JPH06202010A - 光エレメント - Google Patents

光エレメント

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JPH06202010A
JPH06202010A JP5249492A JP24949293A JPH06202010A JP H06202010 A JPH06202010 A JP H06202010A JP 5249492 A JP5249492 A JP 5249492A JP 24949293 A JP24949293 A JP 24949293A JP H06202010 A JPH06202010 A JP H06202010A
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optical
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Walter Heitmann
ハイトマン ヴァルター
Heinrich Stenger
シュテンガー ハインリヒ
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ELECTRON PROD PARTNERS GmbH
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ELECTRON PROD PAATONAAZU GmbH
ELECTRON PROD PARTNERS GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 端部接続部分に傾斜端面を有する両光ファイ
バの一方が、他方の光ファイバに対して端部接続部分に
おいて変位可能にする。 【構成】 光エレメントは被覆16、コア18からなる
光ファイバ12で構成され、光ファイバはそれぞれ傾斜
端面24、26を有する第1の端部接続部分20および
第2の端部接続部分22にて、マイター継手14で結合
される。端部接続部分20、22はV溝部を形成した支
持部28と、脚部34、40を有する連結支持部32と
により支持される。連結支持部32の両脚部間には、圧
電素子から成る調整エレメント30が設けられる。この
調整エレメントにより、端部接続部分22は端部接続部
分20に相対的に変位可能となる。これにより、光エレ
メントはスイッチング機能または変調機能を実現するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一方が変位可能である
少なくとも2つの光ファイバを有する光システムを介し
て伝送特性に影響を及ぼすための光エレメントに関する
ものである。端部接続部分は、光結合され得る。
【0002】
【従来の技術】このようなエレメントは、例えばドイツ
公開特許第3644802号公報より公知である。この
ようなエレメントを有するスイッチング機能は、相互の
関連で放射状に光ファイバ端部が変位することにより実
現され、端部接続部分が切り離される際に光路がブロッ
クされる間、光は一方のファイバ端部接続部分より他方
のファイバ端部接続部分へ伝送することができる。
【0003】しかしながら、スイッチングの間、公知の
装置は、光ファイバのコアの厚さに実際に対応する、多
くのシフティング距離を伝送することが必要である。こ
のシフティング距離は、既に多くのスイッチング時間を
生じている。スイッチング時間の低減のために、速く動
作するエレメントを使用することができる。しかしなが
ら、このようなエレメントは、比較的高い操作電流が要
求され、むしろ大形となり高価となる。このようなスイ
ッチは、従って光ファイバネットワークにとっては好ま
しくない。
【0004】異なる原理に基づいて操作する光ファイバ
の光出力のスイッチングのための光エレメントは、例え
ば刊行物「光伝送システム、バンドI;物理学と技術
(Optische Telekommunikati
onssysteme, Band I; Physi
k und Technik)」、発行者:ダブリュ.
ハイスト、 ダム−フェルラーグ カーゲー、 ゲルゼ
ンキルヒェン−ビュールより公知である。105および
106頁において、スイッチ可能な光ビームカプラは、
集積光構造についての操作が述べられている。しかしな
がら、平面構造の入出力に対する光ファイバの結合は、
異なるフィールド分配のために、結合領域で高損失を生
じることが必要とされる。
【0005】他の不利益は、結合の機械的公差が1μm
以下に維持されなければならないことである。これは、
製造コストの増大となる。
【0006】さらに、平面的な導波管それ自体は、比較
的高い伝達損失を有しており、従ってこの光スイッチの
伝達損失を3dB以下にすることは殆ど実現可能ではな
い。
【0007】さらに、集積光構造におけるスイッチング
エレメントでは、不適当な漏話減衰量と同様な波長およ
び分極についての依存関係は、特にローカルネットワー
クにおいて、不利益である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前述したような光システムによる伝達機能において
影響を及ぼし、伝達損失、非導通減衰量、リターン損
失、漏話、スイッチング時間、製造コストおよび/また
はサイズにおける現在の光エレメントを改良し、そして
光ネットワークにおいて使用されるのに適し、従って理
想的なスイッチとして要求に対して満足し得る光エレメ
ントを製造することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光シス
テムの光伝送特性に影響を及ぼす光エレメントは、少な
くとも第1および第2の光ファイバから構成され、前記
第1の光ファイバは第1の端部接続部分を有すると共
に、前記第2の光ファイバは互いに光学的に結合された
り、分離されたりするための第2の端部接続部分を有
し、前記第1および第2の端部接続部分の各々は、少な
くとも一方の傾斜端面が全反射の臨界角を越える傾斜角
を持った前記傾斜端面を有し、かつ前記第1および第2
の端部断面の少なくとも一方は、他方に関して変位可能
であり、前記傾斜端面間の変位の距離は前記光ファイバ
の直径よりも実質的に小さいことを特徴とする。
【0010】好適には、光ファイバは分割された光ファ
イバである。
【0011】変位距離は、傾斜端面の接触位置と、少な
くとも1μmの間隔の離間位置との間に限定される。離
間位置において、間隔は、光ファイバの軸に対して横断
する方向である。
【0012】光エレメントは、好ましくは、スイッチン
グ機能または多重化機能もしくは変調機能を実行する。
【0013】光エレメントは、さらに第1および第2の
端部接続部分の変位可能な一方を変位させるための第1
の調整エレメントから構成され、この第1の調整エレメ
ントは圧電素子からなる。
【0014】圧電素子は、圧電性結晶または圧電性セラ
ミックであり、好適には圧電性結晶は石英である。
【0015】好適な実施例において、第1および第2の
端部接続部分の一方は変位可能であり、そして他方は固
定される。変位距離は、実質的に1ミリメートルであ
る。第1および第2の光ファイバの各々は、第1および
第2の端部接続部分を備えて、コアおよび外被とから構
成される。少なくとも、第1および第2の端部接続部分
の変位可能な一方の変位領域において、外被は部分的に
除去される。
【0016】光エレメントは、さらに第1および第2の
端部接続部分を互いに接続するための機械的連結支持部
から構成される。連結支持部は、第1および第2の端部
接続部分間の間隔が温度変化に対して非常に僅かにしか
変動しない。連結支持部は、石英ガラスからなると共
に、第1の調整エレメントの主軸の方向に延在する。
【0017】光エレメントは、さらに第3の光ファイバ
および第3の端部接続部分から構成される。第1および
第2の光ファイバの各々は、第1および第2の端部接続
部分を備えて、コアおよび外被からなり、第1および第
2の端部接続部分の端面をテーパにした領域において、
第1および第2の光ファイバの軸に実質的に平行な第1
の、好ましくは平坦な面を形成するために外被の一部が
除去される。第3の端部接続部分は、第1の面にて境を
接する端面を有する。第3の端部接続部分は、第1およ
び第2の端部接続部分が分離された場合、全反射された
ビームを受光する。外被の部分は、数μmの厚さまで除
去される利益があると共に、第3の端部接続部分の端面
は平坦な第1の面に適合される。第3の光ファイバは、
第1および第2の光ファイバに対して、好ましくは垂直
に、横断する方向に延在する。
【0018】光エレメントは、さらに平坦な面と第3の
端部接続部分の端面間に位置する補正エレメントから構
成される。補正エレメントは、反射光ビームの光ビーム
の変形を補正するために屈折率分布を有する。
【0019】好適には、光エレメントは、さらに第4の
端部接続部分から構成され、第1および第2の端部接続
部分の他方の端面のテーパにした領域において、第1お
よび第2の光ファイバの軸に実質的に平行な第2の平坦
な面を形成するために外被の一部が除去される。第4の
端部接続部分は、第2の平坦な面にて境を接する端面を
有する。第3の端部接続部分は、第1の面と第3の端部
接続部分に固定して接続され、第1および第2の端部接
続部分の一方が第1の調整エレメントにより一緒に変位
可能である。
【0020】光エレメントは、さらに第2の調整エレメ
ントから構成され、第4の端部接続部分は第2の平坦な
面に固定して接続されると共に、第4の端部接続部分
と、第1および第2の端部接続部分の他方とが第2の調
整エレメントにより一緒に変位可能である。
【0021】第1および第2の端部接続部分の傾斜端面
の傾斜角度は、実質的に同じである。傾斜端面の一方
は、30nm以下、好ましくは10nm以下の粗さの深
さを有する。
【0022】傾斜端面の少なくとも一方は、凸状に形成
される。
【0023】光エレメントは、さらに第1および第2の
端部接続部分を収容するためのケーシングから構成され
る。ケーシングは、挿入ガスまたは少なくとも部分的に
空にされる。有利には、ケーシングは、低熱膨張係数、
好ましくは材料が石英により構成される。
【0024】光エレメントは、さらに第1および第2の
調整エレメントから構成され、第1の調整エレメントは
第2の端部接続部分に関して第1の端部接続部分の位置
を調整するために第1の端部接続部分に接続されると共
に、第2の調整エレメントは第2の端部接続部分の位置
を第1の端部接続部分に合わせるために第2の端部接続
部分に接続される。
【0025】この発明の他の実施例において、光エレメ
ントは、さらに第1の端部接続部分を第2の端部接続部
分に関して相対的な位置を合わせるための相対的調整エ
レメントから構成される。
【0026】この発明の好適な実施例において、第2の
光ファイバの第2の端部接続部分は変位可能であり、か
つそれぞれの端部接続部分を持つ第1の光ファイバは、
第1の端部接続部分が固定である。第2の端部接続部分
は、複数の光ファイバを多重化するために、第1の端部
接続部分の各々が選択的に連結したり分離したりするよ
うに、変位可能である。連結されている間に、第1およ
び第2の端部接続部分の傾斜端面は、傾斜端面が実質的
に同じ平面内にあるように位置決めされる。
【0027】
【作用および効果】本発明は、最早非常に小さい変位を
もって、望ましいスイッチまたは変調機能を許容するこ
とができる特別な利点がある。これらの変位は、例えば
2つのオーダの大きさについて、現状のものより小さい
ことである。同時に、伝達損失および非導通損失が悪化
しないことである。
【0028】特に有益なことは、要求される小さな変位
により、製作が可能な光スイッチの高い動作可能な周波
数である。しかし、機械的変位部品は、約100MHz
の高い制限を予想する計算が必要とされる。
【0029】この発明により、両方の対向するファイバ
端面は、それらの光軸と関連し、伝達光が分割された端
部接続部分で完全に反射することを意味する全反射が存
在するように傾斜させる。この反射は、完全であり、損
失が無い。しかしながら、電気磁気的フィールドの小さ
な部分は、指数関数的に減衰する波で光学的薄膜媒体を
透過する。
【0030】フィールドの透過深さである振幅Aは、刊
行物「光学(Optik)」、マックス ボーン博士、
スプリンゲル出版、ベルリン 1965年発行の第41
頁の記載から算出することができ、次式で示される。
【0031】A=e−2πz/λ2 但し、zは境界領域からの間隔であり、λ2 は光学的薄
膜媒体における波長である。光出力の減衰量は、2乗の
フィールド振幅Aと等しい。これは、光のほぼ1.5μ
mの波長の間隔に対して、−55dBの数値を算出し得
ることを意味する。従って、もし互いに対面する2つの
傾斜端面が、互いに>1.5の間隔で離間しているとす
れば、第2の端部接続部分において、光の伝達は実際に
は生じない。しかし、2つの端部接続部分が光学的結合
が生じる間隔に対して何等かの接近がある場合、理論的
に光の無損失通路が可能となる。
【0032】このような関係においては、より円滑かつ
平坦になるように傾斜した端面を作成することは利点が
ある。さらに、いずれかに対して傾斜した端面を圧接す
ることにより、さらに表面の円滑化をより大きな範囲に
対して粗さの深さを低減し得る利点がある。プラグ−イ
ン式コネクタでは、0.2dBの伝達損失を達成するこ
とができる。従って、この発明では、この値を、例えば
0.1dBに低減することが好ましい。最早30nmの
粗さの深さでは、上記式により、10nmの粗さの深さ
での伝達損失が0.4dB以下の値に低下するまでの
間、単に1dBの伝達損失となる。実際問題として、こ
れらの値は、一様に低下させるべきであり、それはこの
発明により、光学的結合が発光の無損失伝達を起生する
ことを許容するからである。伝達損失についての値は、
ファイバの良好な光カプラの値を低下させることで可能
である。端面の大きな傾斜角のために、スイッチの通過
位置およびブロック位置において、極めて高いリターン
損失値が予期される。
【0033】この発明により、ローカルネットワークの
応用において、すなわち好ましくはスイッチまたはマル
チプレクサもしくは変調器として使用することができる
この発明になる光エレメントの製造コストを、極めて低
く維持できるという利益をもたらすものである。
【0034】集積された光カプラとして必要なものと類
似する広範囲な適合技術は、必要ではない。この発明の
エレメントは、小さく、そして圧電素子を適用する場
合、極めて小形に設計され、かつ良好な振動抵抗値を有
する。
【0035】ファイバの光軸との関係における傾斜端面
の好適な角度は、実験により決定することができる。傾
斜端面の標準は、全反射の制限角を越える光軸に対する
角度を有する。全反射の制限角φ0 は、次の通りであ
る。
【0036】sinφ0 =n2 /n1 但し、n1 は、光密度媒体における屈折率であり、そし
てn2 はガス雰囲気において1となるように仮定される
光薄膜媒体における屈折率である。高純度のまたは僅か
に不純物が添加された石英ガラスに対する屈折率は、波
長範囲が1.2〜1.7μmの間において、n1 が1.
44〜1.46の間の値となり、全反射の角度は44°
〜45°の間となる。
【0037】このようにして、傾斜端面の角度は、45
°に設定され、そして全反射を達成することができる。
【0038】伝達損失の値を改善するために、互いに同
一の面となる傾斜領域の角度が重要である。これは、例
えばファイバが極めて精巧なアングル鋸を使用して45
°角にカットされるよう達成することができる。この角
度は、その後の磨きにより部分的に変更すべきではな
い。
【0039】特別な利益は、傾斜領域のわずかな「呼び
込み」すなわち凸形状となるのは、伝達損失の原因とな
るファイバの中心の光結合を改良することである。
【0040】好ましくは、端部接続部分におけるファイ
バの外部被覆は、除去されるべきである。この工程は、
傾斜端面が磨かれ仕上げられる後にのみ、実行されるべ
きである。直径125μmの石英ファイバが使用される
場合、被覆は、少なくとも0.5mmの領域において除
去し得るが、1mmの範囲では不安定状態に対し未だ導
くことはない。
【0041】エレメントを最適化するための努力におい
て、ファイバの変位可能な端部の間に直接圧電素子を配
置することが提案されている。温度効果は、この方法で
最小に維持され、そして石英が圧電性結晶として使用さ
れる際に、同じ温度膨脹係数について石英からなる光フ
ァイバにおいて見出されるように予期し得るという利点
がある。
【0042】エレメントの装着は、ゆるやかな位置で非
導通状態または伝達を達成するために、決定的な要因と
なる。傾斜端面が互いに並列に装着されると、静止する
接触となる。中間位置が実現されると、この発明の光エ
レメントはスイッチの動作接触のように操作される。両
方向において対称的な移動を許容するために、0.75
μmの中間位置は、使用することができ、従って一方向
における750nmの変位は接触を生じ、そして他方向
における変位は1500nmの距離を生じる。圧電性結
晶に対するこのような対称的変位は、この発明のエレメ
ントが変調器として使用される場合に好ましい。低い組
立体コストは、距離が換算される必要がなく、接触する
という理由で利点がある。
【0043】本発明のさらに別の実施例によれば、第1
の端部接続部分の端部を横切って延在する第3の部分を
有する伝送接続部分(ここは第1の接続部分として定義
される)に結合するように提案されている。切断角が4
5°の場合、第3の端部接続部分は90°の角度に拡大
し、それでこの発明のエレメントのブロックまたは非導
通の間、第1の端部接続部分から来る総合的な反射光
は、反射光の光軸に配置される第3の端部接続部分に入
力する。第1および第2の領域の接触の場合において、
全くまたは殆ど全く光が反射しなければ、この実施例か
らなる発明は、選択スイッチを実現する。
【0044】このような関係において、特別な利益がも
たらされ、この場合に、第3の端部接続部分が第1の端
部接続部分の光ファイバと良好に光学的に接触する。こ
れを達成するために、第1の端部接続部分の先端部を被
覆する最大部分は除去され、そして第3の端部接続部分
の端部は凹面状に形成され、そして一側の第1の端部接
続部分の石英ファイバを包囲する。接着剤を使用する場
合、実質的に同じ屈折率を有するべきであり、それで伝
達領域での損失は最小となる。
【0045】さらに、平面的実施例における第3の端部
接続部分を形成すること、および第1の端部接続部分と
第3の端部接続部分との外側の間に補正エレメントを挿
入することが提供される。この補正エレメントは、第1
の端部接続部分における屈折率の分布の結果として集束
効果を補正する屈折率の概略をなし、それで結合損失は
さらに低減される。
【0046】3つの端部接続部分を有するこの発明のエ
レメントにおいて、このような選択スイッチを示してい
る、第2の端部接続部分は移動可能に装着されるべきで
ある。しかし、第1の端部接続部分に装着される第3の
端部接続部分に対し基本的に対応する第4の端部接続部
分によって、第2の端部接続部分に対する第4の端部接
続部分を装着することが可能となる。この実施例は、2
方向スイッチを対称的に構築することを示し、このスイ
ッチは基本的に圧電素子で作動させることができる。し
かしながら、この実施例において、比較的大きな変位量
のために第2の圧電素子を使用する必要がある。光学的
接触位置において、光は、第1の端部接続部分から第2
の端部接続部分へ、または第2の端部接続部分から第1
の端部接続部分へ通過させることができる。非導通位置
において、光は、第1の端部接続部分から第3の端部接
続部分に、および/または第2の端部接続部分から第4
の端部接続部分に移動する。
【0047】
【実施例】次に、本発明に係る光エレメントの実施例に
つき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0048】本発明の光エレメント10は、マイター継
手14で分離される光ファイバ12からなる。ファイバ
12は、被覆(外被)16およびコア(石英ガラスファ
イバ)18からなる。マイター継手14によって、ファ
イバ12は第1の端部接続部分20と第2の端部接続部
分22とに分離され、そして、第1および第2の端部接
続部分20、22は、互いに対面する傾斜端面24およ
び26を有する。マイター継手の切断角度は、ほぼ45
°である。傾斜端面24および26は、少なくともその
ファイバ18の面積内を、最少の粗さの表面に達成され
るようそれぞれ研磨されている。
【0049】端部断面20および22の下方には、上面
にV溝を有する支持体28が設けられている。前記V溝
は、端部接続部分20および22の案内および整列手段
を提供する。
【0050】本実施例においては、エレメントは、その
設置位置において傾斜端面24および26が、2μmの
間隔で離間されるよう組付けられている。両端部接続部
分20および22は、防護(不活性)ガスを充填したケ
ーシング内に装着されている。
【0051】本発明によれば、スイッチングすなわち調
整機能を達成するために、第2の端部接続部分22を第
1の端部接続部分20に対して移動することが提案され
る。この目的のために、圧電性結晶形式の、変位すなわ
ち調整エレメント30が示されている。圧電性結晶は、
保持ブラケットすなわち連結支持体32上に装着され、
そしてこの支持体は、その脚部34を第1の端部接続部
分20上に載置されている。
【0052】調整エレメント30は、対向するよう配置
された2つの電極36および38を有し、そしてこの電
極は、好適には圧電素子30の厚さを変更させる。2つ
の可能な変位方向、すなわち厚さおよび剪断作用におけ
る変化が、図1に矢印で示されている。厚さの変化の場
合には、第2の端部接続部分は半径方向へ変位し、一方
剪断作用の変化の場合には、変位は軸方向へ発生する。
半径方向変位の場合には、本発明の光エレメントの制限
振動数は、移動質量が比較的小さいことから比較的高く
なる。しかしながら、いずれの場合にも、変位は極めて
小さいので、本発明の光エレメントは常に低い範囲の弾
性変形内で操作される。
【0053】図示の実施例では、支持体32は、U形状
に形成され、そして脚部34とは別に、第2の端部接続
部分領域内に取付けられる別の脚部40を有する。支持
体32は、半径方向変位に対する制限を提供する。
【0054】傾斜端面24および26は平坦であり、5
μm以下の平滑度は実際的に問題なく達成される。従っ
て、より大きな技術的尺度で10μm以下の平滑度を維
持することは問題ではなく、所要の伝達損失特性を維持
することができる。
【0055】窒素もしくは希ガス或いはその他別の防護
(不活性)ガスを充填したケーシングを使用すること
は、傾斜端面を、水分蒸気もしくは別の活性物質による
汚損もしくは化学的汚染から防護するのに極めて有利で
ある。例えば、小さな石英パイプを、端部間を延在する
電線と共に使用することができる。寸法は、通常の溶融
カプラのそれと同一であって良い。
【0056】公知であるが、傾斜端面22および24
は、僅かに凸面となるよう研磨することができる。曲率
半径は、光コネクタより知られる半径より実質的に大き
くすることができる。
【0057】本発明において、移動質量が極めて低いこ
とおよび変位間隔が僅かに1〜2μmであることは、殊
に有利なことである。仮に、石英ファイバが125μm
の直径と2.2g/cm3 の密度を有し、そしてファイ
バが1mmの距離を変位すると、この場合の質量は30
μgとなる。
【0058】一方、金を電極に使用する発信器石英は公
知である。電極は、1平方ミリメータの面積と1μmの
層厚さを有する。金の比重は19.3g/cm3 である
ので、金電極は20μgの質量を有することになるが、
これは、本発明の光エレメントの移動質量と同一範囲で
ある。このような発信器石英は、150MHzに達する
振動数で問題なく励起させることができる。
【0059】従って、振動数は、変位可能なファイバ端
部接続部分を連結しても実質的には減少しないと思料す
ることができる。従って、10nsecに達するスイッ
チング時間が可能となり、これにより、本発明の光エレ
メントは、約100MHzに達する振動数に対する変調
器にも使用することができる。
【0060】本発明のエレメントの移動質量は、変位領
域内の被覆(外被)16が取除かれて調整エレメント3
0がコア18により近接する際には、更に減少すること
ができる。
【0061】図2に、本発明の光エレメント10の別の
実施例を示す。本実施例においては、第1および第2の
両端部接続部分20および22に加えて、第3の端部接
続部分42が示されている。この第3の端部接続部分4
2は、第1の端部接続部分20に光学的に結合される。
この目的のために、第1の端部接続部分20の先端部の
被覆(外被)16は除去されている。第3の端部接続部
分42は、平坦面44に終端している。光は、左方向か
ら第1の端部接続部分20へ進入し、そして、光エレメ
ント10が非導通すなわちブロック状態にある際には、
第1の傾斜端面24上で反射して第3の端部接続部分4
2のコア内へ進入する。第1の端部接続部分20のコア
18に近接して幾らかの被覆16がなお存在している理
由は、スイッチがその伝達位置にある際に、放射損失を
低く保持するためである。被覆16の残存厚さは、例え
ば、数マイクロメータに設定することができる。
【0062】第1の端部接続部分を通過する光ビーム
は、第1の光ファイバの屈折率分布の影響、すなわち何
となれば、屈折率分布は弱円筒状レンズ効果を有するた
めに、軽い集束効果を被るであろう。これによる光ビー
ムの変形は、第3の端部接続部分42に対する小さな連
結損失を招来する。両光ファイバの間に、適合する屈折
率分布を有する結合すなわち連結エレメント46を使用
することにより、光ファイバ12の損失を最小に抑制す
ることができる。結合すなわち連結エレメント46は、
第3の端部接続部分42の平坦面44上に、或いは端部
接続部分20の基底領域上に装着することができる。
【0063】伝達位置においては、光ビームは、端部接
続部分20から端部接続部分22へ完全に通過するが、
非導通状態においては、全光ビームが端部接続部分20
から第3の端部接続部分42内へ偏向される。
【0064】図2の実施例においては、支持体32はL
形状に形成され、そしてこれにより、第1および第2の
端部接続部分20および22間の安定した相対支持が確
実に提供されるよう構成されている。脚部34は、適宜
の接着剤を介して第1の端部接続部分20に固定的に接
続されている、支持体32は石英ガラスからなり、そし
てこれにより、調整エレメント30の電極36および3
8を介して、端部接続部分20および22を互いに接続
するよう構成されている。接着剤の選択に際しては、傾
斜端面24および26に影響を与えないようなものに選
択するよう留意されなければならない。
【0065】図3に、本発明の光エレメント10の更に
別の実施例を示す。本実施例は、図2に示す実施例に対
して、主として端部接続部分42の構造において異な
る。本実施例の第3の端部接続部分の被覆(外被)16
は円錐形状を有し、そしてこれにより、案内面として機
能するよう設計されている、第1の端部接続部分30の
被覆16に対する改善された適応が許容されるよう構成
されている。
【0066】図4に、本発明の光エレメント10のまた
更に別の実施例を示す。この光エレメントは、図3に対
して、付加的な第4の端部接続部分48と、および付加
的な調整エレメント50であって、その設計は調整エレ
メント30に対応しているものを有する。図4の光エレ
メント10は対称的であり、2方向のスイッチを達成す
ることができる。第4の端部接続部分48は、付加的な
光結合ファイバとして作用し、図3の第3の端部接続部
分42と同様に形成されている。しかしながら、これ
は、第1の端部接続部分20上にではなく、第2の端部
接続部分22上に装着されている。
【0067】従って、光エレメントは、第2の端部接続
部分22から第4の端部接続部分48への付加的な光通
路を提供する。本実施例では、第1および第2の端部接
続部分20および22に加えて、更にそれぞれ横方向へ
延在する端部接続部分42および48をも変位しなけれ
ばならないので、更に別の調整エレメント50を使用す
ることが望ましい。この調整エレメント50は、エレメ
ント30と同期して操作することにより変位力を倍加す
る。このことは、増加される質量から見て有利である。
【0068】端部接続部分42および48の延長部は、
軸方向の移動性を増大するために好適には湾曲される。
【0069】このような光エレメントは、2方向スイッ
チとしてローカルネットワークに好適に使用することが
できる。
【0070】図5においては、図から分かるように、複
数のファイバ12が、互いに隣接して整列されたファイ
バ端部接続部分20に対して、互いに基本的に平行して
配列されている。変位可能な端部接続部分22は、この
変位する端部接続部分22に選択されたファイバ端部接
続部分20が結合され得るようにして移動する。
【0071】この実施例においても、移動可能な端部接
続部分22は、圧電素子により変位させることができ
る。その一部分が図5に示されている圧電素子60は、
固定ファイバ端部接続部分20間のスイッチングに必要
な変位を提供する。圧電素子30が、付加的に、移動可
能な端部接続部分22上に配置され、前述したように、
傾斜端面24および26間の結合ならびに切り離しを可
能にする。
【0072】固定光フアアイバ端部接続部分は、図示さ
れている5つ以上のものを、複数の光ファイバ多重伝送
のために使用し得ることは理解されるべきである。ま
た、傾斜端面24は、光ファイバ12間のスイッチング
を容易にするために、部分的に円弧状に構成することが
できる。
【0073】本発明は、明細書および図面に係る特定の
開示に限定されるものではなく、添付される特許請求の
範囲の精神内における全ての変更を包含するものである
ことは、勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1および第2の端部接続部分を有する本発明
に係る光エレメントの構成を示す説明図である。
【図2】第3の端部接続部分を有する本発明に係る光エ
レメントの別の実施例の構成を示す説明図である。
【図3】図2に示す実施例と異なる実施例からなる本発
明に係る光エレメントの構成を示す説明図である。
【図4】第4の端部接続部分を有する本発明に係る光エ
レメントのさらに別の実施例の構成を示す説明図であ
る。
【図5】複数の固定されたファイバの端部接続部分から
なる本発明に係る光エレメントの他の実施例の構成を示
す平面図である。
【符号の説明】
10 光エレメント 12 光ファイバ 14 マイター継手 16 被覆 18 コア(石英ガラス) 20 第1の端部接続部分 22 第2の端部接続部分 24、26 傾斜端面 28 支持体 30 調整エレメント 32 連結支持体 34 脚部 36、38 電極 40 脚部 42 第3の端部接続部分 44 平坦面 46 連結エレメント 48 第4の端部接続部分 50 調整エレメント 60 圧電素子

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光システムの光伝送特性に影響を及ぼす
    光エレメントにおいて、 前記光エレメントは少なくとも第1および第2の光ファ
    イバから構成され、 前記第1の光ファイバは第1の端部接続部分を有すると
    共に、前記第2の光ファイバは互いに光学的に結合され
    たり、分離されたりするための第2の端部接続部分を有
    し、 前記第1および前記第2の端部接続部分の各々は、少な
    くとも一方の傾斜端面が全反射の臨界角を越える傾斜角
    を持った前記傾斜端面を有し、かつ、 前記第1および前記第2の端部接続部分の少なくとも一
    方は、前記第1および前記第2の端部接続部分の他方に
    関して変位可能であり、前記傾斜端面間の変位距離は前
    記光ファイバの直径よりも実質的に小さいことを特徴と
    する光エレメント。
  2. 【請求項2】 前記光ファイバは、分割された光ファイ
    バである請求項1記載の光エレメント。
  3. 【請求項3】 前記変位距離は、前記傾斜端面の接触位
    置と、少なくとも1μmの間隔の離間位置との間に限定
    される請求項1記載の光エレメント。
  4. 【請求項4】 前記離間位置における前記間隔は、前記
    光ファイバの軸に対して横断する方向である請求項3記
    載の光エレメント。
  5. 【請求項5】 前記光エレメントは、スイッチング機能
    を実行する請求項1記載の光エレメント。
  6. 【請求項6】 前記光エレメントは、多重化機能を実行
    する請求項1記載の光エレメント。
  7. 【請求項7】 前記光エレメントは、変調機能を実行す
    る請求項1記載の光エレメント。
  8. 【請求項8】 前記第1および前記第2の端部接続部分
    の前記変位可能な一方を変位させるための第1の調整エ
    レメントとから更に構成され、前記第1の調整エレメン
    トは圧電素子である請求項1記載の光エレメント。
  9. 【請求項9】 前記第1および前記第2の端部接続部分
    の一方は変位可能であると共に前記第1および前記第2
    の端部接続部分の他方は固定であり、 前記変位距離は実質的に1ミリメートルであり、 前記第1および前記第2の光ファイバの各々は、前記第
    1および前記第2の端部接続部分を備えて、コアおよび
    外被から成り、かつ、 少なくとも前記第1および前記第2の端部接続部分の前
    記変位可能な一方の変位領域において、前記外被は部分
    的に除去される請求項8記載の光エレメント。
  10. 【請求項10】 前記圧電素子は、圧電性結晶および圧
    電性セラミックからなる群の中から選択される請求項8
    記載の光エレメント。
  11. 【請求項11】 前記圧電性結晶は、石英である請求項
    10記載の光エレメント。
  12. 【請求項12】 前記第1および前記第2の端部接続部
    分を互いに接続するための機械的連結支持部から更に構
    成され、前記連結支持部は前記第1および前記第2の端
    部接続部分間の間隔が温度変化に対して非常に僅かにし
    か変動しない請求項8記載の光エレメント。
  13. 【請求項13】 前記連結支持部は石英ガラスから成る
    と共に、前記第1の調整エレメントの主軸の方向に延在
    する請求項12記載の光エレメント。
  14. 【請求項14】 第3の前記光ファイバおよび第3の前
    記端部接続部分から更に構成され、 前記第1および前記第2の光ファイバの各々は、前記第
    1および第2の端部接続部分を備えて、コアおよび外被
    から成り、 前記第1および前記第2の端部接続部分の前記端面をテ
    ーパにした領域において、前記第1および前記第2の光
    ファイバの軸に実質的に平行な第1の面を形成するため
    に前記外被の一部が除去され、 前記第3の端部接続部分は前記第1の面にて境を接する
    端面を有し、かつ、 前記第1および前記第2の端部接続部分が分離された場
    合に、前記第3の端部接続部分は、全反射された光ビー
    ムを受光する請求項8記載の光エレメント。
  15. 【請求項15】 前記外被の前記部分は数μmの厚さま
    で除去されると共に前記第3の端部接続部分の前記端面
    は平坦な前記第1の面に適合させられ、前記第3の光フ
    ァイバは前記第1および前記第2の光ファイバに対して
    横断する方向に延在する請求項14記載の光エレメン
    ト。
  16. 【請求項16】 前記第3の光ファイバは、前記第1お
    よび前記第2の光ファイバに垂直に延在する請求項15
    記載の光エレメント。
  17. 【請求項17】 前記平坦な面と前記第3の端部接続部
    分の前記端面間に位置する補正エレメントから更に構成
    され、前記補正エレメントは前記反射光ビームの光ビー
    ムの変形を補正するための屈折率分布を有する請求項1
    6記載の光エレメント。
  18. 【請求項18】 第4の前記光ファイバおよび第4の前
    記端部接続部分から更に構成され、 前記第1および前記第2の端部接続部分の他方の前記端
    面のテーパにした領域において、前記第1および前記第
    2の光ファイバの軸に実質的に平行な第2の平坦な面を
    形成するために前記外被の一部が除去され、かつ前記第
    4の端部接続部分は前記第2の平坦な面にて境を接する
    端面を有する請求項14記載の光エレメント。
  19. 【請求項19】 前記第3の端部接続部分は前記第4の
    面に固定して接続され、前記第3の端部接続部分と、前
    記第1および前記第2の端部接続部分の前記一方とが、
    前記第1の調整エレメントにより一緒に変位可能である
    請求項18記載の光エレメント。
  20. 【請求項20】 第2の調整エレメントから更に構成さ
    れ、前記第4の端部接続部分は前記第2の平坦な面に固
    定して接続されると共に、前記第4の端部接続部分と、
    前記第1および前記第2の端部接続部分の他方とが前記
    第2の調整エレメントにより一緒に変位可能な請求項1
    8記載の光エレメント。
  21. 【請求項21】 前記傾斜端面の傾斜角度は、実質的に
    同じである請求項1記載の光エレメント。
  22. 【請求項22】 前記傾斜端面の一方は、30nm以下
    の粗さの深さを有する請求項1記載の光エレメント。
  23. 【請求項23】 前記粗さの深さは、10nm以下であ
    る請求項22記載の光エレメント。
  24. 【請求項24】 前記傾斜端面の少なくとも一方は、凸
    状に形づくられる請求項1記載の光エレメント。
  25. 【請求項25】 前記第1および前記第2の端部接続部
    分を収容するためのケーシングから更に構成される請求
    項1記載の光エレメント。
  26. 【請求項26】 前記ケーシングは、挿入ガスで満たさ
    れる請求項25記載の光エレメント。
  27. 【請求項27】 前記ケーシングは、少なくとも部分的
    に空にされる請求項25記載の光エレメント。
  28. 【請求項28】 前記ケーシングは、低熱膨張係数を有
    する材料から成る請求項25記載の光エレメント。
  29. 【請求項29】 前記材料は石英である請求項28記載
    の光エレメント。
  30. 【請求項30】 第1および第2の調整エレメントから
    更に構成され、前記第1の調整エレメントは前記第2の
    端部接続部分に関して前記第1の端部接続部分の位置を
    調整するために前記第1の端部接続部分に接続されると
    共に、前記第2の調整エレメントは前記第2の端部接続
    部分の位置を前記第1の端部接続部分に合わせるために
    前記第2の端部接続部分に接続される請求項1記載の光
    エレメント。
  31. 【請求項31】 前記第1の端部接続部分を前記第2の
    端部接続部分に関して相対的な位置を合わせるための相
    対的調整エレメントから更に構成される請求項1記載の
    光エレメント。
  32. 【請求項32】 前記第2の光ファイバの前記第2の端
    部接続部分は変位可能であり、かつ、前記それぞれの端
    部接続部分を持つ数本の前記第1の光ファイバが提供さ
    れ、前記第1の端部接続部分は固定であり、前記第2の
    端部接続部分は複数の前記光ファイバを多重化するため
    に前記第1の端部接続部分の各々と選択的に連結したり
    分離したりが可能なように変位可能である請求項1記載
    の光エレメント。
  33. 【請求項33】 連結中に前記第1および前記第2の端
    部接続部分の前記傾斜端面は、前記傾斜端面が実質的に
    同じ平面内にあるように位置決めされる請求項32記載
    の光エレメント。
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