JPH06281972A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

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JPH06281972A
JPH06281972A JP6868293A JP6868293A JPH06281972A JP H06281972 A JPH06281972 A JP H06281972A JP 6868293 A JP6868293 A JP 6868293A JP 6868293 A JP6868293 A JP 6868293A JP H06281972 A JPH06281972 A JP H06281972A
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JP
Japan
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optical waveguide
optical
terminal
diffraction grating
waveguide
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Application number
JP6868293A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Iwashima
徹 岩島
Masumi Ito
真澄 伊藤
Susumu Inoue
享 井上
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06281972A publication Critical patent/JPH06281972A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an optical switch capable of reducing the difficulty on adjusting the center of a waveguide and having no dependency on polarized wave in optical switching and securing a high coupling efficiency between an input and an output. CONSTITUTION:Optical fibers 5, 6, 7 are connected to the terminals 2, 3, 4 of an optical circulator 1. A switching means passing or reflecting a beam propagating therein responding to prescribed switching operation and outputting the beam from an incident beam waveguide 5 from any one of a first outgoing beam waveguide 6 or a second outgoing beam waveguide 7 is provided on a halfway part of an outgoing beam waveguide 6. As the switching means, for instance, a diffraction grating formation erasure part 8 is provided on the halfway part of the first outgoing beam waveguide 6, and an ultraviolet light source (not shown in the figure) for forming the diffraction grating, two waveguides 9, 10 leading two light waves lambda1, lambda2 outgoing from the light source to the diffraction grating formation erasure part 8 and one waveguide 11 leading the infrared beam lambda3 for erasing the diffraction grating in the vicinity of the diffraction grating formation erasure part 8 are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光通信に用いられる光
線路切替用の光スイッチに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch for switching an optical line used for optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムにおいて、光線路を切替
える光スイッチは光交換システム構築のための基本部品
である。光スイッチの中で、2本の光導波路を交差さ
せ、その交差部に反射機構を設け出力先を切替える、所
謂交差型スイッチは広く研究され、実用に供されてい
る。
2. Description of the Related Art In an optical communication system, an optical switch for switching an optical line is a basic component for constructing an optical switching system. Among optical switches, a so-called cross-type switch in which two optical waveguides are crossed and a reflection mechanism is provided at the crossing part to switch the output destination has been widely studied and put to practical use.

【0003】例えば、電気光学効果を有する基板におい
て2本の光導波路を交差させ、その交差部に電圧を印加
できるようにする。電圧の印加された部分の電気光学材
料は、電界効果により屈折率が変化するので、入射導波
光はその界面で全反射を起こし、導波経路が曲がる。
(下村他 1992年電子情報通信学会春季大会 C−
196,pp4−238,1992)
For example, two optical waveguides are crossed on a substrate having an electro-optical effect, and a voltage can be applied to the crossing portion. Since the refractive index of the electro-optic material in the portion to which the voltage is applied changes due to the electric field effect, the incident guided light undergoes total reflection at the interface, and the waveguide path is bent.
(Shimomura et al. 1992 IEICE Spring Conference C-
196, pp4-238, 1992).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の交差型光スイッ
チにおいては、入射光導波路を伝搬してきた光の経路を
交差部に形成された反射鏡の全反射によって屈曲させ、
出射光導波路へ導く構造を持っているので、反射鏡を介
した2つの導波路の調心が必要となり、製作上の困難が
増す。また、入射光は反射鏡に90度より小さい角度で
入射するため、反射率に偏波依存性があり、且つ入射光
の偏波方向が変動した場合には、出力が光導波路へ伝播
する光強度が変動する原因となる。
In the conventional cross type optical switch, the path of the light propagating through the incident optical waveguide is bent by the total reflection of the reflecting mirror formed at the crossing portion,
Since it has a structure that guides it to the output optical waveguide, it is necessary to align the two waveguides via a reflecting mirror, which increases manufacturing difficulties. Further, since the incident light is incident on the reflecting mirror at an angle smaller than 90 degrees, the reflectance has a polarization dependency, and when the polarization direction of the incident light changes, the light output propagates to the optical waveguide. This will cause variations in strength.

【0005】また、このような交差型光スイッチにおけ
る反射鏡として回折格子を用いた場合、入射光に比べて
反射光のビームのスポットサイズが大きくなるため、ビ
ームの形状が変化する。このため、入力光導波路と出力
光導波路に同一の形状の導波路を用いた場合、入力と出
力の間の結合効率が低下するという問題があった。
Further, when a diffraction grating is used as a reflecting mirror in such a cross type optical switch, the beam spot size of the reflected light becomes larger than that of the incident light, so that the beam shape changes. Therefore, when the waveguides having the same shape are used for the input optical waveguide and the output optical waveguide, there is a problem that the coupling efficiency between the input and the output is reduced.

【0006】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、導波路の調心上の困難を軽減し、
光スイッチングに偏波依存性がなく、且つ高い結合効率
を確保できる光スイッチを提供する事を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and reduces the difficulty in aligning the waveguide,
An object of the present invention is to provide an optical switch that does not have polarization dependency in optical switching and can secure high coupling efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の光スイッチは、
三つの端子を備え、第一の端子から入射した光を第二の
端子に出射し、第二の端子から入射した光を第三の端子
に出射する機能を有する三端子光部品と、第一の端子に
接続された入射光導波路と、第二、第三の端子にそれぞ
れ接続された第一、第二の出射光導波路と、第二の端子
から出射して第一の出射光導波路中を伝播する光を、所
定の切替操作に応答して通過もしくは反射させることに
より、入射光導波路から入射された光を第一もしくは第
二の出射光導波路の一方より切替えて外部に出力するよ
うにした切替手段とを備えることを特徴とする。
The optical switch of the present invention comprises:
A three-terminal optical component having three terminals, having a function of emitting light incident from the first terminal to the second terminal and emitting light incident from the second terminal to the third terminal; The incident optical waveguide connected to the terminal of the, the first and second output optical waveguides connected to the second and third terminals, respectively, and the first output optical waveguide which is emitted from the second terminal. By transmitting or reflecting the propagating light in response to a predetermined switching operation, the light incident from the incident optical waveguide is switched from one of the first and second emission optical waveguides and is output to the outside. And a switching means.

【0008】ここで、上記の切替手段は、第一の出射光
導波路の途中部分において、回折格子を形成もしくは消
去することにより、第二の端子から出射して第一の出射
光導波路中を伝播する光を反射または通過させる回折格
子形成消去手段としてもよく、または第一の出射光導波
路の途中部分に形成された間隙において、可動に設置さ
れた可動鏡を第一の出射光導波路に対して垂直に移動さ
せる移動手段としてもよく、あるいは第一の出射光導波
路の途中部分に形成された間隙およびその近傍に、水素
イオンよりイオン化傾向の小さい金属イオンを含む水溶
液を配置すると共に、この中に第一の出射光導波路と垂
直に交差する透明電極と、この透明電極とは別の他の電
極を浸して構成され、透明電極と他の電極の間に電位差
を生じさせる手段としてもよい。
Here, the switching means emits from the second terminal and propagates in the first emission optical waveguide by forming or erasing a diffraction grating in the middle of the first emission optical waveguide. It may be a diffraction grating formation erasing means for reflecting or passing the light to be emitted, or a movable mirror that is movably installed in the gap formed in the middle of the first emission optical waveguide with respect to the first emission optical waveguide. It may be a moving means for moving vertically, or an aqueous solution containing metal ions having a smaller ionization tendency than hydrogen ions is placed in the gap formed in the middle of the first emission optical waveguide and its vicinity, and Means for forming a potential difference between the transparent electrode and the other electrode by immersing a transparent electrode perpendicularly intersecting the first emission optical waveguide and another electrode different from the transparent electrode It may be.

【0009】[0009]

【作用】本発明の光スイッチは以上のように構成される
ので、所定の切替操作により切替手段が光を反射する状
態とされたときは、三端子光部品の第一の端子より入射
されて第二の端子から第一の出射光導波路に向かって出
射された光信号は、第一の出射光導波路に形成された反
射機構に垂直に入射し、直角に反射されて、第二の出射
光導波路より外部に出力される。また、所定の切替操作
により切替手段が光を通過させる状態とされたときは、
第二の端子から第一の出射光導波路に伝播された光信号
は、そのまま第一の出射光導波路を通過し、外部に出力
される。このように、第二の端子から第一の出射光導波
路に向かって出射された光信号を切替手段により通過ま
たは反射させて、第一または第二の出射光導波路より出
力させることで、光の経路を切替制御して光スイッチ機
能を実現する。
Since the optical switch of the present invention is constructed as described above, when the switching means is brought into a state of reflecting light by a predetermined switching operation, it is incident from the first terminal of the three-terminal optical component. The optical signal emitted from the second terminal toward the first outgoing optical waveguide is vertically incident on the reflection mechanism formed in the first outgoing optical waveguide and is reflected at a right angle to the second outgoing optical waveguide. It is output from the waveguide to the outside. Further, when the switching means is brought into a state of passing light by a predetermined switching operation,
The optical signal propagated from the second terminal to the first output optical waveguide passes through the first output optical waveguide as it is and is output to the outside. In this way, the optical signal emitted from the second terminal toward the first emission optical waveguide is passed or reflected by the switching means, and is output from the first or second emission optical waveguide. The optical switching function is realized by controlling the switching of routes.

【0010】ここで、光スイッチの切替手段が回折格子
形成消去手段である場合において、入射光導波路に入射
された光信号を第二の出射光導波路より出射させる時に
は、反射層である回折格子が第一の出射光導波路の途中
部分に形成される。このため、第一の出射光導波路に伝
播された光信号は、直角に反射され、進行方向を変えて
第二の出射光導波路より出力される。また、光信号を第
一の出射光導波路より出射させる時には、回折格子は消
去され、伝播された光信号は、そのままこの第一の出射
光導波路を通過し出力される。
Here, when the switching means of the optical switch is the diffraction grating forming and erasing means, when the optical signal incident on the incident optical waveguide is emitted from the second emission optical waveguide, the diffraction grating which is the reflection layer is It is formed in the middle of the first emission optical waveguide. Therefore, the optical signal propagated to the first emission optical waveguide is reflected at a right angle, changes its traveling direction, and is output from the second emission optical waveguide. Further, when the optical signal is emitted from the first emission optical waveguide, the diffraction grating is erased, and the propagated optical signal passes through the first emission optical waveguide as it is and is output.

【0011】また、切替手段が可動鏡を第一の出射光導
波路の途中部分に形成された間隙に設けて、第一の出射
光導波路に対して垂直に移動させるようにした場合にお
いて、光信号を第二の出射光導波路より出力させる時に
は、可動鏡が第一の出射光導波路に対して垂直に移動設
置されて、第一の出射光導波路に伝播されてきた光信号
は直角に反射され、第二の出射光導波路より出力され
る。また、光信号を第一の出射光導波路より出力させる
時には、可動鏡が第一の出射光導波路の間隙を遮らない
位置に移動されて、第一の出射光導波路を伝播してきた
光信号は、そのまま第一の出射光導波路を通過し出力さ
れる。
Further, in the case where the switching means is provided with a movable mirror in a gap formed in the middle of the first emission optical waveguide to move the movable mirror in a direction perpendicular to the first emission optical waveguide, the optical signal Is output from the second output optical waveguide, the movable mirror is moved and installed perpendicularly to the first output optical waveguide, and the optical signal propagated to the first output optical waveguide is reflected at a right angle, It is output from the second emission optical waveguide. When the optical signal is output from the first output optical waveguide, the movable mirror is moved to a position that does not block the gap of the first output optical waveguide, and the optical signal propagated through the first output optical waveguide is As it is, it passes through the first emission optical waveguide and is output.

【0012】また、切替手段が銀鏡反応によって反射鏡
となりうる透明電極を第一の出射光導波路に設ける場合
において、入射光導波路に入力された光信号を第二の出
射光導波路に出力させる時には、透明電極を負電位に設
定することで反射鏡が形成され、第一の出射光導波路に
出射された光信号は直角に反射されて、第二の出射光導
波路より出力される。入射光導波路に入力された光信号
を第一の出射光導波路より出力させる時には、透明電極
を正電位に設定して反射鏡を消去し、光信号をそのまま
通過させて、第一の出射光導波路より出力される。
Further, when the switching means is provided with a transparent electrode capable of forming a reflecting mirror by a silver mirror reaction in the first outgoing optical waveguide, when outputting the optical signal input to the incoming optical waveguide to the second outgoing optical waveguide, A reflecting mirror is formed by setting the transparent electrode to a negative potential, and the optical signal emitted to the first emission optical waveguide is reflected at a right angle and output from the second emission optical waveguide. When the optical signal input to the incident optical waveguide is output from the first outgoing optical waveguide, the transparent electrode is set to a positive potential to erase the reflecting mirror, and the optical signal is allowed to pass through the first outgoing optical waveguide. Will be output.

【0013】[0013]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同
一符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0014】図1は第一実施例の光スイッチの構成図で
ある。光サーキュレータ1の端子2、3、4のそれぞれ
に光ファイバからなる入射光導波路5と第一の出射光導
波路6と第二の出射光導波路7が接続され、第一の出射
光導波路6の途中部分には回折格子形成消去部8が介在
されている。ここで、光サーキュレータ1は端子2から
入射した光を端子3に出射し、端子3から入射した光を
端子4に出射する機能を有している。回折格子形成用の
紫外光源(図示せず)と、この光源から発せられた二つ
の光波λ1 、λ2 を回折格子形成消去部8の近傍に導く
二つの導波路9、10と、回折格子消去用の赤外光源
(図示せず)と、この光源から発せられた光波λ3 を回
折格子形成消去部8の近傍に導く一つの光導波路11が
設置され、これらによって回折格子形成消去手段が構成
されている。つまり、光導波路6として光ファイバを使
用した時、材料ガラス(例えば、Geを含むシリコン系
ガラスなど)は紫外領域光を吸収する原子欠陥が多数存
在する。このような原子欠陥にその吸収波長光を照射す
ると、屈折率が変化して回折格子の形成が可能になり、
一方加熱又は赤外光の照射により屈折率が復元して回折
格子の消去が可能になる。このような回折格子形成消去
手段すなわち切替手段と光サーキュレータを組み合わせ
た光スイッチは、以下のように動作し、切替機能を果た
す。
FIG. 1 is a block diagram of the optical switch of the first embodiment. An input optical waveguide 5, a first output optical waveguide 6 and a second output optical waveguide 7 each made of an optical fiber are connected to each of the terminals 2, 3 and 4 of the optical circulator 1, and in the middle of the first output optical waveguide 6. A diffraction grating forming / erasing portion 8 is interposed in the portion. Here, the optical circulator 1 has a function of emitting light incident from the terminal 2 to the terminal 3 and emitting light incident from the terminal 3 to the terminal 4. An ultraviolet light source (not shown) for forming a diffraction grating, two waveguides 9 and 10 for guiding two light waves λ 1 and λ 2 emitted from this light source to the vicinity of the diffraction grating forming and eliminating section 8, and a diffraction grating eliminating Infrared light source (not shown) and one optical waveguide 11 for guiding the light wave λ3 emitted from this light source to the vicinity of the diffraction grating formation / erasure unit 8 are installed, and these form a diffraction grating formation / erasure means. There is. That is, when an optical fiber is used as the optical waveguide 6, the material glass (for example, a silicon-based glass containing Ge) has many atomic defects that absorb light in the ultraviolet region. When such an atomic defect is irradiated with light of its absorption wavelength, the refractive index changes and it becomes possible to form a diffraction grating,
On the other hand, the refractive index is restored by heating or irradiation of infrared light, and the diffraction grating can be erased. The optical switch in which the diffraction grating forming / erasing means, that is, the switching means and the optical circulator are combined, operates as follows and fulfills the switching function.

【0015】図1(a)は入射光導波路より入力した光
信号が、回折格子形成消去手段により反射されて第二の
出射光導波路7に出射される時の光信号の流れを示して
いる。この時、回折格子は回折格子形成消去部8に形成
されている。
FIG. 1A shows a flow of an optical signal when the optical signal input from the incident optical waveguide is reflected by the diffraction grating forming and erasing means and emitted to the second emitting optical waveguide 7. At this time, the diffraction grating is formed in the diffraction grating formation / erasure section 8.

【0016】紫外光源から発せられる光波λ1 、λ2 は
光導波路9、10を介して回折格子形成消去部8に導か
れ、干渉を起こし強度が周期的に変化する光干渉縞が生
成されて、ほぼ100%効率の反射層である回折格子が
形成される。入力端2aより入力した光信号は、入射光
導波路5を介して、光サーキュレータ1の端子2に入射
される。端子2に入射された光信号は端子3に出射さ
れ、第一の出射光導波路6を進行する。出射光導波路6
を進行中の光信号は、回折格子形成消去部8に形成され
た回折格子に垂直に入射し直角に反射されて、出射光導
波路6を逆行し光サーキュレータ1の端子3に入射され
る。端子3に入射された光信号は端子4に出射され、第
二の出射光導波路7を介して出力端4aより出力され
る。この回折格子は、光λ1 、λ2 の照射を止めてもそ
のまま回折格子形成消去部8に残存する。
The light waves λ1 and λ2 emitted from the ultraviolet light source are guided to the diffraction grating formation / erasure section 8 through the optical waveguides 9 and 10, and optical interference fringes in which interference occurs and the intensity changes periodically are generated, and are almost generated. A diffraction grating is formed that is a 100% efficient reflective layer. The optical signal input from the input end 2 a is incident on the terminal 2 of the optical circulator 1 via the incident optical waveguide 5. The optical signal incident on the terminal 2 is emitted to the terminal 3 and travels through the first emission optical waveguide 6. Output optical waveguide 6
The optical signal in progress is incident on the diffraction grating formed in the diffraction grating forming and erasing section 8 at a right angle and is reflected at a right angle, and travels backward through the emission optical waveguide 6 and is incident on the terminal 3 of the optical circulator 1. The optical signal incident on the terminal 3 is emitted to the terminal 4 and output from the output end 4 a via the second emitting optical waveguide 7. This diffraction grating remains in the diffraction grating formation / erasure section 8 as it is even if the irradiation of the lights λ1 and λ2 is stopped.

【0017】図1(b)は入射光導波路より入力した光
信号が、回折格子形成消去手段により反射することなく
通過して、第一の出射光導波路6に出射される時の光信
号の流れを示している。この時、回折格子形成消去部8
には回折格子は形成されていない(消去されている)。
FIG. 1B shows the flow of the optical signal when the optical signal input from the incident optical waveguide passes through the diffraction grating forming / erasing means without being reflected and is emitted to the first outgoing optical waveguide 6. Is shown. At this time, the diffraction grating forming / erasing unit 8
No diffraction grating is formed (erased) in the.

【0018】赤外光源から発せられる光波λ3 は光導波
路11を介して回折格子形成消去部8に導かれ、回折格
子形成消去部8に形成されていた回折格子が消去され
る。入力端2aに入力された光信号は入射光導波路5を
進み端子2に入射され、端子3に出射される。光信号は
出射光導波路6の途中の回折格子形成消去部8をそのま
ま通過し、出力端3aより出力される。この実施例の光
スイッチでは、紫外光源および赤外光源を点灯すること
により、出射光導波路6の回折格子形成消去部8におい
て回折格子の形成および消去を行い、光スイッチの切替
機能を行う。
The light wave λ3 emitted from the infrared light source is guided to the diffraction grating formation / erasure section 8 through the optical waveguide 11, and the diffraction grating formed in the diffraction grating formation / erasure section 8 is erased. The optical signal input to the input end 2 a travels through the incident optical waveguide 5 and is incident on the terminal 2 and emitted to the terminal 3. The optical signal passes through the diffraction grating formation / erasure section 8 in the middle of the emission optical waveguide 6 as it is, and is output from the output end 3a. In the optical switch of this embodiment, by turning on the ultraviolet light source and the infrared light source, the diffraction grating formation / erasure section 8 of the emission optical waveguide 6 forms and erases the diffraction grating to perform the switching function of the optical switch.

【0019】以上のように、切替手段である回折格子形
成消去手段と光サーキュレータを組み合わせた光スイッ
チによれば、第一の出射光導波路の途中に回折格子を紫
外光や赤外光の照射によって形成、消去するだけなの
で、導波路の調心上の困難を軽減し、また入射された光
信号は回折格子に垂直に入射するので、光スイッチング
に偏波依存性がなく、且つ入力と出力の間の高い結合効
率を確保できる。
As described above, according to the optical switch in which the diffraction grating forming / erasing means which is the switching means and the optical circulator are combined, the diffraction grating is irradiated in the middle of the first emission optical waveguide with ultraviolet light or infrared light. Since it is only formed and erased, the difficulty in aligning the waveguide is reduced, and since the incident optical signal is incident vertically on the diffraction grating, there is no polarization dependence in optical switching, and the input and output are A high coupling efficiency between the two can be secured.

【0020】次に図2の第2実施例に関して説明する。
図2(a)は第2実施例の光スイッチの構成図である。
光サーキュレータ1の端子2、3、4に光ファイバから
なる入射光導波路5と第一の出射光導波路6と第二の出
射光導波路7が接続され、第二の出射光導波路6の途中
部分には間隙が形成され、反射率およそ100%の可動
鏡12が可動に設置されている。この可動鏡12を第一
の出射光導波路6の軸方向と直交する方向に移動させる
移動手段として、電歪素子(図示せず)が可動鏡12に
接続されている。
Next, the second embodiment of FIG. 2 will be described.
FIG. 2A is a configuration diagram of the optical switch of the second embodiment.
The incident optical waveguide 5, the first outgoing optical waveguide 6 and the second outgoing optical waveguide 7 are connected to the terminals 2, 3 and 4 of the optical circulator 1, and are connected in the middle of the second outgoing optical waveguide 6. Has a gap formed therein, and a movable mirror 12 having a reflectance of about 100% is movably installed. An electrostrictive element (not shown) is connected to the movable mirror 12 as a moving unit that moves the movable mirror 12 in a direction orthogonal to the axial direction of the first emission optical waveguide 6.

【0021】図2(b)、(c)は第一の出射光導波路
6とその途中部分に設けられた切替手段の構成を示す斜
視図である。図2(b)は出射光導波路6の途中部分に
形成された間隙に、出射光導波路6に対して垂直に可動
鏡12が移動設置されている状態を示し、同図(c)は
可動鏡12が間隙から退去された状態を示している。こ
れらの可動鏡12の移動は、図示しない電歪素子に電圧
を加えることでなされる。
2 (b) and 2 (c) are perspective views showing the structure of the first emission optical waveguide 6 and the switching means provided in the middle thereof. 2B shows a state in which the movable mirror 12 is moved and installed perpendicularly to the emission optical waveguide 6 in a gap formed in the middle of the emission optical waveguide 6, and FIG. 2C shows the movable mirror. 12 shows a state in which it has been removed from the gap. These movable mirrors 12 are moved by applying a voltage to an electrostrictive element (not shown).

【0022】同図(b)の状態のときには、入力端2a
より入力された光信号は、入射光導波路5を介して端子
2に入射され、端子3に出射される。出射光導波路6に
伝播された光信号は、可動鏡12に垂直に入射し直角に
反射される。反射された光信号は出射光導波路6を逆行
し端子3に入射され、端子4に出射される。端子4に出
射された光信号は出射光導波路7を介して出力端4aよ
り外部に出力される。図2(c)の場合には、端子3に
出射された光信号はそのまま出射光導波路6を進行し、
出力端3aより外部に出力される。
In the state shown in FIG. 2B, the input terminal 2a
The input optical signal enters the terminal 2 through the incident optical waveguide 5 and is output to the terminal 3. The optical signal propagated to the outgoing optical waveguide 6 is vertically incident on the movable mirror 12 and reflected at a right angle. The reflected optical signal travels backward through the output optical waveguide 6, enters the terminal 3, and is output to the terminal 4. The optical signal emitted to the terminal 4 is output to the outside from the output end 4 a via the emission optical waveguide 7. In the case of FIG. 2C, the optical signal emitted to the terminal 3 proceeds through the emission optical waveguide 6 as it is,
It is output from the output terminal 3a to the outside.

【0023】この実施例の光スイッチでは、出射光導波
路6の途中部分に形成された間隙に、可動鏡12を出射
光導波路6に対して垂直になる位置に移動するか否かに
よって光スイッチの切替機能を実現する。このような可
動鏡と可動鏡を移動させる手段すなわち切替手段と光サ
ーキュレータで構成される光スイッチによれば、第一の
出射光導波路に間隙を形成して可動鏡を介在させるだけ
なので、導波路の調心上の困難を軽減し、また入射光は
可動鏡に垂直に入射するので、光スイッチングに偏波依
存性がなく、且つ入力と出力の間の高い結合率を確保で
きる。
In the optical switch of this embodiment, the movable mirror 12 is moved into a gap formed in the middle of the emission optical waveguide 6 depending on whether or not the movable mirror 12 is moved to a position perpendicular to the emission optical waveguide 6. Realize the switching function. According to such an optical switch composed of the movable mirror and the means for moving the movable mirror, that is, the switching means and the optical circulator, only the gap is formed in the first outgoing optical waveguide to interpose the movable mirror. Since the incident light is vertically incident on the movable mirror, the optical switching has no polarization dependency and a high coupling ratio between the input and the output can be secured.

【0024】次に図3を使用して、第3実施例を説明す
る。図3(a)は第3実施例の光スイッチの構成図であ
る。光サーキュレータ1の端子2、3、4に光ファイバ
からなる入射光導波路5と第一の出射光導波路6と第二
の出射光導波路7が接続され、出射光導波路6の途中部
分に形成された間隙に、透明電極13が設置されてい
る。そして、この透明電極13に銀鏡反応によって反射
鏡を形成、消去させる機構 (図示せず)が、透明電極
13の近傍に設置されている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a configuration diagram of the optical switch of the third embodiment. The incident optical waveguide 5, the first outgoing optical waveguide 6, and the second outgoing optical waveguide 7 made of optical fibers are connected to the terminals 2, 3 and 4 of the optical circulator 1 and are formed in the middle of the outgoing optical waveguide 6. The transparent electrode 13 is installed in the gap. A mechanism (not shown) for forming and erasing a reflecting mirror on the transparent electrode 13 by a silver mirror reaction is installed near the transparent electrode 13.

【0025】図3(b)は出射光導波路6とその途中部
分に設けられた切替手段の構成を示す斜視図である。出
射光導波路6の途中部分に形成された間隙において、水
素イオンよりイオン化傾向の小さい硫酸銀水溶液15を
配置して、この水溶液15中に出射光導波路6の軸方向
と垂直に交差するよう透明電極13を設置する。この透
明電極13は石英ガラスに酸化インジウム錫を蒸着して
形成され、この透明電極13より離れた位置の硫酸銀水
溶液15中には白金の電極14が浸されている。透明電
極13と電極14の間に電位差を生じさせる機構として
電池(図示せず)と、電気スイッチ(図示さず)が設置
されている。このような銀鏡反応により透明電極13に
反射鏡を形成、消去する手段と光サーキュレータとを組
み合わせた光スイッチは、以下のように動作し、切替機
能を果たす。
FIG. 3B is a perspective view showing the structure of the emission optical waveguide 6 and the switching means provided in the middle thereof. A silver sulfate aqueous solution 15 having a smaller ionization tendency than hydrogen ions is arranged in a gap formed in the middle of the emission optical waveguide 6, and a transparent electrode is arranged in the aqueous solution 15 so as to intersect with the axial direction of the emission optical waveguide 6 perpendicularly. Install 13. The transparent electrode 13 is formed by vapor-depositing indium tin oxide on quartz glass, and the platinum electrode 14 is immersed in the silver sulfate aqueous solution 15 at a position apart from the transparent electrode 13. A battery (not shown) and an electric switch (not shown) are installed as a mechanism for generating a potential difference between the transparent electrode 13 and the electrode 14. An optical switch that combines a means for forming and erasing a reflecting mirror on the transparent electrode 13 by such a silver mirror reaction and an optical circulator operates as follows and fulfills a switching function.

【0026】電気スイッチを切替えて透明電極13を負
電位に設定した場合には、硫酸銀水溶液15中の金属イ
オンが透明電極13の表面に析出し(銀鏡反応)、反射
鏡が形成される。このため、入力端2aより入力され端
子2に入射されて端子3から出射光導波路6に伝播され
た光信号は、反射鏡に垂直に入射し直角に反射する。反
射した光信号は端子3に入射され端子4に出射されて出
射光導波路7を介して出力端4aから外部に出力され
る。
When the electric switch is switched to set the transparent electrode 13 to a negative potential, metal ions in the silver sulfate aqueous solution 15 are deposited on the surface of the transparent electrode 13 (silver mirror reaction), and a reflecting mirror is formed. Therefore, the optical signal input from the input end 2a, incident on the terminal 2 and propagated from the terminal 3 to the outgoing optical waveguide 6 is vertically incident on the reflecting mirror and reflected at a right angle. The reflected optical signal enters the terminal 3, is emitted to the terminal 4, and is output to the outside from the output end 4 a via the emission optical waveguide 7.

【0027】電気スイッチを逆に切替えて透明電極13
を正電位に設定した場合には、透明電極13の表面に析
出されていた金属イオンは、再び硫酸銀水溶液15中に
溶解され反射鏡が消去される。したがって、入力端2a
より入射されて端子3に出射された光信号は、そのまま
出射光導波路6を進行し、出力端3aから外部に出力さ
れる。
By switching the electric switch in the opposite direction, the transparent electrode 13
When is set to a positive potential, the metal ions deposited on the surface of the transparent electrode 13 are dissolved again in the silver sulfate aqueous solution 15 to erase the reflecting mirror. Therefore, the input terminal 2a
The optical signal further incident and emitted to the terminal 3 travels through the emission optical waveguide 6 as it is, and is output to the outside from the output end 3a.

【0028】この実施例の光スイッチは透明電極13の
電位を切替えて透明電極13に反射鏡を形成もしくは消
去することにより切替機能を果たす。このような透明電
極13に銀鏡反応によって反射鏡を形成、消去する手段
すなわち切替手段と光サーキュレータで構成された光ス
イッチによれば、第一の出射光導波路に形成された間隙
に設けられた透明電極に銀鏡反応によって反射鏡を形
成、消去するだけなので、導波路の調心上の困難を軽減
し、また入射光は反射鏡に垂直に入射するので、光スイ
ッチングに偏波依存性がなく、且つ入力と出力の間の高
い結合効率を確保できる。
The optical switch of this embodiment performs the switching function by switching the potential of the transparent electrode 13 and forming or erasing a reflecting mirror on the transparent electrode 13. According to the optical switch including the means for forming and erasing the reflecting mirror on the transparent electrode 13 by the silver mirror reaction, that is, the switching means and the optical circulator, the transparent switch provided in the gap formed in the first outgoing optical waveguide is transparent. Since only the reflection mirror is formed and erased by the silver mirror reaction on the electrode, the difficulty in aligning the waveguide is reduced, and since the incident light enters the reflection mirror perpendicularly, there is no polarization dependence in the optical switching, Moreover, a high coupling efficiency between the input and the output can be secured.

【0029】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、様々の変形が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made.

【0030】例えば、第1実施例の回折格子を消去する
手段として、図1の出射光導波路6の回折格子形成消去
部8の近傍に発熱体を設置し、加熱することができる。
また回折格子形成消去部にフォトクロミック効果を有す
る材料、例えばフルギドを使用することができる。図4
は導波路の一部にフォトクロミック材料を用いた光導波
路である。フォトクロミック材料20が石英21によっ
て被われている。この導波路を図1の回折格子形成消去
部8に使用すると、光干渉縞を照射することで回折格子
が形成されるが、照射を止めると回折格子は消去する。
紫外光源の点灯により回折格子の形成および消去を行
い、光スイッチの切替機能を果たす。また、出射光導波
路6の回折格子形成消去部8にスリットを介して回折格
子形成光を照射することで回折格子を形成し、一方回折
格子形成消去部8にスリットを介して回折格子消去光を
照射することで回折格子を消去することができる。
For example, as a means for erasing the diffraction grating of the first embodiment, a heating element may be installed near the diffraction grating forming and erasing portion 8 of the outgoing optical waveguide 6 of FIG. 1 to heat it.
Further, a material having a photochromic effect, for example, fulgide can be used for the diffraction grating formation / erasure portion. Figure 4
Is an optical waveguide using a photochromic material for a part of the waveguide. The photochromic material 20 is covered by quartz 21. When this waveguide is used in the diffraction grating formation / erasure section 8 of FIG. 1, the diffraction grating is formed by irradiating the optical interference fringes, but when the irradiation is stopped, the diffraction grating is erased.
By turning on the ultraviolet light source, the diffraction grating is formed and erased, and the switching function of the optical switch is achieved. In addition, the diffraction grating forming / erasing portion 8 of the emission optical waveguide 6 is irradiated with the diffraction grating forming light through the slit to form a diffraction grating, while the diffraction grating forming / erasing portion 8 receives the diffraction grating forming / erasing light through the slit. The irradiation can erase the diffraction grating.

【0031】また、第2実施例の図2(a)の可動鏡1
2の別の例として、ガラス基板の一部に金属の薄膜を蒸
着した反射率およそ100%の部分と反射率およそ0%
の部分からなる可動鏡を用いることができる。図5は第
一の出射光導波路6とその途中部分に設置されたこの可
動鏡の構成を示す斜視図である。出射光導波路6の途中
部分に形成された間隙において、出射光導波路6の軸方
向と垂直になる位置に、反射率およそ0%の部分12a
と、反射率およそ100%の部分12bとを有する可動
鏡12をセットし、これを出射光導波路6の軸方向と直
交する方向にスライド移動させることによって光スイッ
チの切替機能を果たす。
Further, the movable mirror 1 of FIG. 2A of the second embodiment.
As another example of No. 2, a portion having a reflectance of about 100% and a reflectance of about 0% in which a metal thin film is deposited on a portion of a glass substrate.
It is possible to use a movable mirror consisting of FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the first emission optical waveguide 6 and this movable mirror installed in the middle thereof. A portion 12a having a reflectance of about 0% is provided at a position perpendicular to the axial direction of the emission optical waveguide 6 in a gap formed in the middle of the emission optical waveguide 6.
And a movable mirror 12 having a portion 12b having a reflectance of about 100% is set, and by sliding the movable mirror 12 in a direction orthogonal to the axial direction of the emission optical waveguide 6, the switching function of the optical switch is achieved.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上に詳細に説明した通り、本発明の光
スイッチによれば、光信号は出射光導波路に設けられた
切替手段による反射機構に垂直に入射して反射されるこ
とで光の経路が切替えられるので、導波路の調心上の困
難が軽減され、また光スイッチングに偏波依存性がな
く、且つ入力と出力の間の高い結合効率を確保できる効
果がある。
As described in detail above, according to the optical switch of the present invention, the optical signal is vertically incident on and reflected by the reflection mechanism by the switching means provided in the emission optical waveguide. Since the paths are switched, it is possible to alleviate the difficulty of aligning the waveguide, and to have high polarization efficiency in the optical switching and to secure high coupling efficiency between the input and the output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例の光スイッチの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical switch according to a first embodiment.

【図2】第2の実施例の光スイッチの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of an optical switch according to a second embodiment.

【図3】第3の実施例の光スイッチの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical switch according to a third embodiment.

【図4】第1の実施例の光スイッチの変形例に使用され
る導波路を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a waveguide used in a modification of the optical switch of the first embodiment.

【図5】第2の実施例の光スイッチの変形例の要部の斜
視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a main part of a modification of the optical switch according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…三端子光部品、2,3,4…端子、2a…入力端、
3a,4a…出力端、5…入射光導波路、6…第一の出
射光導波路、7…第二の出射光導波路、8…回折格子形
成消去部、9,10,11…光導波路、12…可動鏡、
12a…反射率およそ100%部分、12b…反射率お
よそ0%部分、13…透明電極、14…電極、15…硫
酸銀水溶液、20…フォトクロミック材料、21…石
英。
1 ... 3-terminal optical component, 2, 3, 4 ... Terminal, 2a ... Input end,
3a, 4a ... Output end, 5 ... Incident optical waveguide, 6 ... First outgoing optical waveguide, 7 ... Second outgoing optical waveguide, 8 ... Diffraction grating formation erasing section, 9, 10, 11 ... Optical waveguide, 12 ... Movable mirror,
12a ... Reflectance approximately 100% portion, 12b ... Reflectance approximately 0% portion, 13 ... Transparent electrode, 14 ... Electrode, 15 ... Silver sulfate aqueous solution, 20 ... Photochromic material, 21 ... Quartz.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 三つの端子を備え、第一の端子から入射
した光を第二の端子に出射し、前記第二の端子から入射
した光を第三の端子に出射する三端子光部品と、 前記第一の端子に接続された入射光導波路と、 前記第二の端子と前記第三の端子にそれぞれ接続された
第一、第二の出射光導波路と、 前記第二の端子から出射して前記第一の出射光導波路中
を伝播する光を所定の切替操作に応答して通過もしくは
反射させることにより、前記入射光導波路から入射され
た光を前記第一もしくは第二の出射光導波路の一方より
切替えて外部に出力するようにした切替手段とを備える
光スイッチ。
1. A three-terminal optical component comprising three terminals, wherein light incident from a first terminal is emitted to a second terminal and light incident from the second terminal is emitted to a third terminal. An incident optical waveguide connected to the first terminal, first and second outgoing optical waveguides respectively connected to the second terminal and the third terminal, and outgoing from the second terminal By passing or reflecting the light propagating through the first output optical waveguide in response to a predetermined switching operation, the light incident from the input optical waveguide is transmitted through the first output optical waveguide. An optical switch having switching means for switching from one side and outputting to the outside.
【請求項2】 前記切替手段は、前記所定の切替操作に
応答して前記第一の出射光導波路の途中部分において、
回折格子を形成もしくは消去することにより、前記第二
の端子から出射して前記第一の出射光導波路中を伝播す
る光を反射または通過させる回折格子形成消去手段であ
ることを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。
2. The switching means, in response to the predetermined switching operation, in a middle part of the first emission optical waveguide,
A diffraction grating forming and erasing means for reflecting or passing light which is emitted from the second terminal and propagates in the first emission optical waveguide by forming or erasing a diffraction grating. 1. The optical switch described in 1.
【請求項3】 前記切替手段は、前記第一の出射光導波
路の途中部分に形成された間隙において可動に設置され
た可動鏡と、前記所定の切替操作に応答して前記可動鏡
を前記第一の出射光導波路に対して垂直に移動させる移
動手段を有することを特徴とする請求項1記載の光スイ
ッチ。
3. The switching means includes a movable mirror movably installed in a gap formed in an intermediate portion of the first emission optical waveguide, and the movable mirror, which is responsive to the predetermined switching operation. The optical switch according to claim 1, further comprising a moving unit that moves the optical waveguide in a direction perpendicular to the one outgoing optical waveguide.
【請求項4】 前記切替手段は、前記第一の出射光導波
路の途中部分に形成された間隙およびその近傍に、水素
イオンよりイオン化傾向の小さい金属イオンを含む水溶
液を配置すると共に、この水溶液中に前記第一の出射光
導波路と垂直に交差する透明電極と、この透明電極とは
別の他の電極とを浸して構成され、前記透明電極と前記
他の電極の間には前記所定の切替操作に応答して電位差
を生じさせることを特徴とする請求項1記載の光スイッ
チ。
4. The switching means arranges an aqueous solution containing metal ions having a smaller ionization tendency than hydrogen ions in the gap formed in the middle of the first emission optical waveguide and in the vicinity thereof, and in the aqueous solution. A transparent electrode perpendicularly intersecting the first emission optical waveguide and another electrode different from the transparent electrode, and the predetermined switching is provided between the transparent electrode and the other electrode. The optical switch according to claim 1, wherein a potential difference is generated in response to an operation.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084322A (en) * 1999-04-19 2000-07-04 Rounds; Donald E. Amplifying mechanical energy with magnetomotive force

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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