JPH0667220A - 光路変換素子 - Google Patents
光路変換素子Info
- Publication number
- JPH0667220A JPH0667220A JP21795192A JP21795192A JPH0667220A JP H0667220 A JPH0667220 A JP H0667220A JP 21795192 A JP21795192 A JP 21795192A JP 21795192 A JP21795192 A JP 21795192A JP H0667220 A JPH0667220 A JP H0667220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical path
- polarization
- light
- switch
- laminated
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自由空間を伝搬する複数の光ビームを、光の
偏光面の差を利用してスイッチングする多端子空間光ス
イッチ用の光路変換素子において、光路変換素子を通過
する相対光路長を小さくして、小型かつチャネル数が大
きいスイッチを得ることを目的とする。 【構成】 偏光ビームスプリッタロッド１−１〜１−1
0、ガラスロッド２−１，２−２を複数個積層して構成
し、光の入出力方向に対して平行なロッド間の境界面の
すべてに偏光面交換素子３−１〜３−５を配置すること
により、従来の光路変換素子の半分の大きさの偏光ビー
ムスプリッタロッドおよびガラスロッドを用いて従来の
素子と同等の交換機能を実現すると共に、素子を通過す
る光の光路長を短くする。
偏光面の差を利用してスイッチングする多端子空間光ス
イッチ用の光路変換素子において、光路変換素子を通過
する相対光路長を小さくして、小型かつチャネル数が大
きいスイッチを得ることを目的とする。 【構成】 偏光ビームスプリッタロッド１−１〜１−1
0、ガラスロッド２−１，２−２を複数個積層して構成
し、光の入出力方向に対して平行なロッド間の境界面の
すべてに偏光面交換素子３−１〜３−５を配置すること
により、従来の光路変換素子の半分の大きさの偏光ビー
ムスプリッタロッドおよびガラスロッドを用いて従来の
素子と同等の交換機能を実現すると共に、素子を通過す
る光の光路長を短くする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空間を伝搬する複数の
光ビームの光路の順序を変換する機能を持った光路変換
素子に関する。
光ビームの光路の順序を変換する機能を持った光路変換
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】多数の入力端子と多数の出力端子との間
を配線するスイッチとして、２入力２出力の単位スイッ
チを多段に接続し、２n 個の入力端子と２n 個の出力端
子との間を１対１で接続して全ての組み合わせを実現す
ることのできるスイッチ網の構成法が提案されていた。
図３は、この構成法に基づく16入力16出力のスイッチ回
路網の配線例を示す図である。図３において、８−１〜
８−16は信号入力端子、９−１〜９−16は信号出力端
子、10−１〜10−７はスイッチ段、11−１〜11−６は配
線段をそれぞれ表している。スイッチ段を構成する複数
の長方形は２入力２出力の単位スイッチであり、外部か
らの制御によって入力１−出力１、入力２−出力２の接
続形態（スルー）と、入力１−出力２、入力２−出力１
の接続形態（クロス）のいずれか一方の形態をとる。配
線段11−１〜11−６は上記単位スイッチ間を配線するも
のであり、上記スイッチ段と交互に配置されている。
を配線するスイッチとして、２入力２出力の単位スイッ
チを多段に接続し、２n 個の入力端子と２n 個の出力端
子との間を１対１で接続して全ての組み合わせを実現す
ることのできるスイッチ網の構成法が提案されていた。
図３は、この構成法に基づく16入力16出力のスイッチ回
路網の配線例を示す図である。図３において、８−１〜
８−16は信号入力端子、９−１〜９−16は信号出力端
子、10−１〜10−７はスイッチ段、11−１〜11−６は配
線段をそれぞれ表している。スイッチ段を構成する複数
の長方形は２入力２出力の単位スイッチであり、外部か
らの制御によって入力１−出力１、入力２−出力２の接
続形態（スルー）と、入力１−出力２、入力２−出力１
の接続形態（クロス）のいずれか一方の形態をとる。配
線段11−１〜11−６は上記単位スイッチ間を配線するも
のであり、上記スイッチ段と交互に配置されている。
【０００３】図３のスイッチ網において、互いに直交す
る偏光面を持った空間伝搬光ビームを配線の媒体とし、
通過する光の偏光状態をスイッチングする素子を単位ス
イッチとして用いることにより、上記スイッチ網を実現
する多端子空間光スイッチの構成法が提案されている。
る偏光面を持った空間伝搬光ビームを配線の媒体とし、
通過する光の偏光状態をスイッチングする素子を単位ス
イッチとして用いることにより、上記スイッチ網を実現
する多端子空間光スイッチの構成法が提案されている。
【０００４】図４には、このような多端子空間光スイッ
チの構成を示す。この構成は、文献（“Rearrangeable
multichannel free-space optical switch using polar
ization multiplexing technique, ”、第26巻、第17
号、頁1325において開示されているものと同様な構成で
ある。図４において、12はコリメート信号光ビーム入力
ポートアレイ、13はコリメート光ビーム出力ポートアレ
イをそれぞれ表している。14−１〜14−７は偏光面制御
素子アレイであり、アレイ上の素子に入射した光ビーム
は、素子がオンの場合、偏光面が90度回転して通過する
互いに直交する２つの直線偏光成分、Ｐ波とＳ波が互い
に交換される。一方、対応する素子がオフの場合、偏光
面は何らの影響も受けず、通過するＰ波とＳ波はそのま
まの状態を保つ。このような機能を持った偏光面制御素
子アレイとして、例えば液晶ディスプレイを使用するこ
とができる。また15−１〜15−６は光路変換素子であ
り、入射光ビームの偏光面によってその光路を切り変え
る機能を有する。ここで偏光面制御素子アレイのそれぞ
れは、図３に示されたスイッチ網の単位スイッチ段の１
段分に相当し、光路変換素子のそれぞれは各スイッチ段
間の配線網に相当する。
チの構成を示す。この構成は、文献（“Rearrangeable
multichannel free-space optical switch using polar
ization multiplexing technique, ”、第26巻、第17
号、頁1325において開示されているものと同様な構成で
ある。図４において、12はコリメート信号光ビーム入力
ポートアレイ、13はコリメート光ビーム出力ポートアレ
イをそれぞれ表している。14−１〜14−７は偏光面制御
素子アレイであり、アレイ上の素子に入射した光ビーム
は、素子がオンの場合、偏光面が90度回転して通過する
互いに直交する２つの直線偏光成分、Ｐ波とＳ波が互い
に交換される。一方、対応する素子がオフの場合、偏光
面は何らの影響も受けず、通過するＰ波とＳ波はそのま
まの状態を保つ。このような機能を持った偏光面制御素
子アレイとして、例えば液晶ディスプレイを使用するこ
とができる。また15−１〜15−６は光路変換素子であ
り、入射光ビームの偏光面によってその光路を切り変え
る機能を有する。ここで偏光面制御素子アレイのそれぞ
れは、図３に示されたスイッチ網の単位スイッチ段の１
段分に相当し、光路変換素子のそれぞれは各スイッチ段
間の配線網に相当する。
【０００５】図４に示された多端子光スイッチに用いる
光路変換素子として、偏光ビームスプリッタを積層した
素子がある。図５は図３のスイッチ網構成の内、破線で
囲まれた領域の構成を光学的に実現するための上記光路
変換素子、および偏光面制御素子アレイの構成を示して
いる。16−１〜16−３は偏光面制御素子、17は図３の配
線段11−２を実現するための光路変換素子、18は図３の
配線段11−３を実現するための光路変換素子をそれぞれ
表している。各光路変換素子は偏光ビームスプリッタを
積層した第１の層と偏光ビームスプリッタとガラス等の
透明な一様媒質からなるブロックとを交互に積層した第
２の層からなる。
光路変換素子として、偏光ビームスプリッタを積層した
素子がある。図５は図３のスイッチ網構成の内、破線で
囲まれた領域の構成を光学的に実現するための上記光路
変換素子、および偏光面制御素子アレイの構成を示して
いる。16−１〜16−３は偏光面制御素子、17は図３の配
線段11−２を実現するための光路変換素子、18は図３の
配線段11−３を実現するための光路変換素子をそれぞれ
表している。各光路変換素子は偏光ビームスプリッタを
積層した第１の層と偏光ビームスプリッタとガラス等の
透明な一様媒質からなるブロックとを交互に積層した第
２の層からなる。
【０００６】図５では網かけを施したブロックは偏光ビ
ームスプリッタ、それ以外のブロックは透明な一様媒質
からなるブロックをそれぞれ表している。また光路変換
素子中の矢印付実線はＰ偏光波の光路の例を、また矢印
付破線はＳ偏光波の光路の例をそれぞれ表している。
ームスプリッタ、それ以外のブロックは透明な一様媒質
からなるブロックをそれぞれ表している。また光路変換
素子中の矢印付実線はＰ偏光波の光路の例を、また矢印
付破線はＳ偏光波の光路の例をそれぞれ表している。
【０００７】図５に示される通り、各光路変換素子に入
射されたＰ偏光波はそのまま素子を通過する。一方、素
子に入射されたＳ偏光波は素子内で何度か反射され、入
射した光路と平行でかつ素子を構成する偏光ビームスプ
リッタの長さ分だけシフトした位置から出射される。こ
のように図５の光路変換素子17、18を用いて図３の配線
段11−２、11−３の配線を光学的に実現できる。図３の
配線段11−１は図５の光路変換素子17の各偏光ビームス
プリッタロッドブロックの大きさを２倍にすれば実現で
きる。一般に入射光ビームの間隔ｄの２m （ｍ＞＝０）
倍の長さを有する偏光ビームスプリッタにより構成され
た上記光路変換素子を用いることにより図３の構成を有
するスイッチ網中の任意の配線段を実現できる。
射されたＰ偏光波はそのまま素子を通過する。一方、素
子に入射されたＳ偏光波は素子内で何度か反射され、入
射した光路と平行でかつ素子を構成する偏光ビームスプ
リッタの長さ分だけシフトした位置から出射される。こ
のように図５の光路変換素子17、18を用いて図３の配線
段11−２、11−３の配線を光学的に実現できる。図３の
配線段11−１は図５の光路変換素子17の各偏光ビームス
プリッタロッドブロックの大きさを２倍にすれば実現で
きる。一般に入射光ビームの間隔ｄの２m （ｍ＞＝０）
倍の長さを有する偏光ビームスプリッタにより構成され
た上記光路変換素子を用いることにより図３の構成を有
するスイッチ網中の任意の配線段を実現できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図５に示された光路変
換素子を用いて図４に示す多端子空間光スイッチを構成
した場合のスイッチを通過する光ビームの光路長Ｌにつ
いて考えてみる。２n ×２n 空間光スイッチを構成した
場合、光路長Ｌと光ビーム間隔ｄの比で定義される相対
光路長Ｌ／ｄは次式で表される。
換素子を用いて図４に示す多端子空間光スイッチを構成
した場合のスイッチを通過する光ビームの光路長Ｌにつ
いて考えてみる。２n ×２n 空間光スイッチを構成した
場合、光路長Ｌと光ビーム間隔ｄの比で定義される相対
光路長Ｌ／ｄは次式で表される。
【数１】
【数２】 ただし式(1) はｎが２以上の偶数の場合、式(2) はｎが
３以上の奇数の場合の式である。また両式において、Ｐ
a は１個の光路変換素子を光ビームが通過する際の光路
長をその素子を構成する偏光ビームスプリッタの長さで
割った係数であり、最短光路（Ｐ偏光波が入射された場
合）で２、最長光路（Ｓ偏光波が入射され、最長経路を
通った場合）で５、平均で３の値をとる。式(1) 、(2)
から分る通り、ｎが大きくなると相対光路長は増大す
る。光ビームの光路長が長くなると回析により光ビーム
径が広がってくる。従って隣接する光ビーム間でのクロ
ストークを回避するため光ビーム間隔ｄを大きくする必
要がある。相対光路長Ｌ／ｄはチャンネル数が決れば一
義的に決るので、光ビーム間隔ｄが大きくなればそれに
伴いＬも大きくなり装置全体が大型化するという問題が
ある。従って小型でチャンネル数が大きい多端子光スイ
ッチを実現するためには相対光路長の小さい光路変換素
子が必要である。
３以上の奇数の場合の式である。また両式において、Ｐ
a は１個の光路変換素子を光ビームが通過する際の光路
長をその素子を構成する偏光ビームスプリッタの長さで
割った係数であり、最短光路（Ｐ偏光波が入射された場
合）で２、最長光路（Ｓ偏光波が入射され、最長経路を
通った場合）で５、平均で３の値をとる。式(1) 、(2)
から分る通り、ｎが大きくなると相対光路長は増大す
る。光ビームの光路長が長くなると回析により光ビーム
径が広がってくる。従って隣接する光ビーム間でのクロ
ストークを回避するため光ビーム間隔ｄを大きくする必
要がある。相対光路長Ｌ／ｄはチャンネル数が決れば一
義的に決るので、光ビーム間隔ｄが大きくなればそれに
伴いＬも大きくなり装置全体が大型化するという問題が
ある。従って小型でチャンネル数が大きい多端子光スイ
ッチを実現するためには相対光路長の小さい光路変換素
子が必要である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、自由空間を伝
搬する複数の光ビームを光の偏光を利用してスイッチン
グする多端子空間光スイッチのための光路変換素子にお
いて、該光路変換素子を通過する相対光路長を小さく
し、小型でチャンネル数が大きい多端子空間光スイッチ
を実現することを目的としている。
搬する複数の光ビームを光の偏光を利用してスイッチン
グする多端子空間光スイッチのための光路変換素子にお
いて、該光路変換素子を通過する相対光路長を小さく
し、小型でチャンネル数が大きい多端子空間光スイッチ
を実現することを目的としている。
【００１０】本発明は、等間隔の格子状または列状に配
置された互いに平行な複数の入射光ビームの全てに対
し、該光ビームを直交する２つの直線偏光成分に分離
し、その一方の直線偏光成分の光路を変換して、これを
他の光ビームの、光路変換されない直線偏光成分と合成
し、同一光路上に伝搬させる機能を有する光路変換素子
において、通過する光ビームの互いに直交する２つの直
線偏光成分の内、一方の偏光成分はそのまま通過させ、
他方の偏光成分はその光路を90度回転させる偏光ビーム
スプリッタを複数個積層した第１の層と、２個の偏光ビ
ームスプリッタ、および透明な一様媒質からなる２個の
ブロックをそれぞれ一組として、これら２種類の組を複
数組交互に積層した第２の層と、通過する光ビームの互
いに直交する２つの直線偏光成分を互いに交換する複数
の偏光面交換素子により構成され、上記第１の層の積層
された偏光ビームスプリッタの全ての積層面および上記
第２の層の積層された偏光ビームスプリッタおよび透明
な一様媒質ブロックの全ての積層面に上記偏光面交換素
子を配置してなること、を特徴としている。
置された互いに平行な複数の入射光ビームの全てに対
し、該光ビームを直交する２つの直線偏光成分に分離
し、その一方の直線偏光成分の光路を変換して、これを
他の光ビームの、光路変換されない直線偏光成分と合成
し、同一光路上に伝搬させる機能を有する光路変換素子
において、通過する光ビームの互いに直交する２つの直
線偏光成分の内、一方の偏光成分はそのまま通過させ、
他方の偏光成分はその光路を90度回転させる偏光ビーム
スプリッタを複数個積層した第１の層と、２個の偏光ビ
ームスプリッタ、および透明な一様媒質からなる２個の
ブロックをそれぞれ一組として、これら２種類の組を複
数組交互に積層した第２の層と、通過する光ビームの互
いに直交する２つの直線偏光成分を互いに交換する複数
の偏光面交換素子により構成され、上記第１の層の積層
された偏光ビームスプリッタの全ての積層面および上記
第２の層の積層された偏光ビームスプリッタおよび透明
な一様媒質ブロックの全ての積層面に上記偏光面交換素
子を配置してなること、を特徴としている。
【００１１】本発明は、偏光ビームスプリッタロッド、
ガラスロッドを複数個積層して構成される光路変換素子
において、光の入出力方向に対し平行なロッド間の境界
面全てに偏光面交換素子を配置することにより、従来の
光路変換素子の半分の大きさの偏光ビームスプリッタロ
ッドおよびガラスロッドを用いて従来素子と同等の機能
を実現し、素子を通過する光の光路長を短くしたことを
最大の特徴としており、従来技術とは明確に異なってい
る。
ガラスロッドを複数個積層して構成される光路変換素子
において、光の入出力方向に対し平行なロッド間の境界
面全てに偏光面交換素子を配置することにより、従来の
光路変換素子の半分の大きさの偏光ビームスプリッタロ
ッドおよびガラスロッドを用いて従来素子と同等の機能
を実現し、素子を通過する光の光路長を短くしたことを
最大の特徴としており、従来技術とは明確に異なってい
る。
【００１２】
【実施例】図１には本発明の実施例を示す。図１はＰ偏
光波、Ｓ偏光波が多重化された４つの光ビームに対し図
３に示された配線を行う図５の光路変換素子17と同等の
機能を有する本発明の光路変換素子を示している。１−
１〜１−10は偏光ビームスプリッタロッド（以下PBS と
略す）、２−１，２−２はガラスロッドあるいは空隙、
３−１〜３−５は偏光面交換素子、４−１〜４−４は光
路変換素子に入力されるＰ偏光波ビーム、５−１〜５−
４は光路変換素子に入射されるＳ偏光波ビーム、６−１
〜６−４は光路変換素子から出射されるＰ偏光波ビー
ム、７−１〜７−４は光路変換素子から出射されるＳ偏
光波ビームをそれぞれ表している。図１には入射偏光ビ
ーム４−１、５−１、４−４、５−４がそれぞれ出射偏
光ビーム６−１、７−３、６−４、７−２として出射さ
れる経路を示してある。
光波、Ｓ偏光波が多重化された４つの光ビームに対し図
３に示された配線を行う図５の光路変換素子17と同等の
機能を有する本発明の光路変換素子を示している。１−
１〜１−10は偏光ビームスプリッタロッド（以下PBS と
略す）、２−１，２−２はガラスロッドあるいは空隙、
３−１〜３−５は偏光面交換素子、４−１〜４−４は光
路変換素子に入力されるＰ偏光波ビーム、５−１〜５−
４は光路変換素子に入射されるＳ偏光波ビーム、６−１
〜６−４は光路変換素子から出射されるＰ偏光波ビー
ム、７−１〜７−４は光路変換素子から出射されるＳ偏
光波ビームをそれぞれ表している。図１には入射偏光ビ
ーム４−１、５−１、４−４、５−４がそれぞれ出射偏
光ビーム６−１、７−３、６−４、７−２として出射さ
れる経路を示してある。
【００１３】本発明の光路変換素子は２つの層からな
る。偏光波ビーム入力側の第１の層は複数のPBS （図１
では６個）を各境界面に偏光面交換素子を挟んで積層し
た構造を有する。一方、偏光ビーム出力側の第２の層で
はPBS およびガラスロッドをそれぞれ２個一組として交
互に積層している。ただし第２層においても各PBS 、ガ
ラスロッドの境界面には偏光面交換素子を配置してい
る。ここで偏光面交換素子は通過する偏光ビームの偏光
角を90度回転させ、Ｐ偏光波とＳ偏光波を交換する機能
を有する。そのような素子としては半波長板がある。
る。偏光波ビーム入力側の第１の層は複数のPBS （図１
では６個）を各境界面に偏光面交換素子を挟んで積層し
た構造を有する。一方、偏光ビーム出力側の第２の層で
はPBS およびガラスロッドをそれぞれ２個一組として交
互に積層している。ただし第２層においても各PBS 、ガ
ラスロッドの境界面には偏光面交換素子を配置してい
る。ここで偏光面交換素子は通過する偏光ビームの偏光
角を90度回転させ、Ｐ偏光波とＳ偏光波を交換する機能
を有する。そのような素子としては半波長板がある。
【００１４】本光路変換素子に入射されたＰ偏光波ビー
ム４−１〜４−４はすべて光路を変更することなくＰ偏
光波ビーム６−１〜６−４としてそれぞれ出射される。
一方、本光路変換素子に入射されたＳ偏光波ビーム５−
１〜５−４は素子内で光路を変換されて出射Ｓ偏光波ビ
ーム７−３、７−４、７−１、７−２としてそれぞれ出
射される。
ム４−１〜４−４はすべて光路を変更することなくＰ偏
光波ビーム６−１〜６−４としてそれぞれ出射される。
一方、本光路変換素子に入射されたＳ偏光波ビーム５−
１〜５−４は素子内で光路を変換されて出射Ｓ偏光波ビ
ーム７−３、７−４、７−１、７−２としてそれぞれ出
射される。
【００１５】ここでは、入射Ｓ偏光波ビームの素子内で
の経路を、入射Ｓ偏光波ビーム５−１、５−４の場合を
例にとって説明する。本発明の光路変換素子では各PBS
およびガラスロッドの境界面に偏光面交換素子を配置
し、該偏光面交換素子を通過するＰ偏光（Ｓ偏光波）を
Ｓ偏光波（Ｐ偏光波）に変換している。従って素子を縦
方向に通過する偏光波ビームはPBS あるいはガラスロッ
ドを１個通過するたびにＰ偏光波からＳ偏光波、あるい
はＳ偏光波からＰ偏光波への変換を受ける。入射Ｓ偏光
波ビーム５−１はPBS １−３ではＳ偏光波として反射さ
れ、PBS １−２をＰ偏光波として通過し、PBS １−１お
よび１−７ではＳ偏光波として反射され、PBS １−８を
Ｐ偏光波として通過し、ガラスロッド２−１、２−２を
それぞれＳ偏光波、Ｐ偏光波として通過し、PBS １−９
ではＳ偏光波として反射されて素子外へ出射される。ま
た入射Ｓ偏光波ビーム５−４はPBS １−６ではＳ偏光波
として反射され、PBS １−５をＰ偏光波として通過し、
PBS １−４ではＳ偏光波として反射され、ガラスロッド
２−２を通過してＳ偏光波ビーム７−２として素子外へ
出射される。このように図１の光路変換素子を用いて４
本の偏光多重された光ビーム間のバタフライ配線を実現
できる。光ビーム数が８本、16本と増加した場合には光
路変換素子を構成する各PBS 、ガラスロッドの大きさを
順次２倍、４倍としていけば良い。
の経路を、入射Ｓ偏光波ビーム５−１、５−４の場合を
例にとって説明する。本発明の光路変換素子では各PBS
およびガラスロッドの境界面に偏光面交換素子を配置
し、該偏光面交換素子を通過するＰ偏光（Ｓ偏光波）を
Ｓ偏光波（Ｐ偏光波）に変換している。従って素子を縦
方向に通過する偏光波ビームはPBS あるいはガラスロッ
ドを１個通過するたびにＰ偏光波からＳ偏光波、あるい
はＳ偏光波からＰ偏光波への変換を受ける。入射Ｓ偏光
波ビーム５−１はPBS １−３ではＳ偏光波として反射さ
れ、PBS １−２をＰ偏光波として通過し、PBS １−１お
よび１−７ではＳ偏光波として反射され、PBS １−８を
Ｐ偏光波として通過し、ガラスロッド２−１、２−２を
それぞれＳ偏光波、Ｐ偏光波として通過し、PBS １−９
ではＳ偏光波として反射されて素子外へ出射される。ま
た入射Ｓ偏光波ビーム５−４はPBS １−６ではＳ偏光波
として反射され、PBS １−５をＰ偏光波として通過し、
PBS １−４ではＳ偏光波として反射され、ガラスロッド
２−２を通過してＳ偏光波ビーム７−２として素子外へ
出射される。このように図１の光路変換素子を用いて４
本の偏光多重された光ビーム間のバタフライ配線を実現
できる。光ビーム数が８本、16本と増加した場合には光
路変換素子を構成する各PBS 、ガラスロッドの大きさを
順次２倍、４倍としていけば良い。
【００１６】本実施例の光路変換素子を用いて２n ×２
n 多端子光スイッチを構成した場合、光ビームのシフト
量がビーム間隔と等しい配線段では従来の光路変換素子
を用い、それ以外の配線段には本発明の光路変換素子を
用いることになる。従って、多端子光スイッチの相対光
路長Ｌ／ｄは、従来の光路変換素子を用いる４配線段分
の相対光路長４Ｐa と、それ以降の配線段の相対光路長
の和として次式のように表される。
n 多端子光スイッチを構成した場合、光ビームのシフト
量がビーム間隔と等しい配線段では従来の光路変換素子
を用い、それ以外の配線段には本発明の光路変換素子を
用いることになる。従って、多端子光スイッチの相対光
路長Ｌ／ｄは、従来の光路変換素子を用いる４配線段分
の相対光路長４Ｐa と、それ以降の配線段の相対光路長
の和として次式のように表される。
【数３】
【数４】 ただし式(3) はｎが４以上の偶数の場合、式(4) はｎが
５以上の奇数の場合の式である。また両式においてＰb
は１個の光路変換素子を光ビームが通過する際の光路長
をその素子を構成するPBS の長さで割った係数であり、
最短光路（Ｐ偏光波が入射された場合）で２、最長光路
（Ｓ偏光波が入射され、最長経路を通った場合）で８、
平均で４の値をとる。
５以上の奇数の場合の式である。また両式においてＰb
は１個の光路変換素子を光ビームが通過する際の光路長
をその素子を構成するPBS の長さで割った係数であり、
最短光路（Ｐ偏光波が入射された場合）で２、最長光路
（Ｓ偏光波が入射され、最長経路を通った場合）で８、
平均で４の値をとる。
【００１７】図２には従来の光路変換素子を用いて２n
×２n 多チャンネル光スイッチを構成した場合と、本発
明の光路変換素子を用いた場合についてチャンネル数と
相対光路長の関係を式(1) 〜(4) から計算した結果をそ
れぞれ示している。横軸はｎ、縦軸は光スイッチを光ビ
ームが通過する光路長Ｌと光ビーム間隔ｄの比で定義さ
れる相対光路長をそれぞれ表している。また計算ではＰ
a ＝３、Ｐb ＝４を用いた。図２から本発明の光路変換
素子を用いた多端子光スイッチの方が従来の光スイッチ
に較べて相対光路長を小さくでき、その傾向はチャンネ
ル数が増えるほど顕著になることが分かる。例えば2048
×2048光スイッチ（ｎ＝11）を本発明の光路変換素子を
用いて構成した場合の相対光路長は1024×1024光スイッ
チ（ｎ＝10）を従来の光路変換素子を用いて構成した場
合の相対光路長よりも小さくなる。このことは本発明の
光路変換素子を用いた光スイッチではチャンネル数を従
来の光スイッチの２倍とし、かつ装置を小型にすること
ができることを示している。このように本発明の光路変
換素子は従来の光路変換素子に較べ相対光路長を短くで
き、その結果、小型でチャンネル数の大きい多端子空間
光スイッチを構成できるという利点がある。
×２n 多チャンネル光スイッチを構成した場合と、本発
明の光路変換素子を用いた場合についてチャンネル数と
相対光路長の関係を式(1) 〜(4) から計算した結果をそ
れぞれ示している。横軸はｎ、縦軸は光スイッチを光ビ
ームが通過する光路長Ｌと光ビーム間隔ｄの比で定義さ
れる相対光路長をそれぞれ表している。また計算ではＰ
a ＝３、Ｐb ＝４を用いた。図２から本発明の光路変換
素子を用いた多端子光スイッチの方が従来の光スイッチ
に較べて相対光路長を小さくでき、その傾向はチャンネ
ル数が増えるほど顕著になることが分かる。例えば2048
×2048光スイッチ（ｎ＝11）を本発明の光路変換素子を
用いて構成した場合の相対光路長は1024×1024光スイッ
チ（ｎ＝10）を従来の光路変換素子を用いて構成した場
合の相対光路長よりも小さくなる。このことは本発明の
光路変換素子を用いた光スイッチではチャンネル数を従
来の光スイッチの２倍とし、かつ装置を小型にすること
ができることを示している。このように本発明の光路変
換素子は従来の光路変換素子に較べ相対光路長を短くで
き、その結果、小型でチャンネル数の大きい多端子空間
光スイッチを構成できるという利点がある。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
偏光ビームスプリッタロッド、ガラスロッドを複数個積
層して構成される光路変換素子において、光の入出力方
向に対し平行なロッド間の境界面全てに偏光面交換素子
を配置することにより、従来の光路変換素子の半分の大
きさの偏光ビームスプリッタロッドおよびガラスロッド
を用いて従来素子と同等の機能を実現し、素子を通過す
る光の光路長を短くできる。その結果多端子空間光スイ
ッチの最大チャンネル数を増加させ、かつ装置を小型化
することができるという効果がある。
偏光ビームスプリッタロッド、ガラスロッドを複数個積
層して構成される光路変換素子において、光の入出力方
向に対し平行なロッド間の境界面全てに偏光面交換素子
を配置することにより、従来の光路変換素子の半分の大
きさの偏光ビームスプリッタロッドおよびガラスロッド
を用いて従来素子と同等の機能を実現し、素子を通過す
る光の光路長を短くできる。その結果多端子空間光スイ
ッチの最大チャンネル数を増加させ、かつ装置を小型化
することができるという効果がある。
【図１】図１は本発明の１実施例を示す図である。
【図２】図２は従来の光路変換素子を用いて２n ×２n
多チャンネル光スイッチを構成した場合と、本発明の光
路変換素子を用いた場合のチャンネル数と相対光路長の
関係を示す図である。
多チャンネル光スイッチを構成した場合と、本発明の光
路変換素子を用いた場合のチャンネル数と相対光路長の
関係を示す図である。
【図３】図３はスイッチ回路網の配線例を示す図であ
る。
る。
【図４】図４は多端子空間光スイッチの構成を示す図で
ある。
ある。
【図５】図５は従来の光路変換素子の構成を示す図であ
る。
る。
１−１〜１−10 偏光ビームスプリッタロッド（PBS) ２−１，２−２ ガラスロッドあるいは空隙 ３−１〜３−５ 偏光面交換素子 ４−１〜４−４ 入射Ｐ偏光波ビーム ５−１〜５−４ 入射Ｓ偏光波ビーム ６−１〜６−４ 出射Ｐ偏光波ビーム ７−１〜７−４ 出射Ｓ偏光波ビーム ８−１〜８−16 信号入力端子 ９−１〜９−16 信号出力端子 10−１〜10−７ スイッチ段 11−１〜11−６ 配線段 12 コリメート信号光ビーム入力ポートアレイ 13 コリメート光ビーム出力ポートアレイ 14−１〜14−７ 偏光面制御素子アレイ 15−１〜15−６ 光路変換素子 16−１〜16−３ 偏光面制御素子 17 光路変換素子 18 光路変換素子
Claims (1)
- 【請求項１】 等間隔の格子状または列状に配置された
互いに平行な複数の入射光ビームの全てに対し、該光ビ
ームを直交する２つの直線偏光成分に分離し、その一方
の直線偏光成分の光路を変換して、これを他の光ビーム
の、光路変換されない直線偏光成分と合成し、同一光路
上に伝搬させる機能を有する光路変換素子において、 通過する光ビームの互いに直交する２つの直線偏光成分
の内、一方の偏光成分はそのまま通過させ、他方の偏光
成分はその光路を90度回転させる偏光ビームスプリッタ
を複数個積層した第１の層と、 ２個の偏光ビームスプリッタ、および透明な一様媒質か
らなる２個のブロックをそれぞれ一組として、これら２
種類の組を複数組交互に積層した第２の層と、 通過する光ビームの互いに直交する２つの直線偏光成分
を互いに交換する複数の偏光面交換素子により構成さ
れ、 上記第１の層の積層された偏光ビームスプリッタの全て
の積層面および上記第２の層の積層された偏光ビームス
プリッタおよび透明な一様媒質ブロックの全ての積層面
に上記偏光面交換素子を配置してなること、を特徴とす
る光路変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217951A JP3040884B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 光路変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4217951A JP3040884B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 光路変換素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0667220A true JPH0667220A (ja) | 1994-03-11 |
| JP3040884B2 JP3040884B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=16712273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4217951A Expired - Fee Related JP3040884B2 (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 光路変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3040884B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1672407A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-21 | Barco N.V. | Dynamic array polariser and polarisation recovery system incorporating same |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP4217951A patent/JP3040884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1672407A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-21 | Barco N.V. | Dynamic array polariser and polarisation recovery system incorporating same |
| US7495830B2 (en) * | 2004-11-30 | 2009-02-24 | Barco, N.V. | Polarisation recuperation system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3040884B2 (ja) | 2000-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0397372A1 (en) | Network topology for reduced blocking and photonic system implementation thereof | |
| JPH0746633A (ja) | 偏光制御型空間光スイッチ | |
| EP0435296A1 (en) | Optical space switch and network with such optical space switches | |
| WO2021036505A1 (zh) | 一种硅基液晶二维阵列电压控制的方法及相关设备 | |
| JP2002258177A (ja) | 光スイッチ | |
| EP0351132B1 (en) | Optical crossover network | |
| JP3040884B2 (ja) | 光路変換素子 | |
| EP1206723A1 (en) | All-optical interconnect utilizing polarization gates | |
| JP2013098912A (ja) | 波長選択光クロスコネクト装置 | |
| JPH0441811B2 (ja) | ||
| JP3040883B2 (ja) | 多端子光スイッチ | |
| US6947627B2 (en) | Compact optical switches | |
| JP3197611B2 (ja) | 多端子光スイッチ | |
| JP2784507B2 (ja) | 多端子光スイッチ | |
| JP3037833B2 (ja) | 多端子光遅延補償回路 | |
| JPH063606A (ja) | 空間光スイッチ装置 | |
| JP2735877B2 (ja) | 多端子光スイッチ | |
| JP3235741B2 (ja) | 空間光スイッチ装置 | |
| JP2948901B2 (ja) | 並列光スイッチ | |
| JP3380352B2 (ja) | 光学装置 | |
| JP2742550B2 (ja) | 多端子光スイッチ | |
| JP7126259B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP3043908B2 (ja) | 光路変換素子 | |
| JPH06332019A (ja) | 空間光スイッチのスイッチモジュール間接続回路 | |
| JP2919859B2 (ja) | 光スイッチ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |