JPS63309932A

JPS63309932A - 漏話特性可変式光スイツチ

Info

Publication number: JPS63309932A
Application number: JP62145094A
Authority: JP
Inventors: Teigo Okada; 岡田　定五; Yasuhiro Gunji; 康弘郡司
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1988-12-19

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〕本発明は光伝送などに利用される光スイッチに係り、特
に切換時の漏話特性が可変でき、光ループ伝送に使用す
るのに好適なバイパス用光スイッチの改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に光ファイバを用いた光伝送，光通信システムにお
いて、光伝送路の切換器やバイパス用としての光スイッ
チが必要である。

従来の液晶式光スイッチは、特公昭５９−８０８号に記
載されたものに代表され、その構成（光の入射面での断
面図）を第２図に示す。

まず、２つの台形プリズム３の底面同志でスペーサ９を
介してネマチック液晶１を薄く挟み、光ファイバ７１を
通ってロッドレンズ８１でコリメート及び斜入射させた
光を液晶層で２クツシヨンさせる。ここで、対向するプ
リズム底面（全回）には透明電極２を設け、さらにその
上に液晶分子の配向方向を規制する配向膵を設けている
（図面には省略）。

また、プリズム３内の１クツシヨン目から２りツション
目への光路中には偏光面を９０°回転させる機能をもつ
偏光変換器３２を置いている。

上記透萌電Ｖｉ２には交流電源４により、液晶駆動電圧
が印加される。その電圧がしきい値より高い場合には、
第２図（ｂ）のように、透明電極２に対して分子を垂直
に立たせることができる。電圧無印加時もしくはしきい
値より低い駆動電圧の場合には、上記配向膜により、第
２図（ａ）のように光の入射面（紙面）内で透明電極２
に液晶分子長軸が平行になるように設定されている。

一般に、光成分は入射面（紙面）に垂直な電界振動をも
つＳ偏光成分１２と入射面に平行な電界振動をもつＰ偏
光成分１１とに分けて考えることができる。そしてまた
、液晶分子は細長い形状をしており、光の電界振動方向
に対応して屈折率の異方性をもっている。第２図（ａ）
のスイッチング状態では、唯一屈折率異方性のない光軸
（分子長軸）方向から光を入射させていることになり、
Ｐ偏光１１及びＳ偏光１２の両方とも全反射させるよう
な入射角を選ぶことができる。すなわち、出射端子６３
へ出力される。ところが同図（ｂ）の状態では、Ｐ偏光
１１のみが高屈折率に変化し、液晶層を透過させること
ができる。したがって、その後偏光変換器３２により、
偏光成分１１及び１２を入れ替えれば、出射端子６４へ
出力させることができる。

以上のように、第２図（ａ）及び（ｂ）の切換え、すな
わち、交流電源４のＯＦＦ、ＯＮの切換えを行うことに
より、無偏光（Ｐ偏光とＳ偏光を含む）のスイッチング
が可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点１以上のような構成の従来の先行技術においては、第２図
（ａ）、（ｂ）に示したように、入射端子６１からの光
を出射端子６３または出射端子６４に切換えたときの光
の強度比率（デシベル）、すなわちこの光スイッチの漏
話は、光学系として固定されているため一定の値である
。

ところで、この種の光スイッチを光ＬＡＮ　（ローカル
エリアネットワーク）のような光ループ伝送のネットワ
ークに用いた場合には、主光ループに接続されたある一
つの情報端末が停電又は故障。

自己検査などのため、正規の状態で送信できないとき、
この光スイッチをバイパス状態に切換える必要がある。

しかし、このような状態で、光スイッチの漏話が小さい
と、主光ループからの情報が　一端末側に全く届かない
ので不便である。つまり、光スイッチの漏話が一定であ
るため、光ＬＡＮシステムでは、バイパス状態に切換え
られたときの光の受信ができない欠点があった。

本発明の目的は、光スイッチの漏話特性を可変できるよ
うにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、光スイッチの外側に設けた光ファイバの入
射、出射端子の微調節装置を用いることにより、台形プ
リズムの間に挟めた液晶層に対し、光の入射出射角度を
変えることによって達成される。

〔作用〕

すなわち、このような光学系においては、透過光は、基
板である台形プリズムをはじめ透明電極。

配向膜、液晶の各層を必ず通過しなければならない。こ
れらの層の間には屈折率のちがいによって、それぞれ少
なからず反射光が生じるため、透過効率が悪くなる。し
かし、各層の厚さが光の波長に近い場合には、入射角度
の変化によって干渉が生じ、光の透過強度が変化する。

つまり、入射角の変化により透過光強度が周期的に大き
くなったり、小さくなったりする。

本発明のものは、この作用を利用することによって漏話
特性を変化するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図（ａ）は本発明の実施例の平面図、第１図（ｂ）は第
１図（ａ）のＡ−Ａ断面から視た側面図である。２つの
台形プリズム３０から成るスイッチ素子の外側で、上下
方向に外枠５１をまた左右方向に外枠５２を設けている
。まず、入射。

出射端子６１においては、前記外枠５１の一部を切り込
み支持梁５１ａを形成する。前記支持梁５１ａの一方に
は、ネジ部５３ａを有する角度調節ネジ５３が回転でき
るようにはめ込まれている。

前記支持梁５１ａの中央にはめ込まれたブロック５４の
一部に突出した梁５４ａには訂記角度調節ネジ５３ａが
入るようにメネジが設けられている。

また、前記外枠５２の間にはブロック５５がピン５５ａ
を介して設けられ、かっこのブロック５５はピン５５ａ
を中心に回転可能である。さらに、前記ブロック５４と
ブロック５５の間には位置調節ネジ５６を設け、ネジ部
５６ａがブロック５５ａ内に回転できるようにはめられ
ている。また支持棒５７は両ブロック５４と５５の間を
固定するようにつながれている。なお、前記ネジ部５６
ａと支持棒５７はプリズム３０の入射出射面にほぼ平行
に設けられている。５８は取付ブロックで前記ネジ部５
６ａが、はめ合うようにメネジが設けられている。さら
に、前記支持棒５７が貫通しており、前記位置調節ネジ
５６を回転したとき支持棒５７に沿って移動できるよう
に構成されている。

なお、前記ネジ部５３ａ及び５６ｂはともに精度の良い
細目ネジで構成されている。

また、前記取付ブロック５８にはロッドレンズ８１が固
定されている。このロッドレンズ８１には光ファイバ７
１が接続され、さらにロッドレンズ８１とプリズム３０
の間には光学的に光の反射を防止するマツチングオイル
等の入った光コネクタ８１２が設けられており、この光
コネクタ８１＆はロッドレンズ８１とプリズム３０のす
き間が変っても追従するようになっている。なお、上記
に説明した構造のものは、入射出射端子６１の部分だけ
でなく、その他の入射出射端子６ｚ　、６３゜６４の部
分にも同様に設けられている。

上記の構造において、いま、破線で示した経路のように
光線が通過している状態から光線の入射角度をかえたと
きには、前記角度調節ネジ５３を廻すことにより、ブロ
ック５４が移動し、前記ピン５５ａを中心に動き、前記
取付ブロック５８の傾き角度が変る。したがって、この
取付ブロック５８にとりつけられたロッドレンズ８１の
傾き角度を変化させることができる。またこのときの光
線がプリズム内の中央の反射器３１で全反射する位置を
一定に保ちながら前記ロッドレンズ８１の傾きを変化さ
せる必要がある。つまり、入射角度を変えることにとも
ない入射位置も変えなければならない。この場合には、
前記位置調節ネジ５６を廻すことにより、取付ブロック
５８を前記ブロック５４と５５の間で支持棒５７に沿っ
て移動させることができる。なお、これらの調節は入射
出射端子６２．６ｓ　、６ａにおいても同様にできる。

このような入射角度の変化にともなう光線の変化を第３
図に示した。台形プリズム３０内の破線で示した光線１
１の入射角度はθ１でかつ入射点１０の位置であった状
態から、入射角度θ２に変化させたい場合には、プリズ
ム３０内の中央に設けられた反射器の６点が一定になる
ようにする。

つまり６点を中心に左右対称に光線が入射、出射するよ
うにしなければならない。したがって、入射角度θ２に
するには入射点を１０ａにもってくる必要がある。

このように、上記の本発明の構造によれば、角度調節ネ
ジ５３と位置調節ネジ５６を回転することにより、上記
第３図のように入射角θ１より０２に変えることができ
、これによって入射端子６１からの光が出射端子６８、
および６番にスイッチングさせたときの漏話特性を変化
させることができる。

次に１本発明のその他の実施例を第４図により説明する
。第４図は、本発明の機能を示す側面図である。まず、
入射出射端子６！において、光ファイバ７１はロッドレ
ンズ８１に接続されている。

またロッドレンズ８１とプリズム３との間には光が反射
して外部に漏ないようにマツチングオイルなどの入った
光コネクタ８１＆が設けられている。

前記光コネクタ８１＆は取付ブロック９３に取付けられ
ている。さらに、この取付ブロック９３は腕９２に固定
されている。前記腕９２はプリズム３の外側に設けられ
たブラケット９０と９０ａとの間に、腕９１および腕９
１ａを介してピンＰＩ　。

Ｐ２およびピンＰｉａｙ　Ｐｚａで接続されている。ま
た、前記腕９２は、腕９６とピンＰ’２＆により接続さ
れている。そして、前記腕９６の一端には調節ネジ９７
が設けられている。一方、プリズム３の外側を締付けか
つ固定された外枠９４の一部に支持ブロック９５が設け
られている。この支持ブロック９５に前記調節ネジ９７
が貫通され、さらに、調節用ナツト９８．９８ａがこの
支持ブロック９５の中に回転できるようにはめ込まれて
おり、前記調節ネジ９７がこの調節ナツト９８にはめ込
まれている。上記のような構造は、入射出射端子６３に
ついても同様に対称的に設けられている。

なお、この調節用ナツト９８には両側に９８と９８ａが
一体となって設けられており、ネジの形状はたがいに逆
ネジになっている。つまり、調節用ナツト９８が右ネジ
のとき、９８ａは左ネジというようにネジが切られてい
る。これは、調節ネジ９７と９７ａについても同じよう
に調節ナツト９８と９８ａに対応して逆ネジが切られて
いる。

したがって、この調節用ナツト９８，９８ａをある方向
に回転すると調節ネジ９７と９７ａとが支持ブロック９
５に向って近づけたり、また反対向きに廻すと、遠ざけ
るように調節することができる。また、このような入射
出射端子６１と６３の構造は、入射出射端子６２と６４
についても同様な構造となっている。

このような構造において、いま、破線で示した位置に光
線が通過している状態から、光線の入射角度ならびに位
置を変えたい場合には、前記調節用ナツト９８，９８ａ
をある方向に回転させることにより、調節ネジ９７と９
７ａが引き寄せ合う。

このとき、入射出射端子６１では腕９６が右に移動する
にともない、腕９２がピンＰ１とＰｉａを中心に腕９１
と９１ａに拘束されながらリンク機構として運動する。

すなわち、腕９２はプリズム３の斜面に沿って右上に移
動するとともに時計廻りに傾き角度を変えることができ
る。これは、前記の実施例で説明した第３図の入射光１
１が入射点１０から入射点１０ａに移動するとともに、
入射角θ１より入射角θ２に変化させることができる。

これは入射出射端子６３においても前記入射出射端子６
１と全く対称に構成されているので、前記調節用ナツト
９８と９８ａを回転させることによって、同時に調節可
能である。同様に、下側の入射出射端子６ｚ　ｔ　６ａ
についても調節用ナツトの回転で、角度と位置の調節を
同時に行うことができる。すなわち漏話を変化させるこ
とができる。

この発明の実施例によれば、２個所の調節用ナツトの回
転によってスイッチ素子の入射、出射端子４ケ所の角度
と位置の調節を一度に行うことができる特徴がある。

なお、本発明の実施例では液晶はネマチックを例に上げ
て説明したが、この液晶には、スメクチック液晶などの
強誘電性液晶はじめ、これに代る屈折率変化を有する物
質を用いた全反射形の光スイッチすべてに適用できるこ
とは言うまでもない。

また、光コネクタとプリズムの入射面の間に屈折率の異
なった透明材料又は薄いくさび形のプリズムを挿入する
ことにより、入射角を変えることができる手段を用いた
ものは本発明に適用できることは容易に考えられる。

また、本発明の原理は多層膜に光を斜めに入射させたと
きに生じる光の干渉を利用しているので漏話特性の変化
は入射角度の変化によって行った。

これに対し、多層膜の光の干渉は、たとえば、何らかの
方法で液晶層の膜厚を変化させることによっても生じる
。また、透明電極であるＩＴ○（Ｉｎｄｕｍ　Ｔｈ１ｎ
　０ｘｉｄｅ）膜の厚さあるいは屈折率を何らかの方法
で変化させても漏話特性を変えることができる。これら
も容易に本発明に適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光スイツチ素子のプリズムへの入射出
射角度をかえることにより、光スイッチの出射した光強
度、すなわち漏話特性を変えることができる。したがっ
て、光ＬＡＮシステムにこの光スイッチを適用すること
により、バイパス状態に切りかえたときの受信も可能と
なり、利便性。

保全性が改善される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の平面図、第１図（ｂ
）は第１図（ａ）のＡ−Ａ断面から視た側面図、第２図
（ａ）および（ｂ）は従来の液晶式光スイッチの構成を
示す図、第３図は本発明の光線の変化を示す図、第４図
は本発明のその他の実施例を示す側面図である。３・・・台形プリズム、６・・・入射出射端子、７・・
・光ファイバ、５３・・・角度調節ネジ・・・５６・・
・位置調節ネジ、９７・・・調節ネジ、９８・・・調筋
用ナツト。Ｊ！ｌ＋Ｆｆａが斌−ごン　　　　　　ｕ−ｔＴ：ルト＃２回１　−−−　Ｐａ（Ｆｒ４−７１に）　ｔｔ　　−−−
１ｋＬλ劇ｒイ翔ンλ（）７　°°°　光ファイバ。８−一一ロットパシ〉ズ“ 芸３　図

Claims

【特許請求の範囲】１、対向した台形プリズムの間に液晶を介在させた光ス
イッチにおいて、前記台形プリズムの入射面に対し光の
入射、出射の傾きを可変する機構を設けたことを特徴と
する漏話特性可変式光スイッチ。２、特許請求の範囲第１項において、前記プリズムの入
射面に沿つて移動できるネジ機構と入射面に対し傾き角
度の可変できるネジ機構を備えたことを特徴とする漏話
特性可変式光スイッチ。３、特許請求の範囲第１項において、プリズムの周辺に
リンク機構と調整ネジを組合せ、プリズムの入射面の移
動と角度の可変を同時に行なえる構造を備えたことを特
徴とする漏話特性可変式光スイッチ。