JPH055908A - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
- Publication number
- JPH055908A JPH055908A JP15814391A JP15814391A JPH055908A JP H055908 A JPH055908 A JP H055908A JP 15814391 A JP15814391 A JP 15814391A JP 15814391 A JP15814391 A JP 15814391A JP H055908 A JPH055908 A JP H055908A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- coupling
- switch
- input
- electro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大規模なマトリックススイッチを小型にして
構成できる光スイッチを提供する。 【構成】 光信号を入出力するための1又はN個の並設
してなる入出力ポート13と、M個の並設してなる分岐
入出力ポート14と、これら入出力ポート13及び分岐
入出力ポート14を結合するための複数の光導波路と、
これら複数の光導波路間の結合を外部より制御可能な複
数の光スイッチ部とによりなることにより光マトリック
ススイッチを形成する光結合素子15を設け、この光結
合素子15を複数積層して少なくとも2組の光ユニット
16,17を設け、これら各々の光ユニット16,17
が互いに直交するように分岐入出力ポート14を2次元
マトリックス状に対向配置させると共にそれら光ユニッ
ト16,17を各々光学的に接続した。
構成できる光スイッチを提供する。 【構成】 光信号を入出力するための1又はN個の並設
してなる入出力ポート13と、M個の並設してなる分岐
入出力ポート14と、これら入出力ポート13及び分岐
入出力ポート14を結合するための複数の光導波路と、
これら複数の光導波路間の結合を外部より制御可能な複
数の光スイッチ部とによりなることにより光マトリック
ススイッチを形成する光結合素子15を設け、この光結
合素子15を複数積層して少なくとも2組の光ユニット
16,17を設け、これら各々の光ユニット16,17
が互いに直交するように分岐入出力ポート14を2次元
マトリックス状に対向配置させると共にそれら光ユニッ
ト16,17を各々光学的に接続した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送路間の接続を任
意に切換える光スイッチに関する。
意に切換える光スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電気的に光路を切換える光スイッ
チとしては、例えば、その第一の従来例として、図7に
示すように、液晶シャッタを用いたゲート型光スイッチ
(信学会総合全国大会、S17−11、8−291、1
984)がある。これは、LD1からの光を光コネクタ
2により導波してきた光を複数個の分岐回路3により分
岐し、その分岐した光を液晶シャッタ4側に出射させ
る。この液晶シャッタ4は、各々の光信号に対して直交
する図示しない偏光子により挾まれた液晶から構成され
ており、その偏光制御機能を用いて電気的にON−OF
Fすることにより光のスイッチングを行い、これにより
光の透過を制御している。そして、その透過光は光結合
器5により検出され、光ファイバ6を介してPD7へと
導かれることにより光伝送路を構成している。
チとしては、例えば、その第一の従来例として、図7に
示すように、液晶シャッタを用いたゲート型光スイッチ
(信学会総合全国大会、S17−11、8−291、1
984)がある。これは、LD1からの光を光コネクタ
2により導波してきた光を複数個の分岐回路3により分
岐し、その分岐した光を液晶シャッタ4側に出射させ
る。この液晶シャッタ4は、各々の光信号に対して直交
する図示しない偏光子により挾まれた液晶から構成され
ており、その偏光制御機能を用いて電気的にON−OF
Fすることにより光のスイッチングを行い、これにより
光の透過を制御している。そして、その透過光は光結合
器5により検出され、光ファイバ6を介してPD7へと
導かれることにより光伝送路を構成している。
【0003】また、その第二の従来例として、特開昭2
−272522号公報に開示されているように、光スイ
ッチなるものがある。すなわち、図8に示すように、光
スイッチには、光分岐結合素子8を5枚横方向Xに平行
に配列してなる第一の光ユニット9と、光分岐結合素子
8を5枚縦方向Yに平行に配列してなる第二の光ユニッ
ト10と、これら光ユニット9,10との間にシャッタ
ーユニット11とが設けられており、さらに、ここで
は、光ユニット10側の各光分岐結合素子8の結合ポー
トKPの図示しない光導波路に各々光増幅器12が取付
けられている。この場合、前述した第一の従来例のゲー
ト型光スイッチの分岐による光信号の減衰による光損失
は、光増幅器12を用いて損失分を補償するようにして
いる。また、ここでは、その光増幅器12をゲートスイ
ッチとして用いることにより、前述したような液晶シャ
ッターを取り除いた構成とすることもできる。
−272522号公報に開示されているように、光スイ
ッチなるものがある。すなわち、図8に示すように、光
スイッチには、光分岐結合素子8を5枚横方向Xに平行
に配列してなる第一の光ユニット9と、光分岐結合素子
8を5枚縦方向Yに平行に配列してなる第二の光ユニッ
ト10と、これら光ユニット9,10との間にシャッタ
ーユニット11とが設けられており、さらに、ここで
は、光ユニット10側の各光分岐結合素子8の結合ポー
トKPの図示しない光導波路に各々光増幅器12が取付
けられている。この場合、前述した第一の従来例のゲー
ト型光スイッチの分岐による光信号の減衰による光損失
は、光増幅器12を用いて損失分を補償するようにして
いる。また、ここでは、その光増幅器12をゲートスイ
ッチとして用いることにより、前述したような液晶シャ
ッターを取り除いた構成とすることもできる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一の
従来例の場合、図7に示したようなゲート型光スイッチ
では出射する光の強度が光分岐部により分配されるた
め、大規模なマトリックス光スイッチを構成すること、
或いは、多段に光スイッチを構成することは、光強度不
足のため困難となるという問題がある。
従来例の場合、図7に示したようなゲート型光スイッチ
では出射する光の強度が光分岐部により分配されるた
め、大規模なマトリックス光スイッチを構成すること、
或いは、多段に光スイッチを構成することは、光強度不
足のため困難となるという問題がある。
【0005】また、第二の従来例の場合、図8に示した
ような光スイッチは、光増幅器11を有することによっ
て上述したような問題は解消できるが、その増幅に起因
してS/Nが劣化するという問題がある。しかも、希土
類をドープした光導波路を増幅器として用いた場合、十
分な増幅利得を得るために増幅器部分を長くしたり、励
起光の合波や分波のための光回路を付加する必要があ
り、これにより素子自体が大きくなるという問題があ
る。
ような光スイッチは、光増幅器11を有することによっ
て上述したような問題は解消できるが、その増幅に起因
してS/Nが劣化するという問題がある。しかも、希土
類をドープした光導波路を増幅器として用いた場合、十
分な増幅利得を得るために増幅器部分を長くしたり、励
起光の合波や分波のための光回路を付加する必要があ
り、これにより素子自体が大きくなるという問題があ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、光信号を入出力するための1又はN個の並設してな
る入出力ポートと、M個の並設してなる分岐入出力ポー
トと、これら入出力ポート及び分岐入出力ポートを結合
するための複数の光導波路と、これら複数の光導波路間
の結合を外部より制御可能な複数の光スイッチ部とより
なることにより光マトリックススイッチを形成する光結
合素子を設け、この光結合素子を複数積層して少なくと
も2組の光ユニットを設け、これら各々の光ユニットが
互いに直交するように前記分岐入出力ポートを2次元マ
トリックス状に対向配置させると共にそれら光ユニット
を各々光学的に接続した。
は、光信号を入出力するための1又はN個の並設してな
る入出力ポートと、M個の並設してなる分岐入出力ポー
トと、これら入出力ポート及び分岐入出力ポートを結合
するための複数の光導波路と、これら複数の光導波路間
の結合を外部より制御可能な複数の光スイッチ部とより
なることにより光マトリックススイッチを形成する光結
合素子を設け、この光結合素子を複数積層して少なくと
も2組の光ユニットを設け、これら各々の光ユニットが
互いに直交するように前記分岐入出力ポートを2次元マ
トリックス状に対向配置させると共にそれら光ユニット
を各々光学的に接続した。
【0007】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路は電気光学効果を有する基板表面の一部に
プロトン交換ないしは金属の拡散により形成し、これら
光導波路間の結合を電気光学効果を用いて電気的に制御
して行う光導波路結合制御手段を設けた。
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路は電気光学効果を有する基板表面の一部に
プロトン交換ないしは金属の拡散により形成し、これら
光導波路間の結合を電気光学効果を用いて電気的に制御
して行う光導波路結合制御手段を設けた。
【0008】請求項3記載の発明では、請求項1記載の
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路は電気光学効果を有する透明材料の薄膜を
形成しフォトリソグラフィー法及びエッチングによる微
細加工法により得られる3次元の導波路として形成し、
これら3次元の光導波路間の結合を電気光学効果を用い
て電気的に制御して行う光導波路結合制御手段を設け
た。
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路は電気光学効果を有する透明材料の薄膜を
形成しフォトリソグラフィー法及びエッチングによる微
細加工法により得られる3次元の導波路として形成し、
これら3次元の光導波路間の結合を電気光学効果を用い
て電気的に制御して行う光導波路結合制御手段を設け
た。
【0009】請求項4記載の発明では、請求項1記載の
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路間の結合を、電気光学効果を用いて電気的
に制御して行うと共にその電気光学効果による屈折率変
化を用い全反射、屈折、回折及び位相の変化により導波
光を切換えて行う光導波路結合制御手段を設けた。
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路間の結合を、電気光学効果を用いて電気的
に制御して行うと共にその電気光学効果による屈折率変
化を用い全反射、屈折、回折及び位相の変化により導波
光を切換えて行う光導波路結合制御手段を設けた。
【0010】請求項5記載の発明では、請求項1記載の
発明において、入出力ポート及び分岐入出力ポートの光
導波路はテーパー状に形成した。
発明において、入出力ポート及び分岐入出力ポートの光
導波路はテーパー状に形成した。
【0011】請求項6記載の発明では、請求項1記載の
発明において、光結合素子は、熱硬化性樹脂及び光硬化
性樹脂により積層又は固定して形成した。
発明において、光結合素子は、熱硬化性樹脂及び光硬化
性樹脂により積層又は固定して形成した。
【0012】
【作用】請求項1記載の発明においては、スイッチング
は光結合素子内の個々の光スイッチによって行うため、
分岐などによる光の減衰を抑えることができ、しかも、
信号光のS/Nを劣化させることなく光路の切換えを行
うことが可能となる。
は光結合素子内の個々の光スイッチによって行うため、
分岐などによる光の減衰を抑えることができ、しかも、
信号光のS/Nを劣化させることなく光路の切換えを行
うことが可能となる。
【0013】請求項2,3,4記載の発明においては、
光導波路結合制御手段を設けたことにより、光結合素子
を構成する光マトリックススイッチを容易に作製するこ
とが可能となり、また、電気光学効果を用いたスイッチ
ング現象を用いているため高速動作が可能となる。
光導波路結合制御手段を設けたことにより、光結合素子
を構成する光マトリックススイッチを容易に作製するこ
とが可能となり、また、電気光学効果を用いたスイッチ
ング現象を用いているため高速動作が可能となる。
【0014】請求項5記載の発明においては、光学的な
接続が容易となり、生産性の向上を図ることが可能であ
る。
接続が容易となり、生産性の向上を図ることが可能であ
る。
【0015】請求項6記載の発明においては、素子の取
扱いが容易となるため、生産性の向上を図ることが可能
となる。
扱いが容易となるため、生産性の向上を図ることが可能
となる。
【0016】
【実施例】本発明の第一の実施例を図1〜図4に基づい
て説明する。まず、図1は、光スイッチの構成の基本的
な概念図を示すものである。この場合、光信号を入出力
するための1つ又はN個(N≧2)の並設してなる入出
力ポート13と、M個(M≧2)の並設してなる分岐入
出力ポート14と、これら各入出力ポート13と分岐入
出力ポート14とを結合するための複数の光導波路(後
述する光導波路20)と、これら複数の光導波路間の結
合を外部より電気的に制御可能な複数の光スイッチ部
(後述する光スイッチ部23)とよりなることにより光
マトリックススイッチを構成する光結合素子15が設け
られている。図1(a)は1×M個の光マトリックスス
イッチの様子を示すものであり、図1(b)はN×M個
の光マトリックススイッチの様子を示すものである。そ
して、このような光結合素子15は、図1(c)に示す
ように、横方向Xと縦方向Yとにそれぞれ複数枚ずつ積
層することにより、2組の光ユニット16,17を構成
する。この場合、各々の光ユニット16,17は互いに
直交するように分岐入出力ポート14が2次元マトリッ
クス状に対向配置され、しかも、各々光学的に接続され
た形となっている。
て説明する。まず、図1は、光スイッチの構成の基本的
な概念図を示すものである。この場合、光信号を入出力
するための1つ又はN個(N≧2)の並設してなる入出
力ポート13と、M個(M≧2)の並設してなる分岐入
出力ポート14と、これら各入出力ポート13と分岐入
出力ポート14とを結合するための複数の光導波路(後
述する光導波路20)と、これら複数の光導波路間の結
合を外部より電気的に制御可能な複数の光スイッチ部
(後述する光スイッチ部23)とよりなることにより光
マトリックススイッチを構成する光結合素子15が設け
られている。図1(a)は1×M個の光マトリックスス
イッチの様子を示すものであり、図1(b)はN×M個
の光マトリックススイッチの様子を示すものである。そ
して、このような光結合素子15は、図1(c)に示す
ように、横方向Xと縦方向Yとにそれぞれ複数枚ずつ積
層することにより、2組の光ユニット16,17を構成
する。この場合、各々の光ユニット16,17は互いに
直交するように分岐入出力ポート14が2次元マトリッ
クス状に対向配置され、しかも、各々光学的に接続され
た形となっている。
【0017】次に、具体例を図2〜図4に基づいて説明
する。図2には、分岐入出力ポート14が等間隔にして
設けられた1×M(M=4)の光マトリックススイッチ
の光結合素子15を用い、この光結合素子15を4枚等
間隔にして4層に積層することにより2組の光ユニット
16,17を設けたものである。この場合、基板面が互
いに垂直になるように分岐入出力ポート14を対向配置
させ、これら分岐入出力ポート14を接続して4×4の
光スイッチ18を構成している。
する。図2には、分岐入出力ポート14が等間隔にして
設けられた1×M(M=4)の光マトリックススイッチ
の光結合素子15を用い、この光結合素子15を4枚等
間隔にして4層に積層することにより2組の光ユニット
16,17を設けたものである。この場合、基板面が互
いに垂直になるように分岐入出力ポート14を対向配置
させ、これら分岐入出力ポート14を接続して4×4の
光スイッチ18を構成している。
【0018】また、ここでは、光結合素子15として
は、図3(a)(b)に示すように、Z状にカットした
LiNbO3 結晶を基板19として用い、その基板19
の表面にTi拡散型の光導波路20を形成し、SiO2
のバッファ層21を介してその上部に電極22を設ける
ことにより形成している。また、図3(c)に示すよう
に、光結合素子15上には3つのY分岐された光スイッ
チ部23(ここでは、23a,23b,23cからな
る)が設けられており、これら光スイッチ部23a,2
3b,23cにより電圧印加時の屈折率分布の制御を行
うことにより入力光信号を各分岐入出力ポート14に切
換えている。さらに、図3(d)に示すように、入出力
ポート13及び分岐入出力ポート14の光導波路20
は、高効率結合を考慮に入れてテーパー構造をなしてい
る。
は、図3(a)(b)に示すように、Z状にカットした
LiNbO3 結晶を基板19として用い、その基板19
の表面にTi拡散型の光導波路20を形成し、SiO2
のバッファ層21を介してその上部に電極22を設ける
ことにより形成している。また、図3(c)に示すよう
に、光結合素子15上には3つのY分岐された光スイッ
チ部23(ここでは、23a,23b,23cからな
る)が設けられており、これら光スイッチ部23a,2
3b,23cにより電圧印加時の屈折率分布の制御を行
うことにより入力光信号を各分岐入出力ポート14に切
換えている。さらに、図3(d)に示すように、入出力
ポート13及び分岐入出力ポート14の光導波路20
は、高効率結合を考慮に入れてテーパー構造をなしてい
る。
【0019】また、図4は、各光ユニット16,17の
外観構成の様子を示すものであり、各光結合素子15の
一方の表面に光硬化性樹脂24(若しくは熱硬化性樹
脂)をコートして積層した後、光及び熱により硬化接着
することにより構成されている。この場合、それぞれの
積層方向が直交するように2つの光ユニット16,17
を対向させ、各分岐入出力ポート14の光導波路20の
部分が一致するように配置し、光学的に接続された状態
で光硬化性樹脂24(若しくは熱硬化性樹脂)により接
着固定されている。
外観構成の様子を示すものであり、各光結合素子15の
一方の表面に光硬化性樹脂24(若しくは熱硬化性樹
脂)をコートして積層した後、光及び熱により硬化接着
することにより構成されている。この場合、それぞれの
積層方向が直交するように2つの光ユニット16,17
を対向させ、各分岐入出力ポート14の光導波路20の
部分が一致するように配置し、光学的に接続された状態
で光硬化性樹脂24(若しくは熱硬化性樹脂)により接
着固定されている。
【0020】このような構成において、光スイッチ18
の動作について説明する。今、図2において、入力ポー
ト13aに入射した光信号を出力ポート13bに切換え
る場合について考える。まず、入力光信号をY分岐のス
イッチ部23a,23bにスイッチングすることによ
り、分岐入出力ポート14aに導波する。光ユニット1
6の分岐入出力ポート14bと分岐入出力ポート14a
とは光学的に接続されていることから光信号は導波さ
れ、出力ポート13bに出射される。すなわち、光ユニ
ット17の分岐入出力ポート14はY分岐の光スイッチ
部23を適当に選択することにより光ユニット16のど
の光結合素子15に接続するかが選択され、出力ポート
13bが切換えられることになる。
の動作について説明する。今、図2において、入力ポー
ト13aに入射した光信号を出力ポート13bに切換え
る場合について考える。まず、入力光信号をY分岐のス
イッチ部23a,23bにスイッチングすることによ
り、分岐入出力ポート14aに導波する。光ユニット1
6の分岐入出力ポート14bと分岐入出力ポート14a
とは光学的に接続されていることから光信号は導波さ
れ、出力ポート13bに出射される。すなわち、光ユニ
ット17の分岐入出力ポート14はY分岐の光スイッチ
部23を適当に選択することにより光ユニット16のど
の光結合素子15に接続するかが選択され、出力ポート
13bが切換えられることになる。
【0021】上述したように、スイッチングは光結合素
子15内の個々の光スイッチ部23によって行うため、
分岐などによる光の減衰を抑えることができ、しかも、
信号光のS/Nを劣化させることなく光路の切換えを行
うことが可能となり、また、大規模な光スイッチをコン
パクトに構成することが可能となる。
子15内の個々の光スイッチ部23によって行うため、
分岐などによる光の減衰を抑えることができ、しかも、
信号光のS/Nを劣化させることなく光路の切換えを行
うことが可能となり、また、大規模な光スイッチをコン
パクトに構成することが可能となる。
【0022】また、本実施例においては、光結合素子1
5の光マトリックススイッチをなす光導波路20は電気
光学効果を有する基板表面の一部にプロトン交換ないし
は金属の拡散により形成し、これら光導波路20間の結
合を電気光学効果を用いて電気的に制御して行う図示し
ない光導波路結合制御手段を設けたので、光結合素子を
構成する光マトリックススイッチを容易に作製すること
が可能となり、電気光学効果を用いたスイッチング現象
を用いているため高速動作が可能となる。また、光導波
路結合制御手段は、以下のような構成としても同様な効
果を得ることができる。すなわち、光結合素子15の光
マトリックススイッチをなす光導波路20は電気光学効
果を有する透明材料の薄膜を形成しフォトリソグラフィ
ー法及びエッチングによる微細加工法により得られる3
次元の導波路として形成し、これら3次元の光導波路2
0間の結合を電気光学効果を用いて電気的に制御して行
う光導波路結合制御手段を設けたり、光結合素子15の
光マトリックススイッチをなす光導波路20間の結合
を、電気光学効果を用いて電気的に制御して行うと共に
その電気光学効果による屈折率変化を用い全反射、屈
折、回折及び位相の変化により導波光を切換えて行う光
導波路結合制御手段を設けることによって、上述した場
合と同様な効果を得ることができる。
5の光マトリックススイッチをなす光導波路20は電気
光学効果を有する基板表面の一部にプロトン交換ないし
は金属の拡散により形成し、これら光導波路20間の結
合を電気光学効果を用いて電気的に制御して行う図示し
ない光導波路結合制御手段を設けたので、光結合素子を
構成する光マトリックススイッチを容易に作製すること
が可能となり、電気光学効果を用いたスイッチング現象
を用いているため高速動作が可能となる。また、光導波
路結合制御手段は、以下のような構成としても同様な効
果を得ることができる。すなわち、光結合素子15の光
マトリックススイッチをなす光導波路20は電気光学効
果を有する透明材料の薄膜を形成しフォトリソグラフィ
ー法及びエッチングによる微細加工法により得られる3
次元の導波路として形成し、これら3次元の光導波路2
0間の結合を電気光学効果を用いて電気的に制御して行
う光導波路結合制御手段を設けたり、光結合素子15の
光マトリックススイッチをなす光導波路20間の結合
を、電気光学効果を用いて電気的に制御して行うと共に
その電気光学効果による屈折率変化を用い全反射、屈
折、回折及び位相の変化により導波光を切換えて行う光
導波路結合制御手段を設けることによって、上述した場
合と同様な効果を得ることができる。
【0023】次に、本発明の第二の実施例を図5及び図
6に基づいて説明する。図5に示した例では、4×4の
光マトリックススイッチを光結合素子15に用い、この
光結合素子15を4つ積層した光ユニット16,17の
2組を前記第一の実施例と同様に2次元マトリックス状
に対向配置させ、これにより光学的に接続することによ
り16×16の光スイッチ18を構成している。
6に基づいて説明する。図5に示した例では、4×4の
光マトリックススイッチを光結合素子15に用い、この
光結合素子15を4つ積層した光ユニット16,17の
2組を前記第一の実施例と同様に2次元マトリックス状
に対向配置させ、これにより光学的に接続することによ
り16×16の光スイッチ18を構成している。
【0024】ここでは、光結合素子15として、図6
(a)(b)に示すように、YカットのLiNbO3 結
晶を基板として用い、その表面にTi拡散の光導波路2
0を形成し、SiO2 からなるバッファ層21を介して
その上部に電極22を設ける。これにより、図6(c)
に示すように、5個の交差する光導波路20を用いた内
部全反射型の光スイッチ部23によって電圧印加時の屈
折率変化による交差部での内部全反射の制御により入力
光信号を各分岐入出力ポート14に切換えている。ま
た、本実施例でも、入出力ポート13及び分岐入出力ポ
ート14の光導波路20には高効率結合を考慮に入れて
テーパー状に形成されている。なお、その他のの各光ユ
ニット16,17の構成は前述した第一の実施例と同様
に考えられるため、ここでの詳細な説明は省略する。
(a)(b)に示すように、YカットのLiNbO3 結
晶を基板として用い、その表面にTi拡散の光導波路2
0を形成し、SiO2 からなるバッファ層21を介して
その上部に電極22を設ける。これにより、図6(c)
に示すように、5個の交差する光導波路20を用いた内
部全反射型の光スイッチ部23によって電圧印加時の屈
折率変化による交差部での内部全反射の制御により入力
光信号を各分岐入出力ポート14に切換えている。ま
た、本実施例でも、入出力ポート13及び分岐入出力ポ
ート14の光導波路20には高効率結合を考慮に入れて
テーパー状に形成されている。なお、その他のの各光ユ
ニット16,17の構成は前述した第一の実施例と同様
に考えられるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【0025】このような構成において、光スイッチの動
作について説明する。今、図5において、入力ポート1
3aに入射した光信号を出力ポート13bに切換える場
合について考える。まず、入力光信号を内部全反射型の
光スイッチ部23a,23bをスイッチングすることに
より分岐入出力ポート14aに導波し、光ユニット16
の分岐入出力ポート14bと分岐入出力ポート14aと
は光学的に接続されていることから、光信号は分岐入出
力ポート14bに導波される。この時、光ユニット16
の分岐入出力ポート14bと出力ポート13bとが接続
状態となるように、内部全反射型の光スイッチ部23
c,23dをスイッチングすると、出力ポート13bに
光信号が出力される。その切換えの一例として、光スイ
ッチ部23dのスイッチを切換えれば、容易に出力ポー
ト13cに信号光を切換えることができる。すなわち、
光ユニット17の分岐入出力ポート14は内部全反射型
の光スイッチ部23を適当に選択することにより光ユニ
ット16のどの光結合素子15に接続するかが選択さ
れ、その選択された光結合素子15内の光スイッチ部2
3のスイッチングによりその光結合素子15内の出力ポ
ート13のいずれかに切換えることができる。
作について説明する。今、図5において、入力ポート1
3aに入射した光信号を出力ポート13bに切換える場
合について考える。まず、入力光信号を内部全反射型の
光スイッチ部23a,23bをスイッチングすることに
より分岐入出力ポート14aに導波し、光ユニット16
の分岐入出力ポート14bと分岐入出力ポート14aと
は光学的に接続されていることから、光信号は分岐入出
力ポート14bに導波される。この時、光ユニット16
の分岐入出力ポート14bと出力ポート13bとが接続
状態となるように、内部全反射型の光スイッチ部23
c,23dをスイッチングすると、出力ポート13bに
光信号が出力される。その切換えの一例として、光スイ
ッチ部23dのスイッチを切換えれば、容易に出力ポー
ト13cに信号光を切換えることができる。すなわち、
光ユニット17の分岐入出力ポート14は内部全反射型
の光スイッチ部23を適当に選択することにより光ユニ
ット16のどの光結合素子15に接続するかが選択さ
れ、その選択された光結合素子15内の光スイッチ部2
3のスイッチングによりその光結合素子15内の出力ポ
ート13のいずれかに切換えることができる。
【0026】なお、上述したような2つの実施例におけ
る光スイッチ18は、双方向の通信を可能にしているこ
とは明らかであり、また、前記実施例に限らず他の種々
の変形も可能である。例えば、光導波路は、他の基板上
にLiNbO3 結晶などの電気光学材料を通常の薄膜形
成技術及び微細加工技術を用いて作製することが可能で
ある。また、光結合素子上のマトリックスの構成もno
nblockingな例えばBenes構造など種々の
ものが考えられる。また、光結合素子を構成する光マト
リックススイッチの個々の光スイッチにおいても、例え
ば方向性結合器型や電気光学グレーティング制御型など
種々のものを用いることができる。
る光スイッチ18は、双方向の通信を可能にしているこ
とは明らかであり、また、前記実施例に限らず他の種々
の変形も可能である。例えば、光導波路は、他の基板上
にLiNbO3 結晶などの電気光学材料を通常の薄膜形
成技術及び微細加工技術を用いて作製することが可能で
ある。また、光結合素子上のマトリックスの構成もno
nblockingな例えばBenes構造など種々の
ものが考えられる。また、光結合素子を構成する光マト
リックススイッチの個々の光スイッチにおいても、例え
ば方向性結合器型や電気光学グレーティング制御型など
種々のものを用いることができる。
【0027】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、光信号を入出力
するための1又はN個の並設してなる入出力ポートと、
M個の並設してなる分岐入出力ポートと、これら入出力
ポート及び分岐入出力ポートを結合するための複数の光
導波路と、これら複数の光導波路間の結合を外部より制
御可能な複数の光スイッチ部とによりなることにより光
マトリックススイッチを形成する光結合素子を設け、こ
の光結合素子を複数積層して少なくとも2組の光ユニッ
トを設け、これら各々の光ユニットが互いに直交するよ
うに前記分岐入出力ポートを2次元マトリックス状に対
向配置させると共にそれら光ユニットを各々光学的に接
続したので、スイッチングは光結合素子内の個々の光ス
イッチによって行うため、分岐などによる光の減衰を抑
えることができ、しかも、信号光のS/Nを劣化させる
ことなく光路の切換えを行うことが可能となり、また、
大規模な光スイッチをコンパクトに構成することができ
るものである。
するための1又はN個の並設してなる入出力ポートと、
M個の並設してなる分岐入出力ポートと、これら入出力
ポート及び分岐入出力ポートを結合するための複数の光
導波路と、これら複数の光導波路間の結合を外部より制
御可能な複数の光スイッチ部とによりなることにより光
マトリックススイッチを形成する光結合素子を設け、こ
の光結合素子を複数積層して少なくとも2組の光ユニッ
トを設け、これら各々の光ユニットが互いに直交するよ
うに前記分岐入出力ポートを2次元マトリックス状に対
向配置させると共にそれら光ユニットを各々光学的に接
続したので、スイッチングは光結合素子内の個々の光ス
イッチによって行うため、分岐などによる光の減衰を抑
えることができ、しかも、信号光のS/Nを劣化させる
ことなく光路の切換えを行うことが可能となり、また、
大規模な光スイッチをコンパクトに構成することができ
るものである。
【0028】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、光結合素子の光マトリックススイッチをな
す光導波路は電気光学効果を有する基板表面の一部にプ
ロトン交換ないしは金属の拡散により形成し、これら光
導波路間の結合を電気光学効果を用いて電気的に制御し
て行う光導波路結合制御手段を設けたので、光結合素子
を構成する光マトリックススイッチを容易に作製するこ
とが可能となり、また、電気光学効果を用いたスイッチ
ング現象を用いているため高速動作ができるものであ
る。
明において、光結合素子の光マトリックススイッチをな
す光導波路は電気光学効果を有する基板表面の一部にプ
ロトン交換ないしは金属の拡散により形成し、これら光
導波路間の結合を電気光学効果を用いて電気的に制御し
て行う光導波路結合制御手段を設けたので、光結合素子
を構成する光マトリックススイッチを容易に作製するこ
とが可能となり、また、電気光学効果を用いたスイッチ
ング現象を用いているため高速動作ができるものであ
る。
【0029】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、光結合素子の光マトリックススイッチをな
す光導波路は電気光学効果を有する透明材料の薄膜を形
成しフォトリソグラフィー法及びエッチングによる微細
加工法により得られる3次元の導波路として形成し、こ
れら3次元の光導波路間の結合を電気光学効果を用いて
電気的に制御して行う光導波路結合制御手段を設けたの
で、請求項2記載の発明と同様な効果を得ることができ
る。
明において、光結合素子の光マトリックススイッチをな
す光導波路は電気光学効果を有する透明材料の薄膜を形
成しフォトリソグラフィー法及びエッチングによる微細
加工法により得られる3次元の導波路として形成し、こ
れら3次元の光導波路間の結合を電気光学効果を用いて
電気的に制御して行う光導波路結合制御手段を設けたの
で、請求項2記載の発明と同様な効果を得ることができ
る。
【0030】請求項4記載の発明では、請求項1記載の
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路間の結合を、電気光学効果を用いて電気的
に制御して行うと共にその電気光学効果による屈折率変
化を用い全反射、屈折、回折及び位相の変化により導波
光を切換えて行う光導波路結合制御手段を設けたので、
請求項2記載の発明と同様な効果を得ることができる。
発明において、光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路間の結合を、電気光学効果を用いて電気的
に制御して行うと共にその電気光学効果による屈折率変
化を用い全反射、屈折、回折及び位相の変化により導波
光を切換えて行う光導波路結合制御手段を設けたので、
請求項2記載の発明と同様な効果を得ることができる。
【0031】請求項5記載の発明では、請求項1記載の
発明において、入出力ポート及び分岐入出力ポートの光
導波路はテーパー状に形成したので、光学的な接続が容
易となり、生産性の向上を図ることができるものであ
る。
発明において、入出力ポート及び分岐入出力ポートの光
導波路はテーパー状に形成したので、光学的な接続が容
易となり、生産性の向上を図ることができるものであ
る。
【0032】請求項6記載の発明では、請求項1記載の
発明において、光結合素子は、熱硬化性樹脂及び光硬化
性樹脂により積層又は固定して形成したので、素子の取
扱いが容易となるため、生産性の向上を図ることができ
るものである。
発明において、光結合素子は、熱硬化性樹脂及び光硬化
性樹脂により積層又は固定して形成したので、素子の取
扱いが容易となるため、生産性の向上を図ることができ
るものである。
【図1】本発明の光スイッチの基本的な構成例を示すも
のであり、(a)は1×M個のポートが形成されている
様子を示す斜視図、(b)はN×M個のポートが形成さ
れている様子を示す斜視図、(c)は光結合素子を複数
積層してなる2組の光ユニットの様子を示す斜視図であ
る。
のであり、(a)は1×M個のポートが形成されている
様子を示す斜視図、(b)はN×M個のポートが形成さ
れている様子を示す斜視図、(c)は光結合素子を複数
積層してなる2組の光ユニットの様子を示す斜視図であ
る。
【図2】本発明の第一の実施例である光スイッチの構成
図である。
図である。
【図3】(a)は光スイッチ部がY分岐されている様子
を示す平面図、(b)は光結合素子の断面図、(c)は
光結合素子の平面図、(d)はテーパー状に形成された
光導波路の様子を示す平面図である。
を示す平面図、(b)は光結合素子の断面図、(c)は
光結合素子の平面図、(d)はテーパー状に形成された
光導波路の様子を示す平面図である。
【図4】光結合素子が複数枚重ねられてなる光ユニット
の外観構成を示す斜視図である。
の外観構成を示す斜視図である。
【図5】本発明の第二の実施例である光スイッチの構成
図である。
図である。
【図6】(a)は光スイッチ部が複数本に分岐されてい
る様子を示す平面図、(b)は光結合素子の断面図、
(c)は光結合素子の平面図である。
る様子を示す平面図、(b)は光結合素子の断面図、
(c)は光結合素子の平面図である。
【図7】第一の従来例を示す構成図である。
【図8】第二の従来例を示す構成図である。
13 入出力ポート 14 分岐入出力ポート 15 光結合素子 16,17 光ユニット 20 光導波路 23 光スイッチ部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 光信号を入出力するための1又はN個の
並設してなる入出力ポートと、M個の並設してなる分岐
入出力ポートと、これら入出力ポート及び分岐入出力ポ
ートを結合するための複数の光導波路と、これら複数の
光導波路間の結合を外部より制御可能な複数の光スイッ
チ部とよりなることにより光マトリックススイッチを形
成する光結合素子を設け、この光結合素子を複数積層し
て少なくとも2組の光ユニットを設け、これら各々の光
ユニットが互いに直交するように前記分岐入出力ポート
を2次元マトリックス状に対向配置させると共にそれら
光ユニットを各々光学的に接続したことを特徴とする光
スイッチ。 【請求項2】 光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路は電気光学効果を有する基板表面の一部に
プロトン交換ないしは金属の拡散により形成し、これら
光導波路間の結合を電気光学効果を用いて電気的に制御
して行う光導波路結合制御手段を設けたことを特徴とす
る請求項1記載の光スイッチ。 【請求項3】 光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路は電気光学効果を有する透明材料の薄膜を
形成しフォトリソグラフィー法及びエッチングによる微
細加工法により得られる3次元の導波路として形成し、
これら3次元の光導波路間の結合を電気光学効果を用い
て電気的に制御して行う光導波路結合制御手段を設けた
ことを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。 【請求項4】 光結合素子の光マトリックススイッチを
なす光導波路間の結合を、電気光学効果を用いて電気的
に制御して行うと共にその電気光学効果による屈折率変
化を用い全反射、屈折、回折及び位相の変化により導波
光を切換えて行う光導波路結合制御手段を設けたことを
特徴とする請求項1記載の光スイッチ。 【請求項5】 入出力ポート及び分岐入出力ポートの光
導波路は、テーパー状に形成したことを特徴とする請求
項1記載の光スイッチ。 【請求項6】 光結合素子は、熱硬化性樹脂及び光硬化
性樹脂により積層又は固定して形成したことを特徴とす
る請求項1記載の光スイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15814391A JPH055908A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15814391A JPH055908A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光スイツチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH055908A true JPH055908A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15665207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15814391A Pending JPH055908A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 光スイツチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH055908A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012053233A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 三次元光回路 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP15814391A patent/JPH055908A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012053233A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 三次元光回路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7590312B2 (en) | Interferometer optical switch and variable optical attenuator | |
JP5913139B2 (ja) | 導波路型光スイッチ | |
US6292597B1 (en) | N×N non-blocking optical switch | |
US20020159684A1 (en) | Novel optical waveguide switch using cascaded mach-zehnder interferometers | |
JPH07140496A (ja) | 波長選択光スイッチ | |
JP2004170924A (ja) | 導波路埋め込み型光回路及びこれに用いる光学素子 | |
KR20030068463A (ko) | 도파로형 액정 광스위치 | |
US6968105B2 (en) | Waveguide-type optical device and optical switch | |
US20020051601A1 (en) | Multiple wavelength optical interferometer | |
CA2331356A1 (en) | Integrated optical switch array | |
JPH055908A (ja) | 光スイツチ | |
US6393173B1 (en) | 2×2 integrated optical cross-connect | |
JP2006243013A (ja) | マルチポート光スイッチ | |
JP2858744B2 (ja) | 多チヤンネル光スイツチ及びその駆動方法 | |
JPH0513289B2 (ja) | ||
JPS61121042A (ja) | 光スイツチ | |
JPH0553157A (ja) | 光制御デバイス | |
JPS6076722A (ja) | マトリクス光スイツチ | |
Takahashi et al. | High performance 8-arrayed 1× 8 optical switch based on planar lightwave circuit for photonic networks | |
WO2020145257A1 (ja) | 光信号処理装置 | |
JP3083015B2 (ja) | 導波路型光分岐結合素子 | |
JPS62212633A (ja) | 光ゲ−トマトリクススイツチ | |
JPH0756034A (ja) | 交差光導波路 | |
KR100370278B1 (ko) | 광 경로 제어용 투 바이 투 광스위치 | |
JPH03153220A (ja) | 光マトリクススイッチ |