JPH0534734A - 光マトリクススイツチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 偏波依存性が無くかつ光スイッチの制御が容
易な光マトリクススイッチ装置を提供する。 ［構成］ １×２分離部16の一方及び他方の出力を第一
伝搬路20でループ状に接続し、２×１合波部24の一方及
び他方の入力を第二伝搬路28でループ状に接続する。こ
れらループ状の伝搬路20、28 の交差部に光スイッチ14を
設ける。偏波面が直交する第一及び第二偏光を分離部16
で分離する。分離した第一及び第二偏光は同一の第一伝
搬路20を逆向きに伝搬して光スイッチ14に至る。第一伝
搬路20に設けた回転子22で第二偏光を回転させ、第一及
び第二偏光の偏波面を一致させて光スイッチ14に入力す
る。この結果偏波依存性を無くせる。またループ状の伝
搬路20及び28の交差部に光スイッチ14を設けているの
で、第一及び第二偏光の光路切り換えを同一の光スイッ
チで行え従って光スイッチの制御が複雑にならない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光マトリクススイッ
チ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来提案されている導波型光スイッチ
は、基板に形成した導波路を有しこの導波路の屈折率を
電気的に可変制御することによって光のスイッチング或
はオン・オフ制御を行うように構成されている。一般に
光を導波路に入力すると、電界ベクトルが直交する２つ
の偏光例えばＴＭ波及びＴＥ波が導波路に励起され、こ
れら２つの偏光が導波路を伝搬する。しかし偏光により
基板の屈折率、電気光学効果の大きさが異なり、一般に
偏光がある光軸に沿う方向で電気光学効果が最大とな
る。これがため、電界ベクトルが基板光軸方向からずれ
た一方の偏光をスイッチング或はオン・オフするには、
導波型光スイッチの動作電圧を高くする必要がある。ま
た一方の偏光のクロストークが悪くなるという問題点を
生じる。

【０００３】そこで、このような偏光依存性をなくすた
めの種々の提案が成されており、偏光依存性を無くすよ
うにした導波型光スイッチとして例えば文献１：特開昭
６２−１７０９４４号公報や文献２：特開平２−２０４
７２８に提案されているものがある。

【０００４】文献１の導波型光スイッチでは、偏光依存
性をなくすため、電界ベクトル方向が直交する２つの偏
光を分離し、そののち一方の偏光の電界ベクトル方向を
回転させて２つの偏光の電界ベクトル方向を一致させ
る。そしてこれら２つの偏光のスイッチング制御をそれ
ぞれ別の光スイッチ素子により行う。その後、一方の偏
光の電界ベクトル方向を再び回転させて２つの偏光の電
界ベクトル方向を直交させ、これら２つの偏光を合波し
て出力する。

【０００５】また文献２の導波型光スイッチでは、第一
及び第二の導波路の入力側端部を互いに結合すると共に
出力側端部を互いに結合して分岐干渉器を構成し、この
分岐干渉器に電極及び静的位相制御部を設ける。電界ベ
クトルが互いに直交する２つの偏光を入力側端部に入力
すると、２つの偏光が分岐される。その結果、第一の導
波路を導波して出力側端部に至る２つの偏光と第二の導
波路を導波して出力側端部に至る２つの偏光とが生じ
る。第一及び第二の導波路を導波して出力側端部に至っ
た２つの偏光は合波される。合波される２つの偏光の位
相差を電極を介し制御することによってこれら偏光のオ
ン・オフ制御を行う。また偏光依存性をなくすため、静
的位相制御部により、２つの偏光に対してこれら偏光の
オン・オフの動作点が一致するような位相差を与える。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
文献１の光スイッチでは、光スイッチをマトリクス状に
配置して光マトリクススイッチ装置を構成する場合、分
離した２つの偏光をそれぞれスイッチングするため個々
の光スイッチ毎に２つの光スイッチ素子を必要とするの
で、装置構成が複雑になりまた光スイッチ素子の制御個
数が多くなるという問題点があった。

【０００７】さらに文献２の光スイッチでは、光マトリ
クススイッチ装置を構成する場合、動作電圧を必ずしも
実用上十分に満足できる程度まで低くすることができな
いという問題点があった。

【０００８】この発明の目的は、上述した従来の問題点
を解決し、偏波依存性をなくせかつ装置構成が簡単な光
マトリクススイッチ装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明の光マトリクススイッチは、ｎ個の入力経
路をそれぞれ、ｍ個の出力経路と交差させ、これら入力
及び出力経路の交差部に光スイッチを設けて成る。

【００１０】各入力経路はそれぞれ、１×２偏光分離部
と、偏光分離部の入力に設けた入力ポートと、偏光分離
部の一方及び他方の出力の間をループ状に接続する第一
伝搬路と、第一伝搬路に設けた第一偏光回転部とを有す
る。また各出力経路はそれぞれ、２×１偏光合波部と、
偏光合波部の出力に設けた出力ポートと、偏光合波部の
一方及び他方の入力の間をループ状に接続する第二伝搬
路と、第二伝搬路に設けた第二偏光回転部とを有する。
そして各入力経路の第一伝搬路をそれぞれ、すべての出
力経路の第二伝搬路と交差させ、これら第一及び第二伝
搬路の交差部に光スイッチを配置して、マトリクススイ
ッチ部を構成する。さらに第一偏光回転部を、マトリク
ススイッチ部及び偏光分離部の間に設け、第二偏光回転
部を、マトリクススイッチ部及び偏光合波部の間に設け
る。

【００１１】偏光分離部は電界ベクトルの方向が互いに
直交する第一偏光及び第二偏光を入力し、電界ベクトル
の方向の相違に基づいて第一及び第二偏光を分離する。
第一偏光回転部は、マトリクススイッチ部の入力面にお
ける第一及び第二偏光の電界ベクトルの方向を一致させ
るように、第一及び第二偏光の双方又は一方の電界ベク
トルの方向を回転させる。第二偏光回転部は、偏光合波
部の入力面における第一及び第二偏光の電界ベクトルの
方向を直交させるように、第一及び第二偏光の双方又は
一方の電界ベクトルの方向を回転させる。偏光合波部は
第一及び第二偏光を合波し、電界ベクトルの方向が互い
に直交する第一及び第二偏光を出力する。

【００１２】

【作用】このような構成によれば、偏光分離部は電界ベ
クトル方向が互いに直交する第一及び第二偏光を入力
し、これら偏光を分離する。偏光分離部は分離した第一
及び第二偏光を一方及び他方の出力から出力する。一
方、第一伝搬路は偏光分離部の一方及び他方の出力をル
ープ状に接続する。従ってこれら分離された第一及び第
二偏光は第一伝搬路を互いに逆向きに伝搬してマトリク
ススイッチ部に入力する。

【００１３】しかも第一偏光回転部は第一及び第二偏光
の双方又は一方の電界ベクトル方向を回転させ、マトリ
クススイッチ部の入力面における第一及び第二偏光の電
界ベクトル方向を一致させる。従って電界ベクトル方向
が一致する第一及び第二偏光がマトリクススイッチ部の
光スイッチに入力するので偏光依存性をなくせる。また
電界ベクトル方向が一致する第一及び第二偏光が同じ第
一伝搬路を伝搬しても、これら偏光の伝搬方向は逆向き
なのでこれら偏光が互いに干渉し合うことはない。

【００１４】さらにこの発明の構成によれば、各入力経
路の第一伝搬路をそれぞれ、すべての出力経路の第二伝
搬路と交差させ、これら第一及び第二伝搬路の交差部に
光スイッチを配置して、マトリクススイッチ部を構成す
る。

【００１５】第一及び第二伝搬路は光スイッチを介して
光学的に結合し、第二伝搬路は偏光合波部の一方及び他
方の入力をループ状に接続する。従って光スイッチを介
して第一及び第二偏光の光路を切り換えることにより、
所望の偏光分離部に入力した第一及び第二偏光を所望の
偏光合波部に入力させることができる。光路を切り換え
た第一及び第二偏光は第二伝搬路を互いに逆向きに伝搬
して偏光合波部に入力する。

【００１６】光スイッチは４つの入出力ポート１Ａ、１
Ｂ、２Ａ及び２Ｂを備える。入出力ポート１Ａは偏光分
離部の一方の出力側の第一伝搬路部分と接続し、入出力
ポート１Ｂは偏光分離部の他方の出力側の第一伝搬路部
分と接続する。また入出力ポート２Ａは偏光合波部の一
方の入力側の第二伝搬路部分と接続し、入出力ポート２
Ｂは偏光合波部の他方の入力側の第二伝搬路部分と接続
する。

【００１７】所望の偏光合波部に至る第二伝搬路と接続
する光スイッチは、第一偏光を入出力ポート１Ａから入
力し入出力ポート２Ｂから出力して第一偏光の光路を切
り換え、また第二偏光を入出力ポート１Ｂから入力し入
出力ポート２Ａから出力して第二偏光の光路を切り換え
る。同一の偏光分離部から出力した第一及び第二偏光を
同一の光スイッチに入力し、この同一の光スイッチを介
し光路切り換えを行うことによって、これら第一及び第
二偏光を同一の偏光合波部に入力させることができる。

【００１８】そして所望の偏光合波部に至る第二伝搬路
ではない第二伝搬路と接続する光スイッチは、第一偏光
を入出力ポート１Ａから入力し入出力ポート１Ｂから出
力して第一偏光の光路切り換えを行わず、また第二偏光
を入出力ポート１Ｂから入力し入出力ポート１Ａから出
力して第二偏光の光路切り換えを行わない。

【００１９】さらにこの発明の構成によれば、第二偏光
回転部は偏光合波部の入力面における第一及び第二偏光
の電界ベクトルの方向を直交させるように、第一及び第
二偏光の双方又は一方の電界ベクトルの方向を回転させ
る。従って偏光合波部は電界ベクトル方向が直交する第
一及び第二偏光を合波し出力する。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例につ
き説明する。尚、図面はこの発明が理解できる程度に概
略的に示してあるに過ぎず、従ってこの発明を図示例に
限定するものではない。

【００２１】図１はこの発明の第一実施例の構成を概略
的に示す平面図である。同図にも示すように、第一実施
例の光マトリクススイッチ装置８は、ｎ個例えば４個の
入力経路１０をそれぞれ、ｍ個例えば４個の出力経路１
２と交差させ、これら経路１０及び１２の交差部に光ス
イッチ１４を設けて成る。

【００２２】各入力経路１０はそれぞれ、１×２偏光分
離部１６と、偏光分離部１６の入力に設けた入力ポート
１８と、偏光分離部１６の一方及び他方の出力の間をル
ープ状に接続する第一伝搬路２０と、第一伝搬路２０に
設けた第一偏光回転部２２とを有する。従って光マトリ
クススイッチ装置８は偏光分離部１６、入力ポート１
８、第一伝搬路２０、及び第一偏光回転部２２を、それ
ぞれｎ個ずつ有する。

【００２３】また各出力経路１２はそれぞれ、２×１偏
光合波部２４と、偏光合波部２４の出力に設けた出力ポ
ート２６と、偏光合波部２４の一方及び他方の入力の間
をループ状に接続する第二伝搬路２８と、第二伝搬路２
８に設けた第二偏光回転部３０とを有する。従って光マ
トリクススイッチ装置８は偏光合波部２４、出力ポート
２６、第二伝搬路２８、及び第二偏光回転部３０を、そ
れぞれｍ個ずつ有する。

【００２４】そして各入力経路１０の第一伝搬路２０を
それぞれ、すべての出力経路１２の第二伝搬路２８と交
差させ、これら伝搬路２０及び２８の交差部に光スイッ
チ１４を配置して、マトリクススイッチ部３２を構成す
る。

【００２５】さらに第一偏光回転部２２を、マトリクス
スイッチ部３２及び偏光分離部１６の間に設ける。また
第二偏光回転部３０を、マトリクススイッチ部３２及び
偏光合波部２４の間に設ける。

【００２６】この実施例では、マトリクススイッチ部３
２をクロスバー型の４×４光マトリクススイッチとし、
このマトリクススイッチ部３２を基板３４に設ける。基
板３４は電気光学効果を有する基板又は化合物半導体基
板であり、この基板３４に入力導波路３６及び出力導波
路３８を設ける。４本の入力導波路３６を並列配置する
と共に４本の出力導波路３８を並列配置し、各入力導波
路３６をそれぞれ、４本すべての出力導波路３８と交差
させる。これら導波路３６及び３８の交差部に光スイッ
チ１４を設け、クロスバー型の４×４光マトリクススイ
ッチを構成する。光スイッチ１４は、全反射型、方向性
結合器型或はこれら以外の他の種類の２×２光スイッチ
素子である。

【００２７】第一伝搬路２０は入力導波路３６、偏波保
存ファイバ４０及び４２を有する。偏光分離部１６の一
方の出力、偏波保存ファイバ４０、入力導波路３６、偏
波保存ファイバ４２及び偏光分離部１６の他方の出力
を、順次に、接続する。これら偏波保存ファイバ４０、
入力導波路３６及び偏波保存ファイバ４２により、偏光
分離部１６の一方及び他方の出力の間をループ状に接続
する。

【００２８】また第二伝搬路２８は出力導波路３８、偏
波保存ファイバ４４及び４６を有する。偏光合波部２４
の一方の入力、偏波保存ファイバ４４、出力導波路３
８、偏波保存ファイバ４６及び偏光合波部２４の他方の
入力を順次に接続する。これら偏波保存ファイバ４４、
出力導波路３８及び偏波保存ファイバ４６により偏光合
波部２４の一方及び他方の入力の間をループ状に接続す
る。

【００２９】ここで、所定の入力ポート１８（例えば図
中符号Ｐを付した入力ポート１８）から入力した光を、
所定の出力ポート２６（例えば図中符号Ｑを付した出力
ポート２６）から出力させる場合を考える。この場合に
は、入力ポートＰに接続する入力導波路３６（図中符号
Ｒを付した入力導波路３６）と出力ポートＱに接続する
出力導波路３８（図中符号Ｓを付した出力導波路３８）
とが交差する交差部の光スイッチ１４（図中符号Ｔを付
した光スイッチ１４）により、第一及び第二偏光の光路
を、第一伝搬路２０の入力導波路Ｒから第二伝搬路２８
の出力導波路Ｓへスイッチングする。入力導波路Ｒ上の
光スイッチＴを除く残りの光スイッチ１４は、第一及び
第二偏光の光路をスイッチングしない。

【００３０】偏光分離部１６は偏光ビームスプリッタで
ある。偏光分離部１６は電界ベクトルの方向が互いに直
交する第一偏光及び第二偏光を入力ポート１８から入力
し、電界ベクトルの方向の相違に基づいて第一及び第二
偏光を分離する。偏光分離部１６は分離した第一偏光を
一方の出力から及び分離した第二偏光を他方の出力から
出力する。同一の偏光分離部１６から出力した第一及び
第二偏光は同一の入力導波路３６に入力する。第一偏光
は偏波保存ファイバ４０を介し入力導波路３６の一方の
入力ポートに入力し、第二偏光は偏波保存ファイバ４２
を介し入力導波路３６の他方の入力ポートに入力する。

【００３１】第一偏光回転部２２は、マトリクススイッ
チ部３２の入力面における第一及び第二偏光の電界ベク
トルの方向を一致させるように、第一及び第二偏光の双
方又は一方の電界ベクトルの方向を回転させる。この例
では、第一偏光回転部２２を、偏光分離部１６の他方の
出力及びマトリクススイッチ部３２の間の第一伝搬路部
分（この例では偏波保存ファイバ４２）に設けたファラ
デー回転子とし、第一偏光回転部２２により第二偏光を
回転させる。

【００３２】また第二偏光回転部３０は、偏光合波部２
４の入力面における第一及び第二偏光の電界ベクトルの
方向を直交させるように、第一及び第二偏光の双方又は
一方の電界ベクトルの方向を回転させる。この例では、
第二偏光回転部３０を、偏光合波部２４の一方の入力及
びマトリクススイッチ部３２の間の第二伝搬路部分（こ
の例では偏波保存ファイバ４６）に設けたファラデー回
転子とし、第二偏光回転部３０により第二偏光を回転さ
せる。尚、第一偏光回転部２２及び第二偏光回転部３０
を構成する回転子はファラデー回転子に限定されず、こ
のほか例えば、軸を軸回りにねじった偏波保存ファイバ
を回転子として用いてもよい。

【００３３】そしてこの実施例では、第一偏光の電界ベ
クトル方向が基板３４の光軸方向に一致するように、第
一及び第二偏光を入力ポート１８に入力し、第一及び第
二偏光を偏光分離部１６で分離する。分離した第一偏光
は偏波保存ファイバ４０を介し入力導波路３６の一方の
入力ポートに入力する。偏波保存ファイバ４０は、マト
リクススイッチ部３２の入力面となる入力導波路３６の
入力面における第一偏光の電界ベクトル方向が基板３４
の光軸方向と一致するように、第一偏光の偏波面を保存
する。また分離した第二偏光は偏波保存ファイバ４２及
び第一偏光回転部２２を介し入力導波路３６の他方の入
力ポートに入力する。第一偏光回転部２２は、入力導波
路３６の入力面における電界ベクトル方向が基板３４の
光軸方向と一致するように、分離した第二偏光の電界ベ
クトル方向を回転させ、この回転させた第二偏光を入力
導波路３６に入力する。この結果、入力導波路３６に入
力する第一及び第二偏光の電界ベクトル方向は双方とも
に基板３４の光軸方向と一致する。

【００３４】同一の入力ポート１８から入力された第一
及び第二偏光は同一の入力導波路３６に入力する。しか
もこれら第一及び第二偏光のうち第一偏光は入力導波路
３６の一方から及び第二偏光は入力導波路３６の他方か
ら入力導波路３６に入力するので、これら第一及び第二
偏光は同一の入力導波路３６を逆方向に伝搬する。

【００３５】そしてこれら第一及び第二偏光の光路を、
光スイッチ１４を介し入力導波路３６から第二伝搬路２
８の出力導波路３８に切り換えると、これら第一及び第
二偏光は同一の出力導波路３８を逆方向に伝搬し、同一
の偏光合波部２４に入力する。

【００３６】これら第一及び第二偏光のうち第一偏光
は、出力導波路３８の他方の出力ポート及び偏波保存フ
ァイバ４８を経て偏光合波部２４の他方の入力に入力
し、また第二偏光は出力導波路３８の一方の出力ポー
ト、偏波保存ファイバ４６及び第二偏光回転部３０を経
て偏光合波部２４の一方の入力に入力する。

【００３７】偏波保存ファイバ４６は、偏光合波部２４
の入力面における第一偏光の電界ベクトル方向が基板３
４の光軸方向と一致するように、第一偏光の偏波面を保
存する。また第二偏光回転部３０は、偏光合波部２４の
入力面における第二偏光の電界ベクトル方向が基板３４
の光軸方向と直交するように、第二偏光の電界ベクトル
方向を回転させ、この回転させた第二偏光を偏光合波部
２４に入力する。この結果、偏光合波部２４に入力する
第一及び第二偏光の電界ベクトル方向は直交する。

【００３８】偏光合波部２４は偏光ビームスプリッタで
ある。偏光合波部２４は第一及び第二偏光を合波し、電
界ベクトルの方向が互いに直交する第一及び第二偏光を
出力する。

【００３９】尚、第一偏光回転部２２により第一及び第
二偏光の双方の電界ベクトルの方向を回転させる場合に
は、偏光分離部１６の他方の出力及びマトリクススイッ
チ部３２の間の第一伝搬路部分に設けたファラデー回転
子と、偏光分離部１６の一方の出力及びマトリクススイ
ッチ部３２の間の第一伝搬路部分（この例では偏波保存
ファイバ４０）に設けたファラデー回転子とを第一偏光
回転部２２とするようにすればよい。また第二偏光回転
部３０により第一及び第二偏光の双方の電界ベクトルの
方向を回転させる場合には、偏光合波部２４の一方の入
力及びマトリクススイッチ部３２の間の第二伝搬路部分
に設けたファラデー回転子と、偏光合波部２４の他方の
入力及びマトリクススイッチ部３２の間の第二伝搬路部
分（この例では偏波保存ファイバ４８）に設けたファラ
デー回転子とを第二偏光回転部３０とするようにすれば
よい。

【００４０】図２は第一実施例の動作説明のため第一実
施例の要部構成を概略的に示す平面図であり、所定の入
力ポートを備える入力経路と所定の出力ポートを備える
出力経路とマトリクススイッチ部とを示す。

【００４１】図にも示すように、各光スイッチ１４は入
出力ポート１Ａ、１Ｂ、２Ａ及び２Ｂを備える。入出力
ポート１Ａは偏光分離部１６の一方の出力側の第一伝搬
路部分（この例では偏波保存ファイバ４０の側の入力導
波路部分）と接続し、また入出力ポート１Ｂは偏光分離
部１６の他方の出力側の第一伝搬路部分（この例では偏
波保存ファイバ４２の側の入力導波路部分）と接続す
る。そして入出力ポート２Ａは偏光合波部２４の一方の
入力側の第二伝搬路部分（この例では偏波保存ファイバ
４６の側の出力導波路部分）と接続し、また入出力ポー
ト２Ｂは偏光合波部２４の他方の入力側の第二伝搬路部
分（この例では偏波保存ファイバ４８の側の出力導波路
部分）と接続する。

【００４２】この実施例では、光スイッチ１４は直進状
態で動作するとき第一及び第二偏光の光路を第一伝搬路
２０の入力導波路３６から第二伝搬路２８の出力導波路
３８に切り換え、また交差状態で動作するとき第一及び
第二偏光の光路を切り換えない。マトリクススイッチ部
３２が備えるすべての光スイッチ１４をこのように構成
する。

【００４３】ここで図２に示す所定の入力ポートＰから
入力した第一及び第二偏光を所定の出力ポートＱから出
力する場合を考える。この場合、所定の入力ポートＰに
接続する入力導波路Ｒと、所定の出力ポートＱに接続す
る出力導波路Ｓとが交差する交差部の光スイッチＴを直
進状態で動作させ、かつ入力導波路Ｒ上の光スイッチＴ
以外の残りの光スイッチ１４を交差状態で動作させる。
すると、入力ポートＰから入力した第一偏光は、偏光分
離部１６、偏波保存ファイバ４０、入力導波路Ｒ、光ス
イッチＴ、出力導波路Ｓ、偏波保存ファイバ４８及び偏
光合波部２４を順次に経て、出力ポートＱから出力す
る。また入力ポートＰから入力した第二偏光は、偏光分
離部１６、偏波保存ファイバ４２、入力導波路Ｒ、光ス
イッチＴ、出力導波路Ｓ、偏波保存ファイバ４６及び偏
光合波部２４を順次に経て、出力ポートＱから出力す
る。

【００４４】図３はこの発明の第二実施例の構成を概略
的に示す平面図である。尚、以下の説明では、第一実施
例の構成成分と同様の構成成分については同一の符号を
付して示し、第一実施例と同様の点についてはその詳細
な説明を省略する。

【００４５】この実施例では、マトリクススイッチ部を
たすき型の４×４光マトリクススイッチとし入力経路の
第一伝搬路及び出力経路の第二伝搬路をたすき型の光マ
トリクススイッチが備える連絡導波路を用いて構成する
ほかは、第一実施例と同様の構成を有する。

【００４６】図３にも示すように、第二実施例の光マト
リクススイッチ装置４８は、４個の入力経路５０をそれ
ぞれ、４個の出力経路５２と交差させ、これら経路５０
及び５２の交差部に光スイッチ１４を設けて成る。各入
力経路５０はそれぞれ、偏光分離部１６、入力ポート１
８、第一伝搬路５４及び第一偏光回転部２２を有し、各
出力経路５２はそれぞれ、偏光合波部２４、出力ポート
２６、第二伝搬路５６及び第二偏光回転部３０を有す
る。

【００４７】各入力経路５０の第一伝搬路５４をそれぞ
れ、すべての出力経路５２の第二伝搬路５６と交差さ
せ、これら伝搬路５４及び５６の交差部に光スイッチ１
４を配置して、マトリクススイッチ部５８を構成する。

【００４８】この実施例では、マトリクススイッチ部５
８はたすき型の４×４光マトリクススイッチである。こ
のたすき型の４×４光マトリクススイッチは、基板３４
の一方の端部に設けた第一グループの８つのポートと、
基板３４の他方の端部に設けた第二グループの８つのポ
ートと、第一及び第二グループのポート間に４行４列に
配置して基板３４に設けた光スイッチ１４と、第一及び
第二グループのポートの間を接続する連絡導波路とを備
えて成る。連絡導波路を基板３４に設け、連絡導波路上
に光スイッチ１４を設ける。

【００４９】ここで、マトリクススイッチ部５８を構成
するたすき型のマトリクススイッチにおいて第一グルー
プの上から数えて第Ｎ番目のポートをポートＧ_1N、第二
グループの上から数えて第Ｍ番目のポートをポート
Ｇ_2M、及び第ｎ行第ｍ列の光スイッチ１４を光スイッチ
１４_nmと表せば、ポートＧ_1N、Ｇ_2M及び光スイッチ１４
_nmを次のように接続している。

【００５０】まず第一グループのポートＧ_1N及び第１行
の光スイッチ１４_1nを次に述べるように連絡導波路で接
続する。すなわち、ポートＧ₁₁及びＧ₁₂をそれぞれ光ス
イッチ１４₁₁と接続し、ポートＧ₁₃及びＧ₁₄をそれぞれ
光スイッチ１４₁₂と接続し、ポートＧ₁₅及びＧ₁₆をそれ
ぞれ光スイッチ１４₁₃と接続し、またポートＧ₁₇及びＧ
₁₈をそれぞれ光スイッチ１４₁₄と接続する。

【００５１】また隣接する光スイッチ１４同志を次に述
べるように連絡導波路で接続する。すなわち、横方向に
隣接する光スイッチ１４₁₁、１４₂₁、１４₃₁及び１４₄₁
を順次に接続し、また光スイッチ１４₁₄、１４₂₄、１４
₃₄及び１４₄₄を順次に接続する。さらに右上り斜め方向
に隣接する光スイッチ１４₁₂及び１４₂₁を接続し、光ス
イッチ１４₁₃、１４₂₂及び１４₃₁を順次に接続し、光ス
イッチ１４₁₄、１４₂₃、１４₃₂及び１４₄₁を順次に接続
し、光スイッチ１４₂₄、１４₃₃及び１４₄₂を順次に接続
し、また光スイッチ１４₃₄及び１４₄₃を接続する。さら
に左上り斜め方向に隣接する光スイッチ１４₁₃及び１４
₂₄を接続し、光スイッチ１４₁₂、１４₂₃及び１４₃₄を順
次に接続し、光スイッチ１４₁₁、１４₂₂、１４₃₃及び１
４₄₄を順次に接続し、光スイッチ１４₂₁、１４₃₂及び１
４₄₃を順次に接続し、また光スイッチ１４₃₁及び１４₄₂
を接続する。

【００５２】また第４行の光スイッチ１４_4n及び第二グ
ループのポートＧ_2Mを次に述べるように連絡導波路で接
続する。すなわち、ポートＧ₂₁及びＧ₂₂をそれぞれ光ス
イッチ１４₄₁と接続し、ポートＧ₂₃及びＧ₂₄をそれぞれ
光スイッチ１４₄₂と接続し、ポートＧ₂₅及びＧ₂₆をそれ
ぞれ光スイッチ１４₄₃と接続し、またポートＧ₂₇及びＧ
₂₈をそれぞれ連絡導波路で光スイッチ１４₄₄と接続す
る。

【００５３】そしてこの実施例では、第一伝搬路５４は
偏波保存ファイバ４０、４２及び入力導波路６０を有す
る。入力導波路６０は上述のたすき型の光マトリクスス
イッチが備える連絡導波路を任意好適に組み合わせて構
成した導波路である。また第二伝搬路５６は偏波保存フ
ァイバ４６、４８及び出力導波路６２を有する。出力導
波路６２もまた上述のたすき型の光マトリクススイッチ
が備える連絡導波路を任意好適に組み合わせて構成した
導波路である。

【００５４】入力導波路６０はそれぞれ別の入力ポート
１８と接続し、出力導波路６２はそれぞれ別の出力ポー
ト２６と接続する。そしてそれぞれの入力導波路６０
を、４つのすべての出力導波路６２と交差させ、これら
導波路６０及び６２の交差部に光スイッチ１４を配置す
る。従って光スイッチ１４により第一及び第二偏光の光
路を制御することにより、所望の入力ポート１８に入力
した第一及び第二偏光を所望の出力ポート２６から出力
させることができる。

【００５５】それぞれの入力導波路６０が４つのすべて
の出力導波路６２と交差するのであれば、これら導波路
６０及び６２を構成する連絡導波路の組み合わせをどの
ようにしてもよい。

【００５６】これら導波路６０及び６２の構成の一例を
図３に示す。図３においては、基板３４に設けた４個の
入力導波路６０をそれぞれ実線の太線、一点鎖線の太
線、二点鎖線の太線及び点線の太線で基板３４上に描い
て示し、また基板３４に設けた４個の出力導波路６２を
それぞれ実線の細線、一点鎖線の細線、二点鎖線の細線
及び点線の細線で基板３４上に描いて示した。

【００５７】図４は第二実施例の動作説明のため第二実
施例の要部構成を概略的に示す平面図であり、所定の入
力ポートを備える入力経路と所定の出力ポートを備える
出力経路とマトリクススイッチ部とを示す。

【００５８】この実施例では、図中に白丸印で示した光
スイッチ１４は直進状態で動作するとき第一及び第二偏
光の光路を第一伝搬路５４の入力導波路６０から第二伝
搬路５６の出力導波路６２に切り換え、また交差状態で
動作するとき第一及び第二偏光の光路を切り換えない。
これと共に図中に黒丸印で示した光スイッチ１４は交差
状態で動作するとき第一及び第二偏光の光路を第一伝搬
路５４の入力導波路６０から第二伝搬路５６の出力導波
路６２に切り換え、また直進状態で動作するとき第一及
び第二偏光の光路を切り換えない。このように第二実施
例では、光路切り換えを行うときの動作状態が異なる２
種類の光スイッチ１４を用いて、第一及び第二偏光のス
イッチングを行う。

【００５９】ここで図４に示す所定の入力ポートＰから
入力した第一及び第二偏光を所定の出力ポートＱから出
力する場合を考える。この場合、所定の入力ポートＰに
接続する入力導波路Ｒと、所定の出力ポートＱに接続す
る出力導波路Ｓとが交差する交差部の黒丸印の光スイッ
チＴを交差状態で動作させ、かつ入力導波路Ｒ上の光ス
イッチＴ以外の残りの白丸印の光スイッチ１４を交差状
態で動作させる。すると入力ポートＰから入力した第一
偏光は、偏光分離部１６、偏波保存ファイバ４０、入力
導波路Ｒ、光スイッチＴ、出力導波路Ｓ、偏波保存ファ
イバ４８及び偏光合波部２４を順次に経て、出力ポート
Ｑから出力する。また入力ポートＰから入力した第二偏
光は、偏光分離部１６、偏波保存ファイバ４２、入力導
波路Ｒ、光スイッチＴ、出力導波路Ｓ、偏波保存ファイ
バ４６及び偏光合波部２４を順次に経て、出力ポートＱ
から出力する。

【００６０】この発明は上述した実施例にのみ限定され
るものではなく、従って各構成成分の構成、配設位置、
配設個数、接続関係、動作状態、形成材料及びそのほか
の条件を任意好適に変更することができる。

【００６１】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の光マトリクススイッチ装置によれば、偏光分離
部は電界ベクトル方向が互いに直交する第一及び第二偏
光を入力し、これら偏光を分離する。偏光分離部は分離
した第一及び第二偏光を一方及び他方の出力から出力す
る。一方、第一伝搬路は偏光分離部の一方及び他方の出
力をループ状に接続する。従ってこれら分離された第一
及び第二偏光は第一伝搬路を互いに逆向きに伝搬してマ
トリクススイッチ部に入力する。

【００６２】しかも第一偏光回転部は第一及び第二偏光
の双方又は一方の電界ベクトル方向を回転させ、マトリ
クススイッチ部の入力面における第一及び第二偏光の電
界ベクトル方向を一致させる。従って電界ベクトル方向
が一致する第一及び第二偏光がマトリクススイッチ部の
光スイッチに入力するので偏光依存性をなくせる。また
電界ベクトル方向が一致する第一及び第二偏光が同じ第
一伝搬路を伝搬しても、これら偏光の伝搬方向は逆向き
なのでこれら偏光が互いに干渉し合うことはない。

【００６３】さらにこの発明によれば、各入力経路の第
一伝搬路をそれぞれ、すべての出力経路の第二伝搬路と
交差させ、これら第一及び第二伝搬路の交差部に光スイ
ッチを配置して、マトリクススイッチ部を構成する。

【００６４】第一及び第二伝搬路は光スイッチを介して
光学的に結合し、第二伝搬路は偏光合波部の一方及び他
方の入力をループ状に接続する。従って光スイッチを介
して第一及び第二偏光の光路を切り換えることにより、
所望の偏光分離部に入力した第一及び第二偏光を所望の
偏光合波部に入力させることができる。光路を切り換え
た第一及び第二偏光は第二伝搬路を互いに逆向きに伝搬
して偏光合波部に入力する。

【００６５】また第一伝搬路は偏光分離部の一方及び他
方の出力をループ状に接続し、第二伝搬路は偏光分離部
の一方及び他方の出力をループ状に接続する。そしてこ
れらループ状の第一伝搬路とループ状の第二伝搬路とが
交差する交差部に光スイッチを設ける。従って第一及び
第二偏光の光路を同一の光スイッチで切り換え、これら
第一及び第二偏光を同一の偏光合波部に入力することが
できる。第一及び第二偏光の光路切り換えを同一の光ス
イッチで行えるので、光スイッチの制御が複雑にならな
い。

【００６６】さらにこの発明の構成によれば、第二偏光
回転部は偏光合波部の入力面における第一及び第二偏光
の電界ベクトルの方向を直交させるように、第一及び第
二偏光の双方又は一方の電界ベクトルの方向を回転させ
る。従って偏光合波部は電界ベクトル方向が直交する第
一及び第二偏光を合波し出力することができる。

【００６７】このようにこの発明によれば、偏光依存性
がなく、しかも光スイッチの制御が簡単な光マトリクス
スイッチ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図２】第一実施例の動作説明に供する要部平面図であ
る。

【図３】この発明の第二実施例の構成を概略的に示す平
面図である。

【図４】第二実施例の動作説明に供する要部平面図であ
る。

【符号の説明】 ８、４８：光マトリクススイッチ装置 １０、５０：入力経路 １２、５２：出力経路 １４：光スイッチ １６：偏光分離部 １８：入力ポート ２０、５４：第一伝搬路 ２２：第一偏光回転部 ２４：偏光回転部 ２６：出力ポート ２８、５６：第二伝搬路 ３０：第二偏光回転部 ３２、５８：マトリクススイッチ部 ３４：基板 ３６、６０：入力導波路 ３８、６２：出力導波路 ４０〜４６：偏波保存ファイバ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｎ個の入力経路をそれぞれ、ｍ個の出力
   経路と交差させ、これら入力及び出力経路の交差部に光
   スイッチを設けて成る光マトリクススイッチ装置におい
   て、 各入力経路はそれぞれ、１×２偏光分離部と、該偏光分
   離部の入力に設けた入力ポートと、該偏光分離部の一方
   及び他方の出力の間をループ状に接続する第一伝搬路
   と、該第一伝搬路に設けた第一偏光回転部とを有し、 各出力経路はそれぞれ、２×１偏光合波部と、該偏光合
   波部の出力に設けた出力ポートと、該偏光合波部の一方
   及び他方の入力の間をループ状に接続する第二伝搬路
   と、該第二伝搬路に設けた第二偏光回転部とを有し、 各入力経路の第一伝搬路をそれぞれ、すべての出力経路
   の第二伝搬路と交差させ、これら第一及び第二伝搬路の
   交差部に光スイッチを配置して、マトリクススイッチ部
   を構成し、 前記第一偏光回転部を、マトリクススイッチ部及び偏光
   分離部の間に設け、 前記第二偏光回転部を、マトリクススイッチ部及び偏光
   合波部の間に設けて成り、 前記偏光分離部は電界ベクトルの方向が互いに直交する
   第一偏光及び第二偏光を入力し、電界ベクトルの方向の
   相違に基づいて第一及び第二偏光を分離し、 前記第一偏光回転部は、マトリクススイッチ部の入力面
   における第一及び第二偏光の電界ベクトルの方向を一致
   させるように、第一及び第二偏光の双方又は一方の電界
   ベクトルの方向を回転させ、 前記第二偏光回転部は、偏光合波部の入力面における第
   一及び第二偏光の電界ベクトルの方向を直交させるよう
   に、第一及び第二偏光の双方又は一方の電界ベクトルの
   方向を回転させ、 偏光合波部は第一及び第二偏光を合波し、電界ベクトル
   の方向が互いに直交する第一及び第二偏光を出力するこ
   とを特徴とする光マトリクススイッチ装置。
2. 【請求項２】 前記第一偏光回転部を偏光分離部の他方
   の出力及びマトリクススイッチ部の間の第一伝搬路に設
   け、前記第二偏光回転部を偏光合波部の一方の入力及び
   マトリクススイッチ部の間の第二伝搬路に設けたことを
   特徴とする請求項１に記載の光マトリクススイッチ装
   置。
3. 【請求項３】 前記マトリクススイッチ部を、電気光学
   効果を有する基板又は化合物半導体基板に設け、マトリ
   クススイッチ部の入力面における第一及び第二偏光の電
   界ベクトルの方向を、前記基板の光軸方向に一致させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光マトリクススイッ
   チ装置。
4. 【請求項４】 同じ第一伝搬路を伝搬する第一及び第二
   偏光の伝搬方向を互いに逆向きとすると共に、同じ第二
   伝搬路を伝搬する第一及び第二偏光の伝搬方向を互いに
   逆向きとすることを特徴とする請求項１に記載の光マト
   リクススイッチ装置。