WO2018181132A1 - High-speed multicore batch optical switch system - Google Patents
High-speed multicore batch optical switch system Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018181132A1 WO2018181132A1 PCT/JP2018/012043 JP2018012043W WO2018181132A1 WO 2018181132 A1 WO2018181132 A1 WO 2018181132A1 JP 2018012043 W JP2018012043 W JP 2018012043W WO 2018181132 A1 WO2018181132 A1 WO 2018181132A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- spatial light
- emitted
- light modulator
- cores
- optical switch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- 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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
Abstract
[Problem] To provide a switch system and a method which enable high-speed path switching without requiring mechanical drive. [Solution] An optical switch system comprising: a multicore fiber 3; a spatial optical modulation element 5 for collectively switching a beam bundle emitted from a plurality of cores of the multicore fiber 3 to any of a plurality of multicore fibers; and a control unit 7 for controlling the spatial optical modulation element 5. An optical switch method comprising: a step for making an adjustment using a collimator lens 11 and a condenser lens 13 such that optical beams emitted from a plurality of cores of a multicore fiber 3 enter a spatial optical modulation element 5; and a step for controlling a direction in which a plurality of optical beams that have entered the spatial optical modulation element 5 are emitted from the spatial optical modulation element 5 by collectively controlling the entire spatial optical modulation element 5.
Description
本発明は，光通信技術に関し，より詳しく説明すると，本発明はマルチコアファイバからの光を一括でスイッチできるシステムに関する。
The present invention relates to optical communication technology, and more specifically, the present invention relates to a system capable of collectively switching light from multi-core fibers.
コア分離素子，集光光学系及びマイクロミラー光スイッチ素子から構成される７コア光ファイバに対応した１入力２出力ポートを持つマルチコア一括光スイッチが提案されている。このスイッチ装置は，マルチコア光ファイバに接続されたコア分離素子を用いて，マルチコア光ファイバの各コアの光信号を光ビームとして同方向の空間に放出し，集光光学系によって全コアの光ビームを束ねてマイクロミラー光スイッチ素子に集光し，ミラー確度を制御して全コアの光ビームの進行方向を一括で変えることで，経路切り替えを行う。
A multi-core batch optical switch having a 1-input 2-output port corresponding to a 7-core optical fiber composed of a core separation element, a condensing optical system, and a micromirror optical switch element has been proposed. This switch device uses a core separation element connected to a multi-core optical fiber, emits the optical signal of each core of the multi-core optical fiber as a light beam into the space in the same direction, and collects the light beam of all cores by a condensing optical system. Are combined and focused on the micromirror optical switch element, and the path switching is performed by changing the traveling direction of the light beam of all cores at once by controlling the mirror accuracy.
上記のスイッチ装置は，マイクロミラー光スイッチ素子が用いられている。マイクロミラー光スイッチ素子は，機械的に駆動する必要がある。このため，上記のスイッチ装置は，高速な経路切り替えが実現できないという問題がある。
The above switch device uses a micromirror optical switch element. The micromirror optical switch element needs to be mechanically driven. For this reason, the above switch device has a problem that high-speed path switching cannot be realized.
そこで，機械的に駆動する必要がなく，高速に制御できる高速な経路切り替えを実現できるスイッチシステムが望まれる。
Therefore, a switch system that does not need to be mechanically driven and can realize high-speed path switching that can be controlled at high speed is desired.
本発明は，基本的には，機械的に駆動する必要がない空間光変調素子と，光ビームの主光線を光軸に平行にできるテレセントリック光学系を含む。空間光変調素子は，電圧や圧力といった外力を素子に加えることにより屈折率や透過率などの物性を高速に変化させ，素子全体に回折格子を形成させることで複数の光ビームを回折させ，素子を通過する全てのビーム束の進行方向を一括して高速制御する。光軸を平行にして，素子への入射角度を揃えることができるテレセントリック光学系を用いることで，マルチコア光ファイバの全コアの光ビームの光軸が平行に揃い，空間光変調素子への入射角度の差異が制御され，これにより全コアの光ビームの回析光強度や回折角度が一定となるので，高速動作可能な空間光変調素子をマルチコア一括光スイッチの要素として用いることができることとなる。
The present invention basically includes a spatial light modulation element that does not need to be mechanically driven and a telecentric optical system that can make the principal ray of the light beam parallel to the optical axis. Spatial light modulation elements change the physical properties such as refractive index and transmittance at high speed by applying external force such as voltage and pressure to the element, and diffract multiple light beams by forming a diffraction grating in the entire element. The traveling direction of all the beam bundles passing through is collectively controlled at high speed. By using a telecentric optical system in which the optical axis is parallel and the incident angle to the element can be made uniform, the optical axes of the light beams of all the cores of the multi-core optical fiber are aligned in parallel, and the incident angle to the spatial light modulator As a result, the diffracted light intensity and diffraction angle of the light beams of all the cores are made constant, so that a spatial light modulator capable of high-speed operation can be used as an element of the multi-core batch optical switch.
本発明は，光スイッチシステムに関する。この光スイッチシステムは，
マルチコアファイバ３と，
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束を一括して複数のマルチコアファイバのいずれかへスイッチングするための空間光変調素子５と，
空間光変調素子５を制御するための制御部７と，を有する。 The present invention relates to an optical switch system. This optical switch system
Multi-core fiber 3,
Aspatial light modulator 5 for collectively switching beam bundles emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 to one of the plurality of multi-core fibers;
And acontrol unit 7 for controlling the spatial light modulator 5.
マルチコアファイバ３と，
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束を一括して複数のマルチコアファイバのいずれかへスイッチングするための空間光変調素子５と，
空間光変調素子５を制御するための制御部７と，を有する。 The present invention relates to an optical switch system. This optical switch system
A
And a
空間光変調素子５は，音波により高速に偏向作用する音響光学素子であることが好ましい。
The spatial light modulation element 5 is preferably an acousto-optic element that deflects at high speed with sound waves.
この光スイッチシステムは，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束を空間光変調素子５へ伝達するための第１の光学系９を更に有するものが好ましい。
第１の光学系９は，例えば，
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射して発散する光ビームをコリメートビームとするためのコリメートレンズ１１と，
コリメートレンズ１１から出射した複数のコリメートビームを，空間光変調素子５へ入射できるようにビーム径を小さくするための集光レンズ１３とを有する。 This optical switch system preferably further includes a firstoptical system 9 for transmitting beam bundles emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 to the spatial light modulator 5.
The firstoptical system 9 is, for example,
A collimatinglens 11 for converting a light beam emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 into a collimated beam;
A condensing lens 13 is provided for reducing the beam diameter so that a plurality of collimated beams emitted from the collimatinglens 11 can enter the spatial light modulation element 5.
第１の光学系９は，例えば，
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射して発散する光ビームをコリメートビームとするためのコリメートレンズ１１と，
コリメートレンズ１１から出射した複数のコリメートビームを，空間光変調素子５へ入射できるようにビーム径を小さくするための集光レンズ１３とを有する。 This optical switch system preferably further includes a first
The first
A collimating
A condensing lens 13 is provided for reducing the beam diameter so that a plurality of collimated beams emitted from the collimating
この光スイッチシステムは，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束を空間光変調素子５へ伝達するための第１の光学系９を更に有するものが好ましい。
第１の光学系９は，例えば，
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射して発散する光ビームをコリメートビームとするためのコリメートレンズ１１と，
コリメートレンズから出射した複数のコリメートビームが，空間光変調素子５へ入射できるように，ビーム間隔を狭めるようにコリメートレンズ１１よりも焦点距離が短い集光レンズ１３とを有する。 This optical switch system preferably further includes a firstoptical system 9 for transmitting beam bundles emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 to the spatial light modulator 5.
The firstoptical system 9 is, for example,
A collimatinglens 11 for converting a light beam emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 into a collimated beam;
A condensing lens 13 having a shorter focal length than the collimatinglens 11 is provided so as to narrow the beam interval so that a plurality of collimated beams emitted from the collimating lens can enter the spatial light modulator 5.
第１の光学系９は，例えば，
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射して発散する光ビームをコリメートビームとするためのコリメートレンズ１１と，
コリメートレンズから出射した複数のコリメートビームが，空間光変調素子５へ入射できるように，ビーム間隔を狭めるようにコリメートレンズ１１よりも焦点距離が短い集光レンズ１３とを有する。 This optical switch system preferably further includes a first
The first
A collimating
A condensing lens 13 having a shorter focal length than the collimating
次に本発明は，光スイッチ方法を提供する。
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射した光ビームを，コリメートレンズ１１及び集光レンズ１３を用いて調整し，所望の角度をもって空間光変調素子５に入射するように調整する。空間光変調素子５全体を一括して制御することで，空間光変調素子５に入射した複数の光ビームが空間光変調素子５から出射される方向を制御する。そして，制御された方向へ進行した複数の光ビームのそれぞれは，選択されたマルチコアファイバのそれぞれのコアへと進行する。 Next, the present invention provides an optical switch method.
Light beams emitted from a plurality of cores of themulti-core fiber 3 are adjusted using the collimating lens 11 and the condenser lens 13 and adjusted so as to be incident on the spatial light modulator 5 at a desired angle. By controlling the entire spatial light modulator 5 collectively, the direction in which the plurality of light beams incident on the spatial light modulator 5 are emitted from the spatial light modulator 5 is controlled. Then, each of the plurality of light beams traveling in the controlled direction travels to each core of the selected multi-core fiber.
マルチコアファイバ３の複数のコアから出射した光ビームを，コリメートレンズ１１及び集光レンズ１３を用いて調整し，所望の角度をもって空間光変調素子５に入射するように調整する。空間光変調素子５全体を一括して制御することで，空間光変調素子５に入射した複数の光ビームが空間光変調素子５から出射される方向を制御する。そして，制御された方向へ進行した複数の光ビームのそれぞれは，選択されたマルチコアファイバのそれぞれのコアへと進行する。 Next, the present invention provides an optical switch method.
Light beams emitted from a plurality of cores of the
本発明は，機械的に駆動する必要がなく，高速な経路切り替えを実現できるスイッチシステムを提供できる。
The present invention can provide a switch system that does not need to be mechanically driven and can realize high-speed path switching.
以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, but includes those appropriately modified by those skilled in the art from the following embodiments.
図１は，本発明の光スイッチシステムを説明するための概念図である。図１に示されるように，この光スイッチシステムは，マルチコアファイバ３（第１のマルチコアファイバ），空間光変調素子５及び制御部７を有する。空間光変調素子５は，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束を一括して複数のマルチコアファイバ２３，２５のいずれかへスイッチングするための素子である。制御部７は，空間光変調素子５を制御するための制御部７と，を有する。
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an optical switch system of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical switch system includes a multi-core fiber 3 (first multi-core fiber), a spatial light modulator 5, and a control unit 7. The spatial light modulation element 5 is an element for collectively switching the beam bundle emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 to one of the plurality of multi-core fibers 23 and 25. The control unit 7 includes a control unit 7 for controlling the spatial light modulation element 5. *
マルチコアファイバ３は，マルチコア光ファイバともよばれ，１つのファイバ内に複数のコアを有する光ファイバである。コアの数の例は７，１２，１９，３２，及び３９である。空間光変調素子５は，電圧や圧力といった外力を与えると，屈折率や物性が変化する素子を意味する。制御部７が空間光変調素子５を制御することにより（例えば，位相変調を行う，屈折率を変化することにより），空間光変調素子５から出力されるビーム束の進行方向が一括して変化する。このため，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束を一括して複数のマルチコアファイバのいずれかへスイッチングできる。
The multicore fiber 3 is also called a multicore optical fiber, and is an optical fiber having a plurality of cores in one fiber. Examples of the number of cores are 7, 12, 19, 32, and 39. The spatial light modulator 5 means an element whose refractive index and physical properties change when an external force such as voltage or pressure is applied. When the control unit 7 controls the spatial light modulation element 5 (for example, by performing phase modulation or changing the refractive index), the traveling direction of the beam bundle output from the spatial light modulation element 5 is collectively changed. To do. For this reason, the beam bundles emitted from the plurality of cores of the multicore fiber 3 can be collectively switched to one of the plurality of multicore fibers.
空間光変調素子５は，音響光学素子であることが好ましい。音響光学素子を用いることで，一つの制御信号で複数の光ビームを一括して制御することとなる。電気的な制御信号を制御部７から音響光学素子に与えると，素子全体に形成される回折格子の格子幅が変化し，偏向角が変化することとなる。具体例としては，０V～３．３Vの電気的な制御信号を１０マイクロ秒周期で切り替えて印可することができる。このようにして，ビーム束の進行方向が一括して変化することとなる。制御部７は，与える電気信号とビーム束の進行方向の変化をあらかじめ記憶しておき，入力情報に基づいて，空間光変調素子５に印加する信号を変化させればよい。このようにすれば，制御部７からの制御信号を変化させることで，ビーム束を目的とするマルチコアファイバ２３，２５へと導くことができる。音響光学素子の例は，音響光学可変フィルタ（ＡＯＴＦ），音響光学変調器（ＡＯＭ），音響光学偏向器（ＡＯＤ），音響光学ビームスプリッタ（ＡＯＢＳ），および音響光学ビームマネージャ（ＡＯＢＭ）である。
音響光学素子の基本構造は，水晶および水晶に装着されたトランスデューサが含まれる。トランスデューサは，典型的には３０Ｍｈｚ～８００Ｍｈｚの無線周波数範囲における電子信号を受信するように構成される。トランスデューサは、電子信号に従って物理的に収縮および拡張することによって、電子信号を音響信号に変換する。水晶は、音響信号に従って物理的に発振し，したがって特定の波長の光を選択的に偏向する光回折格子の光学的等価物を形成する。特にＡＯＴＦにおいて，水晶の特性は，各音響波長が，特定の光波長だけ，または特に例えば約３ｎｍの狭い光波長帯域幅を偏向することに帰着する。一方でそれぞれの音響周波数に正確に相関する波長だけが１００パーセント偏向されるのに対して，狭い３ｎｍ帯域内の隣接波長がより低い割合、例えば５０パーセントだけ偏向される。このような性質を利用し，所定の制御信号を音響光学素子に与えると，放出されるビーム束の進行方向を変化させることができる。但しこの場合の水晶とは音響光学素子に使用できる典型的な素材を指しており，これに限定するものではない。 The spatiallight modulation element 5 is preferably an acousto-optic element. By using the acousto-optic device, a plurality of light beams are collectively controlled by one control signal. When an electrical control signal is given from the control unit 7 to the acousto-optic element, the grating width of the diffraction grating formed on the entire element changes, and the deflection angle changes. As a specific example, an electrical control signal of 0V to 3.3V can be switched and applied at a cycle of 10 microseconds. In this way, the traveling direction of the beam bundle is changed collectively. The controller 7 may store in advance the electric signal to be given and the change in the traveling direction of the beam bundle, and change the signal applied to the spatial light modulator 5 based on the input information. In this way, the beam bundle can be guided to the intended multi-core fibers 23 and 25 by changing the control signal from the control unit 7. Examples of acoustooptic elements are an acoustooptic variable filter (AOTF), an acoustooptic modulator (AOM), an acoustooptic deflector (AOD), an acoustooptic beam splitter (AOBS), and an acoustooptic beam manager (AOBM).
The basic structure of an acousto-optic device includes a crystal and a transducer attached to the crystal. The transducer is typically configured to receive an electronic signal in the radio frequency range of 30 Mhz to 800 Mhz. The transducer converts the electronic signal into an acoustic signal by physically contracting and expanding according to the electronic signal. The quartz crystal oscillates physically according to the acoustic signal, thus forming an optical equivalent of an optical diffraction grating that selectively deflects light of a specific wavelength. In AOTF in particular, the characteristics of quartz result in each acoustic wavelength deflecting only a specific light wavelength, or in particular a narrow light wavelength bandwidth, for example about 3 nm. On the other hand, only wavelengths that correlate exactly with their respective acoustic frequencies are deflected by 100 percent, whereas adjacent wavelengths within a narrow 3 nm band are deflected by a lower proportion, for example 50 percent. If a predetermined control signal is given to the acoustooptic device by utilizing such a property, the traveling direction of the emitted beam bundle can be changed. However, the crystal in this case refers to a typical material that can be used for an acoustooptic device, and is not limited thereto.
音響光学素子の基本構造は，水晶および水晶に装着されたトランスデューサが含まれる。トランスデューサは，典型的には３０Ｍｈｚ～８００Ｍｈｚの無線周波数範囲における電子信号を受信するように構成される。トランスデューサは、電子信号に従って物理的に収縮および拡張することによって、電子信号を音響信号に変換する。水晶は、音響信号に従って物理的に発振し，したがって特定の波長の光を選択的に偏向する光回折格子の光学的等価物を形成する。特にＡＯＴＦにおいて，水晶の特性は，各音響波長が，特定の光波長だけ，または特に例えば約３ｎｍの狭い光波長帯域幅を偏向することに帰着する。一方でそれぞれの音響周波数に正確に相関する波長だけが１００パーセント偏向されるのに対して，狭い３ｎｍ帯域内の隣接波長がより低い割合、例えば５０パーセントだけ偏向される。このような性質を利用し，所定の制御信号を音響光学素子に与えると，放出されるビーム束の進行方向を変化させることができる。但しこの場合の水晶とは音響光学素子に使用できる典型的な素材を指しており，これに限定するものではない。 The spatial
The basic structure of an acousto-optic device includes a crystal and a transducer attached to the crystal. The transducer is typically configured to receive an electronic signal in the radio frequency range of 30 Mhz to 800 Mhz. The transducer converts the electronic signal into an acoustic signal by physically contracting and expanding according to the electronic signal. The quartz crystal oscillates physically according to the acoustic signal, thus forming an optical equivalent of an optical diffraction grating that selectively deflects light of a specific wavelength. In AOTF in particular, the characteristics of quartz result in each acoustic wavelength deflecting only a specific light wavelength, or in particular a narrow light wavelength bandwidth, for example about 3 nm. On the other hand, only wavelengths that correlate exactly with their respective acoustic frequencies are deflected by 100 percent, whereas adjacent wavelengths within a narrow 3 nm band are deflected by a lower proportion, for example 50 percent. If a predetermined control signal is given to the acoustooptic device by utilizing such a property, the traveling direction of the emitted beam bundle can be changed. However, the crystal in this case refers to a typical material that can be used for an acoustooptic device, and is not limited thereto.
この光スイッチシステムは，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束を空間光変調素子５へ伝達するための第１の光学系９を更に有するものが好ましい。
第１の光学系９は，例えば，前側テレセントリック光学系を構成する。これは，通常，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束のビーム幅を狭くし，空間光変調素子５へと伝えるためのものである。 This optical switch system preferably further includes a firstoptical system 9 for transmitting beam bundles emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 to the spatial light modulator 5.
The firstoptical system 9 constitutes, for example, a front telecentric optical system. This is usually for reducing the beam width of the beam bundle emitted from the plurality of cores of the multi-core fiber 3 and transmitting it to the spatial light modulator 5.
第１の光学系９は，例えば，前側テレセントリック光学系を構成する。これは，通常，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射したビーム束のビーム幅を狭くし，空間光変調素子５へと伝えるためのものである。 This optical switch system preferably further includes a first
The first
第１の光学系９のひとつの例は，第１のコリメートレンズ１１と第１の集光レンズ１５とを含むものである。コリメートレンズ１１は，マルチコアファイバ３の複数のコアから出射する（出射して発散する）光ビームをコリメートビームとするための光学素子である。
集光レンズ１５は，コリメートレンズ１１から出射した複数のコリメートビームが，空間光変調素子５へ入射できるように複数のコリメートビームの束のビーム径を小さくする光学素子である。 One example of the firstoptical system 9 includes a first collimating lens 11 and a first condenser lens 15. The collimating lens 11 is an optical element for making a light beam emitted (emitted and diverged) from a plurality of cores of the multi-core fiber 3 into a collimated beam.
Thecondenser lens 15 is an optical element that reduces the beam diameter of a bundle of the plurality of collimated beams so that the plurality of collimated beams emitted from the collimator lens 11 can enter the spatial light modulator 5.
集光レンズ１５は，コリメートレンズ１１から出射した複数のコリメートビームが，空間光変調素子５へ入射できるように複数のコリメートビームの束のビーム径を小さくする光学素子である。 One example of the first
The
第１の光学系９の別の例は，第１のコリメートレンズ１１と第１の集光レンズ１５とを含むものである。コリメートレンズ１１は、全てのコアからの出射ビームを含む全てのビーム光束の全体径が最小となるように集光レンズ１５よりも焦点距離が短いものである。
Another example of the first optical system 9 includes a first collimating lens 11 and a first condenser lens 15. The collimating lens 11 has a shorter focal length than the condensing lens 15 so that the entire diameter of all beam beams including the outgoing beams from all the cores is minimized.
空間光変調素子から出力ファイバまでは，後側テレセントリック光学系２１を構成すればよい。つまり，レンズ２７，３１と，コリメータ２９，３３とを有する光学系を用いて，それぞれのマルチコアファイバ２３，２５まで，ビーム束を導けばよい。コリメータから出力されたそれぞれの光ビームは，マルチコアファイバの対応するコアに到達するように設計されればよい。
The rear telecentric optical system 21 may be configured from the spatial light modulation element to the output fiber. That is, the beam bundle may be guided to the respective multi-core fibers 23 and 25 using an optical system having lenses 27 and 31 and collimators 29 and 33. Each light beam output from the collimator may be designed to reach the corresponding core of the multi-core fiber.
空間光変調素子から出力ファイバまでの，後側テレセントリック光学系２１は２経路の出力に限らず，１次回折光のみを取り出す１経路出力のONとOFFを切り替えるスイッチでも構わないし，２次回折光，３次回折光を取り出す複数経路切替スイッチでも構わない．
The rear telecentric optical system 21 from the spatial light modulator to the output fiber is not limited to the two-path output, and may be a switch for switching ON and OFF of the one-path output for extracting only the first-order diffracted light. A multi-path selector switch that extracts the next diffracted light may be used.
次に本発明は，光スイッチ方法を提供する。
第１のマルチコアファイバ３の複数のコアから出射した光ビームを，コリメートレンズ１１及び集光レンズ１５を用いて調整し，所望の角度をもって空間光変調素子５に入射するように調整する。制御部７が，空間光変調素子５全体を一括して制御することで，空間光変調素子５に入射した複数の光ビームが空間光変調素子５から出射される方向を制御する。すると，第１のマルチコアファイバ３の複数のコアから出射した光ビームが，所望するマルチコアファイバ２３，２５へと到達することとなる。そして，制御された方向へ進行した複数の光ビームのそれぞれは，選択されたマルチコアファイバのそれぞれのコアへと進行することとなる。 Next, the present invention provides an optical switch method.
The light beams emitted from the plurality of cores of the firstmulti-core fiber 3 are adjusted using the collimating lens 11 and the condensing lens 15 so as to be incident on the spatial light modulator 5 at a desired angle. The control unit 7 controls the entire spatial light modulation element 5 collectively, thereby controlling the direction in which the plurality of light beams incident on the spatial light modulation element 5 are emitted from the spatial light modulation element 5. Then, the light beams emitted from the plurality of cores of the first multi-core fiber 3 reach the desired multi-core fibers 23 and 25. Then, each of the plurality of light beams traveling in the controlled direction travels to the respective cores of the selected multicore fiber.
第１のマルチコアファイバ３の複数のコアから出射した光ビームを，コリメートレンズ１１及び集光レンズ１５を用いて調整し，所望の角度をもって空間光変調素子５に入射するように調整する。制御部７が，空間光変調素子５全体を一括して制御することで，空間光変調素子５に入射した複数の光ビームが空間光変調素子５から出射される方向を制御する。すると，第１のマルチコアファイバ３の複数のコアから出射した光ビームが，所望するマルチコアファイバ２３，２５へと到達することとなる。そして，制御された方向へ進行した複数の光ビームのそれぞれは，選択されたマルチコアファイバのそれぞれのコアへと進行することとなる。 Next, the present invention provides an optical switch method.
The light beams emitted from the plurality of cores of the first
第１のマルチコアファイバ３の複数のコアから出射した光ビームは，コリメートレンズ１１及び集光レンズ１５が備わった光学系９によって、主光線と各コアからの光軸が平行となるテレセントリック光学系となっており、更に空間光変調素子５に対して空間光変調素子５が最大の回折効率が得られる角度および位置に配置されている。空間変調素子５が回折しない場合においては空間変調素子５を中心として両側テレセントリック光学系となるように集光レンズ２７、コリメートレンズ２９及びマルチコアファイバ２３が配されており、空間変調素子５が回折した場合においては、同様に両側テレセントリック光学系となるように集光レンズ３１、コリメートレンズ３３及びマルチコアファイバ２５が配されている。これらの配置と制御部７から発せられた制御信号による空間変調素子５の高速な偏向作用に応じて光スイッチとして動作することとなる。
A light beam emitted from a plurality of cores of the first multi-core fiber 3 is converted into a telecentric optical system in which a principal ray and an optical axis from each core are parallel by an optical system 9 including a collimating lens 11 and a condenser lens 15. Furthermore, the spatial light modulator 5 is arranged at an angle and a position where the maximum diffraction efficiency is obtained with respect to the spatial light modulator 5. When the spatial modulation element 5 does not diffract, the condensing lens 27, the collimating lens 29, and the multi-core fiber 23 are arranged so as to form a double-sided telecentric optical system centering on the spatial modulation element 5, and the spatial modulation element 5 is diffracted. In some cases, a condensing lens 31, a collimating lens 33, and a multi-core fiber 25 are arranged so as to be a double-sided telecentric optical system. In accordance with these arrangements and the high-speed deflection action of the spatial modulation element 5 by the control signal emitted from the control unit 7, the optical switch operates.
本発明は光情報通信の分野で利用されうる。
The present invention can be used in the field of optical information communication.
３ マルチコアファイバ
５ 空間光変調素子
７ 制御部
９ 第１の光学系
１１ コリメートレンズ
１３ 集光レンズ DESCRIPTION OFSYMBOLS 3 Multi-core fiber 5 Spatial light modulation element 7 Control part 9 1st optical system 11 Collimating lens 13 Condensing lens
５ 空間光変調素子
７ 制御部
９ 第１の光学系
１１ コリメートレンズ
１３ 集光レンズ DESCRIPTION OF
Claims (5)
- マルチコアファイバ（３）と，
前記マルチコアファイバ（３）の複数のコアから出射したビーム束を一括して複数のマルチコアファイバのいずれかへスイッチングするための空間光変調素子（５）と，
前記空間光変調素子（５）を制御するための制御部（７）と，を有する，
光スイッチシステム。 Multi-core fiber (3),
A spatial light modulator (5) for collectively switching beam bundles emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber (3) to one of the plurality of multi-core fibers;
A controller (7) for controlling the spatial light modulator (5),
Optical switch system. - 請求項１に記載の光スイッチシステムであって，
前記空間光変調素子（５）は，音響光学素子である，光スイッチシステム。 The optical switch system according to claim 1,
The spatial light modulator (5) is an acousto-optic device, an optical switch system. - 請求項１に記載の光スイッチシステムであって，
前記マルチコアファイバ（３）の複数のコアから出射したビーム束を前記空間光変調素子（５）へ伝達するための第１の光学系（９）を更に有し，
第１の光学系（９）は，
前記マルチコアファイバ（３）の複数のコアから出射して発散する光ビームをコリメートビームとするためのコリメートレンズ（１１）と，
前記コリメートレンズ（１１）から出射した複数のコリメートビームを，前記空間光変調素子（５）へ入射できるようにビーム径を小さくするための集光レンズ（１３）とを有する，
光スイッチシステム。 The optical switch system according to claim 1,
A first optical system (9) for transmitting beam bundles emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber (3) to the spatial light modulator (5);
The first optical system (9)
A collimating lens (11) for converting a light beam emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber (3) into a collimated beam;
A condensing lens (13) for reducing the beam diameter so that a plurality of collimated beams emitted from the collimating lens (11) can be incident on the spatial light modulator (5);
Optical switch system. - 請求項１に記載の光スイッチシステムであって，
前記マルチコアファイバ（３）の複数のコアから出射したビーム束を前記空間光変調素子（５）へ伝達するための第１の光学系（９）を更に有し，
第１の光学系（９）は，
前記マルチコアファイバ（３）の複数のコアから出射して発散する光ビームをコリメートビームとするためのコリメートレンズ（１１）と，
前記コリメートレンズから出射した複数のコリメートビームが，前記空間光変調素子（５）へ入射できるように，ビーム間隔を狭めるように前記コリメートレンズ（１１）よりも焦点距離が短い集光レンズ（１３）と，を有する，
光スイッチシステム。 The optical switch system according to claim 1,
A first optical system (9) for transmitting beam bundles emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber (3) to the spatial light modulator (5);
The first optical system (9)
A collimating lens (11) for converting a light beam emitted from a plurality of cores of the multi-core fiber (3) into a collimated beam;
A condensing lens (13) having a focal length shorter than that of the collimating lens (11) so as to narrow the beam interval so that a plurality of collimated beams emitted from the collimating lens can enter the spatial light modulator (5). And having
Optical switch system. - コリメートレンズ（１１）及び集光レンズ（１３）を用いて，マルチコアファイバ（３）の複数のコアから出射した光ビームが，空間光変調素子（５）に入射するように調整する工程と，
前記空間光変調素子（５）全体を一括して制御することで，前記空間光変調素子（５）に入射した前記複数の光ビームが前記空間光変調素子（５）から出射される方向を制御する工程と，を含む光スイッチ方法。
Adjusting the light beams emitted from the plurality of cores of the multi-core fiber (3) to enter the spatial light modulator (5) using the collimating lens (11) and the condenser lens (13);
Controlling the direction in which the plurality of light beams incident on the spatial light modulator (5) are emitted from the spatial light modulator (5) by collectively controlling the spatial light modulator (5). And an optical switch method.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017-071494 | 2017-03-31 | ||
| JP2017071494A JP6943370B2 (en) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | High-speed multi-core batch optical switch system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018181132A1 true WO2018181132A1 (en) | 2018-10-04 |
Family
ID=63677041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/012043 WO2018181132A1 (en) | 2017-03-31 | 2018-03-26 | High-speed multicore batch optical switch system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6943370B2 (en) |
| WO (1) | WO2018181132A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111562653A (en) * | 2020-04-12 | 2020-08-21 | 桂林电子科技大学 | Multicore fiber exchanger based on array MEMS reflector |
| CN111596413A (en) * | 2020-04-12 | 2020-08-28 | 桂林电子科技大学 | Multi-core optical fiber switch based on MEMS reflector |
| EP4345518A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-03 | Panduit Corp. | Apparatus and method for low latency free-space optical communications |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017189577A (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 株式会社三洋物産 | Game machine |
| JP2017189596A (en) * | 2016-12-29 | 2017-10-19 | 株式会社三洋物産 | Game machine |
| WO2022013931A1 (en) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 日本電信電話株式会社 | Optical fiber switch |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5165104A (en) * | 1991-03-01 | 1992-11-17 | Optivideo Corporation | Optical interconnecting device and method |
| US6236479B1 (en) * | 1997-05-26 | 2001-05-22 | France Telecom | Space-division optical switching system having a multichannel acousto-optical deflector |
| US20040151422A1 (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-05 | Shah Manhar L. | Fiber-optic matrix switch using phased array acousto-optic device |
-
2017
- 2017-03-31 JP JP2017071494A patent/JP6943370B2/en active Active
-
2018
- 2018-03-26 WO PCT/JP2018/012043 patent/WO2018181132A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5165104A (en) * | 1991-03-01 | 1992-11-17 | Optivideo Corporation | Optical interconnecting device and method |
| US6236479B1 (en) * | 1997-05-26 | 2001-05-22 | France Telecom | Space-division optical switching system having a multichannel acousto-optical deflector |
| US20040151422A1 (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-05 | Shah Manhar L. | Fiber-optic matrix switch using phased array acousto-optic device |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MENDINUETA ET AL.: "Experimental Demonstration of a 53 Tb/s Coherent SDM-TDMAdd/Drop/Through Optical Network with Time-division SpatialSuper-channels and High-speed Joint Switching System , Proc. of the 43rd European Conference and Exhibition on Optical Communications (ECOC", TH. PDP. B.3., September 2017 (2017-09-01), Gothenburg, Sweden * |
| NELSON ET AL.: "Spatial Superchannel Routing in a Two-SpanROADM System for Space Division Multiplexing", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, vol. 32, no. 4, 15 February 2014 (2014-02-15), pages 783 - 789, XP055550753 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111562653A (en) * | 2020-04-12 | 2020-08-21 | 桂林电子科技大学 | Multicore fiber exchanger based on array MEMS reflector |
| CN111596413A (en) * | 2020-04-12 | 2020-08-28 | 桂林电子科技大学 | Multi-core optical fiber switch based on MEMS reflector |
| EP4345518A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-03 | Panduit Corp. | Apparatus and method for low latency free-space optical communications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6943370B2 (en) | 2021-09-29 |
| JP2018173535A (en) | 2018-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018181132A1 (en) | High-speed multicore batch optical switch system | |
| US8190025B2 (en) | Wavelength selective switch having distinct planes of operation | |
| JP5899331B2 (en) | Optical input / output device | |
| US9307301B2 (en) | Optical switch | |
| US7305188B2 (en) | Wavelength demultiplexing unit | |
| JP5692865B2 (en) | Wavelength cross-connect equipment | |
| US9641917B2 (en) | Optical communications apparatus and method | |
| JP6609789B2 (en) | Wavelength selective switch array | |
| CN105229512B (en) | Wavelength selective switch using LCoS devices and having reduced crosstalk | |
| US10126556B2 (en) | Light operation device | |
| US11728919B2 (en) | Optical communications apparatus and wavelength selection method | |
| WO2017147770A1 (en) | Wavelength selection switch apparatus, communication device and wavelength switching method | |
| US9046657B2 (en) | Systems and methods for reducing off-axis optical aberrations in wavelength dispersed devices | |
| JP2012185312A (en) | Optical switch device | |
| CN102707387B (en) | Wavelength selective switch and switching method | |
| US20160234576A1 (en) | Wavelength selective switch having multi-layer reflector | |
| JP5852198B1 (en) | Optical input / output device and control method thereof | |
| US7333686B1 (en) | System and method for a re-configurable optical channel dropping de-multiplexer | |
| JP2015158651A (en) | Optical switch | |
| JP2014197154A (en) | Optical operation device | |
| US20180164656A1 (en) | Optical signal processing device | |
| JP5839586B2 (en) | Optical signal processor | |
| CN106291964B (en) | A kind of wavelength selection system and method based on PLZT membrane array | |
| WO2023017563A1 (en) | Optical multiplexer | |
| JP6431461B2 (en) | Optical input / output device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18774324 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18774324 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |