JPH0886924A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH0886924A JPH0886924A JP22218694A JP22218694A JPH0886924A JP H0886924 A JPH0886924 A JP H0886924A JP 22218694 A JP22218694 A JP 22218694A JP 22218694 A JP22218694 A JP 22218694A JP H0886924 A JPH0886924 A JP H0886924A
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- optical
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- crystal layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光導波路型の光スイッチに関し、１つの基板
上に作製でき、消費電力が小さく、波長依存性の少ない
光導波路型で多チャンネルの光スイッチを実現する。 【構成】 １×Ｎ光スイッチにおいて、入力光導波路と
複数の出力光導波路の中間に、印加する電圧分布に応じ
て屈折率の空間分布が形成される液晶層を配置し、液晶
層に印加する電圧分布を制御して屈折率が最大となる位
置を調整し、入力光導波路から出射された光信号を所定
の出力光導波路に結合させる構成である。
上に作製でき、消費電力が小さく、波長依存性の少ない
光導波路型で多チャンネルの光スイッチを実現する。 【構成】 １×Ｎ光スイッチにおいて、入力光導波路と
複数の出力光導波路の中間に、印加する電圧分布に応じ
て屈折率の空間分布が形成される液晶層を配置し、液晶
層に印加する電圧分布を制御して屈折率が最大となる位
置を調整し、入力光導波路から出射された光信号を所定
の出力光導波路に結合させる構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路型の光スイッ
チに関する。
チに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバ型あるいは光導波路型
の多チャンネル光スイッチとして、機械式のもの、温度
あるいは電界によって２分岐した光導波路の一方の屈折
率を変化させるマッハツェンダ型のものが提案されてい
る。
の多チャンネル光スイッチとして、機械式のもの、温度
あるいは電界によって２分岐した光導波路の一方の屈折
率を変化させるマッハツェンダ型のものが提案されてい
る。
【０００３】図５は、機械式の１×２光スイッチの構成
を示す。図において、２１は入力光ファイバ、２２は入
力光ファイバの先端部を固定した摺動部、２３は摺動部
２２を摺動させるためのガイド、２４−１，２４−２は
出力光ファイバである。なお、摺動部２２の動作機構は
省略されている。
を示す。図において、２１は入力光ファイバ、２２は入
力光ファイバの先端部を固定した摺動部、２３は摺動部
２２を摺動させるためのガイド、２４−１，２４−２は
出力光ファイバである。なお、摺動部２２の動作機構は
省略されている。
【０００４】本スイッチは、摺動部２２をガイド２３に
沿って移動させることにより入力光ファイバ２１の先端
部を移動させ、出力光ファイバ２４−１，２４−２の一
方に結合させる構造である。このような光スイッチは構
造が単純な反面、機械式であるためにスイッチングに要
する時間が数十ミリ秒と長く、さらに長期間使用した場
合の信頼性に劣るという欠点がある。
沿って移動させることにより入力光ファイバ２１の先端
部を移動させ、出力光ファイバ２４−１，２４−２の一
方に結合させる構造である。このような光スイッチは構
造が単純な反面、機械式であるためにスイッチングに要
する時間が数十ミリ秒と長く、さらに長期間使用した場
合の信頼性に劣るという欠点がある。
【０００５】図６は、マッハツェンダ型の２×２光スイ
ッチの構成を示す。図において、３１−１，３１−２は
入力光導波路、３２−１，３２−２は２×２光カプラ、
３３は２×２光カプラ３２−１，３２−２間に形成され
る２本の光導波路の一方の温度を制御するヒータ、３４
−１，３４−２は出力光導波路である。
ッチの構成を示す。図において、３１−１，３１−２は
入力光導波路、３２−１，３２−２は２×２光カプラ、
３３は２×２光カプラ３２−１，３２−２間に形成され
る２本の光導波路の一方の温度を制御するヒータ、３４
−１，３４−２は出力光導波路である。
【０００６】本スイッチは、ヒータ３３に流す電流を制
御することにより、ヒータ３３上の光導波路の温度変化
に応じて屈折率を変化させ、その光路長を制御すること
によりスイッチング動作させる構造である。すなわち、
入力光導波路３１−１，３１−２に入力された光信号を
それぞれ出力光導波路３４−１，３４−２に出力する状
態（スルー状態）と、入力光導波路３１−１，３１−２
に入力された光信号をそれぞれ出力光導波路３４−２，
３４−１に出力する状態（クロス状態）とを切り替える
ことができる。このような光スイッチは機械的な摺動部
分がなく、スイッチ全体を１つの基板上に作製できるの
で、機械式の光スイッチに比べて安定した動作を得るこ
とができる。
御することにより、ヒータ３３上の光導波路の温度変化
に応じて屈折率を変化させ、その光路長を制御すること
によりスイッチング動作させる構造である。すなわち、
入力光導波路３１−１，３１−２に入力された光信号を
それぞれ出力光導波路３４−１，３４−２に出力する状
態（スルー状態）と、入力光導波路３１−１，３１−２
に入力された光信号をそれぞれ出力光導波路３４−２，
３４−１に出力する状態（クロス状態）とを切り替える
ことができる。このような光スイッチは機械的な摺動部
分がなく、スイッチ全体を１つの基板上に作製できるの
で、機械式の光スイッチに比べて安定した動作を得るこ
とができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、マッハツェン
ダ型の光スイッチは、所定のスイッチング状態を保つた
めに常に電流を流す必要があり、消費電力が大きくな
る。また、波長依存性が大きいので、広い波長領域で使
用することができなかった。
ダ型の光スイッチは、所定のスイッチング状態を保つた
めに常に電流を流す必要があり、消費電力が大きくな
る。また、波長依存性が大きいので、広い波長領域で使
用することができなかった。
【０００８】本発明は、１つの基板上に作製でき、消費
電力が小さく、波長依存性の少ない光導波路型で多チャ
ンネルの光スイッチを提供することを目的とする。
電力が小さく、波長依存性の少ない光導波路型で多チャ
ンネルの光スイッチを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、１×Ｎ光スイッチにおいて、入力光導波路と複数の
出力光導波路の中間に、印加する電圧分布に応じて屈折
率の空間分布が形成される液晶層を配置し、液晶層に印
加する電圧分布を制御して屈折率が最大となる位置を調
整し、入力光導波路から出射された光信号を所定の出力
光導波路に結合させる構成である。
は、１×Ｎ光スイッチにおいて、入力光導波路と複数の
出力光導波路の中間に、印加する電圧分布に応じて屈折
率の空間分布が形成される液晶層を配置し、液晶層に印
加する電圧分布を制御して屈折率が最大となる位置を調
整し、入力光導波路から出射された光信号を所定の出力
光導波路に結合させる構成である。
【００１０】請求項２に記載の発明は、２×２光スイッ
チにおいて、２本の入力光導波路と２本の出力光導波路
との間に、両端の間隔が２本の入力光導波路の端面間隔
および２本の出力光導波路の端面間隔にそれぞれ等しく
かつ交差しない２本の中間光導波路と、同様に交差した
２本の中間光導波路とを配置し、２本の入力光導波路と
４本の中間光導波路の中間に、印加する電圧分布に応じ
て屈折率の空間分布が形成される第１の液晶層を配置
し、２本の出力光導波路と４本の中間光導波路の中間
に、印加する電圧分布に応じて屈折率の空間分布が形成
される第２の液晶層を配置し、第１の液晶層および第２
の液晶層に印加する電圧分布を制御して屈折率が最大と
なる位置を調整し、２本の入力光導波路から出射された
光信号を所定の出力光導波路に結合させる構成である。
チにおいて、２本の入力光導波路と２本の出力光導波路
との間に、両端の間隔が２本の入力光導波路の端面間隔
および２本の出力光導波路の端面間隔にそれぞれ等しく
かつ交差しない２本の中間光導波路と、同様に交差した
２本の中間光導波路とを配置し、２本の入力光導波路と
４本の中間光導波路の中間に、印加する電圧分布に応じ
て屈折率の空間分布が形成される第１の液晶層を配置
し、２本の出力光導波路と４本の中間光導波路の中間
に、印加する電圧分布に応じて屈折率の空間分布が形成
される第２の液晶層を配置し、第１の液晶層および第２
の液晶層に印加する電圧分布を制御して屈折率が最大と
なる位置を調整し、２本の入力光導波路から出射された
光信号を所定の出力光導波路に結合させる構成である。
【００１１】
【作用】本発明の光スイッチでは、液晶層に印加する電
圧分布に応じて屈折率の空間分布を形成することによ
り、液晶層をレンズとして機能させることができる。こ
の印加電圧分布を制御して屈折率が最大となる位置を調
整することにより、レンズの光軸を移動させることがで
きる。これにより、液晶層への入射光を異なる位置に収
束させることができる。
圧分布に応じて屈折率の空間分布を形成することによ
り、液晶層をレンズとして機能させることができる。こ
の印加電圧分布を制御して屈折率が最大となる位置を調
整することにより、レンズの光軸を移動させることがで
きる。これにより、液晶層への入射光を異なる位置に収
束させることができる。
【００１２】請求項１に記載の１×Ｎ光スイッチでは、
入力光導波路と複数の出力光導波路の中間に液晶層を配
置し、液晶層をレンズとしたときの焦点位置に入力光導
波路および出力光導波路の端面を配置する。これによ
り、液晶層への印加電圧分布を制御することにより、入
力光導波路とＮ本の出力光導波路との間で１×Ｎのスイ
ッチングを行うことができる。
入力光導波路と複数の出力光導波路の中間に液晶層を配
置し、液晶層をレンズとしたときの焦点位置に入力光導
波路および出力光導波路の端面を配置する。これによ
り、液晶層への印加電圧分布を制御することにより、入
力光導波路とＮ本の出力光導波路との間で１×Ｎのスイ
ッチングを行うことができる。
【００１３】請求項２に記載の２×２光スイッチでは、
２つの液晶層と４本の中間光導波路を用いることによ
り、２本の入力光導波路と２本の出力光導波路との間で
２×２のスイッチングを行うことができる。
２つの液晶層と４本の中間光導波路を用いることによ
り、２本の入力光導波路と２本の出力光導波路との間で
２×２のスイッチングを行うことができる。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例の構成（１×３
光スイッチ）を示す。 (a)は平面図であり、 (b)はＡ−
Ａ′断面図である。
光スイッチ）を示す。 (a)は平面図であり、 (b)はＡ−
Ａ′断面図である。
【００１５】図において、１０は導波路基板、１１は入
力光導波路、１２は液晶層、１３は多数の電極を液晶層
１２上に配列した電極アレイ、１４は電極アレイ１３の
対向電極、１５−１〜１５−３は出力光導波路である。
なお、導波路基板１０は一様な屈折率をもつものとす
る。液晶層１２は、電極アレイ１３と対向電極１４との
間に電圧を印加しないときに、伝搬する光の進行方向で
導波路基板１０に平行に配向されているものとする。
力光導波路、１２は液晶層、１３は多数の電極を液晶層
１２上に配列した電極アレイ、１４は電極アレイ１３の
対向電極、１５−１〜１５−３は出力光導波路である。
なお、導波路基板１０は一様な屈折率をもつものとす
る。液晶層１２は、電極アレイ１３と対向電極１４との
間に電圧を印加しないときに、伝搬する光の進行方向で
導波路基板１０に平行に配向されているものとする。
【００１６】電極アレイ１３と対向電極１４との間に交
流電圧を印加すると、電圧に応じて導波路基板１０に平
行な配向をもった液晶分子が導波路基板１０に垂直な方
向に配向方向を変える。これにより、導波路基板１０に
垂直な偏光成分（垂直偏光）に対する液晶層１２の屈折
率が、図２に示すように印加電圧に応じて増加する。な
お、通常のネマチック液晶で実現できる屈折率差Δｎは
0.1〜0.15である。したがって、電極アレイ１３の各電
極に、中央部で最も高く周辺部方向にしだいに低下する
分布をもった電圧を印加すると、垂直偏光に対する液晶
層１２の屈折率もそれに対応して中央部で最も高くなる
分布を示す。このような屈折率分布により、液晶層１２
は垂直偏光に対してレンズとして働き、入力光導波路１
１から出射された光の垂直偏光成分を所定の位置に収束
させることができる。
流電圧を印加すると、電圧に応じて導波路基板１０に平
行な配向をもった液晶分子が導波路基板１０に垂直な方
向に配向方向を変える。これにより、導波路基板１０に
垂直な偏光成分（垂直偏光）に対する液晶層１２の屈折
率が、図２に示すように印加電圧に応じて増加する。な
お、通常のネマチック液晶で実現できる屈折率差Δｎは
0.1〜0.15である。したがって、電極アレイ１３の各電
極に、中央部で最も高く周辺部方向にしだいに低下する
分布をもった電圧を印加すると、垂直偏光に対する液晶
層１２の屈折率もそれに対応して中央部で最も高くなる
分布を示す。このような屈折率分布により、液晶層１２
は垂直偏光に対してレンズとして働き、入力光導波路１
１から出射された光の垂直偏光成分を所定の位置に収束
させることができる。
【００１７】このとき、電極アレイ１３中の印加電圧が
最大となる位置がレンズの軸となるので、電極アレイ１
３への印加電圧の分布を制御してその最大位置を移動さ
せることにより、収束位置を移動させることができる。
この収束位置（焦点）に出力光導波路１５−１〜１５−
３の端面を配置することにより、入力光導波路１１から
出射された光を出力光導波路１５−１〜１５−３のいず
れか１つの端面に結像させることができ、１×３光スイ
ッチとして機能させることができる。なお、同様に１×
２光スイッチまたは１×Ｎ（Ｎは４以上の整数）光スイ
ッチを構成することができる。
最大となる位置がレンズの軸となるので、電極アレイ１
３への印加電圧の分布を制御してその最大位置を移動さ
せることにより、収束位置を移動させることができる。
この収束位置（焦点）に出力光導波路１５−１〜１５−
３の端面を配置することにより、入力光導波路１１から
出射された光を出力光導波路１５−１〜１５−３のいず
れか１つの端面に結像させることができ、１×３光スイ
ッチとして機能させることができる。なお、同様に１×
２光スイッチまたは１×Ｎ（Ｎは４以上の整数）光スイ
ッチを構成することができる。
【００１８】ここで、本発明の動作原理について、図３
を参照して詳細に説明する。一般に、光導波路あるいは
自由空間を伝播する平面波の光を曲率半径ｆの球面波に
変換することにより、平行光束は変換位置からｆだけ隔
たった位置に収束する。すなわち、焦点距離ｆのレンズ
として作用する。図３に示すように、屈折率ｎg の石英
ガラス導波路中に幅がｗで光軸部分での屈折率がｎ0 の
領域を考える。このとき、領域の中心から距離ｘだけ離
れた位置の屈折率をｎ(x) とすれば、この領域に垂直に
入射された平面波の光がこの領域から出射される際の波
面の位置ｚ(x) は、近似的に ｚ(x)＝ｗ｛ｎ0−ｎ(x)｝／ｎg …(1) と表される。一方、曲率半径ｆの球面波の波面ｚ(x) と
すれば、 ｚ(x)＝（ｆ2＋ｘ2)1/2−ｆ≒ｘ2／２ｆ …(2) であるので、 ｎ(x)＝ｎ0−ｎgｘ2／２ｆｗ …(3) で定まる屈折率分布を与えることにより、ｘ＝０の位置
を光軸とした焦点距離ｆのレンズを形成することができ
る。
を参照して詳細に説明する。一般に、光導波路あるいは
自由空間を伝播する平面波の光を曲率半径ｆの球面波に
変換することにより、平行光束は変換位置からｆだけ隔
たった位置に収束する。すなわち、焦点距離ｆのレンズ
として作用する。図３に示すように、屈折率ｎg の石英
ガラス導波路中に幅がｗで光軸部分での屈折率がｎ0 の
領域を考える。このとき、領域の中心から距離ｘだけ離
れた位置の屈折率をｎ(x) とすれば、この領域に垂直に
入射された平面波の光がこの領域から出射される際の波
面の位置ｚ(x) は、近似的に ｚ(x)＝ｗ｛ｎ0−ｎ(x)｝／ｎg …(1) と表される。一方、曲率半径ｆの球面波の波面ｚ(x) と
すれば、 ｚ(x)＝（ｆ2＋ｘ2)1/2−ｆ≒ｘ2／２ｆ …(2) であるので、 ｎ(x)＝ｎ0−ｎgｘ2／２ｆｗ …(3) で定まる屈折率分布を与えることにより、ｘ＝０の位置
を光軸とした焦点距離ｆのレンズを形成することができ
る。
【００１９】一例として、入力光導波路１１の端面と液
晶層１２との間隔、液晶層１２と出力光導波路１５−１
〜１５−３との間隔を共に10ｍｍとし、液晶層１２の幅
を１ｍｍとし、形成されたレンズの中心からレンズ部分
の縁までの距離を１ｍｍとすると、レンズの焦点距離ｆ
を５ｍｍに設定すれば入力光導波路１１の出射光を出射
光導波路１５−１〜１５−３の端面に結像させることが
できる。ここで、導波路基板１０の屈折率ｎg を1.5 と
して (3)式からレンズ中心部と縁の部分の屈折率差Δｎ
（＝ｎ0−ｎ(x)）を求めると、Δｎ＝0.15の値が得られ
る。この屈折率差は、上述のように通常のネマチック液
晶により容易に実現することができる。
晶層１２との間隔、液晶層１２と出力光導波路１５−１
〜１５−３との間隔を共に10ｍｍとし、液晶層１２の幅
を１ｍｍとし、形成されたレンズの中心からレンズ部分
の縁までの距離を１ｍｍとすると、レンズの焦点距離ｆ
を５ｍｍに設定すれば入力光導波路１１の出射光を出射
光導波路１５−１〜１５−３の端面に結像させることが
できる。ここで、導波路基板１０の屈折率ｎg を1.5 と
して (3)式からレンズ中心部と縁の部分の屈折率差Δｎ
（＝ｎ0−ｎ(x)）を求めると、Δｎ＝0.15の値が得られ
る。この屈折率差は、上述のように通常のネマチック液
晶により容易に実現することができる。
【００２０】図４は、本発明の第２実施例の構成（２×
２光スイッチ）を示す。図において、１０は導波路基
板、１１−１，１１−２は入力光導波路、１２−１は入
力側の液晶層、１２−２は出力側の液晶層、１３−１は
入力側の電極アレイ、１３−２と出力側の電極アレイ、
１５−１，１５−２は出力光導波路、１６−１，１６−
３は交差しない中間光導波路、１６−２，１６−４は交
差する中間光導波路である。
２光スイッチ）を示す。図において、１０は導波路基
板、１１−１，１１−２は入力光導波路、１２−１は入
力側の液晶層、１２−２は出力側の液晶層、１３−１は
入力側の電極アレイ、１３−２と出力側の電極アレイ、
１５−１，１５−２は出力光導波路、１６−１，１６−
３は交差しない中間光導波路、１６−２，１６−４は交
差する中間光導波路である。
【００２１】中間光導波路１６−１〜１６−４の基本的
な構成は、(a),(b),(c),(d) に示す４通りである。中間
光導波路の入力側が１６−１，１６−２，１６−３，１
６−４の並びに対して、 (a)は出力側が１６−１，１６
−４，１６−３，１６−２の並びになり、 (b)は出力側
が１６−３，１６−２，１６−１，１６−４の並びにな
り、 (c)は出力側が１６−４，１６−１，１６−２，１
６−３の並びになり、(d)は出力側が１６−２，１６−
３，１６−４，１６−１の並びになる。部交差してい
る。
な構成は、(a),(b),(c),(d) に示す４通りである。中間
光導波路の入力側が１６−１，１６−２，１６−３，１
６−４の並びに対して、 (a)は出力側が１６−１，１６
−４，１６−３，１６−２の並びになり、 (b)は出力側
が１６−３，１６−２，１６−１，１６−４の並びにな
り、 (c)は出力側が１６−４，１６−１，１６−２，１
６−３の並びになり、(d)は出力側が１６−２，１６−
３，１６−４，１６−１の並びになる。部交差してい
る。
【００２２】また、入力光導波路１１−１，１１−２の
端面間隔と、中間光導波路１６−１，１６−３の入力側
端面間隔および中間光導波路１６−２，１６−４の入力
側端面間隔が等しい。また、出力光導波路１５−１，１
５−２の端面間隔と、中間光導波路１６−１，１６−３
の出力側端面間隔および中間光導波路１６−２，１６−
４の出力側端面間隔が等しい。
端面間隔と、中間光導波路１６−１，１６−３の入力側
端面間隔および中間光導波路１６−２，１６−４の入力
側端面間隔が等しい。また、出力光導波路１５−１，１
５−２の端面間隔と、中間光導波路１６−１，１６−３
の出力側端面間隔および中間光導波路１６−２，１６−
４の出力側端面間隔が等しい。
【００２３】本実施例の構成では、入力側の電極アレイ
１３−１に電圧を印加して入力側の液晶層１２−１にレ
ンズを形成すると、入力光導波路１１−１，１１−２の
出射光をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に結
合させることができる。またレンズの軸が移動するよう
に印加電圧分布を制御することにより、入力光導波路１
１−１，１１−２の出射光をそれぞれ中間光導波路１６
−２，１６−４に結合させることができる。中間光導波
路１６−１〜１６−４と出射光導波路１５−１，１５−
２との間においても同様である。
１３−１に電圧を印加して入力側の液晶層１２−１にレ
ンズを形成すると、入力光導波路１１−１，１１−２の
出射光をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に結
合させることができる。またレンズの軸が移動するよう
に印加電圧分布を制御することにより、入力光導波路１
１−１，１１−２の出射光をそれぞれ中間光導波路１６
−２，１６−４に結合させることができる。中間光導波
路１６−１〜１６−４と出射光導波路１５−１，１５−
２との間においても同様である。
【００２４】(a) の光スイッチをスルー状態（１１−１
と１５−１、１１−２と１５−２が結合する状態）に制
御するには、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光
をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に結合さ
せ、中間光導波路１６−１，１６−３の出射光をそれぞ
れ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させる。ま
た、クロス状態（１１−１と１５−２、１１−２と１５
−１が結合する状態）に制御するには、入力光導波路１
１−１，１１−２の出射光をそれぞれ中間光導波路１６
−２，１６−４に結合させ、中間光導波路１６−４，１
６−２の出射光をそれぞれ出力光導波路１５−１，１５
−２に結合させる。
と１５−１、１１−２と１５−２が結合する状態）に制
御するには、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光
をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に結合さ
せ、中間光導波路１６−１，１６−３の出射光をそれぞ
れ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させる。ま
た、クロス状態（１１−１と１５−２、１１−２と１５
−１が結合する状態）に制御するには、入力光導波路１
１−１，１１−２の出射光をそれぞれ中間光導波路１６
−２，１６−４に結合させ、中間光導波路１６−４，１
６−２の出射光をそれぞれ出力光導波路１５−１，１５
−２に結合させる。
【００２５】(b) の光スイッチをスルー状態に制御する
には、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光をそれ
ぞれ中間光導波路１６−２，１６−４に結合させ、中間
光導波路１６−２，１６−４の出射光をそれぞれ出力光
導波路１５−１，１５−２に結合させる。また、クロス
状態に制御するには、入力光導波路１１−１，１１−２
の出射光をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に
結合させ、中間光導波路１６−３，１６−１の出射光を
それぞれ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させ
る。
には、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光をそれ
ぞれ中間光導波路１６−２，１６−４に結合させ、中間
光導波路１６−２，１６−４の出射光をそれぞれ出力光
導波路１５−１，１５−２に結合させる。また、クロス
状態に制御するには、入力光導波路１１−１，１１−２
の出射光をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に
結合させ、中間光導波路１６−３，１６−１の出射光を
それぞれ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させ
る。
【００２６】(a),(b) の構成では、スルー状態とクロス
状態との間において、入力側の液晶層１２−１と出力側
の液晶層１２−２に形成されるレンズの光軸は平行移動
する。したがって、入力側の電極アレイ１３−１と出力
側の電極アレイ１３−２に印加する電圧分布を共通にす
ることができる。
状態との間において、入力側の液晶層１２−１と出力側
の液晶層１２−２に形成されるレンズの光軸は平行移動
する。したがって、入力側の電極アレイ１３−１と出力
側の電極アレイ１３−２に印加する電圧分布を共通にす
ることができる。
【００２７】(c) の光スイッチをスルー状態に制御する
には、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光をそれ
ぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に結合させ、中間
光導波路１６−１，１６−３の出射光をそれぞれ出力光
導波路１５−１，１５−２に結合させる。また、クロス
状態に制御するには、入力光導波路１１−１，１１−２
の出射光をそれぞれ中間光導波路１６−２，１６−４に
結合させ、中間光導波路１６−４，１６−２の出射光を
それぞれ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させ
る。
には、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光をそれ
ぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に結合させ、中間
光導波路１６−１，１６−３の出射光をそれぞれ出力光
導波路１５−１，１５−２に結合させる。また、クロス
状態に制御するには、入力光導波路１１−１，１１−２
の出射光をそれぞれ中間光導波路１６−２，１６−４に
結合させ、中間光導波路１６−４，１６−２の出射光を
それぞれ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させ
る。
【００２８】(d) の光スイッチをスルー状態に制御する
には、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光をそれ
ぞれ中間光導波路１６−２，１６−４に結合させ、中間
光導波路１６−２，１６−４の出射光をそれぞれ出力光
導波路１５−１，１５−２に結合させる。また、クロス
状態に制御するには、入力光導波路１１−１，１１−２
の出射光をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に
結合させ、中間光導波路１６−３，１６−１の出射光を
それぞれ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させ
る。
には、入力光導波路１１−１，１１−２の出射光をそれ
ぞれ中間光導波路１６−２，１６−４に結合させ、中間
光導波路１６−２，１６−４の出射光をそれぞれ出力光
導波路１５−１，１５−２に結合させる。また、クロス
状態に制御するには、入力光導波路１１−１，１１−２
の出射光をそれぞれ中間光導波路１６−１，１６−３に
結合させ、中間光導波路１６−３，１６−１の出射光を
それぞれ出力光導波路１５−１，１５−２に結合させ
る。
【００２９】(c),(d) の構成では、スルー状態とクロス
状態との間において、入力側の液晶層１２−１と出力側
の液晶層１２−２に形成されるレンズの光軸は互いに反
対方向に移動する。したがって、入力側の電極アレイ１
３−１と出力側の電極アレイ１３−２に印加する電圧分
布を点対称になるように制御する。
状態との間において、入力側の液晶層１２−１と出力側
の液晶層１２−２に形成されるレンズの光軸は互いに反
対方向に移動する。したがって、入力側の電極アレイ１
３−１と出力側の電極アレイ１３−２に印加する電圧分
布を点対称になるように制御する。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は液晶をス
イッチ素子として用いることにより、１×Ｎまたは２×
２の光スイッチを構成することができる。また、液晶が
スイッチ素子であるので、消費電力を極めて小さく抑え
ることができる。
イッチ素子として用いることにより、１×Ｎまたは２×
２の光スイッチを構成することができる。また、液晶が
スイッチ素子であるので、消費電力を極めて小さく抑え
ることができる。
【００３１】さらに、本発明の光スイッチは、液晶の複
屈折の波長依存性が非常に小さいので、通過光の波長に
よる特性の変化は小さい。
屈折の波長依存性が非常に小さいので、通過光の波長に
よる特性の変化は小さい。
【図１】本発明の第１実施例の構成（１×３光スイッ
チ）を示す図。
チ）を示す図。
【図２】印加電圧と屈折率の関係を示す図。
【図３】本発明の動作原理を説明する図。
【図４】本発明の第２実施例の構成（２×２光スイッ
チ）を示す図。
チ）を示す図。
【図５】機械式の１×２光スイッチの構成を示す図。
【図６】マッハツェンダ型の２×２光スイッチの構成を
示す図。
示す図。
１０ 導波路基板 １１ 入力光導波路 １２ 液晶層 １３ 電極アレイ １４ 対向電極 １５ 出力光導波路 １６ 中間光導波路 ２１ 入力光ファイバ ２２ 摺動部 ２３ ガイド ２４ 出力光ファイバ ３１ 入力光導波路 ３２ ２×２光カプラ ３３ ヒータ ３４ 出力光導波路
Claims (2)
- 【請求項１】 １本の入力光導波路の光信号を複数本の
出力光導波路のいずれかに結合させる光スイッチにおい
て、 前記入力光導波路と前記複数の出力光導波路の中間に、
印加する電圧分布に応じて屈折率の空間分布が形成され
る液晶層を配置し、 前記液晶層に印加する電圧分布を制御して屈折率が最大
となる位置を調整し、前記入力光導波路から出射された
光信号を所定の出力光導波路に結合させる構成であるこ
とを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項２】 ２本の入力光導波路の光信号を２本の出
力光導波路のいずれかに結合させる光スイッチにおい
て、 前記２本の入力光導波路と前記２本の出力光導波路との
間に、両端の間隔が２本の入力光導波路の端面間隔およ
び２本の出力光導波路の端面間隔にそれぞれ等しくかつ
交差しない２本の中間光導波路と、両端の間隔が２本の
入力光導波路の端面間隔および２本の出力光導波路の端
面間隔にそれぞれ等しくかつ交差した２本の中間光導波
路とを配置し、 前記２本の入力光導波路と前記４本の中間光導波路の中
間に、印加する電圧分布に応じて屈折率の空間分布が形
成される第１の液晶層を配置し、 前記２本の出力光導波路と前記４本の中間光導波路の中
間に、印加する電圧分布に応じて屈折率の空間分布が形
成される第２の液晶層を配置し、 前記第１の液晶層および前記第２の液晶層に印加する電
圧分布を制御して屈折率が最大となる位置を調整し、前
記２本の入力光導波路から出射された光信号を所定の出
力光導波路に結合させる構成であることを特徴とする光
スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22218694A JPH0886924A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22218694A JPH0886924A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886924A true JPH0886924A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16778512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22218694A Pending JPH0886924A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886924A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014092454A1 (ko) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 주식회사 피피아이 | 1×ｎ 광스위치 및 그 제조 방법 |
| WO2020001653A1 (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 华为技术有限公司 | 光波导装置 |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP22218694A patent/JPH0886924A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014092454A1 (ko) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 주식회사 피피아이 | 1×ｎ 광스위치 및 그 제조 방법 |
| KR101411279B1 (ko) * | 2012-12-14 | 2014-07-04 | 주식회사 피피아이 | 1×ｎ 광스위치 및 그 제조 방법 |
| WO2020001653A1 (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 华为技术有限公司 | 光波导装置 |
| US11353653B2 (en) | 2018-06-29 | 2022-06-07 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Optical waveguide apparatus |
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