JPS63129325A - 光スイツチネツトワ−ク - 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］ 本発明は光通信等の光ファイバを用いた伝送系における
空間分割型光マトリツクススイッチに関し、特に空間分
割型光７１〜リツクススイツチにおける接続ターミナル
数を最小に構成した光スイッチネットワークに関する。 ［従来の技術］ 従来、空間分割型光マトリツクススイッチにおいてＮＸ
ＮマトリックスのＮの数が大きくなると接続ターミナル
数がＮＪのオーダーで増加し、その実現が難しくなるた
め接続ターミナル数を最小にする構成方法がいくつか検
討されている。例えば、第３図

【；示す光スイッチネッ
トワークは光ファイバ１０に接続され、双方向の光ｍ号
を単一方向の入出力光信号に変換するカップラ１１と、
カップラ１１に光ファイバ１０により接続される双方向
の２Ｘ２クロスポイント光スイツチ】２（以下光スィッ
チと称する）を組み合わせることにより、ターミナル数
を最小にしたものである。ここで、光スィッチ１２は第
４図（イ）及び（ロ）に示すようにロッドレンズ１３と
可動プリズム１４から成り、ロッドレンズＩ３は光ファ
イバＩＯの出射光を平行光にし、又、平行光を集光する
ためのもので、可動プリズム１４はロッドレンズ１３間
の光路中又は光路外に機械的に移動可能になっている。 その動作は、第４図（イ）に示すように可動プリズム１
４がロッドレンズ１３の間の光路中におかれた時は、ａ
の光ファイバＩＯより出射した光１３号は、ａのロッド
レンズ１３により平行光線に変換さ、ｔした後、可動プ
リズムト１によって光路が切り換えられ、ｄのロッドレ
ンズ１３に入射し、集光されてｄの光ファイバ１０へ接
続される。同様にｂの光ファイバ１０より出射した光信
号はＣの光ファイバ１０に接続される。この状態をクロ
ス状態とよぶ。次に第４図（ロ）に示すように可動プリ
ズム１４がロッドレンズ１３間の光路からはずされた時
は、ａの光ファイバｌＯより出射した光信号はａのロッ
ドレンズ１３、Ｃのロッドレンズ１３を通り、そのまま
Ｃの光ファイバ１０に接続される。同様にｂの光ファイ
バ１０より出射した光信号はｄの光ファイバ１０に接続
さ九る。 この状態をスルー状態と呼ぶ。 次に、このような構成における第３図の光スイッチネッ
トワークの動作について説明する。ａの光ファイバ１０
より出射した光信号は、カップラ１１（ａ）を通り、光
ファイバ１０を経て光スィッチ１２Ａへ入射する。光ス
ィッチ１２Ａがクロス状態の場合、光スィッチ１２Ａよ
り出射した光４ａ号は光スィッチ１２Ｂに入射されろ。 ここで光スィッチ１２Ｂがクロス状態の時は、光信号は
カップラ１１（ｂ）へ入射し、出射側（ｂ′）の光ファ
イバ１０に接続される。光スィッチ１２Ｂがスルー状態
の時は、光（８号はカップラ１１（ｃ）へ入射し光ファ
イバ１０（ｃ’）に接続される。また光スィッチ１２Ａ
がスルー状態の場合は、光ファイバ１０（ａ）から出射
した光信号は、カップラ１１（ｄ）を経て光ファイバ１
０（ｄ’）に接続される。ｂ、ｃ、ｄの光ファイバ１０
からの出射光も同様に光スィッチ１２Ａ及び光スィッチ
１２Ｂの状態を切換えることにより、所望の出射側の光
ファイバ１Ｏ（ａ′、ｂ′、ｃｌ、又はｄ’）に接続す
ることができる。 ［発明が解決しようとする問題点］ このような従来の空間分割型光スィッチは、カップラ、
光スィッチなどの個別部品で構成されているので、これ
ら構成部品と光ファイバとの接続点での光の損失が接続
点の数だけ累積されるという欠点があり、また機械的に
接続されているため。 温度変動や振動等による性能の劣下が起こるという欠点
があった。更に、２×２クロスポイント光スイツチにつ
いては、可動式プリズムを用いているためスイッチング
スピードが遅く、切替わる時に通過する光信号に影響を
与えるなどの欠点があった。 本発明はこのような従来の欠点を解消するためになされ
たもので、スイッチングスピードが速く、接続損失が低
減され且つ環境条件による性能劣下が防止された光スイ
ッチネットワークを提供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］ このような目的を達成するため１本発明の光スイッチネ
ットワークは薄膜構造の光スィッチを採用し、さらにこ
の光スイツチ部とカップラ部を含めて１枚の誘電体結晶
基板上に集積化したことを特徴とする。 以下１本発明の好ましい実施例を図面に基き説明する。 第１図は基板ｌ上に形成された４×４光スイツチネツト
ワークを示す図で、基板ｌ上に光導波路２．一対の電極
から成る薄膜型２×２双方向クロスポイント光スイツチ
（以下、薄膜型光スイッチと称する）４Ａ、４Ｂ及び反
射コーナー５が形成されている。基板ｌは例えばＹ　−
ｃｕｔ：、　ＬｉＮｂＯ３基板から成り、その表面にチ
タン暎をスパッタ法等で形成し、フォトリソグラフィ法
によりパターニングした後、１０００℃前後の温度で拡
散することにより、Ｔｉ拡散光導波路２を形成する。薄
膜型光スイッチ４Ａ、４Ｂは第２図に示すように、光４
波路２の交差部２１に一定間隔のギャップをもって配置
された電極３，３′から成る。その作用については後述
する。反射コーナー５は光導波路２の直角コーナー部２
２にイオンミリング法等により形成した溝型の反射コー
ナーで、光導波路２を通過する光信号を直角に曲げる。 また光ファイバ６は【、１Ｎｂ０３基板ｌの端面を鏡面
研磨したのち光導波路２と光軸を調整し、基板１に固定
される。 まず、第２図の薄膜型光スイッチについて説明する。電
極３に電圧Ｖが印加さ九ていない状態ではａの光ファイ
バ６より出射した光信号は光４波路２を経て電極３の下
部を通過し、ｄの光ファイバ６に接続される。同様に、
ｂの光ファイバ６の光信号はＣの光ファイバ６に接続さ
れる。この状態をクロス状態とよぶ。一方、電極３に電
圧Ｖが印加されている状態では電極３．３′のギャップ
部の屈接率が電気光学効果により変化するため、ｄの光
ファイバ６より出射した光信号はこの電極ギャップ部で
反射され、Ｃの光ファイバ６に接続さｔしる。同様にｂ
の光ファイバ６より出射した光１８号はｄの光ファイバ
６に接続される。この状態をスルー状態とよぶ。 次に、第１図の４×４光スイツチネツトワークの動作に
ついて説明する。ｄの光ファイバ６より出射した光信号
は光導波路２を経て反射コーナー５で進行方向を変えら
れた後、薄膜型光スイッチ４Ａに入射する。薄膜型光ス
イッチ４Ａの電極３に電圧Ｖが印加されスルー状態にな
っていると、光信号はその電極ギャップ部で反射さ九、
光導波路２を通って次の薄膜型光スイッチ４Ｂに入射す
る。次の薄膜型光スイッチ４Ｂも電圧が印加されスルー
状態の場合は、光信号はその電極ギャップ部でも反射さ
れ、光導波路２を介してｂ′の光ファイバ６に接続され
る。薄膜型光スイッチ４Ｂに電圧が印加されずクロス状
態の場合は、光信号はＣ′の光ファイバ６に接続される
。また、薄膜型光スイッチ４Ａに電圧が印加されずクロ
ス状態になっている場合は、ａの光ファイバ６からの光
信号はｄ′の光ファイバ６に接続される。同様に、ｂ。 ｅ、ｄの光ファイバ６から出射される光信号も薄膜型光
スイッチ４Ａ、４Ｂの印加電圧をＯＮ、　ＯＦＦ制御す
ることにより所望の出射側（ａ＋、ｂ′、Ｃ′又はｄ’
）の光ファイバ６に接続することができる。 なお、上記実施例では４×４光スイツチネツトワークに
ついて取り上げたが、本発明は」−記実施例に限らずＮ
ＸＮ光マトリツクススイッチにおいて接続ターミナル数
を最小にする構成について同様の適応が可能である。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明においては空間分割型スイッチ
マトリックスの接続ターミナル数で最小に構成した光ス
イッチネットワークを、薄膜型の光スィッチを用いて集
積化したので、スイッチングスピードの高速化、接続損
失の低減、環境条件による性能劣化の防止が可能になる
と共に、集積化により量産が可能となりコストダウンが
期待される。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の光スイッチネットワークの一実施例を
示す図、第２図は薄膜型２×２双方向クロスポイント光
スイツチを示す図、第３図は従来の光スイッチネットワ
ークを示す図、第４図は可動プリズム型２×２双方向ク
ロスポイント光スイツチを示す図である。 ｌ・・・・・・・・基板 ２・・・・・・・・光導波路 ３．３′・・・・・・電極 ４Ａ、４Ｂ・・・薄膜型２Ｘ２双方向クロスポイント光
スイツチ（薄膜型光スイッチ） ５・・・・・・・・反射コーナー ６・・・・・・・・光ファイバ ２１・・・・・・交差部 ２２・・・・・・コーナー部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空間分割型光スイッチマトリックスの接続ターミナル数
   を最小に構成した光スイッチネットワークにおいて、基
   板上に形成され且つ光ファイバに接続される該光ファイ
   バからの光信号を伝達する光導波路と、該光導波路の交
   差部に設けられ且つ前記光信号の進行方向を択一的に変
   換する薄膜型光スイッチと、前記光導波路のコーナー部
   に設けられ且つ前記光信号の進行方向を変更する反射コ
   ーナーとから成り、それらが同一基板上に集積化されて
   いることを特徴とする光スイッチネットワーク。