JPH08220388A - 光スイッチモジュール - Google Patents
光スイッチモジュールInfo
- Publication number
- JPH08220388A JPH08220388A JP2919395A JP2919395A JPH08220388A JP H08220388 A JPH08220388 A JP H08220388A JP 2919395 A JP2919395 A JP 2919395A JP 2919395 A JP2919395 A JP 2919395A JP H08220388 A JPH08220388 A JP H08220388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- microlens array
- switch module
- circuit element
- 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
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバー内を伝播する光信号の強度のば
らつきを防止すると共に、光信号の誤り率を低減するこ
とができる信頼性の高い光スイッチモジュールを提供す
る。 【構成】 外部光信号ポートから入力される外部光信号
２を、回折光３ａ及び３ｂ間の偏向角度の範囲で偏向さ
せて出射する光偏向素子１と、回折光の出射点を中心と
する同心円上に配置された複数のマイクロレンズから構
成されるマイクロレンズアレイ４と、マイクロレンズア
レイ４により集束された光を光ファイバーアレイ７へ出
力する光回路素子５とから構成される。そして、光偏向
素子１、マイクロレンズアレイ４及び光回路素子５は同
一の基板８上に光軸を合わせて設置され、光回路素子５
の出力部には複数の光ファイバーからなる光ファイバー
アレイ７を光軸を合わせて接続する。
らつきを防止すると共に、光信号の誤り率を低減するこ
とができる信頼性の高い光スイッチモジュールを提供す
る。 【構成】 外部光信号ポートから入力される外部光信号
２を、回折光３ａ及び３ｂ間の偏向角度の範囲で偏向さ
せて出射する光偏向素子１と、回折光の出射点を中心と
する同心円上に配置された複数のマイクロレンズから構
成されるマイクロレンズアレイ４と、マイクロレンズア
レイ４により集束された光を光ファイバーアレイ７へ出
力する光回路素子５とから構成される。そして、光偏向
素子１、マイクロレンズアレイ４及び光回路素子５は同
一の基板８上に光軸を合わせて設置され、光回路素子５
の出力部には複数の光ファイバーからなる光ファイバー
アレイ７を光軸を合わせて接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光コンピュータにおける
ボード間若しくはプロセッサ間の空間的な光スイッチン
グ又は光情報伝送用のキーデバイスとして使用される光
スイッチモジュールに関する。
ボード間若しくはプロセッサ間の空間的な光スイッチン
グ又は光情報伝送用のキーデバイスとして使用される光
スイッチモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】光偏向素子は、その素子が装着された基
板（以下「主ボード」という）上において、前記素子に
対し外部から入射される光信号、又は前記素子自体に集
積されたレーザーダイオード（以下、「ＬＤ」という）
の光を、前記素子の出射点から所定の方向へ回折させる
ために使用される。従来、前記素子に電圧を印加して、
屈折率を変化させることにより回折光を偏向させて、主
ボードに対し数ｃｍ離れた基板（以下、「サブボード」
という）上に設置されたフォトダイオード（以下、「Ｐ
Ｄ」という）アレイに対して、種々出射位置を変えるこ
とにより、空間的に光スイッチングを行っている。
板（以下「主ボード」という）上において、前記素子に
対し外部から入射される光信号、又は前記素子自体に集
積されたレーザーダイオード（以下、「ＬＤ」という）
の光を、前記素子の出射点から所定の方向へ回折させる
ために使用される。従来、前記素子に電圧を印加して、
屈折率を変化させることにより回折光を偏向させて、主
ボードに対し数ｃｍ離れた基板（以下、「サブボード」
という）上に設置されたフォトダイオード（以下、「Ｐ
Ｄ」という）アレイに対して、種々出射位置を変えるこ
とにより、空間的に光スイッチングを行っている。
【０００３】図５は、ボード間の空間的光スイッチング
を示す模式図である。この図５に示すように、光スイッ
チング素子として光偏向素子５１が主ボード５８上に装
着されており、またこの光偏向素子５１の偏向を制御す
るための偏向制御回路５２も主ボード５８上に設置され
ている。一方、サブボード５７には、Ａ回路、Ｂ回路、
Ｃ回路及びＤ回路が形成されており、各回路の信号受信
端には夫々ＰＤ1、ＰＤ2、ＰＤ3及びＰＤ4の受光素子が
配置されている。なお、これらの受光素子は、光偏向素
子５１から出射される光Ｓ1乃至Ｓ4の偏向範囲内におい
て設置される。
を示す模式図である。この図５に示すように、光スイッ
チング素子として光偏向素子５１が主ボード５８上に装
着されており、またこの光偏向素子５１の偏向を制御す
るための偏向制御回路５２も主ボード５８上に設置され
ている。一方、サブボード５７には、Ａ回路、Ｂ回路、
Ｃ回路及びＤ回路が形成されており、各回路の信号受信
端には夫々ＰＤ1、ＰＤ2、ＰＤ3及びＰＤ4の受光素子が
配置されている。なお、これらの受光素子は、光偏向素
子５１から出射される光Ｓ1乃至Ｓ4の偏向範囲内におい
て設置される。
【０００４】このように構成された主ボード５８及びサ
ブボード５７における光スイッチングは次のように行わ
れる。即ち、主ボード５８上の光偏向素子５１から出射
される回折光Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3又はＳ4を夫々ＰＤ1、Ｐ
Ｄ2、ＰＤ3又はＰＤ4に出射し、各受光素子において光
電変換することにより、Ａ回路、Ｂ回路、Ｃ回路又はＤ
回路に電流を通流させる。
ブボード５７における光スイッチングは次のように行わ
れる。即ち、主ボード５８上の光偏向素子５１から出射
される回折光Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3又はＳ4を夫々ＰＤ1、Ｐ
Ｄ2、ＰＤ3又はＰＤ4に出射し、各受光素子において光
電変換することにより、Ａ回路、Ｂ回路、Ｃ回路又はＤ
回路に電流を通流させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す主ボード５８上の光偏向素子５１からの回折光Ｓ1
〜Ｓ4を、サブボード５７に配置された各受光素子ＰＤ1
〜ＰＤ4の位置に合わせて、両ボードを配置する場合に
は、光軸合わせをすることが困難である。つまり、回折
光Ｓ1〜Ｓ4のスポット径が約１ｍｍの小さいものであっ
ても、主ボード５８上の光偏向素子５１の装着位置と、
サブボード５７上の各受光素子の配置位置とを合わせる
精度には一定の限界がある。それに、両ボードを光コン
ピュータ等の内部に設置する場合に、その設置位置につ
いての精度にも一定の限界がある。
示す主ボード５８上の光偏向素子５１からの回折光Ｓ1
〜Ｓ4を、サブボード５７に配置された各受光素子ＰＤ1
〜ＰＤ4の位置に合わせて、両ボードを配置する場合に
は、光軸合わせをすることが困難である。つまり、回折
光Ｓ1〜Ｓ4のスポット径が約１ｍｍの小さいものであっ
ても、主ボード５８上の光偏向素子５１の装着位置と、
サブボード５７上の各受光素子の配置位置とを合わせる
精度には一定の限界がある。それに、両ボードを光コン
ピュータ等の内部に設置する場合に、その設置位置につ
いての精度にも一定の限界がある。
【０００６】また、光スイッチモジュール内において、
光偏向素子とＰＤアレイとを一体化することも考えられ
るが、この場合は光電変換をそのモジュール内で行うた
め、結局外部出力される信号は電気信号であり、光路そ
のものを切り替えて、光信号を外部出力させることがで
きない。
光偏向素子とＰＤアレイとを一体化することも考えられ
るが、この場合は光電変換をそのモジュール内で行うた
め、結局外部出力される信号は電気信号であり、光路そ
のものを切り替えて、光信号を外部出力させることがで
きない。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、外部から入力される光信号を光偏向素子に
より所定位置に容易に偏向させることができると共に、
外部の所定位置に光信号を出力することができる光スイ
ッチモジュールを提供することを目的とする。
のであって、外部から入力される光信号を光偏向素子に
より所定位置に容易に偏向させることができると共に、
外部の所定位置に光信号を出力することができる光スイ
ッチモジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光スイッチ
モジュールは、外部からの入力光を偏向させる光偏向素
子と、前記光偏向素子から出射される回折光の出射点を
中心とする同心円上に設置されたマイクロレンズアレイ
と、前記マイクロレンズアレイにより集束された光を外
部の所定位置へ出力する光回路素子とを有し、前記光偏
向素子、前記マイクロレンズアレイ及び前記光回路素子
が光軸を合わせて同一基板上に設置されると共に、前記
光回路素子に光軸を合わせて光ファイバーアレイが接続
されていることを特徴とする。
モジュールは、外部からの入力光を偏向させる光偏向素
子と、前記光偏向素子から出射される回折光の出射点を
中心とする同心円上に設置されたマイクロレンズアレイ
と、前記マイクロレンズアレイにより集束された光を外
部の所定位置へ出力する光回路素子とを有し、前記光偏
向素子、前記マイクロレンズアレイ及び前記光回路素子
が光軸を合わせて同一基板上に設置されると共に、前記
光回路素子に光軸を合わせて光ファイバーアレイが接続
されていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明においては、外部から入力される光信号
を光偏向素子により偏向させて、回折光をマイクロレン
ズアレイに出射する。この光偏向素子及びマイクロレン
ズアレイを同一基板上に設置することにより、容易に光
軸を一致させることができ、またマイクロレンズアレイ
を光偏向素子の出射点を中心とする同心円上に設置する
ことができる。このため、マイクロレンズアレイに到達
する回折光の強度を均一にすることができる。
を光偏向素子により偏向させて、回折光をマイクロレン
ズアレイに出射する。この光偏向素子及びマイクロレン
ズアレイを同一基板上に設置することにより、容易に光
軸を一致させることができ、またマイクロレンズアレイ
を光偏向素子の出射点を中心とする同心円上に設置する
ことができる。このため、マイクロレンズアレイに到達
する回折光の強度を均一にすることができる。
【００１０】マイクロレンズアレイにより集束された光
は、光回路素子に入射し、この素子によって、光ファイ
バーアレイにおける所定の光ファイバーへ出力される。
これにより、光ファイバー内を伝播する光強度のばらつ
きを防止すると共に、光信号の誤り率を低減することが
できる。
は、光回路素子に入射し、この素子によって、光ファイ
バーアレイにおける所定の光ファイバーへ出力される。
これにより、光ファイバー内を伝播する光強度のばらつ
きを防止すると共に、光信号の誤り率を低減することが
できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施例
に係る光スイッチモジュールを示す模式図である。この
図１に示すように、光スイッチモジュール９は、光ファ
イバー又はコネクター等の外部光信号ポートから入力さ
れる外部光信号２を、回折光３ａ及び３ｂ間の偏向角度
の範囲で偏向させて出射する光偏向素子１と、回折光の
出射点を中心とする同心円上に配置された複数のマイク
ロレンズから構成されるマイクロレンズアレイ４と、マ
イクロレンズアレイ４により集束された光を光ファイバ
ーアレイ７へ出力する光回路素子５とから構成されてい
る。そして、光偏向素子１、マイクロレンズアレイ４及
び光回路素子５は同一の基板８上に光軸を合わせて設置
され、光回路素子５には複数の光ファイバーからなる光
ファイバーアレイ７が光軸を合わせて接続されている。
を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施例
に係る光スイッチモジュールを示す模式図である。この
図１に示すように、光スイッチモジュール９は、光ファ
イバー又はコネクター等の外部光信号ポートから入力さ
れる外部光信号２を、回折光３ａ及び３ｂ間の偏向角度
の範囲で偏向させて出射する光偏向素子１と、回折光の
出射点を中心とする同心円上に配置された複数のマイク
ロレンズから構成されるマイクロレンズアレイ４と、マ
イクロレンズアレイ４により集束された光を光ファイバ
ーアレイ７へ出力する光回路素子５とから構成されてい
る。そして、光偏向素子１、マイクロレンズアレイ４及
び光回路素子５は同一の基板８上に光軸を合わせて設置
され、光回路素子５には複数の光ファイバーからなる光
ファイバーアレイ７が光軸を合わせて接続されている。
【００１２】以上のような構成からなる光スイッチモジ
ュール９では、次のように光スイッチングが行われる。
先ず、外部からの光信号２が光偏向素子１へ入力され
る。そして、この光偏向素子１に対して電圧を印加する
ことにより、入力された光信号２の偏向を制御して、回
折光がマイクロレンズアレイ４に出射される。
ュール９では、次のように光スイッチングが行われる。
先ず、外部からの光信号２が光偏向素子１へ入力され
る。そして、この光偏向素子１に対して電圧を印加する
ことにより、入力された光信号２の偏向を制御して、回
折光がマイクロレンズアレイ４に出射される。
【００１３】ところで、図３に示すように、光スイッチ
モジュールには、光偏向素子１１、マイクロレンズアレ
イ１４及び光回路素子１５を同一の基板１８上に設置
し、光回路素子１５の出力部に光ファイバーアレイ１７
を接続した光スイッチモジュールであって、マイクロレ
ンズアレイ１４の各マイクロレンズを直線状に配置した
ものも考えられる。しかし、マイクロレンズを直線状に
配置すると、回折光１３ａ及び１３ｂがなす偏向角度の
範囲内で回折光が出射されて、その範囲内の回折光はい
ずれも光強度が異なるものとなってしまう。図４は、横
軸にマイクロレンズアレイ１４の長手方向のレンズ位置
をとり、縦軸にマイクロレンズアレイ１４に到達する光
の強度分布をとって、レンズ位置と光強度との関係を示
すグラフ図である。この図４に示すように、マイクロレ
ンズアレイ１４に到達する回折光の強度は、マイクロレ
ンズアレイ１４の中央部において最も大きく、両端に近
くなるに従って小さくなる。つまり、マイクロレンズア
レイ１４の中央部に出射される回折光の強度は、光偏向
素子１１に近いため大きくなるが、逆に両端近くに出射
される回折光ほど光偏向素子１１から遠くなるため、そ
の強度は小さくなってしまう。このように、マイクロレ
ンズアレイ１４に対する出射位置によって回折光の強度
が異なると、光回路素子１５から出力された光が、光フ
ァイバーアレイ１７内を伝播する場合において、光強度
のばらつきが多くなり、また信号の誤り率も高くなって
しまう。そこで、図１に示すように、マイクロレンズア
レイ４の各マイクロレンズを光偏向素子１の出射点を中
心とする同心円上に配置することにより、図２に示すよ
うに、回折光がいずれのマイクロレンズに出射される場
合であっても、回折光の強度を一定とすることができ
る。
モジュールには、光偏向素子１１、マイクロレンズアレ
イ１４及び光回路素子１５を同一の基板１８上に設置
し、光回路素子１５の出力部に光ファイバーアレイ１７
を接続した光スイッチモジュールであって、マイクロレ
ンズアレイ１４の各マイクロレンズを直線状に配置した
ものも考えられる。しかし、マイクロレンズを直線状に
配置すると、回折光１３ａ及び１３ｂがなす偏向角度の
範囲内で回折光が出射されて、その範囲内の回折光はい
ずれも光強度が異なるものとなってしまう。図４は、横
軸にマイクロレンズアレイ１４の長手方向のレンズ位置
をとり、縦軸にマイクロレンズアレイ１４に到達する光
の強度分布をとって、レンズ位置と光強度との関係を示
すグラフ図である。この図４に示すように、マイクロレ
ンズアレイ１４に到達する回折光の強度は、マイクロレ
ンズアレイ１４の中央部において最も大きく、両端に近
くなるに従って小さくなる。つまり、マイクロレンズア
レイ１４の中央部に出射される回折光の強度は、光偏向
素子１１に近いため大きくなるが、逆に両端近くに出射
される回折光ほど光偏向素子１１から遠くなるため、そ
の強度は小さくなってしまう。このように、マイクロレ
ンズアレイ１４に対する出射位置によって回折光の強度
が異なると、光回路素子１５から出力された光が、光フ
ァイバーアレイ１７内を伝播する場合において、光強度
のばらつきが多くなり、また信号の誤り率も高くなって
しまう。そこで、図１に示すように、マイクロレンズア
レイ４の各マイクロレンズを光偏向素子１の出射点を中
心とする同心円上に配置することにより、図２に示すよ
うに、回折光がいずれのマイクロレンズに出射される場
合であっても、回折光の強度を一定とすることができ
る。
【００１４】上述のように設置されたマイクロレンズア
レイ４によって集束された光は、光回路素子５に入射
し、この素子により光ファイバーアレイ７における所定
の光ファイバーへ出力される。
レイ４によって集束された光は、光回路素子５に入射
し、この素子により光ファイバーアレイ７における所定
の光ファイバーへ出力される。
【００１５】従って、本実施例に係る光スイッチモジュ
ールでは、１つの入射光を複数の出力ポートへとスイッ
チングすることができる。また、マイクロレンズアレイ
４への回折光の強度を一定とすることにより、光ファイ
バー内を伝播する光の強度のばらつきを防止できると共
に、光信号の誤り率を低減することができる。
ールでは、１つの入射光を複数の出力ポートへとスイッ
チングすることができる。また、マイクロレンズアレイ
４への回折光の強度を一定とすることにより、光ファイ
バー内を伝播する光の強度のばらつきを防止できると共
に、光信号の誤り率を低減することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光偏向素子、マイクロレンズアレイ及び光回路素子を所
定位置に設置することにより、マイクロレンズアレイに
到達する回折光の光強度を均一とすることができ、また
光軸のずれ又は焦点の不一致によるマイクロレンズアレ
イへの結合効率のばらつきを防止することができる。
光偏向素子、マイクロレンズアレイ及び光回路素子を所
定位置に設置することにより、マイクロレンズアレイに
到達する回折光の光強度を均一とすることができ、また
光軸のずれ又は焦点の不一致によるマイクロレンズアレ
イへの結合効率のばらつきを防止することができる。
【００１７】更に、光ファイバー内を伝播する光信号の
強度のばらつきを防止すると共に、光信号の誤り率を低
減することができ、光スイッチモジュールの信頼性を向
上させることができる。
強度のばらつきを防止すると共に、光信号の誤り率を低
減することができ、光スイッチモジュールの信頼性を向
上させることができる。
【図１】本発明の実施例に係る光スイッチモジュールを
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】前記光スイッチモジュールにおけるレンズ位置
と光強度分布との関係を示すグラフ図である。
と光強度分布との関係を示すグラフ図である。
【図３】光スイッチモジュールを示す模式図である。
【図４】前記光スイッチモジュールにおけるレンズ位置
と光強度分布との関係を示すグラフ図である。
と光強度分布との関係を示すグラフ図である。
【図５】ボード間の空間的光スイッチングを示す模式図
である。
である。
１、１１；空間型光偏向素子 ２、１２；外部光信号 ３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ；回折光 ４、１４；マイクロレンズアレイ ５、１５；光回路素子 ７、１７；光ファイバーアレイ ８、１８；基板 ９、１９；光スイッチモジュール ５１；光偏向素子 ５２；偏向制御回路 ５７；サブボード ５８；主ボード
Claims (1)
- 【請求項１】 外部からの入力光を偏向させる光偏向素
子と、前記光偏向素子から出射される回折光の出射点を
中心とする同心円上に設置されたマイクロレンズアレイ
と、前記マイクロレンズアレイにより集束された光を外
部の所定位置へ出力する光回路素子とを有し、前記光偏
向素子、前記マイクロレンズアレイ及び前記光回路素子
が光軸を合わせて同一基板上に設置されると共に、前記
光回路素子に光軸を合わせて光ファイバーアレイが接続
されていることを特徴とする光スイッチモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2919395A JPH08220388A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 光スイッチモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2919395A JPH08220388A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 光スイッチモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220388A true JPH08220388A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12269372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2919395A Pending JPH08220388A (ja) | 1995-02-17 | 1995-02-17 | 光スイッチモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08220388A (ja) |
-
1995
- 1995-02-17 JP JP2919395A patent/JPH08220388A/ja active Pending
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