JPH10253997A

JPH10253997A - 光スイッチ、光マトリクスボード、多層構造光マトリクスボード、光主配線盤および光スイッチの製造方法

Info

Publication number: JPH10253997A
Application number: JP5482097A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Oda; 高広小田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】屈折率整合液の管理等を無用とし、簡略な構
成であり、高速なスイッチング動作を実現する。【解決手段】光ＭＤＦ１０は、光マトリクスボード１
２、制御部１４、主制御部１６、レーザ部１８および駆
動部２０を具えている。光マトリクスボード１２には光
導波路コア３２が格子状に設けられており、この交差部
に光スイッチ３４が設けられている。これら光スイッチ
３４は、薄膜体４０と反射体４２とからなる。反射体４
２は、熱可逆的に大きさを変化させる材料で構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバ通信
網における線路側光ファイバおよび局内側光ファイバの
間のクロスコネクト作業や回線試験作業を行う光主配線
盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】光主配線盤すなわち光ＭＤＦ（Main-Dis
tributing-Frame ）は、次世代の通信網の核となる広帯
域総合ディジタル通信網（Ｂ−ＩＳＤＮ）を実現するた
めに不可欠な装置の１つである。この光ＭＤＦにより、
線路側光ファイバと局内側光ファイバとの間の任意の光
ファイバ間のクロスコネクトを行わせる。光ＭＤＦの性
能に関しては様々な要求が挙げられている。例えば、遠
隔自動操作化、小型化および大規模化等の要求である。
また、経済性に優れていて、自己保持性、波長無依存
性、低損失性および双方向性等を有することも必要であ
る。しかしながら、これら全ての要求を満足させる光Ｍ
ＤＦは出現していないのが現状である。

【０００３】従来の光ＭＤＦは、例えば、文献１「ＮＴ
ＴＲ＆ＤＶｏｌ．４２Ｎｏ．９１９９３ｐ
ｐ．１１２５−１１３３」や文献２「ＮＴＴＲ＆Ｄ
Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．８１９９５ｐｐ．６８３−６
８８」に開示されている。これらの文献に開示されてい
る光ＭＤＦは、マトリクス状に配置された光導波路コア
を具え、この光導波路コアの交差部分に溝を有してい
る。そして、この溝内に、光導波路コアと同一の屈折率
を有する屈折率整合液（マッチングオイル）を注入また
は排出することによって溝部分の屈折率を変える。屈折
率整合液が溝内に無いときには、溝の壁面で光が全反射
されるようになっている。そして、屈折率整合液が溝に
注入されると、光は溝の壁面を透過する。このようにし
て、光導波路コア中を伝播する光の進行（伝播）方向を
変えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ＭＤＦによれば、屈折率整合液の注入および排出を行
うための機構が複雑になり大型化してしまうという問題
があった。また、微細な溝の位置を検出するための位置
決め機構も複雑化してしまっていた。

【０００５】そして、注入した屈折率整合液の液もれ等
の管理が大変であった。さらに、屈折率整合液を排出し
たとき、溝に液が残存してしまう場合の屈折率の管理
や、排出した液の管理等が問題であった。

【０００６】従って、従来より、小型化が可能であり、
切替え操作が容易に行える構成の光ＭＤＦの出現が望ま
れていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の光スイッチに
よれば、高分子材料からなる薄膜体と、この薄膜体中に
分散した状態で設けられており、その大きさが熱可逆的
に変化する反射体とを具えることを特徴とする。

【０００８】このような反射体に外部から熱を与えると
大きさが変化するので、この反射体から反射される光の
光量を変えることができる。すなわち、熱の与え方に応
じて、これら薄膜体および反射体を具える光スイッチ
は、透明状態あるいは反射状態に切り替わる。よって、
この光スイッチによれば、光を反射させる場合と、光を
透過させる場合とを、熱の与え方により切り替えること
ができる。

【０００９】この発明の光スイッチにおいて、好ましく
は、前記薄膜体の材料をポリ塩化ビニール系樹脂とし、
前記反射体の材料を脂肪族の有機化合物とするのが良
い。

【００１０】また、この発明の光スイッチにおいて、好
ましくは、前記薄膜体の材料をポリスチレンおよびポリ
ブタジエンのブロック共重合体とし、前記反射体の材料
をステアリン酸とするのが良い。

【００１１】また、この発明の光スイッチの製造方法に
よれば、高分子材料からなる薄膜体と、この薄膜体中に
分散した状態で設けられており、その大きさが熱可逆的
に変化する反射体とを具えた光スイッチの製造方法にお
いて、前記高分子材料と前記反射体の材料とを溶媒中に
溶解させた溶液を作成する工程と、前記溶液を支持部の
表面に塗布する工程と、前記支持部に塗布された溶液を
加熱して溶媒を蒸発させる工程とを含み、前記蒸発の後
に前記支持部上に残存した板状体を前記光スイッチとす
ることを特徴とする。

【００１２】このように、材料を溶解させた溶液を支持
部に塗布した状態で、溶媒を蒸発させる。支持部表面の
平面度を高くしてあるので、支持部上に板状体が残存す
ることになる。この結果、支持部上に、反射体が分散し
た構造の薄膜体が板状体として形成される。

【００１３】また、次の方法によっても光スイッチを作
成することができる。すなわち、この発明の光スイッチ
の製造方法によれば、高分子材料からなる薄膜体と、こ
の薄膜体中に分散した状態で設けられており、その大き
さが熱可逆的に変化する反射体とを具えた光スイッチの
製造方法において、前記高分子材料を溶媒中に溶解させ
た溶液を作成する工程と、粉末状態である前記反射体の
材料を前記溶液中に投入する工程と、前記反射体の材料
が投入された前記溶液の撹拌を行う工程と、前記撹拌を
済ませた溶液を支持部の表面に塗布する工程と、前記支
持部に塗布された溶液を加熱して溶媒を蒸発させる工程
とを含み、前記蒸発の後に前記支持部上に残存した板状
体を前記光スイッチとすることを特徴とする。

【００１４】このように、粉末状態の反射体材料を、予
め溶液にしておいた高分子材料中に投入してもよい。

【００１５】さらに、この発明の光スイッチの製造方法
によれば、高分子材料からなる薄膜体と、この薄膜体中
に分散した状態で設けられており、その大きさが熱可逆
的に変化する反射体とを具えた光スイッチの製造方法に
おいて、前記高分子材料と前記反射体の材料とを混合さ
せた混合体を作成する工程と、前記混合体が溶融するま
で加熱を行い、溶融体を作成する工程と、前記溶融体を
支持部の表面に塗布する工程と、前記支持部に塗布され
た溶液を加熱して溶媒を蒸発させる工程とを含み、前記
蒸発の後に前記支持部上に残存した板状体を前記光スイ
ッチとすることを特徴とする。

【００１６】このように、溶媒中に材料を投入して溶液
とするのではなく、各材料の混合体を加熱して溶融体を
作成してもよい。そして、この溶融体を支持部に塗布し
て加熱を行い、板状体を形成することができる。

【００１７】次に、この発明の光マトリクスボードによ
れば、マトリクス状に光導波路コアが配置されたボード
と、この光導波路コアの交差部に入射される光の伝播方
向を、透過または反射させることで切替えできるよう
に、前記交差部に設けられた光スイッチとを具える光マ
トリクスボードにおいて、前記光スイッチは、高分子材
料からなる薄膜体と、この薄膜体中に分散した状態で設
けられており、その大きさが熱可逆的に変化する反射体
とを具えることを特徴とする。

【００１８】このように、与えられた熱に応じて光の進
行方向を変化させる光スイッチを、光導波路コアの交差
部に設けてあるので、光導波路コアを伝播する光の進行
方向を変化させることができる。光スイッチは、例えば
レーザ光を照射して加熱することができる。従って、従
来のように、屈折率整合液の注入および排出を行う必要
がない。尚、ここでいう光導波路コアは、光導波路を構
成するクラッド層およびコア層の内の、コア層に相当す
る。

【００１９】また、この発明の多層構造光マトリクスボ
ードによれば、複数の光マトリクスボードを積層させた
構造の多層構造光マトリクスボードであって、前記光マ
トリクスボードは、マトリクス状に光導波路コアが配置
されたボードと、この光導波路コアの交差部に入射され
る光の伝播方向を、透過または反射させることで切替え
できるように、前記交差部に設けられた光スイッチとを
具える多層構造光マトリクスボードにおいて、前記各光
マトリクスボードの前記光導波路コアおよび光スイッチ
が、それぞれのボードの面に垂直な方向から見たとき
に、各光スイッチが重ならないように、設けられている
ことを特徴とする。

【００２０】このように、複数の光マトリクスボード
を、各光スイッチが重なり合わないように、積層させて
あるので、全光スイッチの位置を、ボードの上方から検
出することが可能である。例えば、ボード上面の屈折率
と光スイッチの屈折率とを異ならせておくと、ボードの
上方から光を照射することにより、反射光の光量の違い
から光スイッチの位置を特定することができる。この
際、各光スイッチが重なっていないので、全ての光スイ
ッチがこの方式により検出可能である。このように構成
すると、高密度実装が可能である。

【００２１】また、この発明の光主配線盤によれば、マ
トリクス状に光導波路コアが配置されたボードと、この
光導波路コアの交差部に入射される光の伝播方向を、透
過または反射させることで切替えできるように、前記交
差部に設けられた光スイッチとを具える光マトリクスボ
ードにより、線路側光ファイバと局内側光ファイバとの
間の接続を行う光主配線盤において、前記光スイッチ
は、高分子材料からなる薄膜体と、この薄膜体中に分散
した状態で設けられており、その大きさが熱可逆的に変
化する反射体とを具えた光スイッチであって、この光ス
イッチを加熱するためのレーザ部と、このレーザ部を切
替え対象である光スイッチの位置に移動させる駆動部
と、これらレーザ部および駆動部の制御を行う制御部と
を具えることを特徴とする。

【００２２】このように、光マトリクスボードに設けら
れた所望の光スイッチに対して、レーザ部により加熱を
行い、光導波路コアを伝播する光の進行方向を適当なタ
イミングで変化させることができる。従来のように複雑
な機構を必要としないので、装置の小型化や動作の高速
化が可能になる。

【００２３】この発明の光主配線盤において、好ましく
は、前記レーザ部は、前記光スイッチの位置を特定する
ための検出部を具えるのが良い。

【００２４】また、この発明の光主配線盤において、好
ましくは、前記検出部は、前記光マトリクスボードに向
けて光を照射する発光部と、この光マトリクスボードか
らの反射光を受光する受光部とを具えており、前記ボー
ドの表面の屈折率と前記光スイッチの屈折率とを異なら
せてあるのが良い。

【００２５】このように、ボードの表面の屈折率と光ス
イッチの屈折率（薄膜体の屈折率）とを異ならせてある
ので、光マトリクスボードの表面からの反射光を検出す
ることにより、光スイッチの位置を特定することができ
る。

【００２６】また、この発明の光主配線盤において、好
ましくは、前記制御部は、前記光スイッチの加熱前に前
記検出部で検出された光スイッチからの反射光の光量
と、基準値とを記憶させた記憶部と、前記光スイッチの
加熱後に前記検出部で検出された光スイッチからの反射
光の光量と前記記憶部に記憶されている光量との比較を
行う比較部と、この比較部の比較結果が前記基準値の範
囲内であるか否かを判定する判定部とを具えるのが良
い。

【００２７】このように、この構成の制御部によれば、
光マトリクスボードからの反射光の光量を検出し、その
光量を基準値と比較することにより、光スイッチの反射
特性を確認することができる。従って、この制御部によ
り、光スイッチが反射状態にあるか透明状態にあるかと
いった、光スイッチの切替え状態を確認することができ
る。

【００２８】また、この発明の光主配線盤において、好
ましくは、前記制御部は、前記比較結果が前記基準値の
範囲外である場合には、再度の加熱作業を指示するよう
に構成されているのが良い。

【００２９】このように構成されていると、光スイッチ
の加熱作業が不十分であった場合に、その作業エラーを
制御部で認識して処理することができる。従って、光Ｍ
ＤＦ内部で高速な検査が可能になる。

【００３０】この発明の光主配線盤において、好ましく
は、前記光スイッチが透明状態になる温度まで加熱した
後の前記比較結果が前記基準値の範囲外である場合に
は、前記制御部は、前記光スイッチを、反射状態になる
温度まで加熱してから室温まで冷却し、次に、前記光ス
イッチを、透明状態になる温度まで加熱してから室温ま
で冷却させる作業を指示するように構成されているのが
良い。

【００３１】このように構成されていると、結晶が硬化
してしまって透明状態にならなくなった反射体を、再活
性化させることができる。従って、経時変化による結晶
の硬化が起こったときでも、光ＭＤＦ内部で、光スイッ
チを透明状態にする処理が行える。

【００３２】この発明の光主配線盤において、好ましく
は、前記駆動部は、前記レーザ部を前記ボードの面内に
おけるＸ方向に移動させるＸ軸スライダと、前記レーザ
部を前記Ｘ方向に直交した前記ボードの面内におけるＹ
方向に移動させるＹ軸スライダとを具えており、前記光
スイッチの長手方向が前記Ｙ方向に揃えられているのが
良い。

【００３３】このように構成すると、光スイッチの長手
方向に沿ってレーザ部を移動させることができる。これ
により、温度むらが発生しないように、光スイッチの加
熱が行える。

【００３４】また、この発明の光主配線盤において、好
ましくは、前記光マトリクスボードを、前記ボードの面
に垂直な方向に複数の前記光マトリクスボードを積層さ
せた構造の多層構造光マトリクスボードとし、各光マト
リクスボードの前記光導波路コアおよび光スイッチが、
前記方向から見たときに、各光スイッチが重ならないよ
うに、設けられているのが良い。

【００３５】このように構成すると、光マトリクスボー
ドの高密度実装が可能である。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明に
つき説明する。尚、図は、この発明が理解できる程度
に、構成、配置関係および大きさを概略的に示してい
る。また、以下に記載される数値等の条件は単なる一例
に過ぎず、従って、この発明は、この実施の形態に何ら
限定されることがない。

【００３７】［第１の実施の形態］図１は、この実施の
形態の光ＭＤＦの構成を示すブロック図である。図１に
示されるように、この構成例の光ＭＤＦ１０は、光マト
リクスボード１２と、制御部１４と、主制御部１６と、
レーザ部１８と、駆動部２０とを具えている。そして、
この光ＭＤＦ１０は、線路側光ファイバ３６と局内側光
ファイバ３８との間の接続を行う装置である。

【００３８】尚、主制御部１６は、複数の光ＭＤＦの制
御を行う装置であるが、図１には１つの光ＭＤＦ１０だ
けを示してある。例えば、公衆網２２を介して、第１操
作端末２６および第２操作端末２８から切替え対象の光
スイッチの位置データが主制御部１６に入力されるよう
に構成されている。主制御部１６は、光ＭＤＦ１０や光
ＭＤＦ１０以外の図示されていない複数の光ＭＤＦを制
御する装置である。主制御部１６は、操作端末２６およ
び２８から送られた位置データに基づき、切替え対象の
光スイッチを有した光ＭＤＦに対して、スイッチング動
作の指令を出す。また、この主制御部１６に対しては、
各光ＭＤＦから光スイッチの切替え終了（動作結果）の
信号が出力されるようになっている。そして、この場
合、主制御部１６は、公衆網２２を介して、保守センタ
２４に光ＭＤＦの動作結果を知らせるように構成されて
いる。

【００３９】光マトリクスボード１２は、ボード３０、
光導波路コア３２および光スイッチ３４を具えている。
光伝播路としての光導波路コア３２は、ボード３０の表
面にマトリクス状に配置されるように設けられている。
すなわち、光導波路コア３２は、互いに直交する行方向
および列方向にそれぞれ直線的に延在するように、ボー
ド３０上に形成されている。

【００４０】光マトリクスボード１２の端部には光導波
路コア３２の端面が露出しており、その端面には、線路
側光ファイバすなわち加入者ケーブル３６と、局内側光
ファイバすなわち局内ケーブル３８とが接続される。こ
の構成例では、加入者ケーブル３６と局内ケーブル３８
とは、これら光伝播路が光導波路コア３２を介してボー
ド３０上でクロスされるように、光マトリクスボード１
２に設けられる。図１において、加入者ケーブル３６
は、行方向（図１のａ方向）に延在する光導波路コア３
２の一端に接続されている。また、局内ケーブル３８
は、列方向（図１のｂ方向）に延在する光導波路コア３
２の一端に接続されている。

【００４１】この構成例では、光導波路コア３２を、光
スイッチ３４の高分子材料４０と同じ材料すなわちポリ
塩化ビニール系樹脂を用いて構成している。また、これ
に限られることなく、例えば、塩化ビニルおよび酢酸ビ
ニルの共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリアク
リレート等を用いてもよい。また、光導波路コア３２と
してＳｉＯ₂ を用いてもよい。ボード３０としては、半
導体製造工程で多用されるポリイミドが用いられる。

【００４２】また、光導波路コア３２の各交差部には、
光スイッチ３４がそれぞれ１つずつ設けられている。加
入者ケーブル３６から光導波路コア３２の交差部に入射
される光信号は、各光スイッチ３４により透過または反
射されて、その伝播方向が切替えられる。

【００４３】図２は、光スイッチ３４の構成および動作
状態を示す図である。この実施の形態の光スイッチ３４
は、薄膜体４０および反射体４２をもって構成されてい
る。すなわち、光スイッチ３４は、高分子材料からなる
薄膜体４０と、薄膜体４０中に分散した状態で設けられ
ており、その大きさが熱可逆的に変化する反射体４２と
を具えている。図２において、薄膜体４０は高分子材料
４０であり、シート状の直方体形状をしている。その高
分子材料４０の内部に、実質的に均一な密度となるよう
に、複数個の反射体４２が設けられている。反射体４２
としては、低分子の有機化合物が用いられる。

【００４４】上述の有機化合物４２は、外部から加えら
れた熱に応じて、その大きさを可逆的に変化させるもの
である。光スイッチ３４から反射される光の光量は、個
々の有機化合物４２の大きさに応じて変化する。図２
（Ａ）には透明状態のときの光スイッチ３４の様子が示
されており、図２（Ｂ）には白濁状態のときの光スイッ
チ３４の様子が示されている。透明状態のときの有機化
合物４２の大きさは、比較的小さい。従って、外部から
入射される光の大部分は、各々の光路上に有機化合物４
２が存在する確率が低いため、反射されずに光スイッチ
３４すなわち高分子材料４０中をそのまま透過する（図
２（Ａ））。これに対して、白濁状態のときの有機化合
物４２は、透明状態のときと比べてサイズが大きくなっ
ている。従って、外部から入射される光が有機化合物４
２に反射される割合が高くなるので、光スイッチ３４は
大部分の光を透過させずに反射させる（図２（Ｂ））。

【００４５】このように、光スイッチ３４は熱可逆的に
反射率が変化する薄膜状反射ミラーである。このような
光スイッチ３４が、光導波路コア３２の交差部にそれぞ
れ設けられている。そして、高分子材料４０の屈折率
は、光導波路コア３２の屈折率と同じにしてあるので、
光スイッチ３４が透明状態である場合には、光導波路コ
ア３２の交差部に入射した光をそのまま直進させる。ま
た、光スイッチ３４が白濁状態のときには、交差部に入
射した光はその進行方向と直交する方向に反射される。
従って、加入者ケーブル３６から入射した光は、光スイ
ッチ３４の反射状態を変えることにより、任意の局内ケ
ーブル３８から出射する。

【００４６】次に、光スイッチ３４の反射特性につき説
明する。図３は、光スイッチ３４の反射特性を示すグラ
フである。図３のグラフは、横軸に温度を取り、縦軸に
透過率を取って示したものである。グラフ中の実線で示
した曲線ａは、透明状態Ｂから白濁状態Ａに至る過程を
示している。逆に、グラフ中の破線で示した曲線ｂは、
白濁状態Ａから透明状態Ｂに至る過程を示している。横
軸には、低温度側から温度Ｔ１、Ｔ２およびＴ３を順次
に取ってある。縦軸に示す透過率は、グラフ中の上側が
高透過率となるように取ってある。

【００４７】反射体４２すなわち有機化合物４２の大き
さが変化するのは、熱に応じて結晶状態が変化するため
である。先ず、白濁状態Ａすなわち温度Ｔ１近傍の状態
にある反射体４２に対して熱を加え、その温度を温度Ｔ
３とする過程につき説明する。先ず、温度Ｔ１の状態に
ある反射体４２に熱を加えると、その透過率は曲線ｂに
従って増加する。そして、グラフ中に示されるＴ２近傍
の温度になると、反射体４２は単結晶状態から多結晶状
態に変遷する。多結晶状態の反射体４２のサイズは、単
結晶状態のサイズに比べて小さい。この状態の反射体４
２は半溶融状態であり、この状態から温度Ｔ１の状態に
冷却しても、同じ曲線ｂを通って透過率は減少し、再び
白濁状態Ａになる。この場合には、多結晶状態から再び
単結晶状態へ成長が可能である。

【００４８】白濁状態Ａから熱を加えていくと、反射体
４２の大部分は多結晶状態になる。この状態のときに、
光スイッチ３４の透過率は最大となる（図３のＤ状
態）。また、さらに熱を加えて温度Ｔ３以上にすると、
反射体４２は溶融状態となる。この状態で加熱を止めて
温度Ｔ１程度にまで冷却を行っても、透過率は変化せず
に高透過率状態に保持される。これは、多結晶から単結
晶に成長が行われず、多結晶が析出されるためである。
このように、白濁状態の光スイッチ３４を温度Ｔ３以上
になるまで加熱し、その後、温度Ｔ１近傍まで冷却させ
ることにより、光スイッチ３４は透明状態に変化する。

【００４９】次に、透明状態Ｂの光スイッチ３４を白濁
状態Ａに変化させる過程につき説明する。透明状態Ｂの
光スイッチ３４を白濁状態にするには、先ず、上述の温
度Ｔ３になるまで光スイッチ３４を加熱する。温度Ｔ３
以上になると、反射体４２は溶融状態となり、透過率が
減少して反射状態となる（図３のＣ状態）。その後冷却
を行い、温度Ｔ１付近まで温度を下げる。この過程で反
射体４２は多結晶状態を経て、これら多結晶から単結晶
が成長する。従って、光スイッチ３４は白濁状態Ａとな
り、高反射率を示すようになる。

【００５０】尚、この構成例の光ＭＤＦ１０において
は、光スイッチ３４を室温Ｔ１まで冷却させるために、
自然的な冷却だけでなく、強制フィン（扇風機の一種）
を利用している。そして、光スイッチ３４を温度Ｔ２ま
たはＴ３まで加熱するのに、後述する加熱用レーザを用
いている。

【００５１】光スイッチ３４を構成する高分子材料４０
をポリ塩化ビニール系樹脂とするとき、反射体４２は脂
肪族の有機化合物とするのが好適である。このような有
機化合物としては、例えば、飽和ハロゲン脂肪酸、不飽
和ハロゲン脂肪酸、飽和ハロゲン脂肪酸と不飽和ハロゲ
ン脂肪酸とのエステル、アミド塩およびアンモニウム塩
が挙げられる。また、具体的には、ラウリン酸、ドデカ
ン酸、ミリスチル酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸、ベヘン酸、ノナデカン酸、アラギン酸、
オレイン酸等の高級脂肪酸が用いて好適である。このよ
うな材料で光スイッチ３４を構成した場合、図３におけ
る温度Ｔ１は室温（２０℃±５℃が一般的である。尚、
この例のように有機化合物として脂肪族を用いた場合に
は、温度上限を３５℃以下に設定するのがよい。）、温
度Ｔ２は７０℃〜１００℃、および温度Ｔ３は１２０℃
以上となる。

【００５２】また、高分子材料４０をポリスチレンおよ
びポリブタジエンのブロック共重合体とし、反射体４２
をステアリン酸としても良好な特性の光スイッチ３４が
得られる。この場合には、図３における温度Ｔ１は室温
（上記温度範囲）、温度Ｔ２は５７℃、および温度Ｔ３
は７０℃である。

【００５３】尚、以上説明した光スイッチ３４の温度特
性域を高温にずらすことで、光マトリクスボードの耐温
度特性が高められる。高温状況の環境下で光マトリクス
ボードが使用される場合、上述した温度Ｔ２およびＴ３
が低温であると、常に光スイッチ３４は透明状態となっ
てしまう。このような場合、光スイッチの重要な特性で
ある自己保持性（電源のＯＮ／ＯＦＦに対し、スイッチ
自身の状態が変化しない性質）が得られなくなってしま
う。従って、この観点からいえば、温度Ｔ２は８０℃以
上とするのが好適である。このような温度特性の設定す
なわち材料の選択をすることにより、環境条件に強い光
スイッチが得られる。

【００５４】この構成例の光スイッチ３４を光マトリク
スボード１２のスイッチ要素とするので、光導波路を伝
播する光の道順が熱により記録されるようになる。そし
て、この道順すなわち記録パタンは自己的に保持される
ので、このような光スイッチ３４は一種の記憶素子であ
る。また、光スイッチ３４の状態を切替えるための熱
は、例えばレーザ光を照射することで加えることができ
るので、記録パタンの書き換えが非接触の状態で行える
といった利点も有している。従って、切替え作業が高速
化される。

【００５５】図４は、光スイッチ３４が光マトリクスボ
ード１２に設けられた様子を示す図である。図４（Ａ）
には、光導波路コア３２の交差部を含む一部の領域が平
面図として示されている。また、図４（Ｂ）には、図４
（Ａ）のＡ−Ａ線で切った切り口の断面が示されている
（ハッチングは省略されている）。各光スイッチ３４
は、光導波路コア３２のそれぞれの交差部に、光スイッ
チ３４の反射面（図４のａ面）がボード３０の面に対し
て垂直になるように、設けられる。また、その反射面
は、加入者ケーブル３６の側に面した状態になってい
る。すなわち、加入者ケーブル３６から入射した光は、
先ず、光スイッチ３４の反射面ａに入射する。そして、
光スイッチ３４の切替え状態に応じて入射光のその後の
進行方向が決定される。

【００５６】また、光スイッチ３４の長手方向は、加入
者ケーブル３６から入射される光に対する反射面が実質
的に傾斜角４５°になるような方向に揃えられている。
すなわち、図４において、傾斜角Φ＝４５°であり、従
って、光スイッチ３４への光の入射角も４５°となる。
また、その長手方向の長さＬは、光導波路コア３２中を
伝播する光を遮れるような長さに設定されている。そし
て、光スイッチ３４の深さｄ２もまた、光導波路コア３
２の深さｄ１よりも大きく設定されている。尚、光スイ
ッチ３４の反射面ａの側には、光スイッチ３４で反射さ
れた光が光導波路コア３２中を伝播して局内ケーブル３
８の側に出射されるように、ある程度の大きさの光導波
路コア領域が光伝播スペースとして設けられている。

【００５７】また、この構成例では、光スイッチ３４に
レーザ光を照射して加熱を行う。レーザ光の照射は、ボ
ード３０の上方から、図４の紙面に垂直な方向から光が
照射されるように行われる。この加熱による光スイッチ
３４の深さ方向の温度むらを少なくするため、光スイッ
チ３４の深さｄ２は４０μｍ以下としてある。また、同
じ理由から、ミラー幅すなわち光スイッチ３４を構成す
る薄膜体４０の膜厚Ｗを１００μｍ以下にしてある。
尚、これらの値は一例に過ぎずこれのみに限らない。他
の値を設定する場合には、熱可逆性記録材料（すなわち
薄膜体４０および反射体４２の各材料）の熱特性（図
３）、レーザ光のスポット径、信号光の波長等を相関的
に考慮して、最適値を決めるのが良い。

【００５８】このような構成によると、光スイッチ３４
が白濁状態のときには、加入者ケーブル３６から入射し
た光は光スイッチ３４で全反射され、局内ケーブル３８
の側に伝播する。また、上述したように、光スイッチ３
４を構成する高分子材料４０の屈折率と光導波路コア３
２の屈折率とを同じにしてあるので、光スイッチ３４が
透明状態のときには、加入者ケーブル３６から入射した
光は光スイッチ３４を透過して、次の光導波路コアの交
差部に向けて直進する。

【００５９】図５は、光マトリクスボード１２のスイッ
チング状態を示す平面図である。図５において、白濁状
態の光スイッチ３４を黒塗りの長方形で示してあり、透
明状態の光スイッチ３４を中抜きの長方形で示してあ
る。また、図中には、信号光の伝播経路が矢印で示され
ている。図中の光マトリクスボード１２は、３つの入力
ポートＩ１、Ｉ２およびＩ３と、３つの出力ポートＯ
１、Ｏ２およびＯ３とを具えている。これら入力ポート
には加入者ケーブル３６がそれぞれ接続され、これら出
力ポートには局内ケーブル３８がそれぞれ接続される。
図５にあっては、入力ポートＩ１および入力ポートＩ３
に信号光が入射されている。

【００６０】入力ポートＩ１に入射した信号光は、３つ
目の交差部に設けられた光スイッチ３４により、全反射
される。そして、この信号光は出力ポートＯ３から出力
される。また、入力ポートＩ３に入射した信号光は、２
つ目の交差部に設けられた光スイッチ３４により全反射
されて、出力ポートＯ２から出力される。このように、
信号光は、透明状態の光スイッチ３４をそのまま直進
し、白濁状態の光スイッチ３４で出力ポート側に全反射
される。従って、光マトリクスボード上の各光スイッチ
３４のスイッチング状態（反射状態、切替え状態）を指
定することで、任意の入力ポートおよび出力ポート間が
光学的に結合される。

【００６１】以上説明したように、光スイッチ３４は、
光マトリクスボード１２において、信号光の道順を記憶
する素子として活用されることが分かる。また、光スイ
ッチ３４は、熱的にそのスイッチング動作が制御される
ことから、温度ヒューズとしても用いられる。つまり、
スイッチ３４をある装置に張り付けておくと、スイッチ
３４が張り付けられている装置が高温状態となって図３
に示した温度Ｔ２を超えた場合には、スイッチ３４は白
濁状態から透明状態に移り変るので、そのことを利用す
ればよい。具体的には、スイッチ３４を透過した光を受
光するための受光器を用意しておき、その受光器の検出
信号を測定することにより、装置の温度状態を感知する
ことができる。このように、この実施の形態の光スイッ
チは、通常の温度ヒューズとして用いることもできる。

【００６２】次に、光スイッチの製造方法につき説明す
る。図６は、製造方法の説明に供する製造工程図であ
る。第１の製造方法では、先ず、高分子材料４０と反射
体４２の材料とを溶媒中に溶解させた溶液４６を作成す
る。溶媒は、樹脂母材および有機低分子物質の種類に応
じたものを用いればよく、この場合の一例としては、メ
チルイソブチルケトン、ベンゼン、四塩化炭素、エタノ
ール、メチルエチルケトンが挙げられる。そして、この
溶液４６を支持部４４の表面に塗布する（図６
（Ａ））。この支持部４４は、高い平面精度を有した表
面を有する部材である。次に、支持部４４の表面に塗布
された溶液４６を加熱して溶媒を蒸発させる。この工程
を行った結果、支持部４４の表面に板状体４８が残存す
る。この板状体４８が光スイッチ３４となる。

【００６３】次に、第２の製造方法では、先ず、高分子
材料を溶媒中に溶解させた溶液を作成する。その溶液中
に、粉末状態である反射体の材料を投入し、撹拌を行う
ことにより上述の溶液４６とする。そして、第１の製造
方法と同様に、溶液４６の塗布および溶媒の蒸発を行う
ことにより、支持部４４上に板状体が得られる。

【００６４】次に、第３の製造方法では、先ず、高分子
材料と反射体の材料とを混合してこれらの混合体を作成
する。そして、この混合体が溶融するまで加熱を行い、
溶融体を作成する。後は第１の製造方法と同様に、この
溶融体を支持部４４の表面に塗布して、溶媒を蒸発させ
て板状体を作成すればよい。

【００６５】尚、以上説明したように、光スイッチ３４
を作成してからこれをボード３０に取り付けてもよい
が、これに限らず、次のようにしてもよい。すなわち、
上述の高分子材料および反射体材料の溶融体を、光導波
路コア中の交差部に設けられた溝に流し込んで成型を行
う。このような溝は、平面導波路型の回路形成に用いら
れる火炎堆積法、フォトリソグラフィ、エッチング等を
用いて容易に製作される。

【００６６】次に、この構成例の光ＭＤＦ１０に具えら
れたレーザ部１８および駆動部２０につき説明する。レ
ーザ部１８は、光スイッチ３４を加熱するための装置で
あり、駆動部２０は、レーザ部１８を切替え対象である
光スイッチ３４の位置に移動させる装置である。図１に
おいて、レーザ部１８は光マトリクスボード１２の上方
の位置に設けられており、上側から光スイッチ３４に向
けてレーザ光を照射する。また、駆動部２０は、Ｘ軸ス
ライダ５０およびＹ軸スライダ５２を具えている。

【００６７】上述のＸ軸スライダ５０は、レーザ部１８
をボードの面内におけるＸ方向に平行移動させる装置で
ある。また、Ｙ軸スライダ５２は、レーザ部１８をＸ方
向に直交したボードの面内におけるＹ方向に平行移動さ
せる装置である。レーザ部１８は、これらＸ軸スライダ
５０およびＹ軸スライダ５２の上に設けられている。図
１において、Ｘ軸スライダ５０は、Ｘ方向に延在する二
条の第１および第２Ｘ軸摺動フレーム５４ａおよび５４
ｂの上に設けられている。Ｘ軸スライダ５０は、これら
Ｘ軸摺動フレーム５４ａおよび５４ｂの上をＸ軸方向に
摺動する。従って、この摺動動作の結果、Ｘ軸スライダ
５０上のレーザ部１８はＸ軸方向に移動する。また、Ｙ
軸スライダ５２も、図示されない摺動フレーム（例えば
Ｘ軸スライダ５０の上に設けられている。）の上を平行
に摺動されるように構成されている。このＹ軸スライダ
５２により、レーザ部１８はＹ軸方向に平行移動する。

【００６８】これらレーザ部１８および駆動部２０は、
制御部１４により制御される。すなわち、制御部１４
は、レーザ部１８の位置情報を駆動部２０に出力した
り、レーザ部１８に対して適当な位置でレーザ光を照射
させたり指示をする。このように、制御部１４からの指
示に応じて、駆動部２０がレーザ部１８を光マトリクス
ボード１２上の適当な位置に運び、レーザ部１８がその
位置にある光スイッチ３４に対して適当な時間だけレー
ザ光を照射する構成となっている。

【００６９】上述したように、レーザ部１８は、駆動部
２０によって、制御部１４から指定された位置に移動さ
せられる。このとき、レーザ部１８は、ボード上の光ス
イッチ３４の位置を特定するための検出部を具えている
のがよい。図７は、レーザ部１８の構成を示す側面図で
ある。図７に示すように、レーザ部１８は、光スイッチ
３４の加熱を行うための加熱用レーザ５６を具えてい
る。そして、この構成例のレーザ部１８は、検出部５８
を具えている。

【００７０】検出部５８は、発光部としての発光素子６
０と、受光部としての受光素子６２とを具えている。そ
して、発光素子６０から出射した光が光マトリクスボー
ド１２の上面で反射され、その反射光が受光素子６２に
受光されるように構成されている。発光素子６０および
受光素子６２と、ボード１２の上面との間には、スリッ
ト板６４が設けられており、このスリット板６４の開口
部（スリット）を光は通過する。また、発光素子６０か
ら出力された光は、スリット板６４およびレンズ６６ａ
によりスポット光として集光され、ボード１２の上面に
入射する。スリット板６４の厚さとレンズ６６ａの位置
とは、このスポット光のスポット径がミラー幅Ｗと同程
度あるいはそれ以下になるように調節されている。そし
て、ボード１２の上面から反射した光は、レンズ６６ｂ
およびスリット板６４により集光されて受光素子６２に
より受光される。

【００７１】また、ボード３０の表面の屈折率と光スイ
ッチ３４の屈折率とを異ならせてある。例えば、ボード
３０の表面にだけ、反射率の高い材料であるアルミニウ
ムを鏡面状にコーティングしてある。また、これとは反
対に、光スイッチ３４の上部すなわちボード３０から露
出している端面にだけ、アルミニウムをコーティングし
てもよい。このようにすると、ボード３０の表面で反射
された反射光の光量と、光スイッチ３４の表面で反射さ
れた反射光の光量とが異なる。従って、この光量の違い
を検出することにより、光スイッチ３４の位置が特定さ
れる。

【００７２】上述の加熱用レーザ５６から出力されるレ
ーザ光は、集光レンズ６８によりスポット光に集光され
てから光スイッチ３４に入射する。そのスポット径は、
ミラー幅Ｗの２倍程度の大きさになるように集光されて
いる。この場合のスポット径は、図３を参照して説明し
た加熱温度が達成できる程度の大きさに設定されてい
る。

【００７３】尚、スポット径を大きくすると、駆動部２
０によるレーザ部１８の位置決め誤差が緩和されるとい
った利点がある。しかしながら、レーザ部１８の小型化
のためには、スポット径ができるだけ小さい方が、加熱
効率が高められるので好適である。また、このようにレ
ーザ部１８の小型化のためにはスポット径を小さくしな
ければならないが、そのためには、駆動部１８の位置決
め精度を高くしておく必要がある。

【００７４】この構成例では、スリット板６４のスリッ
トのサイズと、レンズの焦点距離との設定により、検出
範囲を小さく絞り、光スイッチ３４の検出精度を高めて
いる。また、Ｘ軸スライダ５０およびＹ軸スライダ５２
の送り分解能を高くする（すなわち最小移動距離を小さ
くする）ことで検出精度を高めている。このように、上
述した２つの要求を満足させるように、スポット径、レ
ーザパワー、レーザ部１８および集光レンズ６８の位置
等が調整されている。また、加熱用レーザ５６の出力お
よび照射時間は、図３を参照して説明した熱特性に合う
ように、最適に設定されている。

【００７５】上述した検出部５８によって、光スイッチ
３４の位置が検出される。また、位置ずれが判明した場
合には、レーザ部１８の位置を微動させることにより、
光スイッチ３４の位置を探索させるように構成されてい
る。

【００７６】尚、このようにして光スイッチ３４の位置
が特定されると、その光スイッチ３４に対して加熱作業
が開始される。加熱作業は、光スイッチ３４の長手方向
すなわちＹ方向にレーザ部１８を移動させながら行われ
る。この構成例の光ＭＤＦ１０は、Ｘ軸スライダ５０お
よびＹ軸スライダ５２を、レーザ部１８を移動させるた
めの装置として具えている。そして、光スイッチ３４の
長手方向はＹ方向に揃えられている。従って、光スイッ
チ３４の端から端まで（図１の端部αから端部βまで）
が、レーザ部１８のＹ方向への移動に従い、順次に加熱
される。このようにすると、温度むらを発生させずに、
光スイッチ全体が一様に加熱される。

【００７７】また、この構成例によれば、加熱用レーザ
５６の照射方向と光信号用レーザの伝播方向とが直交し
ている。従って、加熱用レーザ５６から照射されたレー
ザ光が光導波路コア３２内に入り込み、信号光を制御す
るための素子を破壊したりするおそれがない。

【００７８】次に、制御部１４につき説明する。最初
に、光スイッチ３４の切替え状態（スイッチング状態）
を検出する制御部１４の構成につき説明する。図８は、
制御部１４の構成を示すブロック図である。制御部１４
は、記憶部７０と、比較部７２と、判定部７４とを具え
ている。

【００７９】先ず、記憶部７０は、光スイッチ３４の加
熱前に検出部５８で検出された光スイッチ３４からの反
射光の光量と、基準値とを記憶させるための装置であ
る。この反射光の光量の検出には、上述した検出部５８
が利用されている。本来、検出部５８は光スイッチ３４
の位置を特定するためのものであるが、この構成例で
は、この検出部５８が、光スイッチ３４からの反射光の
光量を検出するための装置として用いられている。検出
部５８は、光スイッチ３４の位置を特定するために、そ
して、この例では、光スイッチ３４から反射された光の
光量を検出するために、発光素子６０により光を照射さ
せる。そして検出部５８は、光マトリクスボード１２か
ら反射されたその光を受光素子６２により受光する。上
述したように、反射光の光量の相違を検出することによ
り、光スイッチ３４の位置が特定される。

【００８０】続いて、加熱用レーザ５６を動作させて光
スイッチ３４を加熱するのであるが、その前に、このと
きの受光素子６２の出力信号を、光スイッチ３４からの
反射光の光量Ｑ１として記憶部７０に記憶させる。ま
た、基準値とは、予め記憶部７０に記憶された数値デー
タである。この記憶部７０は、通常のメモリ装置により
構成される。

【００８１】上述の比較部７２は、光スイッチの加熱後
に検出部５８で検出された光スイッチ３４からの反射光
の光量と、記憶部７０に記憶されている光量との比較を
行う装置である。記憶部７０には、上述の光量Ｑ１すな
わち加熱前の光スイッチ３４からの反射光の光量Ｑ１が
記憶されている。先ず、この光量Ｑ１が記憶部７０から
比較部７２に読み出される。続いて、加熱作業の後に、
検出部５８により、光スイッチ３４からの反射光の光量
Ｑ２が検出される。この光量Ｑ２も比較部７０に読み出
されて、そこで、光量Ｑ１およびＱ２の比較が行われ
る。比較部７２を、通常の差分演算回路等で構成し、Ｑ
１およびＱ２間の差を検出する構成としてもよい。

【００８２】次に、判定部７４は、比較部７２の比較結
果が基準値の範囲内であるか否かを判定する装置であ
る。比較部７２からは、比較結果例えばＱ１およびＱ２
間の差が読み出される。基準値は、比較結果が判定部７
４に入力されると共に、記憶部７０から判定部７４に読
み出される。そして、判定部７４は、読み出した基準値
の範囲内に比較結果があるか否かといった情報を出力す
る。例えば、比較結果が基準値の範囲内のときには、判
定部７４は、「光スイッチ３４は透明状態である」とい
った内容の信号を外部に出力する。また、比較結果が範
囲外のときには、判定部７４は、「光スイッチ３４は白
濁状態である」といった内容の信号を外部に出力する。
このようにして、光スイッチ３４の切替え状態が確認さ
れる。

【００８３】この構成例の光ＭＤＦでは、加熱作業が完
了した後に、制御部１４が主制御部１６および公衆網２
２を介して保守センタ端末２４に動作結果を報告する。
すなわち、制御部１４の上述した機能により光スイッチ
３４の切替え状態の確認が行われ、その確認をした旨が
保守センタ端末２４に報告される。このとき、切替えエ
ラーが発生していなければ作業完了となる。しかし、切
替えエラーが発生すなわち所望の切替え状態が得られて
いない状態のときには、加熱不良による反射濃度の異常
と考えられるため、再度の加熱作業を行うようになって
いる。すなわち、制御部１４は、比較結果が基準値の範
囲外である場合には、再度の加熱作業を指示するように
構成されている。加熱作業の指示は、駆動部２０および
レーザ部１８に対してなされる。このような再度の加熱
作業を指示する制御プログラムは、制御部１４にセット
されている。制御部１４は、所望の切替え状態が得られ
るまで（この場合には比較結果が基準値の範囲内となる
まで）、再度の加熱作業を指示する。

【００８４】このような制御部１４の構成によれば、光
ＭＤＦ１０および保守センタ端末２４の間で回線切替え
（光スイッチ３４の切替え状態）の確認をしなくとも、
光ＭＤＦ１０内部で確認がなされるため、この確認時間
が短縮される。従って、光ＭＤＦの動作の高速化が可能
になる。

【００８５】次に、上述した反射濃度の異常としては、
次の３通りの場合が考えられる。先ず、１）レーザ光が
光スイッチ３４に適切に当っていないことによる照射不
良である。この構成例のレーザ部１８は、上述した検出
部５８を具えているので、このような照射不良の問題は
生じない。生じるとすれば、加熱用のレーザ光の光軸と
位置検出用のレーザ光の光軸とがずれている場合であ
る。このような光軸のずれは、上述した制御部１４の切
替え状態確認機能を用いることで検出される。

【００８６】次に、２）熱可逆性記録材料の破損による
反射濃度の異常がある。この場合にも、上述した制御部
１４の切替え状態確認機能を用いることで確認が可能で
あるので問題ない。

【００８７】最後に、３）熱可逆性記録材料の経時変化
による白濁の残存が挙げられる。熱可逆性記録材料の結
晶状態は、経時変化により硬化する場合がある。このよ
うな場合、光スイッチ３４は白濁状態のままとなってし
まい、透明状態にすることができなくなる。このような
硬化状態は、図３を参照して説明した熱特性に従い加熱
作業を行っても解消されない。そこで、この場合には、
制御部１４は、次の加熱作業を指示する。

【００８８】すなわち、光スイッチ３４が透明状態にな
る温度Ｔ３まで加熱した後の比較部７２の比較結果が基
準値の範囲外である場合（光スイッチ３４が白濁状態の
場合）には、（１）制御部１４は、光スイッチ３４を、
反射状態（白濁状態）になる温度Ｔ２まで加熱してから
室温Ｔ１まで冷却する。続いて、（２）制御部１４は、
光スイッチ３４を、透明状態になる温度Ｔ３まで加熱し
てから室温Ｔ１まで冷却させる。このような加熱作業に
より、熱可逆性記録材料の結晶状態は再活性化されるの
で、光スイッチ３４を透明状態へ変化させることが可能
になる。

【００８９】このように、この構成例の制御部１４は、
白濁状態のままになってしまった光スイッチ３４を、再
び透明状態にすることができる。従って、光ＭＤＦの内
部でこのような処理が可能であるため、回線の高速検査
が行える。

【００９０】［第２の実施の形態］次に、第２の実施の
形態の光ＭＤＦの構成につき説明する。この実施の形態
の光ＭＤＦは、第１の実施の形態の光マトリクスボード
１２を多層構造光マトリクスボード７８に置き換えた構
成となっている。図９は、この多層構造光マトリクスボ
ード７８の構成を示す図である。図９（Ａ）は、多層構
造光マトリクスボード７８の平面構成を示す図であっ
て、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示した多層構造光マト
リクスボード７８のＢ−Ｂ線で切った切り口の断面を示
す図である。

【００９１】図９に示す多層構造光マトリクスボード７
８は、第１の実施の形態で説明した複数の光マトリクス
ボード１２を積層させた構造をしている。この実施の形
態では、３層の光マトリクスボード１２ａ、１２ｂおよ
び１２ｃを上側からこの順序で積層させてある。各光マ
トリクスボード１２ａ、１２ｂおよび１２ｃを構成する
ボード、光スイッチおよび光導波路コアには、第１の実
施の形態と同じものを用いているので、第１の実施の形
態で使用した番号を付しており、ボード１２ａ、１２ｂ
および１２ｃに応じてそれぞれ番号の右側にａ、ｂ、ｃ
を付して示してある。

【００９２】そして、この多層構造光マトリクスボード
７８にあっては、各光マトリクスボード１２ａ、１２
ｂ、１２ｃの光導波路コア３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよ
び光スイッチ３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、それぞれのボ
ードの面に垂直な方向（すなわち図９の紙面に垂直な方
向）から見たときに、各光スイッチ３４ａ、３４ｂ、３
４ｃが重ならないように、設けられている。また、第２
層目の光マトリクスボード１２ｂと第３層目の光マトリ
クスボード１２ｃとに設けられている光スイッチ３４ｂ
および３４ｃの上側には、透過路７６がそれぞれ設けら
れている。この透過路７６の材料には、光導波路コア３
２ａ、ｂ、ｃと同様の材料が用いられている。従って、
それぞれの光導波路コア中の光の伝播を、この透過路７
６が妨害することがない。また、このような材料を用い
てあるので、上側すなわち光マトリクスボード１２ａの
側から多層構造光マトリクスボード７８を見たときに、
全ての光スイッチ３４ａ、３４ｂおよび３４ｃが視認可
能である。すなわち、このように構成してあるので、全
ての光スイッチに対して上側から加熱用レーザ光を照射
することが可能である。また、第１の実施の形態で説明
した検出部５８をもって、全ての光スイッチの位置を特
定することが可能である。

【００９３】従って、この構成の多層構造光マトリクス
ボード７８によれば、第１の実施の形態で説明した他の
構成すなわち制御部１４、レーザ部１８および駆動部２
０と共に光ＭＤＦを構成することができる。しかも、こ
の構成例によれば、第１の実施の形態で説明した光マト
リクスボード１２を用いた構成に比べ、接続回線数を増
大させることができる。

【００９４】

【発明の効果】この発明の光スイッチによれば、高分子
材料からなる薄膜体と、この薄膜体中に分散した状態で
設けられており、その大きさが熱可逆的に変化する反射
体とを具えている。このような反射体に外部から熱を与
えると大きさが変化するので、この反射体から反射され
る光の光量を変えることができる。すなわち、熱の与え
方に応じて、これら薄膜体および反射体を具える光スイ
ッチは、透明状態あるいは反射状態に切り替わる。よっ
て、この光スイッチによれば、光を反射させる場合と、
光を透過させる場合とを、熱の与え方により切り替える
ことができる。このような光スイッチを光ＭＤＦのスイ
ッチ要素として用いると、熱によりスイッチ状態を切り
替えることができるので、非接触状態で切り替えが可能
である。従って、高速なスイッチング動作が可能であ
る。また、構造が簡単であるため、光マトリクスボード
あるいは光ＭＤＦの構成を簡略なものとすることができ
る。

【００９５】次に、この発明の光マトリクスボードによ
れば、マトリクス状に光導波路コアが配置されたボード
と、この光導波路コアの交差部に入射される光の伝播方
向を、透過または反射させることで切替えできるよう
に、上述の交差部に上述の光スイッチを設けている。こ
のように、与えられた熱に応じて光の進行方向を変化さ
せる光スイッチを、光導波路コアの交差部に設けてある
ので、光導波路コアを伝播する光の進行方向を変化させ
ることができる。光スイッチは、例えばレーザ光を照射
して加熱することができる。従って、従来の光マトリク
スボードのように、屈折率整合液の注入および排出を行
う必要がない。よって、高速なスイッチング動作が可能
になり、また、屈折率整合液の管理等の大変な作業を無
用とすることができる。

【００９６】また、この発明の多層構造光マトリクスボ
ードによれば、複数の光マトリクスボードを積層させた
構造の多層構造光マトリクスボードである。そして、各
光マトリクスボードの光導波路コアおよび光スイッチ
が、それぞれのボードの面に垂直な方向から見たとき
に、各光スイッチが重ならないように、設けられてい
る。このように、複数の光マトリクスボードを、各光ス
イッチが重なり合わないように、積層させてあるので、
全光スイッチの位置を、ボードの上方から検出すること
が可能である。例えば、ボード上面の屈折率と光スイッ
チの屈折率とを異ならせておくと、ボードの上方から光
を照射することにより、反射光の光量の違いから光スイ
ッチの位置を特定することができる。この際、各光スイ
ッチが重なっていないので、全ての光スイッチがこの方
式により検出可能である。このように構成すると、高密
度実装が可能である。

【００９７】また、この発明の光主配線盤によれば、光
マトリクスボードに設けられた所望の光スイッチに対し
て、レーザ部により加熱を行い、光導波路コアを伝播す
る光の進行方向を適当なタイミングで変化させることが
できる。従って、従来のように複雑な機構を必要としな
いので、装置の小型化や動作の高速化が可能になる。

【００９８】また、この発明の光主配線盤によれば、ボ
ードの表面の屈折率と光スイッチの屈折率（薄膜体の屈
折率）とを異ならせてあるので、光マトリクスボードの
表面からの反射光を検出することにより、光スイッチの
位置を特定することができる。

【００９９】また、この発明の光主配線盤によれば、制
御部が、光マトリクスボードからの反射光の光量を検出
し、その光量を基準値と比較することにより、光スイッ
チの反射特性を確認するように構成されている。従っ
て、この制御部により、光スイッチが反射状態にあるか
透明状態にあるかといった、光スイッチの切替え状態を
確認することができる。

【０１００】また、この発明の光主配線盤によれば、制
御部は、光スイッチの加熱作業が不十分であった場合
に、その作業エラーを制御部で認識して処理するように
構成されている。従って、光ＭＤＦ内部で高速な検査が
可能になる。

【０１０１】また、この発明の光主配線盤によれば、結
晶が硬化してしまって透明状態にならなくなった反射体
を、再活性化させることができる。従って、経時変化に
よる結晶の硬化が起こったときでも、光ＭＤＦ内部で、
光スイッチを透明状態にする処理が行える。

【０１０２】この発明の光主配線盤によれば、駆動部
は、レーザ部をボードの面内におけるＸ方向に移動させ
るＸ軸スライダと、レーザ部をＸ方向に直交したボード
の面内におけるＹ方向に移動させるＹ軸スライダとを具
えており、光スイッチの長手方向がＹ方向に揃えられて
いる。このように構成すると、光スイッチの長手方向に
沿ってレーザ部を移動させることができる。従って、温
度むらが発生しないように、光スイッチの加熱が行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ＭＤＦの構成を示す図である。

【図２】光スイッチの構成と動作状態を示す図である。

【図３】光スイッチの反射特性を示す図である。

【図４】光スイッチの設置状態を示す図である。

【図５】光マトリクスボードのスイッチング状態を示す
図である。

【図６】光スイッチの製造工程を示す図である。

【図７】レーザ部の構成を示す図である。

【図８】制御部の構成を示す図である。

【図９】多層構造光マトリクスボードの構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０：光ＭＤＦ１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：光マトリクスボード１４：制御部１６：主制御部１８：レーザ部２０：駆動部２２：公衆網２４：保守センタ端末２６：第１操作端末２８：第２操作端末３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ：ボード３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ：光導波路コア３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ：光スイッチ３６：加入者ケーブル３８：局内ケーブル４０：薄膜体（高分子材料）４２：反射体（有機化合物）４４：支持部４６：溶液４８：板状体５０：Ｘ軸スライダ５２：Ｙ軸スライダ５４ａ：第１Ｘ軸摺動フレーム５４ｂ：第２Ｘ軸摺動フレーム５６：加熱用レーザ５８：検出部６０：発光素子６２：受光素子６４：スリット板６６ａ、６６ｂ：レンズ６８：集光レンズ７０：記憶部７２：比較部７４：判定部７６：透過路７８：多層構造光マトリクスボード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子材料からなる薄膜体と、該薄膜体中に分散した状態で設けられており、その大き
さが熱可逆的に変化する反射体とを具えることを特徴と
する光スイッチ。
【請求項２】請求項１に記載の光スイッチにおいて、前記薄膜体の材料をポリ塩化ビニール系樹脂とし、前記
反射体の材料を脂肪族の有機化合物とすることを特徴と
する光スイッチ。
【請求項３】請求項１に記載の光スイッチにおいて、前記薄膜体の材料をポリスチレンおよびポリブタジエン
のブロック共重合体とし、前記反射体の材料をステアリ
ン酸とすることを特徴とする光スイッチ。
【請求項４】マトリクス状に光導波路コアが配置され
たボードと、該光導波路コアの交差部に入射される光の
伝播方向を、透過または反射させることで切替えできる
ように、前記交差部に設けられた光スイッチとを具える
光マトリクスボードにおいて、前記光スイッチは、高分子材料からなる薄膜体と、該薄膜体中に分散した状態で設けられており、その大き
さが熱可逆的に変化する反射体とを具えることを特徴と
する光マトリクスボード。
【請求項５】複数の光マトリクスボードを積層させた
構造の多層構造光マトリクスボードであって、前記光マ
トリクスボードは、マトリクス状に光導波路コアが配置
されたボードと、該光導波路コアの交差部に入射される
光の伝播方向を、透過または反射させることで切替えで
きるように、前記交差部に設けられた光スイッチとを具
える多層構造光マトリクスボードにおいて、前記各光マトリクスボードの前記光導波路コアおよび光
スイッチが、それぞれのボードの面に垂直な方向から見
たときに、各光スイッチが重ならないように、設けられ
ていることを特徴とする多層構造光マトリクスボード。
【請求項６】マトリクス状に光導波路コアが配置され
たボードと、該光導波路コアの交差部に入射される光の
伝播方向を、透過または反射させることで切替えできる
ように、前記交差部に設けられた光スイッチとを具える
光マトリクスボードにより、線路側光ファイバと局内側
光ファイバとの間の接続を行う光主配線盤において、前記光スイッチは、高分子材料からなる薄膜体と、該薄膜体中に分散した状態で設けられており、その大き
さが熱可逆的に変化する反射体とを具えた光スイッチで
あって、該光スイッチを加熱するためのレーザ部と、該レーザ部を切替え対象である光スイッチの位置に移動
させる駆動部と、これらレーザ部および駆動部の制御を行う制御部とを具
えることを特徴とする光主配線盤。
【請求項７】請求項６に記載の光主配線盤において、前記レーザ部は、前記光スイッチの位置を特定するため
の検出部を具えることを特徴とする光主配線盤。
【請求項８】請求項７に記載の光主配線盤において、前記検出部は、前記光マトリクスボードに向けて光を照
射する発光部と、該光マトリクスボードからの反射光を受光する受光部と
を具えており、前記ボードの表面の屈折率と前記光スイッチの屈折率と
を異ならせてあることを特徴とする光主配線盤。
【請求項９】請求項８に記載の光主配線盤において、前記制御部は、前記光スイッチの加熱前に前記検出部で
検出された光スイッチからの反射光の光量と、基準値と
を記憶させた記憶部と、前記光スイッチの加熱後に前記検出部で検出された光ス
イッチからの反射光の光量と前記記憶部に記憶されてい
る光量との比較を行う比較部と、該比較部の比較結果が前記基準値の範囲内であるか否か
を判定する判定部とを具えることを特徴とする光主配線
盤。
【請求項１０】請求項９に記載の光主配線盤におい
て、前記制御部は、前記比較結果が前記基準値の範囲外であ
る場合には、再度の加熱作業を指示するように構成され
ていることを特徴とする光主配線盤。
【請求項１１】請求項９に記載の光主配線盤におい
て、前記光スイッチが透明状態になる温度まで加熱した後の
前記比較結果が前記基準値の範囲外である場合には、前記制御部は、前記光スイッチを、反射状態になる温度
まで加熱してから室温まで冷却し、次に、前記光スイッチを、透明状態になる温度まで加熱してか
ら室温まで冷却させる作業を指示するように構成されて
いることを特徴とする光主配線盤。
【請求項１２】請求項６に記載の光主配線盤におい
て、前記駆動部は、前記レーザ部を前記ボードの面内におけ
るＸ方向に移動させるＸ軸スライダと、前記レーザ部を前記Ｘ方向に直交した前記ボードの面内
におけるＹ方向に移動させるＹ軸スライダとを具えてお
り、前記光スイッチの長手方向が前記Ｙ方向に揃えられてい
ることを特徴とする光主配線盤。
【請求項１３】請求項６に記載の光主配線盤におい
て、前記光マトリクスボードを、前記ボードの面に垂直な方
向に複数の前記光マトリクスボードを積層させた構造の
多層構造光マトリクスボードとし、各光マトリクスボードの前記光導波路コアおよび光スイ
ッチが、前記方向から見たときに、各光スイッチが重な
らないように、設けられていることを特徴とする光主配
線盤。
【請求項１４】高分子材料からなる薄膜体と、該薄膜
体中に分散した状態で設けられており、その大きさが熱
可逆的に変化する反射体とを具えた光スイッチの製造方
法において、前記高分子材料と前記反射体の材料とを溶媒中に溶解さ
せた溶液を作成する工程と、前記溶液を支持部の表面に塗布する工程と、前記支持部に塗布された溶液を加熱して溶媒を蒸発させ
る工程とを含み、前記蒸発の後に前記支持部上に残存した板状体を前記光
スイッチとすることを特徴とする光スイッチの製造方
法。
【請求項１５】高分子材料からなる薄膜体と、該薄膜
体中に分散した状態で設けられており、その大きさが熱
可逆的に変化する反射体とを具えた光スイッチの製造方
法において、前記高分子材料を溶媒中に溶解させた溶液を作成する工
程と、粉末状態である前記反射体の材料を前記溶液中に投入す
る工程と、前記反射体の材料が投入された前記溶液の撹拌を行う工
程と、前記撹拌を済ませた溶液を支持部の表面に塗布する工程
と、前記支持部に塗布された溶液を加熱して溶媒を蒸発させ
る工程とを含み、前記蒸発の後に前記支持部上に残存した板状体を前記光
スイッチとすることを特徴とする光スイッチの製造方
法。
【請求項１６】高分子材料からなる薄膜体と、該薄膜
体中に分散した状態で設けられており、その大きさが熱
可逆的に変化する反射体とを具えた光スイッチの製造方
法において、前記高分子材料と前記反射体の材料とを混合させた混合
体を作成する工程と、前記混合体が溶融するまで加熱を行い、溶融体を作成す
る工程と、前記溶融体を支持部の表面に塗布する工程と、前記支持部に塗布された溶液を加熱して溶媒を蒸発させ
る工程とを含み、前記蒸発の後に前記支持部上に残存した板状体を前記光
スイッチとすることを特徴とする光スイッチの製造方
法。