JPS61281222A - 光スイッチ - Google Patents

光スイッチ

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JPS61281222A
JPS61281222A JP12255985A JP12255985A JPS61281222A JP S61281222 A JPS61281222 A JP S61281222A JP 12255985 A JP12255985 A JP 12255985A JP 12255985 A JP12255985 A JP 12255985A JP S61281222 A JPS61281222 A JP S61281222A
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JP
Japan
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polarizing beam
beam splitter
light
beam splitters
optical
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JP12255985A
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Yoshihiro Sanbe
義広 三瓶
Seiichi Naito
内藤 誠一
Yoshio Kurita
栗田 良夫
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電気光学効果を利用するIXN高速光スイッ
チの損失の改善に関するものである。
(従来の技術) 光フアイバセンサシステムに43ける各センサの切換え
用の光スイッチとしてこれまでに報告されたものとして
は、ミラーを機械的に動かす1×6光スイツチ、NXN
マトリクススイッチがある。
また電気光学結晶あるいは液晶を用いた画像信号切換用
のNXNマトリクススイッチもある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、ミラーを機械的に勤かづ“原理のものは
、センサ信号切換え用としては信頼性に乏しい。また画
像信号切換用のマトリクススイッチは構成上、1/N分
岐素子およびNX1合流素子を用いるため、原理的な損
失(片道で1/N)が大きく構成も煩雑となる。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、低損失で、可動部がなく信頼性の高い、しかも構成の
簡単な1XN高速光スイツチを実現することを目的とし
ている。
(問題点を解決するための手段) 本発明の第1の発明に係る光スイッチは、入力光を分!
する第1の偏光ビームスプリッタと、同一直線上に直列
に配置されこの第1の偏光ビーム。スプリッタから出力
される一方の偏光をその一端に入力する複数の第2の偏
光ビームスプリッタと、前記第1の偏光ビームスプリッ
タから出力される他方の偏光を入力する第1の全反射プ
リズムと、同一直線上に直列に配置されこの第1の全反
射プリズムの出力をその一端に入力づ−る複数の第3の
偏光ビームスプリッタと、この?!数の第3の偏光ビー
ムスプリッタの他端から出力する光を入力し複数の前記
第2の届先ビームスプリッタの他端に出力する第2の全
反射プリズムと、前記第1および複数の第2の偏光ビー
ムスプリッタの間ならびに前記全反射プリズムおよび複
数の第3の偏光ビームスプリッタの間に配置される電気
光学素子と、前記第2の全反射プリズムおよび複数の第
3の偏光ビームスプリッタと複数の前記第2の偏光ビー
ムスプリッタの間に配置される半波長板とを有し、所定
の電気光学素子を駆動することにより光が入出力する第
1および第2の偏光ビームスプリッタの組合せを切換え
るようにしたことを特徴とする。
本発明の第2の発明に係る光スイッチは、入力光を分離
する第1の偏光ビームスプリッタと、同一直線上に直列
に配置されこの第1の偏光ビームスプリッタから出力さ
れる一方の漏光をその一端に入力する複数の第2の偏光
ビームスプリッタと、前記第1の偏光ビームスプリッタ
から出力される他方の偏光を入力する第1の全反射プリ
ズムと、同−直線上に直列に配置されこの第1の全反射
プリズムの出力をその一端に入力する複数の第3の偏光
ビームスプリッタと、この?!数の第3の偏光ビームス
プリッタの他端から出力する光を入力し前記複数の第2
の偏光ビームスプリッタの他端に出力する第2の全反射
プリズムと、前記第1および複数の第2の偏光ビームス
プリッタの間ならびに前記全反射プリズムおよび複数の
3の偏光ビームスプリッタの間に配置される電気光学素
子と、前記全反射プリズムおよび複数の第3の偏光ビー
ムスプリッタと複数の前記第1および第2の偏光ビーム
スプリッタの間に配置される半波長板とを有し、所定の
電気光学素子を駆動することにより光が入出力する第1
および第2の偏光ビームスプリッタの組合せを切換える
ようにしたことを特徴とする。
(作用) 本発明に係る構成によれば、入力光が偏光分離された後
の2つの直線偏光を再び合成して出力しているので、所
定の電気光学素子を駆動することにより、任意の組合せ
の2つの偏光ビームスプリッタから低損失で光を入出力
することができる。
(実施例) 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第1図は本発明に係る光スイッチの一実施例を示す構成
説明図である。1〜6は光ファイバ、7〜12はそれぞ
れこの光ファイバ1〜6に結合すする集光用のロッドレ
ンズ、13〜17は一直線上に直列に配列しこのロッド
レンズ7〜12がそれぞれ接続する偏光ビームスプリッ
タ、21はこの偏光ビームスプリッタ13からの直I偏
光を反射する全反射プリズム、18〜20は前記偏光ビ
ームスプリッタ14〜16にそれぞれ対応して一直線上
に直列に配列する偏光ビームスプリッタ、22はこの偏
光ビームスプリッタ18〜20を透過した光を反射して
前記偏光ビームスプリッタ17に加える全反射プリズム
、23〜26は前記偏光ビームスプリッタ13〜17の
門に設けられた電気光学素子で27〜30は前記全反射
プリズム21.22および偏光ビームスプリッタ18〜
20の間に設けられた電気光学素子でここではいずれも
PLZTを用いている。電気光学素子23〜30には制
御信号を加えるための信号線や電極が設けられている(
図では省略)。31〜35はそれぞれ偏光ビームスプリ
ッタ18〜20および前記全反射プリズム22.21と
偏光ビームスプリッタ14〜17.13との間に設置さ
れた半波長板(光の偏光面を906回転させる偏光子)
である。131〜201はそれぞれ前記偏光ビームスプ
リッタ13〜20のビームスプリッタ面(BS面゛)で
ある。偏光ビームスプリッタ14.17はそれぞれ複数
の第2の偏光ビームスプリッタの一端、他端に対応し、
偏光ビームスプリッタ18゜20はそれぞれ複数の第3
の偏光ビームスプリッタの一端、他端に対応している。
このような構成の光スイッチの動作を次に説明する。フ
ァイバ1からロッドレンズ7を介して入射した光は無偏
光光なので、偏光ビームスプリッタ13(第1の偏光ビ
ームスプリッタ)のビームスプリッタ面(BS面)13
1により互いに偏光面が90’をなす2つの直線偏光S
波、P波に分離され、P波(紙面に平行)は88面13
1を透過して図のX方向へ進み、S波(M面に垂直)は
88面131で反射されて図のY方向へ進む。88面1
31を透過したP波は電気光学素子23〜26に1Ii
IJ御信号を加えなければ、88面141〜171を透
過しaラドレンズ12を介して光ファイバ6に出力され
る。88面131で反射されたS波は半波長板35を通
過する際偏光面を90’回転されてP波となる。全反射
プリズム21で反射されたP波は電気光学素子27〜3
0にMvI信号を加えなければ、88面181〜20’
lを透過し、全反射プリズム22で反射された後、再び
半波長板34で偏光面を90’回転されてS波となり、
88面171で反射されて88面171を透過する前記
P波と合成される。ここで例えば電気光学素子25に制
御信号(半波長電圧−光の偏光面を90’回転させる電
圧)を加えると、88面131.141,151を透過
してきたP波は電気光学素子25を通過する際に偏光面
を90’回転されてS波となるので、88面161 c
−反射されてロッドレンズ10を介して光ファイバ4に
出力される。また電気光学素子29に、t制御信号を加
えると、88面181,191を透過してきたP波は電
気光学素子29を通過する際に偏光面を90°回転して
S波となるので88面201で反射寄れ、半波長板33
で偏光面を90°回転してP波となり、88面161を
透過する。すなわち電気光学素子25および29を同時
に駆動すれば、光ファイバ1から入力した光は全て光フ
ァイバ4に出力される。
Jメ下同様にして、電気光学素子23と27.24と2
8.26と30に制御信号を加えると、それぞれロッド
レンズ8,9.11を介して光ファ、イバ2,3.5に
出力される。第2図は以上の動作モードを一覧にまとめ
たものである(○印は出力光ファイバに対応して駆動さ
れるべき電気光学素子を示している)。
すなわち上記のような構成の光スイッチによれば、ファ
イバ1から入射してきた光は電気光学素子23〜30の
いずれかに制(社)信号を加えることにより、光フフイ
バ2〜Gのいずれかに任意に切換えることができる。ま
たこの逆に、光ファイバ2〜6のいずれかから入射しで
きた光をファイバ1に任意にVJ換えることができる。
こめ結果、可動部の無い、信頼性の高いIXN光スイッ
チを簡単な構成で実現できる。
また肩先分離後両方の直線偏光(P波おJ:びS波)を
再び合成して出力光としているので、原理的にほとんど
損失がない。
なお上記の実施列において、光ファイバ1およびロッド
レンズ7の代りに第1図の点線のような位置偏光フィバ
1−およびロッドレンズ7−を設けることもできる(た
だし駆動モードは若干穴なる〉。
また電気光学素子23〜30に印加する電圧を選ぶこと
により、光ファイバ1からの入力光を光ファイバ2〜6
に任意の比率で分岐することも可能である(中間的な値
の制御電圧を加えると中間的な透過率や反射率を1qる
ことができる)、逆に任意の比率で合波することもでき
る。
第3図は本発明に係る光スイッチの第2の実施例で、第
1図の装置において半波長板35を省略したものを示す
構成説明図である。動作原理は第1の実施例の場合と同
様であるが、半波長板35を省略したため電気光学素子
の駆動モードが異なり、第4図のようになる。
第3図のような構成とすれば、第1の実施例と同様の効
果を生七とともに、構成を簡単にすることができる。
第5図は本発明の第3の実施例を示す構成説明図である
。これは第1図の装置において、第1の偏光ビームスプ
リッタ13と第2の偏光ビームスプリッタ14〜17か
らそれぞれ2光路の入出力を行うように構成したもので
、光ファイバ1〜6の代り偏光ファイバ18〜6aおよ
び光ファイバ1b〜6bを設け、ロッドレンズ7〜12
の代り偏光ファイバ7a〜12aおよび光ファイバ7b
〜12bを設けている。第2図の駆動モードを用いるこ
とにより、光路を2本づつ切換えることができる。
このような構成の装置は第6図のような透過型ファイバ
センサに応用できる。第6図において、光源41から出
力された光は光ファイバ40aを介してセンサ部42に
送られ〈反射光などが)再、び光ファイバ40bを通っ
て光センサ43に戻る。
これに第5図装置を応用するには、例えば光源41と光
ファイバ1aを結合し、光ファイバ2aと光ファイバ4
0a@結合し、光ファイバ40bと光ファイバ2bを結
合し、光ファイバ1bを光センサ43に結合すればよい
上記の応用例のよう偏光スイッチで双方向の光路を同時
に切換える場合の損失は、通常両方向の損失が掛合わさ
れて大きくなるが、第5図装置によれば、損失が非常に
僅かなので特に有利となる。
なお上記の各実施例では分岐数Nを5としているが、こ
れに限らず任意の分岐数をとることができる。
また両方向で損失が同一となるので、可逆的に動作させ
ることができる。
また電気光学素子としてPLZTを用いているが、これ
に限らず、例えば液晶などを用いてもよい。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、原理的に低損失で、
可動部がなく、信頼性の高いIXN高速光スイッチを簡
単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる光スイッチの一実施例を示すた
め構成説明図、第2図は第1因装置の動作モードを説明
するための説明図、第3図は本発明に係わる光スイッチ
の第2の実施例を示すため構成説明図、第4図は第3図
装置の動作モードを説明するための説明図、第5図は本
発明に係わる光スイッチの第3の実施例を示すため構成
説明図、第6図は第5図装置の応用例を説明するための
説明図である。 13・・・第1の偏光ビームスプリッタ、14〜17・
・・第2の偏光ビームスプリッタ、21・・・第1の全
反射プリズム、18〜20・・・第3の偏光ビームスプ
リッタ、22・・・第2の全反射プリズム、23〜30
・・・電気光学素子、31〜35・・・半波長板。 特許出願人 工業技術院長 等々力 連糸1図 第2 図 第3図 第4図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力光を分離する第1の偏光ビームスプリッタと
    、同一直線上に直列に配置されこの第1の偏光ビームス
    プリッタから出力される一方の偏光をその一端に入力す
    る複数の第2の偏光ビームスプリッタと、前記第1の偏
    光ビームスプリッタから出力される他方の偏光を入力す
    る第1の全反射プリズムと、同一直線上に直列に配置さ
    れこの第1の全反射プリズムの出力をその一端に入力す
    る複数の第3の偏光ビームスプリッタと、この複数の第
    3の偏光ビームスプリッタの他端から出力する光を入力
    し複数の前記第2の偏光ビームスプリッタの他端に出力
    する第2の全反射プリズムと、前記第1および複数の第
    2の偏光ビームスプリッタの間ならびに前記全反射プリ
    ズムおよび複数の第3の偏光ビームスプリッタの間に配
    置される電気光学素子と、前記第2の全反射プリズムお
    よび複数の第3の偏光ビームスプリッタと複数の前記第
    2の偏光ビームスプリッタの間に配置される半波長板と
    を有し、所定の電気光学素子を駆動することにより光が
    入出力する第1および第2の偏光ビームスプリッタの組
    合せを切換えるようにしたことを特徴とする光スイッチ
  2. (2)入力光を分離する第1の偏光ビームスプリッタと
    、同一直線上に直列に配置されこの第1の偏光ビームス
    プリッタから出力される一方の偏光をその一端に入力す
    る複数の第2の偏光ビームスプリッタと、前記第1の偏
    光ビームスプリッタから出力される他方の漏光を入力す
    る第1の全反射プリズムと、同一直線上に直列に配置さ
    れこの第1の全反射プリズムの出力をその一端に入力す
    る複数の第3の偏光ビームスプリッタと、この複数の第
    3の偏光ビームスプリッタの他端から出力する光を入力
    し前記複数の第2の偏光ビームスプリッタの他端に出力
    する第2の全反射プリズムと、前記第1および複数の第
    2の偏光ビームスプリッタの間ならびに前記全反射プリ
    ズムおよび複数の第3の偏光ビームスプリッタの間に配
    置される電気光学素子と、前記全反射プリズムおよび複
    数の第3の偏光ビームスプリッタと複数の前記第1およ
    び第2の偏光ビームスプリッタの間に配置される半波長
    板とを有し、所定の電気光学素子を駆動することにより
    光が入出力する第1および第2の偏光ビームスプリッタ
    の組合せを切換えるようにしたことを特徴とする光スイ
    ッチ。
  3. (3)第1の偏光ビームスプリッタと第2、第3の偏光
    ビームスプリッタのビームスプリッタ面が互いに直角を
    なすように構成した特許請求の範囲第1項記載の光スイ
    ッチ。
  4. (4)第1の偏光ビームスプリッタと第2、第3の偏光
    ビームスプリッタのビームスプリッタ面が互いに直角を
    なすように構成した特許請求の範囲第2項記載の光スイ
    ッチ。
  5. (5)第1の偏光ビームスプリッタと第2の偏光ビーム
    スプリッタからそれぞれ2光路の入出力を行うように構
    成した特許請求の範囲第1項記載の光スイッチ。
  6. (6)第1の偏光ビームスプリッタと第2の偏光ビーム
    スプリッタからそれぞれ2光路の入出力を行うように構
    成した特許請求の範囲第2項記載の光スイッチ。
  7. (7)電気光学素子としてPLZTを用いた特許請求の
    範囲第1項記載の光スイッチ。
  8. (8)電気光学素子としてPLZTを用いた特許請求の
    範囲第2項記載の光スイッチ。
JP12255985A 1985-06-07 1985-06-07 光スイッチ Granted JPS61281222A (ja)

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JP12255985A JPS61281222A (ja) 1985-06-07 1985-06-07 光スイッチ

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JPH0380287B2 JPH0380287B2 (ja) 1991-12-24

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61285430A (ja) * 1985-06-12 1986-12-16 Yamaichi Electric Mfg Co Ltd 光路切換機構

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61285430A (ja) * 1985-06-12 1986-12-16 Yamaichi Electric Mfg Co Ltd 光路切換機構
JPH0441811B2 (ja) * 1985-06-12 1992-07-09 Yamaichi Denki Kk

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