JPS5936201A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPS5936201A JPS5936201A JP13442683A JP13442683A JPS5936201A JP S5936201 A JPS5936201 A JP S5936201A JP 13442683 A JP13442683 A JP 13442683A JP 13442683 A JP13442683 A JP 13442683A JP S5936201 A JPS5936201 A JP S5936201A
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- Japan
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- optical fiber
- optical switch
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3502—Optical coupling means having switching means involving direct waveguide displacement, e.g. cantilever type waveguide displacement involving waveguide bending, or displacing an interposed waveguide between stationary waveguides
- G02B6/3508—Lateral or transverse displacement of the whole waveguides, e.g. by varying the distance between opposed waveguide ends, or by mutual lateral displacement of opposed waveguide ends
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
- G02B6/355—1x2 switch, i.e. one input and a selectable single output of two possible outputs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
- G02B6/3572—Magnetic force
-
- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は光フアイバ伝送回線や端末装置等の切替えのた
めに用いるメカニカル光スィッチに関するものである。
めに用いるメカニカル光スィッチに関するものである。
光フアイバ伝送システムにおいて、端局装置や伝送路の
障害時あるいは保守点検時等にシステムの動作を確保す
るため伝送路の切替えが必要となり、挿入損失が小さく
、応答の速い光スィッチが安る。しかも上記光スィッチ
は障害時のように電気エネルギーの供給が遮断された時
に自動的に切替わるものが望ましい。
障害時あるいは保守点検時等にシステムの動作を確保す
るため伝送路の切替えが必要となり、挿入損失が小さく
、応答の速い光スィッチが安る。しかも上記光スィッチ
は障害時のように電気エネルギーの供給が遮断された時
に自動的に切替わるものが望ましい。
このような機能を持つ自動復帰型光スイッチとして、本
願の発明者等は先に電気式リードリレーの機構を応用し
たものを提案した（実願昭５３−１５８７９８号、以下
先願と言う）。その基本構成を第１図に示す。これは外
部磁界を印加する励磁コイル１の内部におかれた一端を
固定した板ばね２の一部に磁性体片３を設け、上記板ば
ね上に入力用光ファイバ４を配置した可動部と、磁界が
印加されたときに磁化されて、上記板はねに設けられた
磁性体片３との間に吸引力を発生するように配置され、
固定された磁性体片５と、出力用光ファイバ６．６′を
配置し上記入力用光ファイバ４と低損失で接続するよう
をこ対向させるための位置決め部７，７′からなる。な
お、上記位置決め部７．７′はスペーサ８をはさんで所
定の間隔Ｘを保って一体化構成されている。板ばね２は
第１図に一点鎖線で示すように、その根元部が折り曲げ
られており、この目出状態Ｆよりストッパ９によりたわ
ませた状態Ｇで生ずる復元力により外部磁界が印加され
ていない状態で入力用光ファイバ４と一方の出力用光フ
ァイバ６との接続状態が保持される。励磁コイル１によ
り外部磁界が印加されると板ばねに設けられた磁性体片
３と固定された磁性片５は磁化され、両者の間に吸引力
が働き第１図に点線で示すように磁性体片３は固定磁性
体片５に引きつけられ、もう一方の出力用光ファイハロ
′への接続状態に切替えが行なわれる。このような構成
の自！１１ＩＪ（ｎ締型光スイッチでは外部磁界が印加
されていない状態と印加されている状態の両方で低損失
な接続を得るには、磁性体片３と磁性体片５の間隔、す
なわち磁性体片３の移動距離りと、位置決め部７，７′
の間隔Ｘとを最適寸法で整合する必要がある。一般に板
ばね２にはリンーＮ嗣等のバネ材料を用い、磁性体片に
は）く−マロイなどの強磁性材料、ストッパ９には非磁
性材料、例えば真ちゅうなどを用いる。又、位置決め部
７７／はｖ溝を案内して光ファイバを対向させる形のも
のが多く、精度の艮いＶ溝としてはシリコンをその結晶
面の方向にエツチングして作成することができる。
願の発明者等は先に電気式リードリレーの機構を応用し
たものを提案した（実願昭５３−１５８７９８号、以下
先願と言う）。その基本構成を第１図に示す。これは外
部磁界を印加する励磁コイル１の内部におかれた一端を
固定した板ばね２の一部に磁性体片３を設け、上記板ば
ね上に入力用光ファイバ４を配置した可動部と、磁界が
印加されたときに磁化されて、上記板はねに設けられた
磁性体片３との間に吸引力を発生するように配置され、
固定された磁性体片５と、出力用光ファイバ６．６′を
配置し上記入力用光ファイバ４と低損失で接続するよう
をこ対向させるための位置決め部７，７′からなる。な
お、上記位置決め部７．７′はスペーサ８をはさんで所
定の間隔Ｘを保って一体化構成されている。板ばね２は
第１図に一点鎖線で示すように、その根元部が折り曲げ
られており、この目出状態Ｆよりストッパ９によりたわ
ませた状態Ｇで生ずる復元力により外部磁界が印加され
ていない状態で入力用光ファイバ４と一方の出力用光フ
ァイバ６との接続状態が保持される。励磁コイル１によ
り外部磁界が印加されると板ばねに設けられた磁性体片
３と固定された磁性片５は磁化され、両者の間に吸引力
が働き第１図に点線で示すように磁性体片３は固定磁性
体片５に引きつけられ、もう一方の出力用光ファイハロ
′への接続状態に切替えが行なわれる。このような構成
の自！１１ＩＪ（ｎ締型光スイッチでは外部磁界が印加
されていない状態と印加されている状態の両方で低損失
な接続を得るには、磁性体片３と磁性体片５の間隔、す
なわち磁性体片３の移動距離りと、位置決め部７，７′
の間隔Ｘとを最適寸法で整合する必要がある。一般に板
ばね２にはリンーＮ嗣等のバネ材料を用い、磁性体片に
は）く−マロイなどの強磁性材料、ストッパ９には非磁
性材料、例えば真ちゅうなどを用いる。又、位置決め部
７７／はｖ溝を案内して光ファイバを対向させる形のも
のが多く、精度の艮いＶ溝としてはシリコンをその結晶
面の方向にエツチングして作成することができる。
第２図は上記位置決め部の構造を理解しやすいよう構成
部倖を斜視図で示したものである。図において、前出の
ものと同一の符号または記号のものは同一または均等部
分を示すものとする。各構成部品は前述したように材料
はシリコンで、結晶学的エツチング（結晶面に対しであ
る方向ｌこ優先的に行なわれるコッチング）により精度
よい■溝が設けられている。これ等の部品は金−シリコ
ン共晶才たは接着剤を用いて一体化構成される。この様
にして構成された位置決め部は、第１図で説明した各部
品（但し励磁コイル１は除く）とともに第３図に示した
ように非磁性材料（例えば真ちゅう）基板１０上の所定
の位置に接着剤（例えばエポキシ系樹脂）により接着固
定される。
部倖を斜視図で示したものである。図において、前出の
ものと同一の符号または記号のものは同一または均等部
分を示すものとする。各構成部品は前述したように材料
はシリコンで、結晶学的エツチング（結晶面に対しであ
る方向ｌこ優先的に行なわれるコッチング）により精度
よい■溝が設けられている。これ等の部品は金−シリコ
ン共晶才たは接着剤を用いて一体化構成される。この様
にして構成された位置決め部は、第１図で説明した各部
品（但し励磁コイル１は除く）とともに第３図に示した
ように非磁性材料（例えば真ちゅう）基板１０上の所定
の位置に接着剤（例えばエポキシ系樹脂）により接着固
定される。
一般に光スィッチは広範囲な温度条件、例えば−２０〜
＋８０’Ｏにおいて低挿入損失特性が確保できることが
望ましい。しかし、熱膨張係数の異なる材料を部品とし
た第１図の構成の光スィッチではその熱膨張の差により
、可動部の移動距離りがずれることなどにより接続状態
が変化し、挿入損失が変動する。材料の熱膨張係数がほ
ぼ等しいものを材料として用いなければ広範囲な温度条
件で低挿入損失特性を確保することはむずかしい。
＋８０’Ｏにおいて低挿入損失特性が確保できることが
望ましい。しかし、熱膨張係数の異なる材料を部品とし
た第１図の構成の光スィッチではその熱膨張の差により
、可動部の移動距離りがずれることなどにより接続状態
が変化し、挿入損失が変動する。材料の熱膨張係数がほ
ぼ等しいものを材料として用いなければ広範囲な温度条
件で低挿入損失特性を確保することはむずかしい。
これはストッパ９と磁性体片５および位置決め部７．７
′及びスペーサ８の熱膨張の差をこより可動部の移動距
離間隔りがわずかにΔｄ変化することと、上記部品を位
を調整し組立て固定する基板１０の熱膨張の伸びによる
たわみ等が主安囚となり第４図に示すように、例えば可
動部の移動間隔が広がって、位ｔｔｉめ部においてファ
イバがそり上り軸ずれ、角度折れにより低損失な接続が
得られないことになる。例えば、ストツノ（材として真
ちゅう、磁性材としてパーマロイ、位置決め部材トシて
シリコンを用いた場合、それらの熱膨張係数はそれぞれ
１９Ｘ１０−６／’０，１３．５Ｘ１０＝／”０２．８
〜７．３Ｘ１０−６／”Ｏであり、このわずかな熱膨張
係数の差により約４０°Ｃ以上では挿入損失の増加が観
測された。
′及びスペーサ８の熱膨張の差をこより可動部の移動距
離間隔りがわずかにΔｄ変化することと、上記部品を位
を調整し組立て固定する基板１０の熱膨張の伸びによる
たわみ等が主安囚となり第４図に示すように、例えば可
動部の移動間隔が広がって、位ｔｔｉめ部においてファ
イバがそり上り軸ずれ、角度折れにより低損失な接続が
得られないことになる。例えば、ストツノ（材として真
ちゅう、磁性材としてパーマロイ、位置決め部材トシて
シリコンを用いた場合、それらの熱膨張係数はそれぞれ
１９Ｘ１０−６／’０，１３．５Ｘ１０＝／”０２．８
〜７．３Ｘ１０−６／”Ｏであり、このわずかな熱膨張
係数の差により約４０°Ｃ以上では挿入損失の増加が観
測された。
本発明の第１の目的は、上記先願の構造が有する問題点
を解消し、熱膨張係数に差のある材料の部品を用いても
、温度特性が安定な光スィッチの構造を与えるものであ
る。
を解消し、熱膨張係数に差のある材料の部品を用いても
、温度特性が安定な光スィッチの構造を与えるものであ
る。
本発明の第２の目的は、以下をこ述べる先願の構造に残
された第２の問題点を解消するにある。すなわち、第１
図に点線で示すように、外部磁界が印加された状態では
、板ばね２に設けられた磁性体片３と固定磁性体片５は
板ばねのたわみ角度０で接し引きつけ合っている。図ｔ
こ見られるように固定磁性体片５の先端部１１の形状が
直角であったため磁性体片３と固定磁性体片５とは線接
触の状態で引きつけ合っていた。このため、切替えによ
る接触状態が不安定であり、多数回切替えの場合の磁性
体片３と５の接触角度の変化による挿入損失の変動や外
部からの衝撃等ｌこよる損失変動が多いという問題点が
あった。本発明は、このような損失変動を小さくシ、安
定な光スィッチの構造を与えるものである。
された第２の問題点を解消するにある。すなわち、第１
図に点線で示すように、外部磁界が印加された状態では
、板ばね２に設けられた磁性体片３と固定磁性体片５は
板ばねのたわみ角度０で接し引きつけ合っている。図ｔ
こ見られるように固定磁性体片５の先端部１１の形状が
直角であったため磁性体片３と固定磁性体片５とは線接
触の状態で引きつけ合っていた。このため、切替えによ
る接触状態が不安定であり、多数回切替えの場合の磁性
体片３と５の接触角度の変化による挿入損失の変動や外
部からの衝撃等ｌこよる損失変動が多いという問題点が
あった。本発明は、このような損失変動を小さくシ、安
定な光スィッチの構造を与えるものである。
上記の目的を達成するために、本発明の光スィッチでは
、可動部の移動距離間隔りと位置決め部間隔Ｘとを温度
が変化しても常に整合されているようにしたこと、及び
固定磁性体片５の先端部１１を外部磁界が印加されて磁
性体片３が引きつけられたときの板ばね２のたわみ角θ
と同じ角度に切欠くことにより磁性体片３と固定磁性体
片５とが面で接触するようにしたことで、引きっけ合っ
たときの接触状態を安定にした。
、可動部の移動距離間隔りと位置決め部間隔Ｘとを温度
が変化しても常に整合されているようにしたこと、及び
固定磁性体片５の先端部１１を外部磁界が印加されて磁
性体片３が引きつけられたときの板ばね２のたわみ角θ
と同じ角度に切欠くことにより磁性体片３と固定磁性体
片５とが面で接触するようにしたことで、引きっけ合っ
たときの接触状態を安定にした。
以下本発明を実施例によって詳細に説明する。
第５図は本発明の第１の実施例を示す構成図である。各
部品が熱膨張しても可動部の移動距離間隔りが開かない
よう、基板１０を位置決め部７゜７′及びスペーサ８と
同一の熱膨張係数の小さい材料（シリコン）で作り、そ
の基板上に固定磁性体片５、ストッパ９、位置決め部７
，７′及びスペーサ８を固定配置した。基板と上記各部
品は接着剤で接着固定するが、各部品の組立、調整を容
易にするため、固定磁性体片５とストッパ９は第３図の
ように一体化することを避け、別々に基板１０上に張り
付けである。なお、固定磁性体片の先端部１１は可動部
の磁性体片３が安定に再現性よく接触状態を保てるよう
切欠きが施されている。
部品が熱膨張しても可動部の移動距離間隔りが開かない
よう、基板１０を位置決め部７゜７′及びスペーサ８と
同一の熱膨張係数の小さい材料（シリコン）で作り、そ
の基板上に固定磁性体片５、ストッパ９、位置決め部７
，７′及びスペーサ８を固定配置した。基板と上記各部
品は接着剤で接着固定するが、各部品の組立、調整を容
易にするため、固定磁性体片５とストッパ９は第３図の
ように一体化することを避け、別々に基板１０上に張り
付けである。なお、固定磁性体片の先端部１１は可動部
の磁性体片３が安定に再現性よく接触状態を保てるよう
切欠きが施されている。
本発明によれば基板１０を位置決め部７，７′、スペー
サ８と同一材料のシリコンとした場合、可動部移動距離
間隔りの広がりΔｄは測定不可能な程度に低減すること
が出来、−２０〜＋８００の範囲でその損失変動が０．
１ ｄ Ｂ以下の安定な自動復帰型光スイッチを得るこ
きができた。基板１０の材料はシリコンに限らず、他の
部品々比較して熱膨張係数の小さい非磁性材料例えば石
英でもよ第６図は本発明の第２の実施例を示すもので、
その要部構成図である。位置決め部７．７’、スペーサ
８とストッパ９及び固定磁性体片５とを別部品とするこ
となく一体化して構成したものである。なお、１２は板
ばね２の支持部であり、可動部を除き各部品は第１の実
施例で説明したと同様に熱膨張係数の小さな非磁性材料
で作られた基板の上に固定されている。本実施例の構成
によれば、可動部の移動距離間隔と位置決め部間隔との
相対位置が変動しないため、温度特性は安定となり、さ
らに組立、調整が容易となる。すなわち、入力用光ファ
イバ４を配置した板ばね２を組込む際の調整は、板ばね
２とストッパ９および固定磁性体片５との相対位置の調
整でよく、各部品の寸法が小さくなってもその組立は容
易に行なうことができ、光スィッチの小形化が実現でき
る。
サ８と同一材料のシリコンとした場合、可動部移動距離
間隔りの広がりΔｄは測定不可能な程度に低減すること
が出来、−２０〜＋８００の範囲でその損失変動が０．
１ ｄ Ｂ以下の安定な自動復帰型光スイッチを得るこ
きができた。基板１０の材料はシリコンに限らず、他の
部品々比較して熱膨張係数の小さい非磁性材料例えば石
英でもよ第６図は本発明の第２の実施例を示すもので、
その要部構成図である。位置決め部７．７’、スペーサ
８とストッパ９及び固定磁性体片５とを別部品とするこ
となく一体化して構成したものである。なお、１２は板
ばね２の支持部であり、可動部を除き各部品は第１の実
施例で説明したと同様に熱膨張係数の小さな非磁性材料
で作られた基板の上に固定されている。本実施例の構成
によれば、可動部の移動距離間隔と位置決め部間隔との
相対位置が変動しないため、温度特性は安定となり、さ
らに組立、調整が容易となる。すなわち、入力用光ファ
イバ４を配置した板ばね２を組込む際の調整は、板ばね
２とストッパ９および固定磁性体片５との相対位置の調
整でよく、各部品の寸法が小さくなってもその組立は容
易に行なうことができ、光スィッチの小形化が実現でき
る。
以上説明したように本発明の自動復帰型光スイッチでは
、温度が変化しても常に入力側、出力側光ファイバの整
合が良くとれ、損失変動は前述したように０、ｌｄＢ以
下となり、また磁性体片と固定磁性体片の接触状態が安
定になったので、多数回切替えによる損失変動は、第１
図の場合の廿０．１ ｄ Ｂから±０．０２ｄＢ以下に
改善され、非常に安定で信頼性の高いものが得られるよ
うｌこなった。
、温度が変化しても常に入力側、出力側光ファイバの整
合が良くとれ、損失変動は前述したように０、ｌｄＢ以
下となり、また磁性体片と固定磁性体片の接触状態が安
定になったので、多数回切替えによる損失変動は、第１
図の場合の廿０．１ ｄ Ｂから±０．０２ｄＢ以下に
改善され、非常に安定で信頼性の高いものが得られるよ
うｌこなった。
なお、実施例の説明に当って１は、同一基板上に各部品
を配置し、固定した場合で説明したが、基板が同一材料
であるなら組立の容易さを考えて分書りされていてもか
まわないことは言うまでもないことである。
を配置し、固定した場合で説明したが、基板が同一材料
であるなら組立の容易さを考えて分書りされていてもか
まわないことは言うまでもないことである。
第１図及び第３図は先願で提案した自動復帰型光スイッ
チの構成図、第２図は位−決め部の構成を示す斜視図、
第４図は先願の構成における問題点の説明図、第５図及
び第６図は本願発明の実施例を示す光スィッチの要部構
成図。 １・・励磁コイル、２・・・板ばね、３・・・磁性体片
、４・・・入力用光ファイバ、５・・・固定磁性体片、
６．６’・・・出力用光ファイバ、７．７’・・・位置
決め部、 ８・・・スペーサ、９・・・ストッパ、１ｏ
・・・Ｍ板ｓ １１・・・固定磁性体片の先端部、１
２・・・板ばねの支持部。
チの構成図、第２図は位−決め部の構成を示す斜視図、
第４図は先願の構成における問題点の説明図、第５図及
び第６図は本願発明の実施例を示す光スィッチの要部構
成図。 １・・励磁コイル、２・・・板ばね、３・・・磁性体片
、４・・・入力用光ファイバ、５・・・固定磁性体片、
６．６’・・・出力用光ファイバ、７．７’・・・位置
決め部、 ８・・・スペーサ、９・・・ストッパ、１ｏ
・・・Ｍ板ｓ １１・・・固定磁性体片の先端部、１
２・・・板ばねの支持部。
Claims (1)
- 外部より磁界を印加する励磁コイル内におかれ、外部磁
界の印加の有無により入力用光ファイバと結合される出
力用光ファイバの接続切替えが行なわれる光スィッチで
あって、一端を固定した板ばねの一部に磁性体片を設け
、上記板ばねに入力用光ファイバを配置した可動部と、
磁界が印加されたときに磁化されて、上記板ばねに設け
られた磁性体との間に吸引力を発生するように配置され
た固定磁性体片と、外部磁界が印加されていないときに
上記板ばねの復元力で復帰した状態を保持するスト・ツ
バと、出力用光ファイバを配置し上記入力用および出力
用の光ファイバが対向するよう位置決めを行うための２
つの位置決め部と、上記可動部を除く各部品を固定する
基板を具備してなり、上記各部品を固定する基板は熱ｉ
張係数の小さい非磁性材料で構成したことを特徴とする
光スィッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13442683A JPS5936201A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13442683A JPS5936201A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5936201A true JPS5936201A (ja) | 1984-02-28 |
Family
ID=15128099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13442683A Pending JPS5936201A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5936201A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001050174A1 (de) * | 2000-01-07 | 2001-07-12 | INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH | Thermisch stabiler faseroptischer schalter |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP13442683A patent/JPS5936201A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001050174A1 (de) * | 2000-01-07 | 2001-07-12 | INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH | Thermisch stabiler faseroptischer schalter |
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