JPS5831563B2 - light switch - Google Patents

light switch

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JPS5831563B2
JPS5831563B2 JP9495580A JP9495580A JPS5831563B2 JP S5831563 B2 JPS5831563 B2 JP S5831563B2 JP 9495580 A JP9495580 A JP 9495580A JP 9495580 A JP9495580 A JP 9495580A JP S5831563 B2 JPS5831563 B2 JP S5831563B2
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fiber
optical
face
holding member
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秀起 恒次
功雄 西
新二 長岡
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小形にして構造の簡単な光スィッチに関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical switch that is small and simple in structure.

従来の機械的光スィッチは、光ファイバからの出射光を
光学レンズにより平行光束とし、平行光束の光路に設け
た可動ミラーまたは可動プリズムにより光路切換を行う
ものと、対向する光ファイバを機械的に切換えるものと
に大別される。
Conventional mechanical optical switches include those that convert the light emitted from an optical fiber into a parallel beam using an optical lens and switch the optical path using a movable mirror or movable prism installed in the optical path of the parallel beam, and those that mechanically switch the opposing optical fiber. It is broadly divided into things that need to be changed.

第1図は前者の一例である。FIG. 1 is an example of the former.

第1図にかいて1は入力ファイバ、2釦よび3は出力フ
ァイバ、4゜5.6は光学レンズ、7は可動ミラーであ
る。
In FIG. 1, 1 is an input fiber, 2 and 3 are output fibers, 4°5.6 is an optical lens, and 7 is a movable mirror.

入力ファイバ1から出射した光は光学レンズ4により平
行光束となり、可動ミラー7がアの位置にあれば平行光
束は入射方向に対し直角に反射され、光学レンズ5によ
り出力ファイバ2に収束する。
The light emitted from the input fiber 1 is turned into a parallel beam by the optical lens 4, and when the movable mirror 7 is in position A, the parallel beam is reflected at right angles to the direction of incidence, and converged into the output fiber 2 by the optical lens 5.

可動ミラー7がイの位置にあれば、光学レンズ4から出
た平行光束は直進し、光学レンズ6により出力ファイバ
3に収束する。
When the movable mirror 7 is in the position A, the parallel light beam coming out of the optical lens 4 travels straight and is converged on the output fiber 3 by the optical lens 6.

第1図の光フアイバスイッチでは、光学レンズ4.5.
6およヒ可動ミラーT等の精密光学部品が多いため高価
となり、また各光学部重重よび光フアイバ相対位置精度
を高めるため、高精度の機構と組立工程を必要とする欠
点があった。
In the optical fiber switch of FIG. 1, optical lenses 4.5.
It is expensive due to the large number of precision optical parts such as the movable mirror 6 and the movable mirror T, and it also has the disadvantage of requiring a high-precision mechanism and assembly process in order to increase the weight of each optical part and the relative positional accuracy of the optical fibers.

第2図は上記欠点を改良するため、光学レンズ、可動ミ
ラー等を用いず、直接ファイバ端を移動して切換を行う
光スィッチの例である。
FIG. 2 shows an example of an optical switch in which switching is performed by directly moving the fiber end without using an optical lens, a movable mirror, etc., in order to improve the above-mentioned drawbacks.

第2図においては1は入力ファイバ、2,3は出力ファ
イバ4は整合用保持鉄片、5は・・ウジング、6は入力
ファイバ支持部、7は駆動磁界発生器である。
In FIG. 2, 1 is an input fiber, 2 and 3 are output fibers, 4 is a matching holding iron piece, 5 is a housing, 6 is an input fiber support part, and 7 is a driving magnetic field generator.

第2図に示した如く、駆動磁界によって整合用保持鉄片
4がハウジング5の上側角部に吸引されろと、入力ファ
イバ1と出力ファイバ2の光軸が一致する整合用保持鉄
片4がハウジング50下測角部に吸引されると入力ファ
イバ1と出力ファイバ3の光軸が一致し、切換が行なわ
れろ。
As shown in FIG. 2, when the alignment holding iron piece 4 is attracted to the upper corner of the housing 5 by the driving magnetic field, the alignment holding iron piece 4, in which the optical axes of the input fiber 1 and the output fiber 2 coincide, is attached to the housing 5. When it is attracted to the lower angle measuring section, the optical axes of the input fiber 1 and the output fiber 3 coincide, and switching is performed.

第2図の光スィッチでは光ファイバを直接対向させて光
結合を得るため、対向する光ファイバの光軸同志をコア
直径の1/10以下に整合させる必要がある。
In the optical switch shown in FIG. 2, the optical fibers are directly opposed to obtain optical coupling, so the optical axes of the opposing optical fibers must be aligned to 1/10 or less of the core diameter.

コア直径60μφのファイバを用いた場合対向する光フ
ァイバの光軸は6μm以内の誤差で一致する必要があり
、各構成部品に厳しい精度が要求される。
When a fiber with a core diameter of 60 .mu..phi. is used, the optical axes of opposing optical fibers must coincide with each other within an error of 6 .mu.m, and strict precision is required for each component.

従って本発明は従来の技術の上記欠点を改善するもので
、その目的は(1)光フアイバ可動片に設けた強磁性体
膜に作用する磁気力を切換時の駆動力として利用するこ
と、(2)対向するファイバ端面周辺の強磁性体膜間の
磁気吸引力により光軸整機能を持たせること及び(3)
一様な厚さの強磁性体膜外周面を基準面として、機械的
に対向するファイバの光軸整合を行うことによる光スィ
ッチを提供することにより、これらを単独で、または組
合せて応用することにより種々の光スィッチを形成する
ことができる。
Therefore, the present invention aims to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and its objectives are (1) to utilize the magnetic force acting on the ferromagnetic film provided on the movable piece of optical fiber as a driving force during switching; 2) Providing an optical axis alignment function through magnetic attraction between ferromagnetic films around opposing fiber end faces; and (3)
By providing an optical switch that mechanically aligns the optical axes of opposing fibers using the outer peripheral surface of a ferromagnetic film with a uniform thickness as a reference plane, these can be applied alone or in combination. Various optical switches can be formed by this.

本発明は光ファイバの周辺表面に電解めっき、無電解め
っき等により一様な厚さの強磁性体膜を設けた光フアイ
バ可動片を有することを特徴とする。
The present invention is characterized by having a movable optical fiber piece in which a ferromagnetic film of uniform thickness is provided on the peripheral surface of the optical fiber by electrolytic plating, electroless plating, etc.

以下図面により実施例を説明する。Examples will be described below with reference to the drawings.

第3図は本発明の実施例で、1は入力ファイバ2および
3は出力ファイバ、4は強磁性体膜、5は入力ファイバ
の端面、6あ−よび7は出力ファイバノ端面、8は入力
ファイバの固定端、9はファイバ保持部材、10は駆動
コイル、11は保持部材9の空隙である。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, in which 1 is an input fiber, 2 and 3 are output fibers, 4 is a ferromagnetic film, 5 is an end face of the input fiber, 6A and 7 is an end face of the output fiber, and 8 is an input fiber. 9 is a fiber holding member, 10 is a drive coil, and 11 is a gap in the holding member 9.

入力ファイバ1の端面5と固定端8の間は長さl(ロ)
で、片持梁を形成する。
The length between the end face 5 of the input fiber 1 and the fixed end 8 is l (b).
to form a cantilever.

出力ファイバ2,3は端面6,7の近傍で固定されてい
る。
The output fibers 2 and 3 are fixed near the end faces 6 and 7.

第3図の構成において強磁性体膜には保磁力の大きな硬
質磁性材料を用い、対向する端面5の周辺と端面6,7
0周辺に異種磁極が発生するように着磁しておく。
In the configuration shown in FIG. 3, a hard magnetic material with a large coercive force is used for the ferromagnetic film, and the periphery of the opposing end faces 5 and the end faces 6 and 7 are
Magnetize so that different magnetic poles are generated around 0.

保磁力が十分大きな硬質磁性材料を飽和点咬で磁化すれ
ば一様磁化分布となり、異種磁極間の磁気吸引力の光軸
と垂直な成分F77Lは第1式となる。
If a hard magnetic material with a sufficiently large coercive force is magnetized at the saturation point, a uniform magnetization distribution will be obtained, and the component F77L of the magnetic attraction between different magnetic poles perpendicular to the optical axis will be expressed by the first equation.

ここで6m(wb/m2)は磁性体膜の磁化の強さ、a
(、@は入力ファイバ1および出力ファイバ2のクラッ
ド外径(クラッドを簡単に除去でき、コアに磁性体膜を
付ける場合はコア外径)、t (m)は磁性体膜の厚み
、g(77+)は端面5と端面6の間隙、d(ロ)は入
力ファイバ1ち−よび出力ファイバ2の軸ずれ第3図の
如く入力ファイバ1が出力ファイバ2釦よび3の吸引力
を受ける場合には、軸ずれ量の原点を出力ファイバ2釦
よび3の中間に選んで、Fmは式(4)で与えられる。
Here, 6m (wb/m2) is the magnetization strength of the magnetic film, a
(, @ is the outer diameter of the cladding of input fiber 1 and output fiber 2 (the outer diameter of the core if the cladding can be easily removed and a magnetic film is attached to the core), t (m) is the thickness of the magnetic film, g ( 77 +) is the gap between end faces 5 and 6, and d (b) is the axis misalignment between input fiber 1 and output fiber 2. When input fiber 1 receives the attraction force of output fibers 2 and 3 as shown in Figure 3, The origin of the axis deviation amount is selected between output fibers 2 and 3, and Fm is given by equation (4).

ここでp(ロ)は出力ファイバ2釦よび3の光軸間隔で
ある。
Here, p(b) is the distance between the optical axes of the output fibers 2 and 3.

とd / aの関係を第4図のCに示す。The relationship between and d/a is shown in Fig. 4C.

−万磁気吸引力が無い場合の入力ファイバ1の光軸をd
=00点となるよう固定端8を設定し、光軸と垂直方向
の力Fe(N)を端面5の近傍に印加すれば、たわみ量
d(ロ)とFe(N)の関係は第5式%式% ここでl(@は入力ファイバ1の固定端8と端面5の間
の距離、E(N/rrL2)は入力ファイバ10等価的
なりフグ率、■(rrL4)は入力ファイバ10等価的
i断面2次モーメントであり、円形断面の光ファイバで
は−a4 4 となる。
−The optical axis of input fiber 1 when there is no magnetic attraction force is d
If the fixed end 8 is set so that the =00 point and a force Fe (N) in the direction perpendicular to the optical axis is applied to the vicinity of the end face 5, the relationship between the deflection amount d (b) and Fe (N) is the fifth Formula % Formula % Here, l (@ is the distance between the fixed end 8 and end face 5 of input fiber 1, E (N/rrL2) is the equivalent ratio of 10 input fibers, and ■ (rrL4) is the equivalent ratio of 10 input fibers. It is the second moment of inertia of the target i section, and is −a4 4 for an optical fiber with a circular cross section.

磁気吸引力を考慮した場合の平衡点は第4式のFmと第
5式のFeが等しいとして次式の関係で与えられる。
The equilibrium point when considering the magnetic attraction force is given by the following equation assuming that Fm in the fourth equation is equal to Fe in the fifth equation.

第6式の右辺はd / aに対して直線的変化を示し、
その傾斜は材料定数E、δ771釦よび寸法FLsts
lによって任意に選ぶことができる。
The right side of the sixth equation shows a linear change with respect to d/a,
Its slope is the material constant E, the δ771 button and the dimension FLsts
It can be arbitrarily selected by l.

代表的な2例を第4図直線イ卦よび直線口として示した
Two typical examples are shown in Figure 4 as a straight line and a straight line.

直線イでは安定な平衡点がハあ・よび二に存在するため
自己保持形の光スィッチが構成される。
On the straight line A, stable equilibrium points exist at the points Ha, Y and II, so a self-holding optical switch is constructed.

への状態から二の状態に切換えるには、駆動コイル10
により光軸と垂直方向の磁界を端面5の近傍に印加し、
等価的に曲線Cを縦軸下方向に移動し、C“とする。
To switch from the state to the second state, the drive coil 10
A magnetic field perpendicular to the optical axis is applied near the end surface 5,
Equivalently, curve C is moved downward on the vertical axis to become C''.

安定点はホに移り、その後印加磁界を消去すれば安定点
はCの二に移り切換は完了する。
The stable point moves to E, and if the applied magnetic field is then removed, the stable point moves to C (2), completing the switching.

逆の切換は駆動コイル10の電流を逆方向とし、CをC
″に移動することにより可能である。
For reverse switching, the current in the drive coil 10 is reversed, and C is changed to C.
This is possible by moving to ``.

直線口では初期安定点が第4図の原点0にある。At the straight exit, the initial stable point is at the origin 0 in FIG.

上記方法と同様駆動コイル10により曲線CをC′に移
動すれば安定点はへとなる。
Similar to the above method, if the drive coil 10 moves the curve C to C', the stable point becomes .

印加磁界を消去すれば安定点は原点にもどる。If the applied magnetic field is removed, the stable point returns to the origin.

駆動コイル10の電流を逆方向としてCをC”に移動す
れば安定点はトとなる。
If the current of the drive coil 10 is reversed and C is moved to C'', the stable point becomes G.

すなわち駆動電流の極性反転による2極光スイツチが構
成される。
In other words, a bipolar optical switch is constructed by reversing the polarity of the drive current.

本実施例にわいて第5図の如く入力ファイバ1の固定端
8を、1駆動コイルの無通電時に入力ファイバ1の端面
5が出力ファイバの端面2に対向する位置に設定すれば
1.駆動コイルに通電時のみ入力ファイバ1と出力ファ
イバ3が結合し、無通電時には入力ファイバ1と出力フ
ァイバ2が結合する電流保持形の光スィッチが構成され
る。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, if the fixed end 8 of the input fiber 1 is set at a position where the end face 5 of the input fiber 1 faces the end face 2 of the output fiber when the first drive coil is not energized, 1. A current holding type optical switch is constructed in which the input fiber 1 and the output fiber 3 are coupled only when the drive coil is energized, and the input fiber 1 and the output fiber 2 are coupled when the drive coil is not energized.

第6図は本発明の他の実施例を示すものである。FIG. 6 shows another embodiment of the invention.

本実施例では入力ファイバ1に対して出力ファイバ2:
l=−よび6本の出力ファイバ3が設けられている。
In this example, for input fiber 1, output fiber 2:
l=- and six output fibers 3 are provided.

強磁性体膜4としては硬質磁性材料が用いられ、入力フ
ァイバの端面5の周辺と他のファイバの端面6,70周
辺に異種磁極が生ずるよう磁化されている。
A hard magnetic material is used as the ferromagnetic film 4, and is magnetized so that different magnetic poles are generated around the end face 5 of the input fiber and around the end faces 6, 70 of the other fibers.

駆動コイルは10.1.=よび10′の2組が設けられ
ている。
The drive coil is 10.1. Two sets are provided: = and 10'.

この2組の、駆動コイルの励磁電流の大きさ釦よび極性
を選ぶことにより、対向するファイバ端面の近傍に光軸
と垂直な所定の方向と強さを持つ磁界を発生させ、入力
ファイバ1を所望の出力ファイバに結合することが可能
である。
By selecting the size and polarity of the excitation current of these two sets of drive coils, a magnetic field with a predetermined direction and strength perpendicular to the optical axis is generated near the opposing fiber end faces, and the input fiber 1 is It is possible to couple to the desired output fiber.

第7図は本発明の他の実施例を示すものである。FIG. 7 shows another embodiment of the invention.

入力ファイバ1卦よび出力ファイバ2は端部5゜6が可
動となっている。
The input fiber 1 and the output fiber 2 have movable ends 5°6.

入力ファイバ2わよび出力ファイバ2′は端部5’、
6’の近傍でファイバ保持部材9に固定されている。
The input fiber 2 and the output fiber 2' have ends 5',
It is fixed to the fiber holding member 9 near 6'.

強磁性体膜4としては硬質磁性材料が用いら力ている。As the ferromagnetic film 4, a hard magnetic material is used.

入力ファイバ1゜1′の端面5,5′の周辺に同極性磁
極が生じ、出力ファイバ2,2′の端面6,6′の周辺
に端面5,50周辺と逆極性の磁極が生じるよう磁化さ
れている。
Magnetization is performed so that magnetic poles of the same polarity are generated around the end faces 5, 5' of the input fiber 1゜1', and magnetic poles of opposite polarity are generated around the end faces 6, 6' of the output fibers 2, 2'. has been done.

入力ファイバ1と出力ファイバ2は1.駆動コイル10
の無通電時に端面5と端面6が対向するように設定され
ている。
Input fiber 1 and output fiber 2 are 1. Drive coil 10
The end faces 5 and 6 are set to face each other when no current is applied.

駆動コイルに通電すると端面5と端面6は光軸と垂直の
互に反対方向の磁気力を受け、端面5は端面6′と、ま
た端面6は端面5′と結合する。
When the drive coil is energized, end surfaces 5 and 6 receive magnetic forces in mutually opposite directions perpendicular to the optical axis, and end surface 5 is coupled to end surface 6', and end surface 6 is coupled to end surface 5'.

第7図の実施例VCかいて、入力ファイバ1および出力
ファイバ2の位置を、駆動コイル10の無通電時にそれ
ぞれ出力ファイバ2′フ−よび入力ファイバ1′に対向
させるように設定すれば、第8図の構造となる。
In the embodiment VC of FIG. 7, if the positions of the input fiber 1 and the output fiber 2 are set so as to face the output fiber 2' and the input fiber 1', respectively, when the drive coil 10 is not energized, the The structure is shown in Figure 8.

駆動コイル100通電時には入力ファイバ1と出力ファ
イバ2′が結合する。
When the drive coil 100 is energized, the input fiber 1 and the output fiber 2' are coupled.

以上の実施例で述べた構造を基本単位として複数単位用
いると、多対の光スィッチが容易に構成できる。
By using a plurality of the structures described in the above embodiments as basic units, many pairs of optical switches can be easily constructed.

第9図は本発明の多対光フアイバスイッチとしての実施
例を示したものである。
FIG. 9 shows an embodiment of the present invention as a multi-pair optical fiber switch.

本実施例は第3図の実施例の構造を基本単位とじ工、3
単位並列に配置し、ファイバ保持部材9を共用としたも
のである。
This embodiment uses the structure of the embodiment shown in Fig. 3 as a basic unit binding method, 3
The units are arranged in parallel, and the fiber holding member 9 is shared.

第10図では駆動コイル10を3組用いているが、これ
も共用とし、一括多対切換を可能とする光スィッチも容
易に構成できる。
Although three sets of drive coils 10 are used in FIG. 10, they can also be shared, and an optical switch that enables simultaneous multi-pair switching can be easily constructed.

以上の実施例に釦いて、駆動コイル10は空心ソレノイ
ド形を用い、ファイバ保持部材9の空隙11に設置して
いるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、第10図に示す種々の構成が可能である。
In the above embodiments, the drive coil 10 is of the air-core solenoid type and is installed in the gap 11 of the fiber holding member 9, but the present invention is not limited to these embodiments, and as shown in FIG. Various configurations shown in are possible.

第10図のイは空心ソレノイドコイル10をファイバ保
持部材9の外部に設けたものである。
10A shows an air-core solenoid coil 10 provided outside the fiber holding member 9. In FIG.

口は磁心10−1の空隙にファイバ保持部材を設置した
ものである。
The opening is a fiber holding member installed in the gap of the magnetic core 10-1.

ハはファイバ端面5,6.7の近傍に垂直磁界成分を発
生するよう、継鉄10−2に空隙を設けた磁気回路を形
成し、巻線10−3をファイバ保持部材の周囲に施した
ものである。
In order to generate a perpendicular magnetic field component near the fiber end faces 5, 6.7, a magnetic circuit is formed in the yoke 10-2 with an air gap, and a winding 10-3 is provided around the fiber holding member. It is something.

本発明の他の実施例として、磁性膜外周を基準としてフ
ァイバ間の光軸整合を行う種々の構造がある。
As other embodiments of the present invention, there are various structures in which optical axis alignment between fibers is performed using the outer periphery of the magnetic film as a reference.

第11図は第3図の光スィッチと同等の機能を有するが
、ファイバ保持部材9に、ガイド部9−1を有すること
を特徴とする。
The optical switch shown in FIG. 11 has the same function as the optical switch shown in FIG. 3, but is characterized in that the fiber holding member 9 has a guide portion 9-1.

ガイド部9−1は、入力ファイバ1の可動部が、駆動コ
イル10の磁界で移した時ガイド部9−1に接して停止
する位置が、出力ファイバ2又は3と光軸整合するよう
設定する。
The guide part 9-1 is set so that the position where the movable part of the input fiber 1 stops in contact with the guide part 9-1 when moved by the magnetic field of the drive coil 10 is aligned with the optical axis of the output fiber 2 or 3. .

この実施例では出力ファイバ2、!、−よび3の磁性膜
が無くても動作可能である。
In this example the output fiber 2, ! , - and 3 can be operated without the magnetic films.

但し、第11図のように出力ファイバ2釦よび3にも磁
性膜を設け、入力ファイバ1との間に磁気吸引力を生ず
るよう着磁して釦けば、駆動あ・よび整合に磁気吸引力
も寄与する。
However, if a magnetic film is also provided on the output fiber buttons 2 and 3 as shown in Fig. 11, and the buttons are magnetized to create a magnetic attraction force between them and the input fiber 1, magnetic attraction will be applied to the drive and alignment. Power also contributes.

このようにガイド部を設けて光軸整合を得ることは第3
図ばかりでなく第5図、第6図、第7図、第9図のよう
な構造に対しても適用可能である。
Obtaining optical axis alignment by providing a guide part in this way is the third step.
It is applicable not only to the structures shown in the figure but also to structures such as those shown in FIGS. 5, 6, 7, and 9.

第12図は第7図の実施例に対してガイド部による機械
的保持機構を導入した場合の実施例である。
FIG. 12 shows an embodiment in which a mechanical holding mechanism using a guide portion is introduced to the embodiment of FIG. 7.

本発明の他の実施例としては、磁性膜に軟質磁性材料を
用いる構造がある。
Another embodiment of the present invention is a structure in which a soft magnetic material is used for the magnetic film.

これ1でに示したすべての実施例において、駆動コイル
の他に磁性膜を軸方向に励磁するための励磁コイルを設
ければ、磁性膜として軟質磁性材料を用いれば、等配の
機能を得ることは自明である。
In all the embodiments shown in 1, if an excitation coil for exciting the magnetic film in the axial direction is provided in addition to the drive coil, and if a soft magnetic material is used as the magnetic film, equal distribution functions can be obtained. That is self-evident.

ここでは軟質磁性材料を用いた磁性膜の励磁、消磁を駆
動に用いる実施例を示す。
Here, an embodiment will be described in which excitation and demagnetization of a magnetic film using a soft magnetic material are used for driving.

第13図に釦いて4は軟質磁性材料の磁性膜、10−2
は継鉄、10−3はソレノイドコイルである。
In Figure 13, button 4 is a magnetic film made of soft magnetic material, 10-2
is a yoke, and 10-3 is a solenoid coil.

ソレノ・イドコイル10−3の電流が断の時は磁性膜4
の残留磁束密度は小さいため、光ファイバの弾性力によ
って復旧している。
When the current of the solenoid coil 10-3 is cut off, the magnetic film 4
Since the residual magnetic flux density is small, it is restored by the elastic force of the optical fiber.

ソレノイドコイル10−3に通電すれば端面5゜6間に
吸引力が働き入力ファイバ1と出力ファイバ2が結合す
る。
When the solenoid coil 10-3 is energized, an attractive force acts between the end faces 5° and 6, and the input fiber 1 and the output fiber 2 are coupled together.

本実施例は単なる光フアイバ間の開閉接点として用いる
場合であるが、第8図の実施例と同等の機能を有する構
成の可能なことは自明である。
Although this embodiment is used simply as a switching contact between optical fibers, it is obvious that a configuration having the same function as the embodiment shown in FIG. 8 is possible.

本発明の他の実施例として軟質磁性材料と硬質磁性材料
を組合せて使用することも可能である。
It is also possible to use a combination of soft and hard magnetic materials in other embodiments of the invention.

第3図の実施例において、出力ファイバ2.!=−よび
出力ファイバ3の強磁性体膜を硬質磁性材料とし、互に
逆極性に磁化する。
In the embodiment of FIG. 3, the output fiber 2. ! The ferromagnetic films of the =- and output fibers 3 are made of hard magnetic materials, and are magnetized with opposite polarities.

入力ファイバ10強磁性体膜を軟質磁性材料とする。The ferromagnetic film of the input fiber 10 is made of a soft magnetic material.

励磁コイル11により、出力ファイバ2,30強磁性体
膜4に用いた硬質磁性材料の保磁力Hchより小さな磁
界を印加し、入力ファイバ1の端面5の周辺に磁極を発
生させれば、その極性に対応して入力ファイバ1は出力
ファイバ24たは3に結合される。
If a magnetic field smaller than the coercive force Hch of the hard magnetic material used for the output fibers 2 and 30 and the ferromagnetic film 4 is applied by the excitation coil 11 and a magnetic pole is generated around the end face 5 of the input fiber 1, the polarity can be changed. Input fiber 1 is coupled to output fiber 24 or 3, correspondingly.

第3図にかいて端面5と端面6,70間を空気とすれば
、光ファイバのコアと空気の屈折率差によって境界面で
反射による損失が生じるが、これを防ぐため端面5釦よ
び端面6,7に反射防止膜を付着することが有効である
If there is air between the end face 5 and the end faces 6 and 70 in FIG. It is effective to attach an antireflection film to 6 and 7.

また第3図のファイバ保持部材9の空隙に屈折率が光フ
ァイバのコアの屈折率に近く、所定の粘性を有する液体
を充填すれば境界面での反射による損失を削減できるば
かりでなく、切換動作に伴なう可動ファイバの振動を抑
圧することができる。
Furthermore, if the gap in the fiber holding member 9 shown in FIG. 3 is filled with a liquid whose refractive index is close to that of the core of the optical fiber and has a predetermined viscosity, it is possible to not only reduce the loss due to reflection at the interface, but also to Vibration of the movable fiber due to operation can be suppressed.

強磁性体膜は蒸着法、スパッタ法、無電解メッキ法、電
解メッキ法塗布法等によってコア渣たはクラッドの表面
に形成するか、渣たは円筒状の強磁性体を光ファイバに
付着しても形成することができる。
The ferromagnetic film is formed on the surface of the core residue or cladding by vapor deposition, sputtering, electroless plating, electrolytic plating, etc., or by attaching the residue or cylindrical ferromagnetic material to the optical fiber. It can also be formed.

強磁性体膜として保磁力He(AT/m)の大きな硬質
磁性材料を用いる場合には光ファイバの軸方向に磁化し
、磁性材料の減磁曲線と、試料の反磁界係数で決筐る磁
化の強さに応じて端面に生ずる磁極を利用する。
When a hard magnetic material with a large coercive force He (AT/m) is used as the ferromagnetic film, it is magnetized in the axial direction of the optical fiber, and the magnetization is determined by the demagnetization curve of the magnetic material and the demagnetizing field coefficient of the sample. It utilizes the magnetic poles that occur on the end face depending on the strength of the magnetic field.

第1式では磁化が軸方向に一様な場合を考えて、端面周
辺に生じた磁極の面密度を磁性材料の磁化Bに等しく一
定としているが、厳密には強磁性体膜内の磁化分布を考
慮する必要がある。
In the first equation, considering the case where the magnetization is uniform in the axial direction, the areal density of the magnetic poles generated around the end face is made constant and equal to the magnetization B of the magnetic material, but strictly speaking, the magnetization distribution within the ferromagnetic film is need to be considered.

強磁性体膜として保磁力He (AT/m)の小さな軟
質磁性材料を用いる場合には外部から所定の磁界を光軸
方向に印加する必要がある。
When a soft magnetic material with a small coercive force He (AT/m) is used as the ferromagnetic film, it is necessary to apply a predetermined magnetic field from the outside in the optical axis direction.

外部磁界は第3図、第5図の実施例に示した如く、励磁
コイルにより発生することができるが、これに限定され
ず、等価な磁界を発生する永久磁石を使用することも可
能である。
The external magnetic field can be generated by an excitation coil as shown in the embodiments of FIGS. 3 and 5, but is not limited to this, and it is also possible to use a permanent magnet that generates an equivalent magnetic field. .

本発明の構成によって生じた効果は以下の通りである。The effects produced by the configuration of the present invention are as follows.

(1)光ファイバのコア捷たはクラッドの円周表面に強
磁性体膜を設けているため、光軸と同心円状の強磁性体
膜を得ることが容易であり、対向する端面周辺に生じた
異種磁極間の吸引力は対向する光ファイバの光軸を一致
させるように働く。
(1) Since a ferromagnetic film is provided on the circumferential surface of the optical fiber core or cladding, it is easy to obtain a ferromagnetic film that is concentric with the optical axis. The attractive force between the dissimilar magnetic poles acts to align the optical axes of the opposing optical fibers.

このため従来の光フアイバスイッチに必要であった高精
度の構成部品と組立て調整が不要である。
This eliminates the need for high-precision components and assembly adjustments required for conventional fiber optic switches.

これにより経済化が容易である。(2)基本構成要素は
光ファイバであるため、光ファイバの小断面積であるこ
とを利用して並列配置すれば、小形の多対光スィッチが
容易に得られる。
This makes economicalization easy. (2) Since the basic component is an optical fiber, a compact multi-pair optical switch can be easily obtained by arranging them in parallel by taking advantage of the small cross-sectional area of the optical fibers.

(3) レンズ等の光学部品を用いないため収差によ
る挿入損失を削減でき、低挿入損失が容易である。
(3) Since optical parts such as lenses are not used, insertion loss due to aberration can be reduced, and low insertion loss can be easily achieved.

(4)光スイツチ構成部品が光ファイバであるため外部
接続用フーfイバを兼ねることができる。
(4) Since the optical switch component is an optical fiber, it can also serve as a fiber for external connection.

接続場所の削減により低損失化が可能である。Loss can be reduced by reducing the number of connection locations.

(5)摺動部分がないため磨耗等による機械的劣化がな
い。
(5) Since there are no sliding parts, there is no mechanical deterioration due to wear etc.

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

第1図と第2図A及びBは従来の光スィッチの構造例、
第3図は本発明による光スィッチの構造例、第4図は本
発明による光スィッチの動作原理の説明図、第5図、第
6図A及びB、第7図、第8図、第9図A及びB、第1
0図イ2口及びハ、第11図A及びB、第12図A及び
B、及び第13図は、各々本発明による光スィッチの別
の実施例である。 1.1′・・・入力ファイバ、2,2′・・・出力ファ
イバ3・・・出力ファイバ、4・・・強磁性体膜、5,
5′・・・入力ファイバ端面、6,6′・・・7・・・
出力ファイバ端面、8・・・、入力ファイバ固定端、9
・・・ファイバ保持部材9−1・・・ガイド部、10・
・・1駆動コイル、10−1・・・磁心、10−2・・
・継鉄、10−3・・・巻線。
Figures 1 and 2 A and B are structural examples of conventional optical switches.
3 is a structural example of an optical switch according to the present invention, FIG. 4 is an explanatory diagram of the operating principle of an optical switch according to the present invention, FIGS. 5, 6, A and B, 7, 8, and 9. Figures A and B, 1st
Figures 0A and 1C, Figures 11A and B, Figures 12A and B, and Figure 13 each show other embodiments of the optical switch according to the present invention. 1.1'...Input fiber, 2,2'...Output fiber 3...Output fiber, 4...Ferromagnetic film, 5,
5'...Input fiber end face, 6, 6'...7...
Output fiber end face, 8..., input fiber fixed end, 9
...Fiber holding member 9-1...Guide portion, 10.
...1 drive coil, 10-1...magnetic core, 10-2...
・Yoke, 10-3...Winding.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 端面又はその近傍の表面に一様な厚さの強磁性体膜
を所定の長さにわたって形成した少なくとも1本の第1
の光ファイバと、これと同様の構成で端面を第1の光フ
ァイバの端面から所定の間隔を保って相対させる少なく
とも1本の第2の光ファイバと、第2の光ファイバの端
面を固定し、第1の光ファイバを端面が可動端となると
とく片持梁状に保持する保持部材と、該保持部材に固定
され第1の光ファイバの端面近傍に光軸と垂直方向の磁
界を発生させる駆動コイルとを有し、第1の光ファイバ
と第2の光ファイバに相互に異種の着磁を施こすことに
より、前記駆動コイルの通電により切換わる自己保持形
の光スイツチング作用を行なうことを特徴とする光スィ
ッチ。 2 前記保持部材が第1の光ファイバの停止位置に機械
的ガイド機構を有するごとき特許請求の範囲第1項の光
スィッチ。 3 屈折率が光ファイバのコア部の屈折率に近く、所定
の粘性を有する液体をファイバ保持部材の間隙に充填し
、対向する光フアイバ端面間の屈折率整合を行なうとと
もに、可動ファイバに制動を与えることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の光スィッチ。
[Claims] 1. At least one first ferromagnetic film having a ferromagnetic film of uniform thickness formed over a predetermined length on the end face or the surface near the end face.
an optical fiber, at least one second optical fiber having a similar configuration and having an end face facing the end face of the first optical fiber with a predetermined distance therebetween, and fixing the end face of the second optical fiber. , a holding member that holds the first optical fiber in a cantilever shape when the end face becomes a movable end; and a holding member that is fixed to the holding member and generates a magnetic field in a direction perpendicular to the optical axis near the end face of the first optical fiber. The first optical fiber and the second optical fiber are each provided with a drive coil, and the first optical fiber and the second optical fiber are magnetized with different types, thereby performing a self-holding optical switching action that is switched by energization of the drive coil. Features a light switch. 2. The optical switch according to claim 1, wherein the holding member has a mechanical guide mechanism at the stop position of the first optical fiber. 3 Fill the gap between the fiber holding members with a liquid whose refractive index is close to the refractive index of the core of the optical fiber and which has a predetermined viscosity to match the refractive index between the opposing optical fiber end surfaces and apply a brake to the movable fiber. Optical switch according to claim 1, characterized in that it provides:
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