JPS6138934A - 光路切換器 - Google Patents

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） この発明は夫々二つの光の入射口、出射口を有する光路
切換器に関する。

（従来の技術） 従来光路切換器としては光ファイバーやプリズム等の光
学素子を機械的に駆動して光路の切換を行うものと、電
気光学効果や音響光学効果を利用し可動部のないものと
に大別できる。

機械的に光路を切換える機構は製作が比較的容易で、入
射光量の略全量を切換光路へ出射させることができる利
点を有する反面、可動部を有するための切換速度に限界
があり、可動部品の摩耗、疲労等による信頼性低下の問
題がある。

これに対して電気光学効果等を利用した光路切換機構は
可動部を全く持たず、高速な切換えが可能で、又機械的
な切換機構と異なり、可動部の摩耗等により信頼性低下
等の問題を生じない。

（発明が解決しようとする問題点） 従来から上記いずれかの方式を使用した光路切換器が市
販されているが、これ等市販の光路切換器の大部分は、
光入射口が一つであり、そのため使用用途が限られてい
る。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために、この発明ではの 方形雌枠の対角線上の一与♂を形成する二辺に互いに直
角となる配置で一対の外部光路接続口を配すると共に、
上記方形雌枠の対角線上の他方の角を形成する二辺に互
いに直角となる配置で他の一対の外部光路接続口を配し
、又上記方形雌枠の一方の角を形成する空間内に先部光
分離素子を配し、該先部光分離素子の角部を形成する二
辺に上記一対の光路接続口を対向させると共に、上記方
形雌枠の他方の角を形成する空間内に他の先部光分離素
子を配し、該先部光分離素子の角部を形成する二辺に上
記他の一対の光路接続口を対向させるようにしたもので
ある。

（作用） 以上の構成によれば、方形雌枠の対角線上の角に一対の
外部光路接続口及び他の一対の外部光路接続口を有する
ため、光をこれ等二つの出入口より入射或は出射させる
ことができる。

（実施例） 以下、図示の実施例に基いてこの発明を説明すると、ｌ
はこの発明に係る光路切換器、２は光路切換器１の方形
雌枠を示す。　　　　′方形筐枠２内には着脱可能な蓋
１２で閉塞された方形の空間３が形成され方形空間３の
対角線上の角に一対の偏光ビームスプリッタ−４ａ、４
ｂが配設される。

一方、上記方形空間３の対角線上の角に対応する方形雌
枠２の一方の角を形成する二辺とは互いに直角となる配
置で、光ファイバー等で構成される外部光路に接続する
一対の接続口９ａ、９ｂを配設し、更に接続口９ａ、９
ｂと上記偏光ビームスプリッタ−４ａの角部を形成する
二辺とが互いに対向するように配設する。

又上記方形空間３の対角線上の他方の角に、対応する方
形雌枠２の他方の角を形成する二辺とは互いに直角とな
る配置で、光ファイバー等で構成される外部光路に接続
する一対の接続口９ｃ。

９ｄを配設し、更に接続口９ｃ　、９ｄと上記偏光ビー
ムスプリッタ−４ｂの角部を形成する二辺とが互いに対
向するように配設する。

従って、この発明では例えば一対の接続口９ａ、９ｂよ
り光を入射し、器内の偏光ビームスプリッタ−４ａ、４
ｂ間に設けられる光路切換機構により光路を切換え、他
の一対の接続口９ｃ。

９ｄより光を出射させることもでき、又接続口９ｃ　、
９ｄのいずれか一方より入射させて光路を切換え、他の
一対の接続口９ａ、９ｂより出射させることができる。

尚、偏光ビームスプリッタ−４ａ　、４ｂ間に設けられ
る光路切換機構は従来公知の、電気光学効果、磁気光学
効果を利用した光路切換機構いずれをも使用することか
で・きるが、この実施例では双方向性の光路切換機構を
設け、上記一対の光路接続口９ａ、９ｂ及び他の一対の
接続口９ｃ、９ｄを光の入射口、出射口いずれにも使用
できるようにした新規な光路切換機構を開示している。

この双方向性光路切換機構の第１実施例を第１図、第４
図に基いて説明すると、上記一対の偏光ビームスプリッ
タ−４ａ、４ｂに対して方形空間３の他の対角線上角に
はプリズム等で構成された一対の反射素子５ａ、５ｂを
配設し、これにより方形空間３内には偏光ビームスプリ
ッタ−４ａ−反射素子５ａ−偏光ビームスプリッタ−４
ｂ（以下、内部光路６ａとする）と偏光ビームスプリッ
タ−４ａ−反射素子５ｂ−偏光ビームスブリッタ−４ｂ
（以下、内部光路６ｂとする）で構成される一対の内部
光路６ａと６ｂを形成する。

又、内部光路６ａのうち偏光ビームスプリッタ−４ａと
反射素子５ａの間には通過する光の偏光方向を切換える
電気光学的結晶素子７ａ（この実施例では透明セラミッ
クＰＬＺＴを使用する）を配置し、内部光路６ｂのうち
反射素子５ｂと偏光ビームスプリッタ−４ｂの間には通
過する光の偏光方向を切換える電気光学的結晶素子７ｂ
（この実施例では透明セラミックＰＬＺＴを使用する）
を配置し、更に偏光ビームスプリッタ−４ａと反射素子
５ｂの間にはｌ／２波長板８を配置する。

尚、内部光路６ａ、６ｂの偏光ビームスブリツタ−４ａ
、４ｂ、反射素子５　ａ　、　５　ｂ、電気光学的結晶
素子７ａ、７ｂ或は１／２波長板８間には通過する光に
影響を与えない透明ガラス等で構成されるスペーサー１
１を介在させて各内部光路が狂わないようにしである。

以上により、双方向性光路切換機構を構成する。次にこ
の動作を、外部光路から接続口９ａ又は９ｂに光が入射
された場合について説明する（第４図参照）。

接続口９ａ、９ｂには例えばレンズが設けられ、光ファ
イバーからの光（点光源）は平行ビームにして偏光ビー
ムスプリー、ター４ａに入射される。偏光ビームスプリ
ッタ−４ａでは接続口９ａ又は９ｂから入射された平行
ビームが偏光され、内部光路６ａ、６ｂには夫々直交す
る関係にある直線偏光ビームＩＣ）ａと１０ｂが出射す
る。直線偏光ビーム１０ａはそのまま電気光学的結晶素
子７ａに入射され、直線偏光ビーム１０ｂはｌ／２波長
板８を通過することによりその偏光方向を変え、更に反
射素子５ｂで反射されて電気光学的結晶素子７ｂに入射
される。

素子７ａ、７ｂたる透明セラミックＰＬＺＴ等の電気光
学的結晶素子は電圧を掛けてこれを通過するビームの偏
光方向を９０°変えることができる。　従って電気光学
的結晶素子７ａ、に直流電圧を掛けＯＮ、同素子７ｂに
直流電圧を掛けないＯＦＦの場合、直線偏光ビームｌｏ
ａは素子７ａ内で９０°偏光され、反射素子５ａで反射
されて偏光ビームスプリッタ−４ｂに入射され、ここで
は直角方向に転向される。

又直線偏光ビーム１０ｂは素子７ｂをそのまま通過して
偏光ビームスプリッタ−４ｂに入射し、偏光ビームスプ
リッタ−４ｂ内を直進する。

従って直線偏光ビーム１０ａと１０ｂは偏光ビームスプ
リッタ−４ｂで重畳され、接続口９ｃから出射する。

尚、接続口９ｃにはレンズが設けられており、出射した
ビームは集光して外部光路を構成する光ファイバーに取
り込まれる。

一方、電気光学的結晶素子７ａをＯＦＦ　、同素子７ｂ
をＯＮにした場合には、直線偏光ビーム１０ａは素子７
ａをそのまま通過し、偏光ビームスプリッタ−４ｂ内を
直進する。

直線偏光ビームｔａｂは素子７ｂ内で９０°偏光され、
偏光ビームスプリッタ−４ｂに入射され、ここでは直角
方向に転向される。

そのため、直線偏光ビームｌＯａとｔａｂは偏光ビーム
スプリッタ−４ｂで重畳され、接続口９ｄから出射する
。

従って、電気光学４５１的結晶素子７ａと７ｂを交互に
ＯＮ、ＯＦＦすることにより、光路の切換を行うことが
できる。

一方偏光ビームスプリッター４ａと反射素子５ｂの間に
配置されている１／２波長板８を偏光ビームスプリッタ
−４ｂと反射素子５ａの間に配置代えし、接続口９ａ、
９ｂから光を入射させるようにすれば、前記と全く同様
な光路の切換え操作により、電気光学的結晶素子７ａを
ＯＮ、同素子７ｂをＯＦＦにすれば接続口９ｄから重畳
された偏光ビームか゛出射し、素子７ａをＯＦＦ　、素
子７ｂをＯＮにすれば接続口９ｃから重畳された偏光ビ
ームが出射する０以上は接続口９ａ又は９ｂに光が入射
された場合であるが、接続口９ｃ又は９ｄに光が入射さ
れた場合も前記と全く同様な光路の切換操作により接続
口９ａ又は９ｂから重畳された偏光ビームが出射する。

即ち、双方向性光路切換機構が構成される。

更に第３図、第５図の第２実施例に示したように、１７
２波長板８を設けなくても双方向性光路切換機構を構成
することがきる。　　　　　　′ただし、この場合は電
気光学的結晶素子７ａ。

７ｂを同時にＯＮするか、又は同時にＯＦＦとする。

同素子７ａ、７ｂを同時にＯＷＬ、た場合、偏光ビーム
スプリッタ−４ａより内部光路６ａに送入された偏光ビ
ームは偏光ビームスプリッタ−４ｂで直角方向に転向さ
れ、又偏光ビームスプリッタ−４ａより内部光路６ｂに
送入された偏光ビームは偏光ビームスプリッタ−４ｂを
直進する。従って、接続口９ｃからはこれ等の偏光ビー
ムが重畳して出射する。

又電気光学的結晶素子７ａ、７ｂを同時にＯＦＦした場
合、偏光ビームスプリッタ−４ｂより内部光路６ａに送
入された偏光ビームスプリッタ−４ｂを直進し、又偏光
ビームスプリッタ−４ａより内部光路６ｂに送入された
偏光ビームは偏光ビームスプリッタ−４ｂで直角方向に
転向される。

従って、接続口９ｄからはこれ等の偏光ビームが重畳し
て出射する。

前記とは逆に、偏光ビームスプリッタ−４ｂより光を入
射させ、同時に電気光学的結晶素子７ａ、７ｂをＯＮし
た場合には接続口９ｂから重畳した偏光ビームを出射さ
せることがきる。

即ち、双方向性の光路切換えを行うことができる。尚、
素子７ａ、７ｂとしては従来公知のニオブ酸リチウム結
晶素子等を使用することもできるが、この実施例では低
電圧駆動で大きな電気光学効果を発揮する透明セラミッ
クＰＬＺＴを使用するため、低電力で確実な切換え操作
を行うことができる。

（発明の効果） 以上要するに、この発明によれば方形筐枠の対角線上の
角に設けられた一対の光路接続口及び他の一対の光路接
続口より光を入射及び出射させるさせることができ、従
って、従来の入射光ロ一つのみの光路切換器に比べて入
射光口４個所を適宜選択して実施できるので、幅広い用
途に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す光路切換器の横断平
面図、第２図は同上の平面図、第４図は第１図実施例の
動作を説明するための素子配列を以って示す光路図、第
３図はｌ／２波長板を設けない場合の光路切換器の横断
平面図、第５図は同上の素子配列を以って示す光路図で
ある。 ■・・・光路切換器、２・・・方形筐枠、３・・・方形
筐枠２内の方形空間、４ａ、４ｂ・・・一対の偏光ビー
ムスプリッタ−１９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｃ・一方形筐枠
２に設けられた外部光路への接続口。 第１図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）方形筐枠対角線上の一方の角を形成する二辺に互
   いに直角となる配置で一対の光路接続口を配すると共に
   、上記方形筐枠の対角線上の他方の角を形成する二辺に
   互いに直角となる配置で他の一対の光路接続口を配し、
   又上記方形筐枠の一方の角を形成する空間内に光偏光分
   離素子を配し、該光偏光分離素子の角部を形成する二辺
   に上記一対の光路接続口を対向させると共に、上記方形
   筐枠の他方の角を形成する空間内に他の光偏光分離素子
   を配し、該光偏光分離素子の角部を形成する二辺に上記
   他の一対の光路接続口を対向させるようにしたことを特
   徴とする光路切換器。
2. （２）一対の光路接続口及び他の一対の光路接続口を入
   射口、出射口いずれかに使用する特許請求の範囲第１項
   記載の光路切換器。