JPS6135407A - 光スイツチ - Google Patents

光スイツチ

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Publication number
JPS6135407A
JPS6135407A JP15649284A JP15649284A JPS6135407A JP S6135407 A JPS6135407 A JP S6135407A JP 15649284 A JP15649284 A JP 15649284A JP 15649284 A JP15649284 A JP 15649284A JP S6135407 A JPS6135407 A JP S6135407A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical fiber
optical
lens
face
Prior art date
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Pending
Application number
JP15649284A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Kawaguchi
隆夫 川口
Yoshio Manabe
由雄 真鍋
Hidetaka Tono
秀隆 東野
Osamu Yamazaki
山崎 攻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP15649284A priority Critical patent/JPS6135407A/ja
Publication of JPS6135407A publication Critical patent/JPS6135407A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/35442D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
    • G02B6/35481xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
    • G02B6/35521x1 switch, e.g. on/off switch
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3594Characterised by additional functional means, e.g. means for variably attenuating or branching or means for switching differently polarized beams

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ファイバを用いた光伝送システムの光スイ
ッチに関するものである。
(従来例の構成とその問題点) 第1図は従来の光スイッチの構成を示すもので、1は受
光端面と対向する位置に光源(図示しない)を設置した
光ファイバ、2は光ファイバ1の発光端面と対向する位
置に設置したレンズ、3はレンズ2と対向する位置に設
置した全反射型のプリズム、4はプリズム3と対向する
位置に設置したレンズ、5はレンズ4と対向する位置に
受光端面を設置した光ファイバで、この光ファイバ5の
発光端面ば受光素子(図示しない)と対向する位置に設
置されている。
このように構成された従来例では、光ファイバ1の発光
端面、レンズ2、プリズム3、レンズ4及び光ファイバ
5の受光端面がそれぞれ同一光軸上に位置しているとき
には、光ファイバ1の発光端面から放射された光は、レ
ンズ2によって集光されて、平行光となり、更に、この
平行光は、プリズム3によって進路を直角に変えられた
上、レンズ4によって集光されて、光ファイバ5の受光
端面に入射するので1、光ファイバ1と光ファイバ5と
が光結合する。又、プリズム3を光軸上か=2− ら取り除くと、レンズ2からレンズ4に光が入射しなく
なって、光ファイバ1と光ファイバ5とは光結合しなく
なる。即ち、プリズム3の位置を移動させることにより
、オン・オフの切換えができる。
ところが、プリズム4の移動は機械的な手段で行うため
、応答速度が数msと遅い欠点があった。
第2図は従来の他の光スイッチの構成を示すもので、第
1図の符号と同一符号のものは同一部分を示しており、
又、6は、電気光学材料からなる基板7の表面に、先導
波路8及び9と、光導波路8と光導波路9との結合係数
を変化させる電極10とを配設した電極方向性結合形の
光スイッチで、この光スイッチ6の光導波路8の受光端
面ば光ファイバ1の発光端面と対向して光結合し、又、
先導波路9の発光端面は光ファイバ5の受光端面と対向
して光結合する。
このように構成された従来例では、電極10に電圧が印
加されていないときには、光導波路8と光導波路9とが
結合されて、光ファイバ1から光導波路8に入射した光
は、光導波路8及び9を介して、光ファイバ5に入射す
るので、光ファイバ1と光ファイバ5とが光結合する。
又、電極10に電圧が印加されたときには、光導波路8
と光導波路9と結合しなくなって、光ファイバ1から光
導波路8に入射した光は、光導波路8及び9において遮
断され、光ファイバ5に入射しなくなるので、光ファイ
バ1と光ファイバ5とは光結合しない。
即ち、電極10への通電を制御することにより、光スイ
ッチのオン・オフの切換えができる。
ところが、光導波路8及び9の電気光学効果の動作は光
の伝搬モードに依存しているため、光ファイバ1には波
面保存ファイバを使用しなければならないが、波面保存
ファイバと光導波路8との光結合効率を上げることは困
難である上、波面保存ファイバが高価であるという欠点
があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、スイッチングの応答速度が速く、且つ
、安価な光スイッチを提供することにある。
(発明の構成) 本発明は、光ファイバの発光端面から放射された光を、
屈折率分布型レンズによって平行光に変換した上、この
平行光を、発光端面にフレネルレンズを設けた電気光学
材料でフレネルレンズがら射出される光を集束させたり
、拡散させて、フレネルレンズの焦点に設置した光ファ
イバの受光端面への光の入射を制御することにより、2
つの光フアイバ間の光結合を制御する光スイッチを提供
するものである。尚、フレネルレンズを透明電極で形成
して、電気光学材料と共に透明電極を電気的に制御して
も、2つの光フアイバ間の光結合を制御することができ
る。
(実施例の説明) 第3図は、本発明の一実施例の構成を示すもので、第1
図の符号と同一符号のものは同一部分を示しており、又
、11は光ファイバ1の発光端面と対向する位置に受光
端面を設置した屈折率分布型のレンズで、このレンズ1
1は光ファイバ1の発光端面から放射された光を平行光
に集光する。12はレンズ11の発光端面と対向する位
置に受光端面を設置した電気光学材料、13は電気光学
材料12の発光端面上に一体に取り付けたフレネルレン
ズで、このフレネルレンズ13の焦点には光ファイバ5
の受光端面が設置されている。
このように構成された本実施例では、電気光学材料12
に電圧が印加されていないときには、光ファイバ1から
レンズ11を介して電気光学材料12に入射した光は、
フレネルレンズ13によって集束されて、光ファイバ5
に入射するので、光ファイバ1と光ファイバ5とは光結
合する。ところが、電気光学材料12に電圧が印加され
たときには、フレネルレンズ13のレンズ効果が消滅し
て、光ファイバ1からレンズ11を介して電気光学材料
12に入射した光は拡散されて、光ファイバ5の受光端
面にほとんど入射しないので、光ファイバ1と光ファイ
バ5とは光結合しない。即ち、電気光学材料12への通
電を制御することにより、光スイッチのオン・オフの切
換えができる。
尚、フレネルレンズ13に伝送された平行光は、ほとん
ど損失なく光ファイバ5の受光端面に集束させることが
できるが、電気光学材料12の受光端面等に無反射コー
ティングを施せば、更に損失を少なくすることができる
第4図は、本発明の一実施例の他の具体例の構成を示す
もので、第3図の符号と同一符号のものは同一部分を示
しており、又、14は円板状及び環状の透明導電材料1
5を電気光学材料12の発光端面上に一体に取り付けて
形成したフレネルレンズで、このフレネルレンズ14は
フレネルレンズ13と同様の機能を有する。
このように構成された本実施例では、各透明導電材料1
5の間に電圧が印加されていないときには、光ファイバ
1からレンズ11を介して電気光学材料12に入射した
光は、フレネルレンズ14によって集束されて、光ファ
イバ5に入射するので、光ファイバ1と光ファイバ5と
は光結合する。ところが、各透明導電材料15の間に電
圧が印加されたときには、フレネルレンズ14のレンズ
効果が消滅して、光ファイバ1からレンズ11を介して
電気光学材料12に入射した光は拡散されて、光ファイ
バ5の受光端面にほとんど入射しないので、光ファイバ
1と光ファイバ5とは光結合しない。即ち、各透明導電
材料15の間への通電を制御することにより、光スイッ
チのオン・オフの切換えができる。
尚、フレネルレンズ13に伝送された平行光は、はとん
ど損失することなく光ファイバ5の受光端面に集束させ
ることができるが、電気光学材料12の受光端面等に無
反射コーティングを施せば、更に光損失を少なくするこ
とができ、このときの光損失は4dBになる。
第5図は、本発明の一実施例の更に他の具体例の構成を
示すもので、第4図の符号と同一符号のものは同一部分
を示しており、又、16は電気光学材料12の受光端面
に設けた透明電極である。
このように構成された本実施例では、各透明導電材料1
5の間及び透明電極16に電圧が印加されていないとき
には、光ファイバ1からレンズ11を介して電気光学材
料12に入射した光は、フレネルレンズ14によって集
束されて、光ファイバ5に入射するので、光ファイバ1
と光ファイバ5とは光結合する。ところが、各透明導電
材料15の間及び透明電極16に50Vの電圧が印加さ
れたときには、フレネルレンズ14のレンズ効果が消滅
して、光ファイバ1からレンズ11を介して電気光学材
料12に入射した光は拡散されて、光ファイバ5の受光
端面にほとんど入射しないので、光ファイバ1と光ファ
イバ5とは光結合しない。即ち、各透明導電材料15の
間への通電を制御することにより、光スイッチのオン・
オフの切換えができる。
尚、フレネルレンズ13に伝送された平行光は、はとん
ど損失なく光ファイバ5の受光端面に集束させることが
できるが、電気光学材料12の受光端面等に無反射コー
ティングを施せば、更に損失を少なくすることができる
。例えば、コア径50pmの屈折率分布型の光ファイバ
1から波長0.81pmの光を放射して、屈折率分布型
のレンズ11により平行光を作り、その平行光を、IT
O[(In、Ti)02)の透明電極16を受光端面に
設け、且つ、ITOC(I n=Tx) 02)の透明
導電材料15で構成されたフレネルレンズ14を発光端
面に設けた厚さ50μmの電気光学セラミックPLZT
[組成(9165/35))の電気光学材料12を通し
て、屈折率分布型の光ファイバ5に入射させたときには
、無反射コーティングが施されていれば、光損失は4d
B、消光比は20dBとなる。
第6図は、本発明の他の実施例の構成を示すもので、第
3図及び第5図の符号と同一符号のものは同一部分を示
しており、又、17はフレネルレンズ14と光ファイバ
5の受光端面との間の光軸上に設置された遮光板である
このように構成された本実施例では、各透明導電材料1
5の間及び透明電極16に電圧が印加されていないとき
には、光ファイバ1からレンズ11を介して電気光学材
料12に入射した光は、フレネルレンズ14によって集
束されて、光ファイバ5に入射するので、光ファイバ1
と光ファイバ5とは光結合する。このとき、光ファイバ
5の受光端面に集束、入射する光は、遮光板17の面積
の広さ分だけ光が遮断されて、光損失を生じるが、遮光
板17をフレネルレンズ14に近付けて設置することに
より、その光損失を少なくすることができる。ところが
、各透明導電材料15の間及び透明電極16に電圧が印
加されたときには、フレネルレンズ14のレンズ効果が
消滅して、光ファイバ1からレンズ11を介して電気光
学材料12に入射した光は拡散されて、光ファイバ5の
受光端面に入射しないので、光ファイバ1と光ファイバ
5とは光結合しない。このとき、光ファイバ5の受光端
面に入射しようとする光が遮光板17によってほぼ完全
に遮断されるので、消光比が上がる。即ち、各透明導電
材料15の間への通電を制御することにより、光スイッ
チのオン・オフの切換えができる。
尚、コア径50pmの屈折率分布型の光ファイバ1及び
5、屈折率分布型のレンズ11、受光端面に工T OC
CI n、Tj、) 02)の透明電極16を設け、且
つ、発光端面にITO[:(In、Ti)O,)の透明
導電材料15からなるフレネルレンズ14を設けた厚さ
50pmの電気光学セラミックPLZT(組成(916
5/35) )の電気光学材料12、波長0.81pm
の光を使用し、更に、無反射コーティングを施している
ときには、直径200pmの遮光板17をフレネルレン
ズ14から光ファイバ5の方向に1+++n+離して設
置すれば、消光比が40dBになる。これは、第1図に
示した従来の機械式光スイッチと同程度の消光比であり
、しかも、応答速度はIonsと速くなる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、電気光学効果を
利用しているので、応答速度が速くなる利点がある。又
、電気光学効果の動作はフーリエ変換作用を用いている
ので、高価な波面保存ファイバを使用する必要がなくな
り、光スイッチが安価になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の機械的光スイッチの構成図、第2図は従
来の先導波路型光スイッチの構成図、第3図は本発明の
一実施例の構成図、第4図は本発明の一実施例の他の具
体例の構成図、第5図は本発明の一実施例の更に他の具
体例の構成図、第6図は本発明の他の実施例の構成図で
ある。 1.5 ・・・光ファイバ、11・・・屈折率分布型レ
ンズ、12・・・電気光学材料、13゜14・・・フレ
ネルレンズ、15・・・透明導電材料。 特許出願人  松下電器産業株式会社 第1図 第3図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発光端面から光を放射する光ファイバと、前記光
    ファイバから放射された光を平行光に変換する屈折率分
    布型レンズと、発光端面にフレネルレンズを設けて、前
    記屈折率分布型レンズから射出された平行光を集束させ
    たり、拡散させる電気光学材料と、前記フレネルレンズ
    の焦点に受光端面を設置した光ファイバとで構成されて
    いることを特徴とする光スイッチ。
  2. (2)前記フレネルレンズは透明導電材料で形成されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
    光スイッチ。
JP15649284A 1984-07-28 1984-07-28 光スイツチ Pending JPS6135407A (ja)

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JP15649284A JPS6135407A (ja) 1984-07-28 1984-07-28 光スイツチ

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JP15649284A JPS6135407A (ja) 1984-07-28 1984-07-28 光スイツチ

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JPS6135407A true JPS6135407A (ja) 1986-02-19

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ID=15628935

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JP15649284A Pending JPS6135407A (ja) 1984-07-28 1984-07-28 光スイツチ

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JP (1) JPS6135407A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6333716A (ja) * 1986-07-29 1988-02-13 Omron Tateisi Electronics Co 光整形装置
JPS6355506A (ja) * 1986-08-26 1988-03-10 Nec Corp 光フアイバ結合器
US4815807A (en) * 1987-09-14 1989-03-28 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Collimator lens for optical fiber

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6333716A (ja) * 1986-07-29 1988-02-13 Omron Tateisi Electronics Co 光整形装置
JPS6355506A (ja) * 1986-08-26 1988-03-10 Nec Corp 光フアイバ結合器
US4815807A (en) * 1987-09-14 1989-03-28 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Collimator lens for optical fiber

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