
傍を残して形成されたスリット51で可動台側と固定台側
に２分されており、基板52の自由端側端面にはスリット
51を挟みガラス等からなる一対のファイバ取付台53がそ
れぞれ接合されている。

【００１９】即ち、可動台５は分極反転層54や電極55を
具えた基板52とその自由端側に接合されたファイバ取付
台53とで、また、固定台６は分極反転層54や電極55の無
い基板52とその自由端側に接合されたファイバ取付台53
とで構成されている。

【００２０】端面が互いに対向する複数対の光ファイバ
１をスリット51を挟み隣接するファイバ取付台53のファ
イバ装着面に装着し、電極55に電圧を印加することによ
って可動台５を構成する基板52が湾曲して光ファイバ１
の対をなす相手が切替わる。

【００２１】なお、同一ガラス板から切り出した一対の
ファイバ取付台53をそれぞれスリット51を挟む基板52の
自由端側端面に接合しても、接合時の若干の条件の差か
ら一対のファイバ取付台53のファイバ装着面が必ず同一
平面上にあるとは限らない。

【００２２】そこで本実施例では一対のファイバ取付台
53をそれぞれスリット51を挟む基板52の自由端側端面に
接合した後、可動台側ファイバ取付台53と固定台側ファ
イバ取付台53の上部を同時に切取ることによってファイ
バ装着面を形成している。

【００２３】一方、黄銅等からなり基板52の固定端側を
固定するホルダ４は側方に基板52を挟むよう対向させた
支持腕41を有し、先端が固定台６を構成する基板52の側
面に当接し厚さ方向に押圧するストッパ42が片方の支持
腕41に螺着されている。

【００２４】なお、本実施例では先端が可動台５を構成
する基板52の側面に当接可能なストッパ43が両側の支持
腕41に螺着され、可動台側ファイバ取付台53の電極55に
電圧が印加されていないときと電圧が印加されたときの
位置を規制している。

【００２５】両側の支持腕41に螺着されたストッパ43を
調整することによってファイバ取付台53の停止位置が調
整可能になり、電極55に電圧を印加して相手を切替える
前後において対をなす光ファイバ同士の光軸合わせを一
層容易に行うことができる。

【００２６】また、図３(a) において本発明になる光ス
イッチの他の実施例は基板52が磁性金属からなる板で形
成されており、基板52はホルダ４に固定される側の端面
近傍を残して形成されたスリット51で可動台側と固定台
側に２分されている。

【００２７】基板52の自由端側端面にはスリット51を挟
みガラス等からなる一対のファイバ取付台53がそれぞれ
接合されており、端面が互いに対向する複数対の光ファ
イバ１は隣接するファイバ取付台53のファイバ装着面に
それぞれ装着されている。

【００２８】一方、黄銅等からなり基板52の固定端側を
固定するホルダ４は側方に基板52を挟むよう対向させた
支持腕41を有し、先端が固定台６を構成する基板52の側
面に当接し厚さ方向に押圧するストッパ42が片方の支持
腕41に螺着されている。

【００２９】前記実施例とは異なり本実施例は可動台５
を移動せしめる駆動機構７が可動台５を構成する基板52
に連結されており、光ファイバ１の対をなす相手を切替
えるに際し駆動機構７に電圧を印加することによって可
動台５を移動させている。

【００３０】即ち、駆動機構７は例えば図３(b) に示す
如くコイル71を貫通するコ字状の鉄心72が両端に磁極7
3、74を具えており、駆動機構７を光スイッチに装着す
ると鉄心72が有する磁極73、74は可動台５を構成する基
板52を間に挟んで対向する。

【００３１】また、いずれか一方例えば磁極73を具えて
なる側の鉄心72と基板52の固定端近傍の間に永久磁石75
が装着されており、コイル71に電圧が印加されないとき
は永久磁石75から出る磁束の作用によって基板52が磁極
73に磁気吸着されている。

【００３２】永久磁石75から出る磁束の作用を打ち消す
方向の電圧をコイル71に印加することによって磁極73の
吸引力が低下し、かつ、磁極74の吸引力が増大してそれ
まで磁極73に吸着されていた基板52は反対側の磁極74に
よって磁気吸着される。

【００３３】このようにホルダの支持腕に螺着され基板
の側面に当接可能なストッパによって固定台側基板が、
長さ方向への伸縮が自在でかつ厚さ方向への移動が困難
なように支承されてなる本発明の光スイッチは、温度変
化に伴う基板の伸縮を阻害することなく極めて簡単な構
造で補強することが可能で、しかも光ファイバの光軸合
わせに際しストッパを調整しファイバ取付台を横に移動
させることができる。

【００３４】また、ホルダに固定される側の端面近傍を
残してスリットで２分されてなる基板と、スリットを挟
み基板の自由端側端面にそれぞれ接合されてなる一対の
ファイバ取付台を有し、端面が互いに対向する複数対の
光ファイバを隣接するファイバ取付台に装着する本発明
の光スイッチは、基板の自由端側端面にそれぞれ接合さ
れた一対のファイバ取付台を同時に加工することによ
り、二つの光ファイバ装着面が同一平面に含まれるよう
極めて容易に調整することができる。

【００３５】即ち、温度変化に伴う損失が少なく構造が
簡単で組立の容易な光スイッチを実現することができ
る。

【００３６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば温度変化に伴
う損失が少なく構造が簡単で組立の容易な光スイッチを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる光スイッチの原理を示す斜視図
である。

【図２】 本発明になる光スイッチの一実施例を示す斜
視図である。

【図３】 本発明になる光スイッチの他の実施例を示す
斜視図である。

【図４】 従来の光スイッチを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ４ ホルダ ５ 可動台 ６ 固定台 ７ 駆動機構 41 支持腕 42、43 ストッパ 51 スリット 52 基板 53 ファイバ取付台 54 分極反転層 55 電極 71 コイル 72 鉄心 73、74 磁極 75 永久磁石

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホルダ(4) に固定される側の端面近傍を
   残して形成されたスリット(51)で２分されてなる基板(5
   2)と、該スリット(51)を挟み該基板(52)の自由端側端面
   にそれぞれ接合されてなる一対のファイバ取付台(53)を
   有し、 端面が互いに対向する複数対の光ファイバ(1) を該スリ
   ット(51)を挟み隣接する該ファイバ取付台(53)に装着
   し、いずれか一方の該ファイバ取付台(53)を横に移動さ
   せ該光ファイバ(1) の対をなす相手を切替える光スイッ
   チであって、 該光ファイバ(1) の相手を切替えるに際し横に移動させ
   る側の該ファイバ取付台(53)と該基板(52)を可動台(5)
   とし、反対側の該ファイバ取付台(53)と該基板(52)を固
   定台(6) としたとき少なくとも該固定台(6) を構成する
   該基板(52)が、 該ホルダ(4) の側方に設けられた支持腕(41)に螺着され
   先端が該基板(52)の側面に当接可能なストッパ(42)によ
   って、長さ方向への伸縮が自在でかつ厚さ方向への移動
   が困難なように支承されてなることを特徴とする光スイ
   ッチ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光スイッチにおいて可動
   台(5) を構成する基板(52)の側面に当接可能なストッパ
   (43)が、ホルダ(4) の側方に設けられた支持腕(41)に螺
   着されてなることを特徴とする光スイッチ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された基板(52)の少なく
   とも可動台構成領域が分極反転層(54)を有するLiNbO₃単
   結晶板、若しくは圧電性セラミックを分極方向が逆向き
   になるよう積層してなるバイモルフ板からなり、該可動
   台構成領域の両面にそれぞれ電極(55)が形成されてなる
   ことを特徴とする光スイッチ。
4. 【請求項４】 請求項１記載の基板(52)が磁性または非
   磁性の金属からなり光ファイバ(1) の相手を切替えるに
   際し、外部に設けた駆動機構(7) によって可動台(5) を
   構成する該基板(52)を移動させることを特徴とする光ス
   イッチ。