JPS62180333A - 光路切換装置 - Google Patents
光路切換装置Info
- Publication number
- JPS62180333A JPS62180333A JP2119486A JP2119486A JPS62180333A JP S62180333 A JPS62180333 A JP S62180333A JP 2119486 A JP2119486 A JP 2119486A JP 2119486 A JP2119486 A JP 2119486A JP S62180333 A JPS62180333 A JP S62180333A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- electric field
- transparent
- optical path
- crystal layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 32
- 239000005262 ferroelectric liquid crystals (FLCs) Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 41
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/141—Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光伝送においてその伝送路の切換に用いられ
る光路切換装置に関する。
る光路切換装置に関する。
光ファイバーを用いた光通信システム等の光伝送におい
ては、光伝送路を切換えたり光伝送をバイパスさせたり
するため光路切換装置が必要である。この光路切換装置
として、例えば、１９８０年発行のｒｏｐｔｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓＪ Ｖｏｌ、 ５ 、 Ｎｏ、 ４の１４
７頁〜１４９頁に記載の論文「４ポートの電気光学式液
晶デバイスによる無偏光ファイバ光の全スイッチングＪ
（Ｒ６Ａ、 ５ｏｒｅｆおよび［１，）ｌ。
ては、光伝送路を切換えたり光伝送をバイパスさせたり
するため光路切換装置が必要である。この光路切換装置
として、例えば、１９８０年発行のｒｏｐｔｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓＪ Ｖｏｌ、 ５ 、 Ｎｏ、 ４の１４
７頁〜１４９頁に記載の論文「４ポートの電気光学式液
晶デバイスによる無偏光ファイバ光の全スイッチングＪ
（Ｒ６Ａ、 ５ｏｒｅｆおよび［１，）ｌ。
Ｍ ｃ Ｍａｈｏｎ発表）にみられる液晶を用いた光路
切換装置が提案されている。
切換装置が提案されている。
このような従来の光路切換装置は、２つの対向する透明
基板間にネマチック液晶を封入し、透明基板内面にそれ
ぞれ透明電極を設け、これら透明電極間に交流電界を印
加することにより液晶分子の配向を変化させ、これによ
り入射光を２つの方向のいずれかへ切換える構成となっ
ている。この概略構成を図により説明する。
基板間にネマチック液晶を封入し、透明基板内面にそれ
ぞれ透明電極を設け、これら透明電極間に交流電界を印
加することにより液晶分子の配向を変化させ、これによ
り入射光を２つの方向のいずれかへ切換える構成となっ
ている。この概略構成を図により説明する。
第７図（ａ）、 （ｂ）は従来の光路切換装置の要部の
概略図である。図で、■は対向して配置された透明基板
、２は各透明基板１の対向する面に蒸着等により設けら
れた透明電極、３は各透明基板１間に密封されたネマチ
ック液晶層である。３′はネマチック液晶層３における
液晶分子を示す。４は各透明電極２に電圧を印加するた
めの交流電源、５はスイッチである。
概略図である。図で、■は対向して配置された透明基板
、２は各透明基板１の対向する面に蒸着等により設けら
れた透明電極、３は各透明基板１間に密封されたネマチ
ック液晶層である。３′はネマチック液晶層３における
液晶分子を示す。４は各透明電極２に電圧を印加するた
めの交流電源、５はスイッチである。
スイッチ５をＯＦＦとして透明電極２に電圧が印加され
ていない場合、ネマチック液晶Ｎ３内の各液晶分子３′
は、第７図（ａ）に示すように透明電極２に平行に並ん
だ状態となる。この状態から、スイッチ５をＯＮとして
透明電極２に電圧が印加されると、各液晶分子３′の大
部分は、第７図（ｂｌに示すように１明電極２に垂直な
方向（電界の方向）に並んだ状態となる。このため、例
えば、光を図で斜め上方から入射させると、スイッチ５
がＯＦＦとされた第７図（ａ）に示す状態では光は反射
され、スイッチ５がＯＮとされた第７図（ｂｌに示す状
態では光は下方に透過して下方の透明基板から出力され
ることとなる。即ち、スイッチ５のＯＮ。
ていない場合、ネマチック液晶Ｎ３内の各液晶分子３′
は、第７図（ａ）に示すように透明電極２に平行に並ん
だ状態となる。この状態から、スイッチ５をＯＮとして
透明電極２に電圧が印加されると、各液晶分子３′の大
部分は、第７図（ｂｌに示すように１明電極２に垂直な
方向（電界の方向）に並んだ状態となる。このため、例
えば、光を図で斜め上方から入射させると、スイッチ５
がＯＦＦとされた第７図（ａ）に示す状態では光は反射
され、スイッチ５がＯＮとされた第７図（ｂｌに示す状
態では光は下方に透過して下方の透明基板から出力され
ることとなる。即ち、スイッチ５のＯＮ。
ＯＦＦにより光路を切換えることができる。
ところで、上記従来の光路切換装置においては、第７図
（ｂ）にも示されているように、スイッチ５をＯＮとし
たとき、界面付近の液晶分子３′が電界に応答しにくく
、透明電極２に平行のまま残るものがあり、この液晶分
子により中央部分の液晶分子の配列も影響を受けるとい
う現象が生じていた。
（ｂ）にも示されているように、スイッチ５をＯＮとし
たとき、界面付近の液晶分子３′が電界に応答しにくく
、透明電極２に平行のまま残るものがあり、この液晶分
子により中央部分の液晶分子の配列も影響を受けるとい
う現象が生じていた。
この結果、入射光の透過率又は反射率が低下し、光路切
換装置のクロストーク（漏話）が大きくなるという欠点
があった。そして、上記現象を改善するには電圧を増加
しなければならず、このため高い駆動電圧を必要とする
ことになり、好ましくなかった。
換装置のクロストーク（漏話）が大きくなるという欠点
があった。そして、上記現象を改善するには電圧を増加
しなければならず、このため高い駆動電圧を必要とする
ことになり、好ましくなかった。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、高い駆動
電圧を用いることな（クロストークを減少することがで
きる光路切換装置を提供するにある。
電圧を用いることな（クロストークを減少することがで
きる光路切換装置を提供するにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、２つの対向する
透明基板の各対向面に透明電極を設け、これら各透明電
極間に強誘電性液晶層を介在させ、各透明電極間に電圧
を印加するようにしたことを特徴とする。
透明基板の各対向面に透明電極を設け、これら各透明電
極間に強誘電性液晶層を介在させ、各透明電極間に電圧
を印加するようにしたことを特徴とする。
各透明電極間に電圧が印加されていないとき、強誘電性
液晶層の各液晶分子はその液晶分子の長軸が螺旋軸に対
しである一定角度を有する状態で螺旋状に配向されてい
る。各透明電極間に電圧が印加されると、当該各液晶分
子は電界と垂直な平面上に前記螺旋軸に対しである角度
をもって配向される。又、逆の電界に対しては、各液晶
分子は上記平面上に前記螺旋軸に対して反対側に同一角
度をもって配向される。この現象を利用して入射光の光
路を切換える。
液晶層の各液晶分子はその液晶分子の長軸が螺旋軸に対
しである一定角度を有する状態で螺旋状に配向されてい
る。各透明電極間に電圧が印加されると、当該各液晶分
子は電界と垂直な平面上に前記螺旋軸に対しである角度
をもって配向される。又、逆の電界に対しては、各液晶
分子は上記平面上に前記螺旋軸に対して反対側に同一角
度をもって配向される。この現象を利用して入射光の光
路を切換える。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例に係る光路切換装置の側面図で
ある。図で、ｌｌａ、ｌｌｂは対向して配置されたガラ
スプリズム、１２ａ、１２ｂはそれぞれガラスプリズム
ｌｌａ、ｌｌｂの底面に蒸着された透明電極、１３は透
明電極１２ａ、 １２ｂ間の間隔を所定の間隔（例えば
１．５μｍ）に保持するフィルムである。１４はガラス
プリズム１１ａ。
ある。図で、ｌｌａ、ｌｌｂは対向して配置されたガラ
スプリズム、１２ａ、１２ｂはそれぞれガラスプリズム
ｌｌａ、ｌｌｂの底面に蒸着された透明電極、１３は透
明電極１２ａ、 １２ｂ間の間隔を所定の間隔（例えば
１．５μｍ）に保持するフィルムである。１４はガラス
プリズム１１ａ。
１１ｂ、透明電極１２ａ、１２ｂおよびフィルム１３で
囲まれた領域内に密封される強誘電性液晶層である。１
５ａ＋、１５ａｚ、１５ｂ＋、１５ｂｚはプリズムｌｌ
ａ、ｌｌｂの各面に装着されたレンズ、１６ａ＋、１６
ａｔ、１６ｂ＋、１６ｂｚは各レンズ１５ａ＋、１５ａ
ｚ、１５ｂ＋、１５ｂｚに結合された偏波面保存ファイ
バである。１７は直流電源、１８はスイッチを示す。ス
イッチ１８は透明電極１２ａ、１２ｂに対して、電源１
７の電圧を極性を選択して印加することができるように
構成されている。
囲まれた領域内に密封される強誘電性液晶層である。１
５ａ＋、１５ａｚ、１５ｂ＋、１５ｂｚはプリズムｌｌ
ａ、ｌｌｂの各面に装着されたレンズ、１６ａ＋、１６
ａｔ、１６ｂ＋、１６ｂｚは各レンズ１５ａ＋、１５ａ
ｚ、１５ｂ＋、１５ｂｚに結合された偏波面保存ファイ
バである。１７は直流電源、１８はスイッチを示す。ス
イッチ１８は透明電極１２ａ、１２ｂに対して、電源１
７の電圧を極性を選択して印加することができるように
構成されている。
ここで、本実施例に使用される強誘電性液晶について述
べる。第２図（ａ）、 （ｂ）、 Ｔｅｌは強誘電性液
晶の液晶分子の配向状態図である。各図とも、透明電極
側からみた状態が示されている。図中、１４′は液晶分
子、１４″は螺旋軸を示す。第２図（ａ）は電界が印加
されていない場合の液晶分子の配向状態を示す。この場
合、各液晶分子１４”はある１つの螺旋軸１４＃を中心
に順次螺旋状に配向されている。ここで、液晶分子１４
′の長軸と螺旋軸１４“とのなす角はｅｔである。自発
分極の方向は、螺旋軸１４“と液晶分子１４゛の長軸と
によってできる平面に垂直な方向である。
べる。第２図（ａ）、 （ｂ）、 Ｔｅｌは強誘電性液
晶の液晶分子の配向状態図である。各図とも、透明電極
側からみた状態が示されている。図中、１４′は液晶分
子、１４″は螺旋軸を示す。第２図（ａ）は電界が印加
されていない場合の液晶分子の配向状態を示す。この場
合、各液晶分子１４”はある１つの螺旋軸１４＃を中心
に順次螺旋状に配向されている。ここで、液晶分子１４
′の長軸と螺旋軸１４“とのなす角はｅｔである。自発
分極の方向は、螺旋軸１４“と液晶分子１４゛の長軸と
によってできる平面に垂直な方向である。
今、この状態から紙面に垂直方向に下向きの電界を闇値
以上の値で印加すると、各液晶分子１４′は第２図中）
に示すように、螺旋軸１４＃の一方側（図では左側）に
おいて紙面上に揃って配向される。このとき、各液晶分
子１４′の長軸と螺旋軸１４”とのなす角は角度θ、で
変らない、又、上記とは逆に、紙面に垂直方向に上向き
の電界を閾値以上の値（前記の値と絶対値が等しい値）
で印加すると、各液晶分子１４’は第２図（Ｃ１に示す
ように、螺旋軸１４″の他方側（図では右側）において
紙面上に揃って配向される。各液晶分子１４′の長軸と
螺旋軸１４“とのなす角はこの場合も角度θ、で変らな
い。このように、強誘電性液晶は電界を反転させること
により、その液晶分子１４′の分子配向を螺旋軸に対す
る傾き角度θ、の２倍に変化させることができる。
以上の値で印加すると、各液晶分子１４′は第２図中）
に示すように、螺旋軸１４＃の一方側（図では左側）に
おいて紙面上に揃って配向される。このとき、各液晶分
子１４′の長軸と螺旋軸１４”とのなす角は角度θ、で
変らない、又、上記とは逆に、紙面に垂直方向に上向き
の電界を閾値以上の値（前記の値と絶対値が等しい値）
で印加すると、各液晶分子１４’は第２図（Ｃ１に示す
ように、螺旋軸１４″の他方側（図では右側）において
紙面上に揃って配向される。各液晶分子１４′の長軸と
螺旋軸１４“とのなす角はこの場合も角度θ、で変らな
い。このように、強誘電性液晶は電界を反転させること
により、その液晶分子１４′の分子配向を螺旋軸に対す
る傾き角度θ、の２倍に変化させることができる。
さらに、強誘電性液晶を透明電極間で駆動する場合、液
晶層厚を薄＜シ（例えば前述のように１゜５μｍ）、か
つ、液晶界面および液晶組成を適宜調整すれば、一旦電
界を印加しその後この電界を除去しても、電界印加時の
液晶分子の配向は保持される。即ち、分子配向にメモリ
性をもたせることができる。このような特性は、強誘電
性液晶がその界面近傍の液晶分子まで完全に上述の分子
配向に切換えられることにより、はじめて可能となる。
晶層厚を薄＜シ（例えば前述のように１゜５μｍ）、か
つ、液晶界面および液晶組成を適宜調整すれば、一旦電
界を印加しその後この電界を除去しても、電界印加時の
液晶分子の配向は保持される。即ち、分子配向にメモリ
性をもたせることができる。このような特性は、強誘電
性液晶がその界面近傍の液晶分子まで完全に上述の分子
配向に切換えられることにより、はじめて可能となる。
次に、本実施例の動作を第３図（ａ）、 （ｂｌに示す
原理図に基づいて説明する。第３図［ａ）、 （ｂ）に
おいて、第１図に示す部分と同一部分には同一符号が付
しである。一般に、液晶のような光学的に一軸性の物質
に、異常光線となる直線偏光を入射した場合、入射方向
と光軸とのなす角が変化することにより屈折率が変化す
る。したがって、第２図（ｂ）、 （Ｃ）に示すように
、電界を印加して光軸、即ち液晶分子１４′の長軸の方
向を変化させると、液晶層に入射する入射光の屈折率を
変化させることができ、これにより、入射光を全反射さ
せたり透過させたりすることができる。第３図（ａ）
、 （ｂ）はこれを示す原理図である。
原理図に基づいて説明する。第３図［ａ）、 （ｂ）に
おいて、第１図に示す部分と同一部分には同一符号が付
しである。一般に、液晶のような光学的に一軸性の物質
に、異常光線となる直線偏光を入射した場合、入射方向
と光軸とのなす角が変化することにより屈折率が変化す
る。したがって、第２図（ｂ）、 （Ｃ）に示すように
、電界を印加して光軸、即ち液晶分子１４′の長軸の方
向を変化させると、液晶層に入射する入射光の屈折率を
変化させることができ、これにより、入射光を全反射さ
せたり透過させたりすることができる。第３図（ａ）
、 （ｂ）はこれを示す原理図である。
今、入射面に垂直方向の振動（符号Ｅ、で表わされる）
をする直線偏光光線りが第３図（ａｌ、 （ｂｌに示す
ように入射したとし、この光線りの入射方向を、第２図
（ａ）〜（Ｃ）において右上方から斜めに入射する方向
とする。又、角度θ１が４５°であるとする。まず、第
３図（ａｌに示すように、電界Ｅを短時間上向きに印加
した場合、即ち、第２図（ｃ）に対応する場合、強誘電
性液晶層１４の屈折率は異常光屈折率ｎ８となり、光線
りは透過する。この状態は前述の強誘電性液晶のメモリ
性により維持される。
をする直線偏光光線りが第３図（ａｌ、 （ｂｌに示す
ように入射したとし、この光線りの入射方向を、第２図
（ａ）〜（Ｃ）において右上方から斜めに入射する方向
とする。又、角度θ１が４５°であるとする。まず、第
３図（ａｌに示すように、電界Ｅを短時間上向きに印加
した場合、即ち、第２図（ｃ）に対応する場合、強誘電
性液晶層１４の屈折率は異常光屈折率ｎ８となり、光線
りは透過する。この状態は前述の強誘電性液晶のメモリ
性により維持される。
次に、電界Ｅを第３図中）に示すように短時間下向きに
印加した場合、即ち、第２図（ｂ）に対応する場合、強
誘電性液晶層１４の屈折率は常光屈折率ｎ０となり、光
線りは全反射し、この状態が維持される。いずれの場合
も、液晶分子の長軸は電界の方向に常に垂直であり、分
子配光は透明電極１２ａ、１２ｂに常に平行となる。
印加した場合、即ち、第２図（ｂ）に対応する場合、強
誘電性液晶層１４の屈折率は常光屈折率ｎ０となり、光
線りは全反射し、この状態が維持される。いずれの場合
も、液晶分子の長軸は電界の方向に常に垂直であり、分
子配光は透明電極１２ａ、１２ｂに常に平行となる。
なお、電圧印加時に上記のような所要の分子配向を得る
ためには、液晶分子１４′を予め所定の方向に配向させ
ておく必要があり、実際の使用に際しては、透明電極１
２ａ、１２ｂの表面（強誘電性液晶層１４との境界面）
には配向膜が設けられるが、その図示は省略されている
。
ためには、液晶分子１４′を予め所定の方向に配向させ
ておく必要があり、実際の使用に際しては、透明電極１
２ａ、１２ｂの表面（強誘電性液晶層１４との境界面）
には配向膜が設けられるが、その図示は省略されている
。
第３図（ａ）、 （ｂ）に示すように入射光線りを透過
および全反射させるためには光線りの入射角ｅ（入射面
の法線に対する角度）は次式で表わされる範囲内にある
必要がある。（但し、ｎ９はガラスプリズムｌｌａ、ｌ
ｌｂの屈折率） ｎ９ ｎ。
および全反射させるためには光線りの入射角ｅ（入射面
の法線に対する角度）は次式で表わされる範囲内にある
必要がある。（但し、ｎ９はガラスプリズムｌｌａ、ｌ
ｌｂの屈折率） ｎ９ ｎ。
以上のことから、第１図に示す装置において、ファイバ
１６ａ１から入射し、レンズ１５ａ、により平行に変換
された光線りは、第３図（ａｌに示されるような電界が
スイッチ１８を介して印加されたとき、レンズ１５ｂ２
により集光されてファイバ１６ｂ２から出力され、逆向
きの電界が印加されたとき、レンズ１５ａ２により集光
されてファイバ１６ａｚから出力される。即ち、スイッ
チ１８により光線りの光路を切換えることができる。
１６ａ１から入射し、レンズ１５ａ、により平行に変換
された光線りは、第３図（ａｌに示されるような電界が
スイッチ１８を介して印加されたとき、レンズ１５ｂ２
により集光されてファイバ１６ｂ２から出力され、逆向
きの電界が印加されたとき、レンズ１５ａ２により集光
されてファイバ１６ａｚから出力される。即ち、スイッ
チ１８により光線りの光路を切換えることができる。
なお、第３図（ａ）、 （ｂ）における分子配向状態は
単なる１例であり、例えば、同じ分子配向状態を得るの
に螺旋軸方向として少なくとも２種が考えられ、又、印
加電界方向と分子配向方向の関係は、強誘電性液晶材料
によって逆の関係になることもある。又、ガラスプリズ
ムの底面には、強誘電性液晶層１４に入射する際の入射
光の反射損失を最低に抑えるため無反射コーティング（
図示されていない）が施されている。なお又、４つのフ
ァイバーはいずれも入射ポート、出射ボートとして任意
に用いることができ、したがって、双方向の光路切換え
も可能である。
単なる１例であり、例えば、同じ分子配向状態を得るの
に螺旋軸方向として少なくとも２種が考えられ、又、印
加電界方向と分子配向方向の関係は、強誘電性液晶材料
によって逆の関係になることもある。又、ガラスプリズ
ムの底面には、強誘電性液晶層１４に入射する際の入射
光の反射損失を最低に抑えるため無反射コーティング（
図示されていない）が施されている。なお又、４つのフ
ァイバーはいずれも入射ポート、出射ボートとして任意
に用いることができ、したがって、双方向の光路切換え
も可能である。
このように、本実施例では、液晶層として強誘電性液晶
層を用いたので、界面付近の液晶分子も確実に所定の分
子配向に切換えることができ、ひいては、駆動電圧を大
きくすることなくクロストークを改善することができる
。又、逆極性の電界を交互に印加する駆動モードである
ため、強制的に分子配向の切換えがなされ、従来装置の
ネマチック液晶における電界除去の場合と比較し、応答
速度が著るしく向上する。さらに、強誘電性液晶のメモ
リ特性を利用し、電界印加は短時間（パルス電圧使用）
であるので、一方の切換状態において連続して電圧を印
加する従来装置に比較し、駆動電力を著るしく低減する
ことができる。
層を用いたので、界面付近の液晶分子も確実に所定の分
子配向に切換えることができ、ひいては、駆動電圧を大
きくすることなくクロストークを改善することができる
。又、逆極性の電界を交互に印加する駆動モードである
ため、強制的に分子配向の切換えがなされ、従来装置の
ネマチック液晶における電界除去の場合と比較し、応答
速度が著るしく向上する。さらに、強誘電性液晶のメモ
リ特性を利用し、電界印加は短時間（パルス電圧使用）
であるので、一方の切換状態において連続して電圧を印
加する従来装置に比較し、駆動電力を著るしく低減する
ことができる。
上記のような効果を一実験例により示す、。この実験に
用いた強誘電性液晶材料の組成および相変化を第１表に
示し、又、この強誘電性液晶材料の液晶分子の、温度に
対する螺旋ピッチおよび傾き角度（螺旋軸と液晶分子長
軸とのなす角θｔ）の関係を第４図に示す。第４図でＡ
は傾き角度の特性曲線、Ｂは螺旋ピッチの特性曲線を示
す。
用いた強誘電性液晶材料の組成および相変化を第１表に
示し、又、この強誘電性液晶材料の液晶分子の、温度に
対する螺旋ピッチおよび傾き角度（螺旋軸と液晶分子長
軸とのなす角θｔ）の関係を第４図に示す。第４図でＡ
は傾き角度の特性曲線、Ｂは螺旋ピッチの特性曲線を示
す。
第１表
□薯
第５図（ａ）は、上記材料で強誘電性液晶層１４を構成
して透明電極へ電圧を印加したときの電圧波形図、第５
図（ｂ）は第５図（ａ）に示す電圧を印加したときの一
方の出力光の強度を示す。
して透明電極へ電圧を印加したときの電圧波形図、第５
図（ｂ）は第５図（ａ）に示す電圧を印加したときの一
方の出力光の強度を示す。
第２表は、上記実験の実験結果を示す表であり、比較の
ため、駆動電圧として３０Ｖを用いたときのネマチック
液晶使用例（前記文献掲載の例）を示した。
ため、駆動電圧として３０Ｖを用いたときのネマチック
液晶使用例（前記文献掲載の例）を示した。
第２表
第２表から明らかなように、クロストークは駆動電圧を
１／２としても著るしく改善されており、又、両光路へ
の切換えは同程度の高速で実施し得−ることが判る。
１／２としても著るしく改善されており、又、両光路へ
の切換えは同程度の高速で実施し得−ることが判る。
第６図（ａｌは本発明の他の実施例に係る光路切換装置
の側面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）の線ｖｔｂ−ｖ
ｔｂに沿う断面図である。図で、第１図に示す部分と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。
の側面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）の線ｖｔｂ−ｖ
ｔｂに沿う断面図である。図で、第１図に示す部分と同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。
２０は基板、２１ａ＋、２１ａｚ、２１ｂ＋、２１ｂｚ
は基板２０上に形成された膜状の透明な導波路である。
は基板２０上に形成された膜状の透明な導波路である。
透明電極１２ａ、１２ｂは導波路２１ａ、。
２１ａｚ、２１ｂ＋、２１ｂｚの先端面に蒸着されてい
る。透明電極１２ａ、１２ｂ間には強誘電性液晶層１４
が介在する。
る。透明電極１２ａ、１２ｂ間には強誘電性液晶層１４
が介在する。
本実施例の動作はさきの実施例の動作と同じであり、例
えば、導波路２１ａ、に入力された光線りはスイッチ１
８により導波路２１ａ２又は導波路２１ｂ２に選択的に
切換えられて出力される。
えば、導波路２１ａ、に入力された光線りはスイッチ１
８により導波路２１ａ２又は導波路２１ｂ２に選択的に
切換えられて出力される。
このように、本実施例では、強誘電性液晶を用いたので
、さきの実施例と同じ効果を奏するばかりでなく、全体
構造を平板状に構成できるので、多数を集積することも
できる。
、さきの実施例と同じ効果を奏するばかりでなく、全体
構造を平板状に構成できるので、多数を集積することも
できる。
なお、上記各実施例において、ガラスプリズムとレンズ
を、又、基板と導波路を合成樹脂で形成することもでき
る。
を、又、基板と導波路を合成樹脂で形成することもでき
る。
以上述べたように、本発明では、液晶層として強誘電性
液晶層を用いたので、駆動電圧を太き（することなくク
ロストークを改善することができる。
液晶層を用いたので、駆動電圧を太き（することなくク
ロストークを改善することができる。
第１図は本発明の実施例に係る光路切換装置の側面図、
第２図（ａ）、 （ｂ）、 ＴＯ）は強誘電性液晶の配
向状態図、第３図（ａｌ、 （ｂ）は第１図に示す装置
の動作原理図、第４図は実験材料の特性図、第５図（ａ
）。 （ｂ）は実験時の印加電圧および出力光の波形図、第６
図（ａ）、 ［ｂ）は本発明の他の実施例に係る光路切
換装置の側面図および断面図、第７図（ａ）、 （ｂｌ
は従来の光路切換装置の要部の概略図である。 １１ａ、ｌｌｂ・・・・・・ガラスプリズム、１２ａ。 １２ｂ・・・・・・透明電極、１４・・・・・・強誘電
性液晶層、１７・・・・・・直流電源、１８・・・・・
・スイッチ、２１ａ＋。 ２１ａｘ、 ２ ｌ ｂｌ、 ２ ｌｂｇ ・・−・・
−導波路。 第１図 １４・簡や１鍋 １８ ・・スづツう− 第２図 （ｂ） （ａ） （ｃ）第３図 第４図 温 ＆ （’Ｃ） 第５図 第６図 （ｂ） 第７図 （ａ） （ｂ）
第２図（ａ）、 （ｂ）、 ＴＯ）は強誘電性液晶の配
向状態図、第３図（ａｌ、 （ｂ）は第１図に示す装置
の動作原理図、第４図は実験材料の特性図、第５図（ａ
）。 （ｂ）は実験時の印加電圧および出力光の波形図、第６
図（ａ）、 ［ｂ）は本発明の他の実施例に係る光路切
換装置の側面図および断面図、第７図（ａ）、 （ｂｌ
は従来の光路切換装置の要部の概略図である。 １１ａ、ｌｌｂ・・・・・・ガラスプリズム、１２ａ。 １２ｂ・・・・・・透明電極、１４・・・・・・強誘電
性液晶層、１７・・・・・・直流電源、１８・・・・・
・スイッチ、２１ａ＋。 ２１ａｘ、 ２ ｌ ｂｌ、 ２ ｌｂｇ ・・−・・
−導波路。 第１図 １４・簡や１鍋 １８ ・・スづツう− 第２図 （ｂ） （ａ） （ｃ）第３図 第４図 温 ＆ （’Ｃ） 第５図 第６図 （ｂ） 第７図 （ａ） （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、透明電極が設けられた第１の透明基板と、この第１
の透明基板に対向して配置されかつ透明電極が設けられ
た第２の透明基板と、前記第１の透明基板および前記第
２の透明基板の間に介在せしめられた強誘電性液晶層と
、前記各透明電極間に電圧を印加する電圧印加手段とを
備えていることを特徴とする光路切換装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記電圧印加手段
は、直流電源および極性切換手段を備えていることを特
徴とする光路切換装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記第１の透明基
板および前記第２の透明基板は、ガラスプリズムで構成
されていることを特徴とする光路切換装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記第１の透明基
板および前記第２の透明基板は、光導波路で構成されて
いることを特徴とする光路切換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119486A JPS62180333A (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 光路切換装置 |
| DE8686116694T DE3674757D1 (de) | 1985-12-12 | 1986-12-01 | Optischer schalter. |
| EP86116694A EP0229287B1 (en) | 1985-12-12 | 1986-12-01 | Optical change-over switch |
| CA000524967A CA1277521C (en) | 1985-12-12 | 1986-12-10 | Optical change-over switch |
| US06/940,491 US4836657A (en) | 1985-12-12 | 1986-12-10 | Optical change-over switch utilizing ferroelectric liquid crystal material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119486A JPS62180333A (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 光路切換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62180333A true JPS62180333A (ja) | 1987-08-07 |
Family
ID=12048152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2119486A Pending JPS62180333A (ja) | 1985-12-12 | 1986-02-04 | 光路切換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62180333A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371114A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイッチ |
-
1986
- 1986-02-04 JP JP2119486A patent/JPS62180333A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0371114A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイッチ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6111633A (en) | Polarization independent optical switching device | |
| JPS5849917A (ja) | 光学的スイツチング装置 | |
| JP2003172912A (ja) | 液晶可変波長フィルタ装置およびその駆動方法 | |
| EP0229287B1 (en) | Optical change-over switch | |
| Meadows et al. | Electro‐optic switching using total internal reflection by a ferroelectric liquid crystal | |
| US20240219807A1 (en) | Beam steering devices | |
| EP0015139B1 (en) | Electro-optical switching matrix | |
| JPS62180333A (ja) | 光路切換装置 | |
| JPS62153837A (ja) | 光路切換器 | |
| JPH05297339A (ja) | 液晶光屈折素子 | |
| US10816871B1 (en) | Fast spatial light switches and their fabrication | |
| JPH05249506A (ja) | 光スイッチ | |
| JPH06208142A (ja) | 液晶光偏向素子 | |
| JPH0371114A (ja) | 光スイッチ | |
| JPH04345124A (ja) | 焦点距離可変液晶レンズ | |
| JPS60247228A (ja) | 光フアイバスイツチ | |
| JPH04140714A (ja) | 可変波長フィルタモジュール | |
| KR940002640Y1 (ko) | 고분자 분산 액정필름을 이용한 방현거울 | |
| JPS6141120A (ja) | 光スイツチ | |
| JPH05142519A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPS63309932A (ja) | 漏話特性可変式光スイツチ | |
| KR820000239B1 (ko) | 액정 표시 장치 | |
| JP2000098358A (ja) | 電気光学材料、それを用いた光素子および位相空間光変調器 | |
| JPS61128228A (ja) | 液晶光スイツチ | |
| JPS61267738A (ja) | 液晶電気光学装置の駆動方法 |