JPS63155035A - 光マトリクススイツチ - 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ｌｊ１は、複数の人力及び出力ポートを有し、入
力ポートから入力された信号光を選択された出力ポート
から出力するための光マトリクススイッチに関する。

（従来の技術） 近年、情報伝達の高速化及び高帯域化を図るため光交換
通話路の研究が盛んに行なわれており。

この光交換通話路を構成するための種々の光マトリクス
スイッチが提案されている。以ド、図面を参照して従来
の光マトリクススイッチの一構成例につき説明する。

第１０図は従来の光マトリクススイッチの構成を概略的
に示す平面図であり正方格子構成の光マトリクススイッ
チの構成を模式的に示している。

同図において１０は′上気光学効果を有する基板例えば
ＬｉＮｂ（）＋基板または化合物半導体基板、１１は人
力導波路、１３は出力導波路及び１５は制御用光導波素
Ｆ（以下、巾に制御素子と称する）を示す。尚、便宜上
、制御素子１５を図中長方形で示す。

図示の従来の光マトリクススイッチにおいては、人力導
波路１１及び出力導波路１３を相交差させて設け、これ
ら導波路１１及び１３の交点に制御素子１５を設け、制
御素子１５を基板１０−ヒに４行４列に配設する。その
結果同一行の制ｇｉ素子１５は同一行の人力導波路１１
を介して連絡され、同様に同一列の制御素子１５は同一
列の出力導波路１３を介して連絡される。従って人力導
波路１１によって入力ポート側伝搬経路が形成され及び
出力導波路１５によって出力ポート側伝搬経路が形成さ
れている。

通常、それぞれの人力導波路１１を概略平行に設け、同
様にそれぞれの出力導波路１３も概略平行設けており、
一方の導波路１１に対して他方の導波路１３が成す角（
交差角）ψは、任意好適な角度例えばおよそ８°〜１０
’の角度に設定される。尚、図は、便宜上交差角ψを通
常の設定角１＝よりも大きな角度と成して、示しである
。

また図示例では、それぞれの入力導波路１１の一端に入
力ポートを設け、及びそれぞれの出力導波路１３の一端
に出力ポートを設けている。図中、それぞれの入力ポー
トを符号１１１〜１１４を付して示し及びそれぞれの出
力ポートを符号１３１〜＋３４を付して示す。

制御素子１５はこれら入力及び出力ボート間に配設され
て、この制御素子１５を介し信号光の化４１経路の制御
が行なわれる。制御素子１５としては例えば全反射型光
スイッチ素子が用いられ、この場合制御素子１５を反射
状態或は直進状態で動作させて信り光の伝搬経路の制御
を行なう。その結果、入力ポート側伝搬経路からの信号
光に対して出力ポート側伝搬経路を選択し、以って信号
光を、出力ポート１３１−１３４のいずれかの出力ポー
トから選択的に出力させることが出来る。

（９，明が解決しようとする問題点） しかしながら旧述した従来の光マトリクススイッチでは
、信号光の伝搬経路によって、信号光が通過する制御素
子の数が異なる。

例えば第１０図において入カポ−［１２から出力ボート
１３４に至る伝搬経路ａでは通過する制御素子数は６個
であるが、入力ポート１１３から出力ポート１３３に至
る伝搬経路すでは通過する制御素子数は３個と成る。

このように通過する制御素子数が異なると、制御素子で
の信号光のロスが存在するために出力ポートから出力さ
れる信号光の光出力強度が信号光の伝搬経路によって異
なってしまう。これがため従来の光マトリクススイッチ
では、クロストーク特性に優れた光マトリクススイッチ
を得ることが困難であった・ この発明の目的は卜述した従来の問題点を解決し、信シ
）光がいずれの伝搬経路を伝搬して出力ポートから出力
されても、その伝搬経路によってほとんど変らない、好
ましくは、経路によらず−定の光出力強度が得られ、よ
ってクロストーク特性の向上を図れる光マトリクススイ
ッチを提供することにある。

（問題点を解決するための−Ｌ段） この目的の達成を図るため、この発明の光マトリクスス
イッチは、複数の入力ポートと複数の出力ポートとの間
に形成された伝搬経路に設けられ、入力ポート側伝搬経
路からの信号光に対する出力ポート側伝搬経路を選択す
るための複数の制御用光導波素子を具える光マトリクス
スイッチにおいて、各々の伝搬経路が入力ポートから出
力ポートに至る間に有する光導波素子の個数を同数とす
るためのダミー用光導波素子を追加して具えた構成と成
っている。

この発明の好適実施例においては、入力ポート側及び出
力ポート側伝搬経路をそれぞれ相交差させてｍ×ｎ個（
ｍ、ｎは自然数）の交点を形成し、制御用光導波素子を
、これら交点のそれぞれに１個ずつ設けてｍ行ｎ列に配
列し、（ｉ−１）個（但しｉは自然数、ｌ≦ｉ≦ｍ）の
ダミー用光導波素ｒ・を、第ｉ行の制御用光導波素子と
これら第ｉ行の制御素子−に対応する入力ポートとの間
の入力ポート側伝搬経路に設け、（ｎ−０個（但しｊは
自然数、ｌ≦ｊ≦ｎ）のダミー用光導波素子−を、第ｊ
　９１１の制御用光導波素子とこれら第１列の制御素ｒ
−に対応する出力ポートとの間の出力ポート側伝搬経路
に設けた構成とするのが良い。

また、この発明の好適実施例においては、入力ポート側
及び出力ポート側伝搬経路をそれぞれ相交差させてｍ×
ｎ個の交点を形成し、制御用光導波素子−を、この交点
の入力ポート側及び出力ポート側伝搬経路にそれぞれ１
個ずつ設けると共に。

これら制御用光導波素子間に前記交点の入力ポート側伝
搬経路から出力ポート側伝搬経路に至る分岐伝搬経路を
設け、（ｉ−１）個のタミー用光導波素ｒを、第ｉ行の
制御用光導波素子と第ｉ行の入力ポートとの間の人力ポ
ート側伝搬経路に設け、（ｎ−ｊ）個のダミー用光導波
素子を、第１列の制御用光導波素Ｔと第１列の制御素子
に対応する出力ポートとの間の出力ボート側体′ｔｉ経
路に設けた構成とするのが良い。

（作用） このような構成の光マトリクススイー、チによれば、制
御用光導波素子に追加してダミー用光制御素子を配設し
、以って各々の伝搬経路が入力ポートから出力ポートに
至る間に有する光導波素子の個数をいずれの化１１１＆
￥：路でも同数と成すように光マトリクススイッチを構
成している。

従って、信号光はその伝ＩＩＢ経路によらずに一定数の
光導波素子を通過する。その結果、出力ポートから出力
される信号光がいずれの出力ポートから出力されても、
信号光の光強度（光出力強度）をほとんど変わらない、
好ましくは一定光強度と成すことが出来る。

（実施例） 以ド、図面を参照し、この発明を主として４×４光マト
リクススチンチに適用した例につき説１１する。尚、図
面はこの発明が理解出来る程度に概略的に示しであるに
すぎず、従って各構成成分の形状、配置関係及び＝Ｊ−
７，！：は図示例に限定されるものではない。また、以
下の説明に供する図面において、第１０図に示した構成
成分と対応する構成成分については回・の符号を付して
示し、その詳細な説明を省略する。

第一実施例 第一実施例では、この発明を４×４光マトリクススイツ
チ（ｍ＝ｎ＝４）に適用した例につき説明する。

く第一実施例の構成の説明〉 第１図（Ａ）はこの発明の第一実施例の説明図であり、
第一実施例の概略的な構成をモ面図で示している。

第１図（Ａ）において、＋７ａは制御用光導波素子−（
以ド、巾に１υｊ御素子とも称する）及び＋７ｂはダミ
ー用光導波素′Ｉ−（以ド、巾にダミー素Ｅとも称する
）を示す０便宜、ｌ二、制御用光導波−Ｊ：ｐｌ？ａを
図中長方形で示し、及びグミー川光導波素７−１７ｂを
図中内で示す。

入力ボート１１１〜１１４と出力ポート１３１〜１３４
との間には信号光の伝搬経路が形成されており。

この伝搬経路に制御素子１７ａを設けている。さらにこ
の制御素子１７ａに追加してタミー素子１７ｂが伝搬経
路に設けられる。この際、各々の伝搬経路が入力ポート
から出力ポートに至る間に有する光導波素子１７ａ及び
又は１７ｂの個数がいずれも同数と成るような、任意好
適な個数（０個の場合を含む）で、ダミー素子＋７ｂを
各々の伝搬経路に設けている。

さらに図において、１９は制御素子群、２１は第一ダミ
ー素子群及び２３は第二ダミー素子群を示す。

この実施例においては、入力ボート側伝搬経路を形成す
る入力導波路１１及び出力ポート側伝搬経路を形成する
出力導波路１３を相交差させて交点を形成し、さらに人
力及び出カポ−１ｌｌ〜１１４及び１３１〜１３４を入
力及び出力導波路１１及び１３にそれぞれ設ける。

制ｇｌ素子１７ａを入力及び出力導波路１１及び１３の
交点に設け４行４列に配設し、この実施例では°これら
制御素子−１？ａを以って入力ポートｌｌｌ〜１１４と
出力ポート１３１〜１３４との間に制御素子群１９を形
成する。さらに第一ダミー素子群２１を入力ポート１１
１〜＋１４と制御素子群１９との間及び第二ダミー素子
群２３を出力ポート１３１〜１３４と制御素子群１９と
の間に形成する。

また、（ｉ−１）個のダミー素子１７ｂを、図中例えば
点線ｐで囲まれる、第１行（ｉは自然数、１≦ｉ≦４）
の制御素子とこれら素子ｎｐに対応する０′！ｉ行の入
力ボートｔｔｉ（ｉは自然数、１≦ｉ≦４）との間に設
け、これら（ｉ−１）個のダミー素子１７ｂから第一ダ
ミー素子群２１を形成する。

さらに、（４−０個のダミー素子１７ｂを、図中例えば
点線ｑで囲まれる、第１列（ｊは自然数、ｌ≦ｊ≦４）
の制御素子とこの素子群ｑに対応する出力ポート１３ｊ
（ｊは自然数、ｌ≦ｊ≦４）との間に設け、これら（４
−０個のタミー素子１７ｂから第二ダミー素子群２３を
形成する。

１−述のように配設された同一行の制御素子＋７ａ及び
又はダミー素子１７ｂは、同一行の出力導波路１１で連
絡され、及び同一列の制御素子１７ａ及び又はダミー素
子１７ｂは、同一列の出力導波路１３で連絡されており
、従ってこの実施例では人力導波路１１によって入力ボ
ート側伝搬経路が形成され、及び出力導波路１３によっ
て出力ポート側伝搬経路が形成されている。

次に第１図（Ｂ）を参照して、制御素子１７ａ及びダミ
ー素子１７ｂを形成するための光素子につき説’ＪＪす
る。尚、第１図（Ｂ）において、光素子２５を、楕円で
模式的に示した。

同図において、２５は光素子、２７及び２３は導波路を
示す。制御素子１７ａ或はダミー素子１７ｂの形成に当
っては、光素子２５を、制御素子１７ａ或はダミー素子
用７ｂの配設予定位とに形成する。しかも、好ましくは
、制御素子１７ａすなわち光スインチ素子を構成するた
めの導波路と実質的に同一の形成条件及び設計条件で形
成された導波路を以って、それぞれの光素子２５を構成
する。ダミー素Ｌ１７ｂは制御素子ｌｅａ　と同様の光
スインチ素Ｙ−を以って構成しても良いし、光素子２５
自体を以って構成しても良い。

例えば制ｇｇ素子１７ａを従来通常用いられる全反射型
光スイッチ素子とした場合、それぞれの光素子２５を、
相互いに交差しＸ分岐を構成する導波路２７及び２９で
構成し、上述したように、これら導波路２７及び２９を
、好ましくは全反射型光スイッチ素工−の場合と実質的
に同一の条件で形成する。

尚、図示例（第１図（Ａ）参照）の第一タミー素子−Ａ
ｔ　２１において、相隣接する行に配設されたダミー素
ｒ−１７ｂ同志を連絡する導波路２０ａが形成されてい
るが、必ずしもこれらダミー素子１７ｂ同志を連絡する
必要はなく、従って導波路２０ａを設けなくとも良い。

同様に第二タミー素子群２３において、相隣接する列に
配設されたダミー素子１７ｂ同志を連絡する導波路２０
ｂは必ずしも設けなくとも良い。

このように構成された第一実施例においては、信号光が
通過する制御素子１７ａ及び又はダミー素ｒ−１？ｂの
個数が、伝搬経路によらず常に一定の個数例えば７個と
成る。しかも制御溝−ｆ−１？ａ及びダミーＪＴ−２７
ｂのそれぞれは、Ｉｆましくは実質的に同一の形成条件
及び設計条件で形成された光素子２５を含む構成と成っ
ているので、素７−１７ａ及び又は１７ｂが信号光の光
強度へ与える影響例えば光のロスはいずれの素子１７ａ
及び１７ｂでも実質的に同じと成る。従って信号光が出
力ポート１３１〜１３４のいずれの出力ポートから出力
されても信号光の光強度を、その伝搬経路によってほと
んど変わらない、好ましくは一定の光強度と成すことが
出来る。その結果、従来に比し光マトリクススイッチの
クロストーク特性を数片することが出来る。

また第一実施例では、制御素子１７ａの動作制御を行な
って信号光の伝搬経路の選択を行なえば良く、ダミー素
子１７ｂの動作制御を行なう必要はない０例えばダミー
素子１７ｂを全反射型光スイッチ素子とした場合には常
時直進状態としておけば良い。従って、信号光の伝搬経
路を選択するため動作制御すべき素子は、従来と同様、
制御素子１７ａだけで良い。

また、第１図に示す制御素子１７ａにおいて、第１行第
１タリ及び第４行第４列に配設した制御素子ｌｅａをそ
れぞれ符号Ｒ及びＳで示し、同様に第９図に示す制御素
子１５において、第１行第１列及び第４行第４列に配設
した制御素子！５をそれぞれ符−３′□ｒ及びＳで示す
とすると、この第一実施例では、制御素子Ｒ及び５間の
距離を制御素子ｒ及び５間の距離と同一距離と成して光
マトリクススイッチを構成し、しかもそれぞれのダミー
素子＋７ｂをルＩｍ素子Ｒ及び５間の基板１０領域へ配
設することも出来る。従って例えば４Ｘ４光マトリクス
スイツチの形成に用いる基板サイズは、ダミー素子１？
ｂを設けても従来に比し極端に大きく成ることはない。

く第一・実施例の変形例〉 第２図は第一実施例の変形例の構成を概略的に示すｑｉ
面図である。尚、第１図に示した構成成分と同一の構成
成分については、同一・の符号を付して示し、その詳細
な説明を省略する。

同図において、３１は下行導波路を示し、この変形例で
は、出力ポート１３１〜１３４を下行導波路３１の一端
に設け、さらに、平行導波路３１の他端を、第３列の出
力導波路１３の出力ボート側終端に配設した光導波素子
１７ａ或は１７ｂと接続し、よって第３列の出カポ−）
　１３ｊ　と、第３列の出力ボート側終端の光導波素子
！７ａ或は＋７ｂとを下行導波路３１によって連絡する
。しかもこの平行導波路３１を入力導波路１１と平行と
成して設ける。

その結果、基板として通常用いられる矩形形状のノＳ板
ｌＯに人力導波路１１及び下行導波路３１を直線と成し
て設け、人力導波路１１及び下行導波路３１の光軸が両
方共に基板１０の端縁に対して直交するように光マトリ
クススイッチを構成することが出来る。

従って、導波路１１及び１３の光軸が基板１０の端縁に
対して直交するので光ファイバとの光軸合せが容易と成
り、これがためこの端縁に設けた各ボート１１１〜１３
４及び１３１〜１３４のそれぞれを光ファイバと接続す
ることが容易と成る。

また第１列の出力導波路１３の出力ボート側終端に配設
したタミー素１’−１７ｂは、信号光の伝搬経路を出力
導波路１３から下行導波路３１に切り変えるために光ス
イツチ素子例えば全反射型光スイッチ素ｒ・を以って構
成するのが良い、この場合出力ポート側絆端に配設した
光導波素子１７ａ及び１７ｂを、例えば常時反射状７ｇ
にしておけば良く、従って制御溝１’１７ａの動作制御
のみによって信号光の伝搬経路を選択することも出来る
。

この変形例においても、上述した第一実施例と同様の効
果を期待出来る。

■−述したように、この発明においては、入力及び出力
ポートの配設位置、伝搬経路の配設位置、形状その他の
、没計条件を任意好適に変更することが出来る。

第二実施例 この第二実施例では、この発１５１を４×４光マトリク
ススイツチ（ｍ＝ｎ＝４）に適用した例につき説明する
。

第３図は第二実施例の構成を概略的に示すモ面図である
。尚、第２図に示した構成成分と対応す葛構成成分につ
いては同一・の符号を付して示し、その詳細な説明を省
略する。

＋７ｃはダミー川光導波素子及び３３はダミー素子群を
示しており、この実施例ではダミー素子１？ｃを各出力
導波路１３の出力ポート側終端にそれぞれ１個ずつ増設
して、これらダミー素子１７ｃから成るダミー素子一群
３３を、第二ダミー素子一群２３と出カポ−）　１３１
〜１３４との間に増設する。

これと共に第１列の出力導波路１３の出力ポート側終端
に増設されたダミー素子１７ｃと、出力ポート１３ｊと
を平行導波路３１で連絡する。タミー素子１７ｃは、信
号光の伝搬経路を出力導波路１３からモ行導波路３１に
切り変えるために光スイー、チ素子例えば全反射型光ス
イッチ素子を以って構成するのが良い。この場合、素子
１７ｃを例えば常時反射状態として良く、従って制御素
７−１７ａの動作制御のみによって信号光の伝搬経路を
選択することが出来る。

この第二実施例においても、上述した第一実施例の変形
例と同様の効果が期待出来る。

」−述のようにこの発明においては、設計に応じてダミ
ー素子を任意ｔｌｆ適な配設位置及び個数で増設するよ
うにしても良く、例えばダミー素子１７ｃを第一ダミー
素子群２１と出力ポート１１１〜１１４との間に増設す
るようにしても良い。

第三実施例 この第三実施例では、この発明をｍ×ｎ×ｎヒマトリク
ススイッチ、ｎは自然数）に適用した例につき説ＩＩ＋
する。

第４図は第三実施例の説明図であり、この第三実施例の
構成を模式的に示す図である。尚、第１図に示した構成
成分と同一の構成成分については同一の符号を付して示
し、その詳細な説明を省略する。

同図において、３５は制御素子群を示す。この実施例に
おいては、例えば、ｍ本の人力導波路１１のそれぞれに
入力ポート及び１本の出力導波路１３のそれぞれに出力
ポートを設けて、入力ポートＩｌｌ〜ｌｌＩＩ（ｍは自
然ａ）及び出カポ−）　＋３１−１３ｎ（ｎは自然数）
を形成し、これと共に人力及び出力導波路１１及び１３
を相交差させてｍ×ｎ個の交点を形成し、よって入力ボ
ートｉｌｌ〜ｌ１ｍと出力ポート１３１〜１３ｎとの間
に入力及び出力導波路１１及び１３から成る信号光の伝
搬経路を形成する。

ざらにｍ×ｎ例の交点に制御素子１７ａを設けて制御素
子１７ａをｍ行ｎ列に配設し、この実施例ではこれら制
御素子１７ａを以って入力ポート１１１〜１１ｍと出力
ポート１３１〜１３ｎとの間に制御素子群３５を形成す
る。

また３７は第一ダミー素子群及び３９は第二ダミー素子
群を示しており、この実施例の第一ダミー素子群３７を
入カポ−）１１１−１１ｍと制御素子群３５との間に配
設し、及び第二タミー素子群３９を出力ポート１３１−
１３ｎと制御素子Ｊ’＄３５との間に配設する。

そして第ｉ行（ｉは自然数、ｌ≦ｉ≦ｍ）の制御素子と
、この素子群ｐに対応する第ｉ行の入力ポート１ｌｉ（
ｉは自然数、ｌ≦ｉ≦ｍ）との間の人力導波路＋１に、
（ｉ−１）個のダミー素子＋７ｂを設け、この実施例で
はこれらダミー素子を以って第一ダミー素子群３７を形
成する。

さらに、第ｊ夕１（ｊは自然数、ｌ≦ｊ≦ｎ）の制御素
子と、この素子群ｑに対応する出力ポート１３ｊ　との
間の出力導波路１３に、（ｎ−ｊ）個のダミー素子１７
ｂを設け、この実施例ではこれらタミー素子＋７ｂを以
って第二ダミー素ｒ群３９を形成する。

」−述のように構成された第三実施例の光マトリクスス
イッチにおいては、第４図からも理解出来るように、信
号光が通過する第ｉ行のダミー素子＋？ｂの個数は（ｉ
−１）個、信号光が第１列から第１列に至る間に通過す
る制御素子１７ａの個数は経路によらず常にｊ個、信号
−光が第ｉ＋１行から第１行に至る間に通過する制御素
ト１７ｂの個数は経路によらず常に（ｍ−ｉ）個、及び
信号光が通過する第１列のダミー素子＋７ｂの個数は（
ｎ−ｊ）個である。従って、信号光が入力ポートｌｌｉ
から出力ポート１３ｊに至るまでに通過する光導波素子
１７ａ及び又は１７ｂの総個数Ｔは、Ｔ＝　（ｉ　−１
）＋　ｊ＋　（ｍ−ｉ）＋　（ｎ−ｊ）＝ｍ＋ｎ−１［
個コ と成る。従って、信号光はその伝搬経路によらずに一定
数の光導波素子１７ａ及び又は１７ｂを通過する。

この第三実施例においても、第一実施例と同様の効果を
期待出来る。

くクロストーク特性〉 以下、第５図（Ａ）〜（Ｃ）を参照し、−例として、こ
の発明及び従来構成によるＮＸＮＸＮヒマトリクススイ
ッチは自然数）のクロストーク特性（クコストーク対挿
入損失比（ＳＸＲ）特性）を比較した結果につき説明す
る。この場合、この発明のＮＸＮＸＮヒマトリクススイ
ッチ上述した第四実施例においてｍ＝ｍ＝Ｎとした構成
と成る。

第４図（Ａ）はＬ（光導波素Ｐ１つ当りのロス［ｄＢ］
　）＝　１の、！：、！ｉのｓＸＲ特性ヲ示ス図、第４
図（Ｂ）はＬ＝０．５のときのＳＸＲ特性を示す図、第
４図（Ｃ）はＬ＝０．１のときのＳＸＲ特性を示す図で
ある。

これら図において、破線で示す曲線■はこの発明による
ＮＸＮＸＮヒマトリクススイッチＸＲ特性及び実線で示
す曲線ＩＩは従来構成によるＮＸＮ光マトリクススイフ
チのＳＸＲ特性を表す、但し、いずれのＳＸＲ特性も５
ＸＲＥｄＢＩが最悪の場合のＳＸＲ特性であり、この発
明によるＮＸＮＸＮヒマトリクススイッチＸＲ１は次式
■により及び従来構成によるＮＸＮＸＮヒマトリクスス
イッチＸＲ２は次式１９により求めた。

５ＸＲ１＝ｘ　−（２Ｎ−２）　Ｌ−１１ｏり（Ｎ−１
）−（２Ｎ−１）Ｌ ＝ｘ−Ｌ−１０文ｏｐ（Ｎ−１）・・・・・・・・・・
・・・・・■・・・・・・・・・・・・・・・■ 但し、Ｘ：光導波素子１つ当りのクロストーク　　［ｄ
Ｂ］ Ｎ：ボートの数 第４図（Ａ）〜（Ｃ）からもＩＪＪらかなように３　Ｌ
の値が太きくなるにつれ、ＳＸＲｌ特性が５ＸＲ２特性
に比し改善されていき、従って従来に比しクロストーク
特性（ＳＸＲ特性）が向トしていることが理解出来る。

また、現在の光導波素子形成技術では光導波素子１つち
りのロスＬは、通常おおよそ１〜０．ｌ［ｄＢ］　と成
る。このＬのイ１が小さな値に成るに従い光導波素子の
作成に厳しい条件が要求される。従って、図からも理解
出来るように、この発明によれば、従来に比しクロスト
ーク特性に優れた光マトリクススイッチを緩やかな作製
条件で作製することがａ（能である。

尚、従来構成による光マトリクススイッチでは、入力ポ
ートから出力ボートに至るまでの間の信号光のロスは、
理論的には、最大ロス＝（２Ｎ−１）Ｌ及び最小ロス＝
Ｌと成り伝搬経路によってロスにばらつきがあるが、こ
の発明の光マトリクススイッチでは、理論的には信号光
の伝搬経路によらず常にロス＝（２Ｎ−１）と成り入力
ポートから出力ボートに至るまでの間の信号光のロスの
ばらつきをなくすことがｉ７ｆ能である。

また、従来構成による光マトリクススイッチでは、理論
的には、最良の５ＸＲ１＝　２　ｘ　−Ｌ、及びこの発
明の光マトリクススイッチでは、最良の５ＸＲ２＝２ｘ
−Ｌと成る。

肛巴尖ム３ この第四実施例では、この発ＩＪＩを４×４光マトリク
ススイツチ（ｍ＝　ｎ−４）に適用した例につき説明す
る。

第６図（Ａ）〜（Ｄ）は第四実施例の説明図であり、ｉ
６図（Ａ）は第四実施例の構成を概略的に示すモ面図、
第６図（Ｂ）は人力及び出力導波路の交点とこの交点近
傍に配設された制御素子とを示す第６図（Ａ）の一部拡
大図、第６図（Ｃ）は人力導波路に配設されたダミー素
ｒ−を主として示す第６図（Ａ）の一部拡大図、第６図
（Ｄ）は出力導波路に配設されたタミー　Ｊ　／−を主
として示す第６図（Ａ）の一部拡大図である。

第６図（Ａ）において、４１は制御素子群を示す。

この実施例においては、４本の入力導波路＋１のそれぞ
れに入力ボート及び４本の出力導波路１３のそれぞれに
出力ポートを設けて、人カポ−）　１１ｉ（ｉは自然数
、ｌ≦ｉ≦４）及び出力ポート１３ｊ（ｊは自然数、ｌ
≦ｊ≦４）を形成し、これと共に人力及び出力導波路１
１及び１３を相交差させて４×４個の交点Ｕを形成する
。

そして制御素子＋７ａを、交点Ｕの人力導波路１１及び
出力導波路１３にそれぞれ１個ずつ設ける（図中これら
制御素子！７ａをＶ及びＷを付して示す）。

従って、制Ｗ　Ｊ　ｆ　１７ａは、第１行の入力ボート
１１ｉ（ｉは自然数、ｌ≦ｉ≦４）と第１行第１列の交
点との間の入力導波路１１．相隣接する交点間の入力導
波路１１及び出力導波路１３、及び、第ｊ列の出力ポー
ト１３ｊ（ｊは自然数、ｌ≦ｊ≦４）と第４行第ｊ列の
交点との間の出力導波路１３にそれぞれ１個ずつ設けら
れ、これら制御素子１７ａから入力ポート１１１及び出
カポ−）　１３ｊ間に制御素子群４１が形成される。

ここで制御素Ｙ−Ｖは、交点Ｕにおいて相交差する人力
及び出力導波路１１及び１３の人力導波路１１の方に配
設されている制ｇｇ素子１７ａ及び、制御８素子Ｗは交
点Ｕにおいて相交差する入力及び出力導波路１１及び１
３の出力導波路１３の方に配設されている制御素子１７
ａを示す。

さらに、第６図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、人力導
波路１１から出力導波路１３への信号光の伝搬経路を形
成するため、制御素ゴｆ−ｖ　（１７ａ）及びＷ（１７
ａ）間に、交点Ｕの入力導波路１１から出力導波路１３
に至る分岐伝搬経路としての導波路４７を設ける。

従ってこの実施例では、信５ｄ、光の伝搬経路が、入力
ボートｌｌｉ及び出力ポート１３ｊの間に配設さ′れた
人力導波路１１、出力導波路１３及び導波路４７から構
成されている。

さらに、第６図（Ａ）において４３は、第一グミー素子
一群を示す、この実施例では、（ｉ−１）個のタミー素
（−１？ｂ（図中このダミー素７’　１７ｂを符号ｄで
示す）を、・第１行の制御素７−■とこれら第１行の素
ｒ一群に対応する第１行の入力ポート１１１との間の人
力導波路１１に設ける。

これと共に、第６図（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、第
１行の制御素子−ｖとダミー素子−ｄとの間、第１行の
相隣接するダミー素−ｆ　ｄ同志の間に、出力導波路１
３と弱行な導波路４９ａを配設して、交点Ｕと同様の交
点Ｖを人力導波路１１に形成する。

そしてこの導波路４９ａにダミー素−ｐ１７ｂ　　（図
中このダミー素７’ｌ？ｂを符号ｅを付して示す）を設
け、ダミー素ｒ−ｄ及びｅを導波路４９ｂで接続する。

好ましくは導波路４９ｂを導波路４７と平行に設け、ト
述の各構成成分Ｕ、ｖ、ｗ、１１．１３及び４７相１１
．の位置関係と同様の位置関係で、各構成成分Ｖ、ｄ、
ｅ、　１１．４９ａ及び４９ｂを配設する。

この実施例では、■−述のタミー素子−ｄ及びｅから第
・タミー素子群４３を形成しており、この第一ダミー素
子群４３を人力ポートｌｌｌ〜１１４と制御素子一群４
１との間に設けている。

ざらに、第６図（Ａ）において、４５は第二ダミー素子
群を示す。この実施例では、（４−ｊ）個のタミー素子
１７ｂ　　（図中このダミー素子１７ｂを符号ｆで示す
）を、第ｊ９ＩＩの制御素１−ｗとこれら第ｊ列の制ｇ
＃素子・群に対応する出力ポート１３ｊとの間の出力導
波路１３に設ける。

これと共に、第６図（Ａ）及び（Ｄ）に示すように、第
ｊ列の制御素子Ｗとダミー素子ｆとの間、第ｊ列のダミ
ー素子ｆ同志の間に、出力導波路１１と平行な導波路５
１ａを配設して、交点Ｕと同様の交点Ｗを人力導波路１
３に形成する。そしてこの導波路５１ａにダミー素子１
７ｂ　　（図中このダミー素子１７ｂを符号ｇで示す）
を設け、ダミー素子ｆ及びｇを導波路５１ｂで接続する
。好ましくは導波路５１ｂを導波路４７と平行に設け、
Ｌ述の各構成成分Ｕ、ｖ、ｗ、１１．１３及び４７相互
の位置関係と同様の位ｌ関係で、各構Ｉ＆成分Ｗ、　　
ｆ、　　ｇ、　１３．５１ａ及び５１ｂを配設する。

この実施例では、上述のダミー素子ｆ及びｇから第二ダ
ミー素子群４５を構成しており、この第二ダミー素ｒ一
群４５を出カポ−）　１３１〜１３４と制ｕ４素ｒ−ｆ
ｆＦ　４１との間に配設している。

尚、図示例では、導波路４９ａ及び５１ａを連続させて
配設しているが、断続的に配設して交点Ｖ及びＷを形成
するようにしても良い。

この第四実施例においては、信号光が通過する制御素子
１７ａ及び又はタミー素子１？ｂの個数が、伝搬経路に
よらず常に一定の個数例えば８個と成る。

このように構成された第四実施例においても、第一実施
例と同様の効果が期待出来る。

く第四実施例の変形例〉 第７図は第四実施例の変形例の構成を概略的に示す平面
図である。尚、第６図に示した構成成分と同一の構成成
分については同一の符号を付して示し、その詳細な説明
を省略する。

同図において、５３は第一ダミー素子群を示しており、
この変形例では、（ｉ−１）個のタミー素子１７ｂを、
第１行の制御素子Ｖとこれら第１行の素子群に対応する
第１行の入力ボートｌｌｉ　　（１≦ｉ≦４）との間の
入力導波路１１に設け、これら制御素子１７ｂから第一
ダミー素子群５３を形成している。

また５５は第二ダミー素子群を示しており、この変形例
では、（４−、ｊ　）個のダミー素子１７ｂを、第ｊＪ
／ｌｌの制御素子ｗとこれら第３列の素７一群に対応す
る出カポ−）１３ｊ（１≦ｊ≦４）との間の出力導波路
１３に設け、これらダミー素子＋７ｂから第二ダミー素
子群５５を形成する。

従って、この変形例では、上述の第四実施例における第
一タミー素子群４３の構成成分■、ｅ、４９ａ及び４９
ｂ、及び第二ダミー素子群４５の構成成分Ｗ、ｇ、５１
ａ及び５１ｂを設けていない他は、第四実施例と同一の
構成と成っている。

この第四実施例の変形例においても、信号光が通過する
制御素子＋７ａ及び又はダミー素７−１？ｂの個数が、
伝搬経路によらず常に一定の４Ｖ４数例えば８個と成る
。

このように構成された第四実施例の変形例においても、
上述の第四実施例と同様の効果を期待出来る。

箸ｍ丘論 この第五実施例では、この発明をｍ×ｎ光マトリクスス
イッチに適用した例につき説ＩＪＩする。

第８図は第五実施例の説明図であり、第五実施例の構成
を模式的に示す図である。尚、第６図に示した構成成分
と同一の構成成分については同一の符号を付して示し、
その詳細な説１ｊｌを省略する。

同図において、５７は制御素子群を示す。この実施例に
おいては、例えば、ｍ本（ｍは自然数）の入力導波路１
１のそれぞれに入力ボート及びｎ本（ｎは自然数）の出
力導波路１３のそれぞれに出力ポートを設けて、入カポ
−）１１ｉ（ｉは自然数、ｌ≦ｉ≦ｍ）及び出力ポート
１３ｊ（ｊは自然数、１≦ｊ≦ｍ）を形成し、これと共
に人力及び出力導波路１１及び１３を相交差させてｍ×
ｎ個の交点Ｕを形成する。

そして制御素子１７ａを、交点Ｕの人力導波路１１及び
出力導波路１３にそれぞれ１個ずつ設け（図中これら制
御素子−をＶ及びＷを付して示す）、これら制Ｏ１ａ　
ｒ−ｖ及びＷ間に、交点Ｕの入力導波路１１から出力導
波路１３に至る分岐伝搬経路として導波路４７を設ける
。

従ってこの実施例では、制御素子１７ａは、第１行の入
力ボートｌｌｉと第１行第１列の交点Ｕとの間の人力導
波路１１、相隣接する交点Ｕ間の入力及び出力導波路１
１及び１３、第３列の出力ポート１３ｊと第ｍ行第ｊ列
の交点Ｕとの間の出力導波路１３にそれぞれ１個ずつ配
設され、これら制御素子１７ａを以って入カポ−）１１
１〜ＩＩｍ、と出力ポート１３１〜１３ｎとの間に制御
素子！１５７が形成されている。

また、交点Ｕの近傍で相隣接して配置されている制御素
子Ｖ及びＷは導波路４７で接続され、従って入力ポート
１１１〜１Ｉ１１と出力ポート１３１〜１３ｎとの間に
形成される信号光の伝搬経路は入力導波路１１．出力導
波路１３及び導波路４７から構成される。

また５８は第一ダミー素７一群を示しており、この実施
例では、（ｉ−１）個のダミー素子−ｄ　（＋７ｂ）を
、第１行の制御素子ｖ　（１７ａ）と、これら素子に対
応する第１行の入力ボート＋＋ｉ　　（ｉは自然数、ｌ
≦ｉ≦ｍ）との間の入力導波路１１に設け、ダミー素子
ｄ（＋７ｂ）を以って第一ダミー素子群３７を人、カポ
−）１１１〜ｌ１ｍ及び制御素子群５７の間に形成する
。

さらに、　６１は第二ダミー素子群を示しており、この
実施例では、（ｎ−０個のダミー素子ｆ（１７ｂ）を、
第ｊ列の制御素子Ｗとこれら素子に対応する出力ポート
＋３ｊ（ｊは自然数、ｌ≦ｊ≦ｎ）との間の出力導波路
１３に設け、これらダミー素子ｆ　（＋７ｂ）を以って
第二ダミー素子群８１を出力ポート１３１〜１３ｎとの
間に形成する。

上述のように構成された第四実施例の光マトリクススイ
ッチにおいては、第８図からも理解出来るように、信号
光が通過するダミー素子ｄの個数は（ｉ−１）個、信号
光が第１列から第３列に至る間に通過する制御素子Ｖの
個数は経路によらず常にｊ個、信号光が第ｉ＋１行から
第ｍ行に至る間に通過する制御素子Ｗの個数は経路によ
らず常に（ｍ−（ｉ−１））個、及び信号光が通過する
第ｊ列のタミー素子ｆの個数は（ｎ−ｊ）個である。従
って、信−）光が入力ポートｌｌｉから出力ポート＋３
ｊに至るまでに通過する光導波素子１７ａ及び又は１７
ｂの総個数Ｔは、 Ｔ＝　（ｉ−１）＋　ｊ＋　（ｍ−（＋−１））＋　（
ｎ　−ｊ）　−ｍ＋ｎ　［個］ と成る。従って、信号光はその伝搬経路によらずに一定
数の光導波素子１７ａ及び又は１７ｂを通過する。

この第五実施例においても、第一実施例と同様の効果を
期待出来る。

尚、この実施例において、制御素子！７ａに加えダミー
素子！７ｂを一定個数ずつ各交点Ｕ間に配設するように
しても良い。

第六実施例 この第六実施例では、この発明を４×４光マトリクスス
イツチに適用した例につき説明する。

第９図は第六実施例の構成を概略的に示す平面図である
。尚、第６図（Ａ）に示した構成成分と対応する構成成
分については、同一の符号を付して示し、その詳細な説
明を省略する。

同図において、８３は平行導波路を示しており、この実
施例では、それぞれの平行導波路６３の一端に入力ポー
トを設けて人力ポート１３１〜１３４を形成し、さらに
平行導波路６３の他端を、第ｉ列（ｉは自然数、ｌ≦ｉ
≦４）の入力ポート側終端に配設した光導波素子Ｖ或は
ｄと接続し、よって第ｉ列の人力ポート１ｌｉ（ｉは自
然数、１≦ｉ≦４）と、入力ボート側網端の光導波素子
Ｖ或はｄとを平行導波路６３によって連絡する。

また６５も平行導波路を示し、平行導波路６３と同様に
して、第ｊ列の出力ポートｌ１ｊ（ｊは自然数、１≦ｊ
≦４）と、出力ポート側糾端の光導波素子ｆ或はＷとを
平行導波路６５によって連絡する。

ｆ行導波路６３及び６５を互いに平行と成して設けるこ
とによって、これら導波路６３及び６５の光軸が両方共
に基板１０の基板端縁に対して直交するように光マトリ
クススイッチを構成することが出来。

その結果光ファイバを入力ポート或は出力ポートと接続
する際、光軸合せが容易と成る。

この第六実施例においても、第四実施例と同様の効果を
期待出来る。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものではな
く、設計に応じて種々の変形を行なうことが出来る。

例えば、制御素子としては方、向性結合型光スイッチ素
子その他の光スイツチ素子を用いても良いし、また例え
ば上述した実施例において制御素子を、複数の光スイッ
チ素勇から成るマトリクススイッチに置換えた構成（二
重化構成）としても良い。

また信り光の伝搬経路の形成に名っては、導波路、制御
素子その他の各構成成分を、上述の図示例に限定されな
い任意好適な設計条件で形成、配設すれば良く、また各
構成成分の配置関係を設計に応じて任意好適に変更して
良い。基板材料も設計に応じて任意好適な材料を用いて
良い。

入力ポート側及び出力ボート側伝搬経路の交点の形成は
、設計に応じて任意好適な交点を形成して良く、例えば
入力ポート側及び出力ボート倒伏＊経路を同一モ面上で
相交差させて形成しても良いし、或は入力ポート側及び
出力ボート側伝搬経路をケ体交差させて形成しても良い
。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の光マト
リクススイッチによれば、各々の伝搬経路が入力ボート
から出力ポートに至る間に有する光導波素子の個数をい
ずれの伝搬経路でも同数と成している。

従って、信号光はその伝搬経路によらずに一定数の光導
波素子を通過する。その結果、出力ポートから出力され
る信号光の光強度（光出力強度）を、いずれの伝搬経路
を信号光が伝搬してきてもほとんど変らない、好ましく
は一定の光強度と成すことが出来、これがため光マトリ
クススイッチのクロストーク特性を従来に比し改善する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一実施例の構成を示す上面図、 第２図はこの発１］の第一実施例の変形例の構成を示す
上面図、 第３図はこの発明の第二実施例の構成を示す上面図、 第４図はこの発明の第三実施例の構成を模式的に示す図
、 第５図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明のクロストーク特性の
説明に供する図、 第６図（Ａ）〜（Ｄ）はこの発明の第四実施例の説１５
１　図　、 第７図はこの発明の第四実施例の変形例を示す上面図、 第８図はこの９．用の第五実施例の構成を模式的に示す
図、 第９図はこの発すｌの第六実施例の構成を示す上面図。 第１０図は従来の光マトリクススイッチの構成を示すｆ
面図である。 １１・・・入力導波路、　　　１３・・・出力導波路１
７ａ・・・制御用光導波よｆ−１ ＋７ｂ、１７ｃ・・・タミー用光導波素−ト。 １９．３５，４１．５７・・・制御素子群２１．３７，
４３．５９・・・第一ダミー素子群２３．３９．４５．
６１・・・第一ダミー素子群、１１１〜ｌ１ｍ・・・入
力ポート、 １３１〜１３ｎ・・・出力ポート。 特許出願人　　　沖電気玉業株式会社 ○ 巳　　　　２ ７ｏ　　　　　２ 第ｒＥＪ災方ヒイ列の？明図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の入力ポートと複数の出力ポートとの間に形
   成された伝搬経路に設けられ、入力ポート側伝搬経路か
   らの信号光に対する出力ポート側伝搬経路を選択するた
   めの複数の制御用光導波素子を具える光マトリクススイ
   ッチにおいて、 各々の伝搬経路が前記入力ポートから出力ポートに至る
   間に有する光導波素子の個数を同数とするためのダミー
   用光導波素子を追加して具えること を特徴とする光マトリクススイッチ。
2. （２）入力ポート側及び出力ポート側伝搬経路をそれぞ
   れ相交差させてｍ×ｎ個（ｍ、ｎは自然数）の交点を形
   成し、 制御用光導波素子を、該交点のそれぞれに１個ずつ設け
   てｍ行ｎ列に配列し、 （ｉ−１）個（但しｉは自然数、１≦ｉ≦ｍ）のダミー
   用光導波素子を、第ｉ行の制御用光導波素子と、該第ｉ
   行の制御素子に対応する入力ポートとの間の入力ポート
   側伝搬経路に設け、 （ｎ−ｊ）個（但しｊは自然数、１≦ｊ≦ｎ）のダミー
   用光導波素子を、第ｊ列の制御用光導波素子と、該第ｊ
   列の制御素子に対応する出力ポートとの間の出力ポート
   側伝搬経路に設けて成ること を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光マトリク
   ススイッチ。
3. （３）入力ポート側及び出力ポート側伝搬経路をそれぞ
   れ相交差させてｍ×ｎ個の交点を形成し、制御用光導波
   素子を、該交点の入力ポート側及び出力ポート側伝搬経
   路にそれぞれ１個ずつ設けると共に、これら制御用光導
   波素子間に前記交点の入力ポート側伝搬経路から出力ポ
   ート側伝搬経路に至る分岐伝搬経路を設け、 （ｉ−１）個のダミー用光導波素子を、第ｉ行の制御用
   光導波素子と、該第ｉ行の入力ポートとの間の入力ポー
   ト側伝搬経路に設け、 （ｎ−ｊ）個のダミー用光導波素子を、第ｊ列の制御用
   光導波素子と、該第ｊ列の制御素子に対応する出力ポー
   トとの間の出力ポート側伝搬経路に設けて成ること を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光マトリク
   ススイッチ。