JPS6318171B2 - - Google Patents

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JPS6318171B2
JPS6318171B2 JP4769981A JP4769981A JPS6318171B2 JP S6318171 B2 JPS6318171 B2 JP S6318171B2 JP 4769981 A JP4769981 A JP 4769981A JP 4769981 A JP4769981 A JP 4769981A JP S6318171 B2 JPS6318171 B2 JP S6318171B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electro
prism
optical
shutter element
polarizing
Prior art date
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Expired
Application number
JP4769981A
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English (en)
Other versions
JPS57161827A (en
Inventor
Hideto Iwaoka
Sunao Sugyama
Akira Oote
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.)
YOKOKAWA DENKI KK
Original Assignee
YOKOKAWA DENKI KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YOKOKAWA DENKI KK filed Critical YOKOKAWA DENKI KK
Priority to JP4769981A priority Critical patent/JPS57161827A/ja
Publication of JPS57161827A publication Critical patent/JPS57161827A/ja
Publication of JPS6318171B2 publication Critical patent/JPS6318171B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入射される光を所定の方向に切り換
えて送出する光切換スイツチに関するものであ
り、多数光路間の切り換えを1組の装置で電気的
制御により高速に行なうことができ、スイツチマ
トリクス網として好適な装置を提供するものであ
る。
光信号伝送系においても、電気信号伝送系の切
換スイツチと同様に、光信号を所定の方向に切り
換えて送出する光切換スイツチが用いられてい
る。
このような光切換スイツチとして、たとえば第
1図に示すように、2個の三角プリズムPA,PB
と1個の平行四辺形プリズムPCとを組み合わせ、
Bから入射される光をAあるいはCに切り換えて
送出するように構成されたものがある。第1図に
おいて、三角プリズムPA,PBは底辺が同一線に
なるように配置され、平行四辺形プリズムPCは
三角プリズムPA,PBの底辺に対して平行に移動
できるように配置されている。なお、LA,LB,
LCはレンズである。このような構成において、
平行四辺形プリズムPCが実線で示す位置にある
場合には、Bから入射される光は平行四辺形プリ
ズムPCを介して三角プリズムPBに入射されて光
路Cに送出される。一方、平行四辺形プリズム
PCが破線で示す位置にある場合には、Bから入
射される光は直接三角プリズムPAに入射されて
光路Aに送出される。
しかし、このような構成によれば、平行四辺形
プリズムPCを機械的に移動させて光路を切り換
えているので、切換速度は比較的低速(数ms)
となり、信頼性にも欠ける。また、移動要素を含
んでいるので、光路体として比較的細径(φ100μ
m程度)の光フアイバーを用いる場合には、構成
要素間の位置調整がむずかしくなる。また、この
ような光切換スイツチを用いてスイツチマトリク
ス網を構成しようとすると、各スイツチ間を光フ
アイバー等の光路体で接続しなければならず、小
形化は困難である。
本発明は、これらの欠点を解決するために、複
数領域に分割され各領域毎に選択的に駆動される
面状の電気光学シヤツタ要素と、この電気光学シ
ヤツタ要素を介して一方の偏光プリズムと他方の
直角プリズムとが対向しかつ電気光学シヤツタ要
素の各面で偏光プリズムと直角プリズムの各所定
の面が重なるように配置された1対の偏光プリズ
ムおよび1対の直角プリズムと、各偏光プリズム
の出力のうち所定の出力を再びその偏光プリズム
に入力するように配置された複数の直角プリズム
と、各偏光プリズムに接続された複数の光路とで
光切換スイツチを構成したものである。これによ
り、多数光路間の切り換えを1組の装置で電気的
制御により高速に行なうことができ、スイツチマ
トリクス網の小形化を図ることができる。
以下、本発明を、図面を用いて説明する。
第2図は、本発明の一実施例を示す構成説明図
であつて、aは平面図であり、b〜eはそれぞれ
b〜e方向から見た側面図である。第2図におい
て、1〜8は光フアイバー、9〜16はロツドレ
ンズ、17,18は偏光プリズム、19,20,
24〜27は直角プリズム、21は面状に形成さ
れた電気光学シヤツタ要素、22,23は整合層
である。偏光プリズム17はその第1の面が電気
光学シヤツタ要素21を介して直角プリズム20
の第1の面と対向するように配置され、偏光プリ
ズム18はその第1の面が電気光学シヤツタ要素
21を介して直角プリズム19の第1の面と対向
するように配置され、直角プリズム19は第1の
面と直角をなす第2の面が偏光プリズム17の第
1の面と直角をなす第2の面と重なり合うように
配置され、直角プリズム20は第1の面と直角を
なす第2の面が偏光プリズム18の第1の面と直
角をなす第2の面と重なり合うように配置されて
いて、これら偏光プリズム17,18および直角
プリズム19,20はそれぞれ1対の偏光プリズ
ム組および直角プリズム組を構成している。光フ
アイバー1〜8は、それぞれロツドレンズ9〜1
6を介して偏光プリズム17,18の第3、第4
の面を縦横に2分割することにより形成される4
領域のうちの縦あるいは横の所定の2領域に配置
されている。すなわち、本実施例では、偏光プリ
ズム17の第3の面の左側領域の上部には光フア
イバー1がロツドレンズ9を介して接続されて下
部には光フアイバー5がロツドレンズ13を介し
て接続され、偏光プリズム18の第3の面の左側
領域の上部には光フアイバー2がロツドレンズ1
0を介して接続されて下部には光フアイバー6が
ロツドレンズ14を介して接続され、偏光プリズ
ム17の第4の面の上部領域の右側には光フアイ
バー3がロツドレンズ11を介して接続されて左
側には光フアイバー7がロツドレンズ15を介し
て接続され、偏光プリズム18の第4の面の下側
領域の左側には光フアイバー4がロツドレンズ1
2を介して接続されて右側には光フアイバー8が
ロツドレンズ16を介して接続されている。電気
光学シヤツタ要素21は、駆動状態に応じて入力
光を90度旋光させたりまつたく旋光させることな
く通過させるものであつて、偏光プリズム17,
18の各面の分割に応じて複数領域に分割される
ものであり、第2図では第3図に示すようにa1
d1およびa2〜d2に8分割(4分割×2)されたも
のを用いている。電気光学シヤツタ要素21の各
領域は選択的に駆動することができるが、本発明
ではa1とa2,b1とb2,c1とc2およびd1とd2をそれ
ぞれ同時に駆動する。このような電気光学シヤツ
タ要素21としては、各領域がたとえば第4図に
示すように構成されたものを用いる。第4図にお
いて、211はPLZTなどの2次材料よりなる電
気光学材料基板、212,213はくしの歯状に
形成された透明電極である。透明電極212,2
13は、電気光学材料基板211の一方の面に、
これら各透明電極212,213の各くしの歯電
極が一定方向に沿つて交互に噛み合うようにして
対向配置されている。なお、電気学材料基板21
1の他方の面にも透明電極214,215が同様
に対向するように配置されている。ここで、これ
ら各面のくしの歯電極の幅Wは隣接する電極との
間隔d以上の幅(W≧d)になるように形成され
るとともに、一方の面のくしの歯電極が他方の面
にくしの歯電極の間に位置するように形成されて
いる。前記電極による電界方向が、入射光の偏光
面に対し45゜となるように、このシヤツタ要素を
配置する。このように構成された電気光学シヤツ
タ要素の動作について説明する。第5図は、この
ような電気光学シヤツタ要素の横断面図の一例を
示したものであつて、くしの歯電極の幅Wが隣接
する電極との間隔dよりも大きく形成された例を
示している。第5図に示すような極性で各電極2
12〜215に電圧が印加されると、電気光学材
料基板211の各表面近傍に電界が発生し、電気
光学効果を生じる。これにより、電気光学シヤツ
タ要素に入射される光は90度旋光されて通過する
ことになる。ここで、各電極212〜215は、
一方の面の電極が他方の面の電極の間に位置する
ように形成されているので、ほぼ全面にわたつて
電気光学効果による旋光動作が得られる。また、
電極212〜215は電気光学材料基板211の
両面のほぼ全域にわたつて形成されているので、
比較的低い電圧で駆動することができる。再び第
2図において、直角プリズム24〜27は、偏光
プリズム17,18の各面の残りの2領域を接続
するように配置されている。すなわち、直角プリ
ズム24は偏光プリズム17の第3の面の右側領
域の上下領域を接続するように配置され、直角プ
リズム25は偏光プリズム18の第3の面の右側
領域の上下領域を接続するように配置され、直角
プリズム26は偏光プリズム17の第4の面の下
部領域を左右領域を接続するように配置され、直
角プリズム27は偏光プリズム18の第4の面の
上部領域の左右領域を接続するように配置されて
いる。
このように構成された装置の動作について説明
する。
光フアイバー1〜8を介して入力される光はロ
ツドレンズ9〜16により平行光として偏光プリ
ズム17,18に加えられる。これら光は、偏光
プリズム17,18により互いに直交する2組の
光束α,βに分割される。これら分割された光束
α,βは、電気光学シヤツタ要素21を通過する
際に、電気光学シヤツタ要素21の駆動状態に応
じて90度旋光されたり、全く旋光されなかつたり
する。このようにして電気光学シヤツタ要素21
を通過した光束α,βは再び偏光プリズム17,
18に加えられ、一方の光束は偏光プリズム1
7,18を通過し、他方の光束は偏光プリズム1
7,18で反射される。そして、これら光束α,
βは所定の経路を通つた後再び合成され、偏光プ
リズム17,18の各面に配置された所定の直角
プリズム24〜27で再び偏光プリズム17,1
8内に入力されたり、ロツドレンズ9〜16を介
して光フアイバー1〜8に送出されたりする。
第6図は、このような装置において、光フアイ
バー1〜4を入力光路とし、光フアイバー5〜8
を出力光路とした場合の等価回路図である。すな
わち、第2図の装置は、4個の光切換スイツチa
〜dが空間的に分離して構成され、これら各スイ
ツチa〜dが直角プリズム24〜27により光学
的に結合されたものと考えることができる。な
お、第6図において、各スイツチa〜dの実線は
第3図に示した電気光学シヤツタ要素21の各領
域a1〜d1,a2〜d2に電圧が印加されなくて入力光
が旋光されることなく通過する場合を示し、破線
は各領域a1〜d1,a2〜d2に電圧が印加されて入力
光が90度旋光されて通過する場合を示している。
このように、第2図の装置によれば、22x22の光
切換スイツチマトリクス網を構成することができ
る。なお、マトリクス網の接続を変更したい場合
には、光フアイバー1〜8およびロツドレンズ9
〜16よりなる光路と直角プリズム24〜27と
の各偏光プリズム17,18における接続領域を
適宜変更すればよい。
これらから明らかなように、本発明によれば、
多数光路間の切り換えを1組の装置で電気的制御
により高速に行なうことができ、スイツチマトリ
クス網の小形化が図れる光切換スイツチが実現で
きる。また、電気光学シヤツタ要素21として第
4図に示すように構成されたものを用いることに
より、比較的低い駆動電圧で高速駆動することが
できる。また、このようにして構成される光切換
スイツチは、可動部分を含まないので信頼性が高
く、長寿命、小形化が図れ、光の挿入損失も少な
く、非偏光を入力光として用いることができるの
で偏光面による光の損失も少なく、同時双方通信
も可能な光切換スイツチが実現でき、実用的な効
果は大きい。
なお、上記実施例では、22x22の光切換スイツ
チの例について説明したが、偏光プリズムの各面
を縦横それぞれn分割として電気光学シヤツタ要
素も2n2分割し、偏光プリズムの各面の所定の領
域に直角プリズムあるいは光フアイバーとロツド
レンズとで構成される光路を適宜配置することに
より、2nx2nの光切換スイツチを構成することが
できる。
また、電気光学シヤツタ要素としては、公知の
ものを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光切換スイツチの一例を示す構
成説明図、第2図は本発明の一実施例を示す構成
説明図、第3図は第2図における電気光学シヤツ
タ要素の概念説明図、第4図は本発明で用いる電
気光学シヤツタ要素の具体例を示す構成説明図、
第5図は第4図の動作説明図、第6図は第2図の
等価回路図である。 1〜8……光フアイバー、9〜16……ロツド
レンズ、17,18……偏光プリズム、19,2
0,24〜27……直角プリズム、21……電気
光学シヤツタ要素、22,23……整合層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数領域に分割され各領域毎に選択的に駆動
    される面状の電気光学シヤツタ要素と、この電気
    光学シヤツタ要素を介して一方の偏光プリズムの
    第1の面と他方の直角プリズムの第1の面とが対
    向しかつ電気光学シヤツタ要素の各面で偏光プリ
    ズムの第1の面に対して直角をなす第2の面と直
    角プリズムの第1の面に対して直角をなす第2の
    面が重なるように配置された1対の偏光プリズム
    組および1対の直角プリズム組と、各偏光プリズ
    ムの第3、第4の面の出力のうち所定の出力を再
    びその偏光プリズムの同一面に入力するように各
    偏光プリズムの第3、第4の面にそれぞれ配置さ
    れた複数の直角プリズムと、各偏光プリズムの第
    3、第4の面にそれぞれ接続された複数の光路と
    からなる光切換スイツチ。 2 電気光学シヤツタ要素として、電気光学材料
    基板の分割された各領域の両面にそれぞれ1対の
    くしの歯状の透明電極が一定方向に沿つてくしの
    歯電極が交互に噛み合うように対向配置されてこ
    れら各面のくしの歯電極の幅は隣接する電極の間
    に位置するように形成され、一方の面のくしの歯
    電極が他方の面のくしの歯電極の間に位置するよ
    うに形成されたものを用いることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の光切換スイツチ。
JP4769981A 1981-03-31 1981-03-31 Optical changeover switch Granted JPS57161827A (en)

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JP4769981A JPS57161827A (en) 1981-03-31 1981-03-31 Optical changeover switch

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JPS57161827A JPS57161827A (en) 1982-10-05
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ID=12782532

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60189732A (ja) * 1984-03-09 1985-09-27 Yokogawa Hokushin Electric Corp 光ネツトワ−ク用光スイツチ
JPS60237433A (ja) * 1984-05-11 1985-11-26 Agency Of Ind Science & Technol 多チヤンネル光スイツチ
DE3509053C1 (de) * 1985-03-14 1986-08-07 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Dreiweg-Sternteiler fuer Lichtwellenleiter
GB8701996D0 (en) * 1987-01-29 1987-03-04 British Telecomm Optical space switch

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JPS57161827A (en) 1982-10-05

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