JP2001174725A - メカニカル光スイッチ - Google Patents
メカニカル光スイッチInfo
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- JP2001174725A JP2001174725A JP36039799A JP36039799A JP2001174725A JP 2001174725 A JP2001174725 A JP 2001174725A JP 36039799 A JP36039799 A JP 36039799A JP 36039799 A JP36039799 A JP 36039799A JP 2001174725 A JP2001174725 A JP 2001174725A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- optical fiber
- input
- input optical
- optical
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光スイッチの全体を小さく構成すると共に、調
整作業が容易で、かつ、スイッチの切り換え速度も速
く、さらに、コストも安価なメカニカル光スイッチを提
供することを目的とする。 【解決手段】メカニカル光スイッチ１は、入力光ファイ
バ２と、この入力光ファイバの出力端面２ａに対向する
位置に配置した平面光導波路板５と、この平面光導波路
板に固定接続された複数の出力光ファイバ６と、前記入
力光ファイバと、前記平面光導波路の位置を相対的に移
動させるための移動手段３とから構成され、前記入力光
ファイバと前記平面光導波路板との相対位置を機械的に
変化させることにより光路の切り替えを行うメカニカル
光スイッチであって、前記平面光導波路板は、前記入力
光ファイバと対向する位置に形成した入力光導波路口５
ａの設置間隔が、前記出力光ファイバを固定接続する位
置に形成した出力光導波路口５ｂの設置間隔より小さく
形成するように構成した。
整作業が容易で、かつ、スイッチの切り換え速度も速
く、さらに、コストも安価なメカニカル光スイッチを提
供することを目的とする。 【解決手段】メカニカル光スイッチ１は、入力光ファイ
バ２と、この入力光ファイバの出力端面２ａに対向する
位置に配置した平面光導波路板５と、この平面光導波路
板に固定接続された複数の出力光ファイバ６と、前記入
力光ファイバと、前記平面光導波路の位置を相対的に移
動させるための移動手段３とから構成され、前記入力光
ファイバと前記平面光導波路板との相対位置を機械的に
変化させることにより光路の切り替えを行うメカニカル
光スイッチであって、前記平面光導波路板は、前記入力
光ファイバと対向する位置に形成した入力光導波路口５
ａの設置間隔が、前記出力光ファイバを固定接続する位
置に形成した出力光導波路口５ｂの設置間隔より小さく
形成するように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信あるいは光
情報処理用の光部品に関するものであり、特に、光路を
機械的動作により切り替えるためのメカニカル光スイッ
チに関するものである。
情報処理用の光部品に関するものであり、特に、光路を
機械的動作により切り替えるためのメカニカル光スイッ
チに関するものである。
【０００２】従来、光通信などで使用されるメカニカル
光スイッチは、様々な構成のものが提案されている。そ
の一例を図４に示す。すなわち、メカニカル光スイッチ
５０は、入力光ファイバ５１と、この入力光ファイバ５
１の端部を固定部５２を介して保持し水平方向に往復移
動させる移動機構５３と、前記入力光ファイバ５１の往
復移動する位置に２５０μｍごとに固定部５５を介して
並べて配置された出力光ファイバ５４と、入力光ファイ
バ５１、移動機構５３ならびに出力光ファイバ５４など
の各構成全体の温度制御をおこなうための温度制御機構
５６とから構成されていた。
光スイッチは、様々な構成のものが提案されている。そ
の一例を図４に示す。すなわち、メカニカル光スイッチ
５０は、入力光ファイバ５１と、この入力光ファイバ５
１の端部を固定部５２を介して保持し水平方向に往復移
動させる移動機構５３と、前記入力光ファイバ５１の往
復移動する位置に２５０μｍごとに固定部５５を介して
並べて配置された出力光ファイバ５４と、入力光ファイ
バ５１、移動機構５３ならびに出力光ファイバ５４など
の各構成全体の温度制御をおこなうための温度制御機構
５６とから構成されていた。
【０００３】そして、メカニカル光スイッチ５０は、損
失再現性を通常求められる±０．５ｄＢ以下にするた
め、移動する入力光ファイバの位置の精度が、Ｘ，Ｙ面
内で±１μｍ以下にする必要があった。そのため、例え
ば１×６４の光スイッチを実現するには、１６ｍｍの可
動距離が必要であり、位置誤差が±１μｍ以下の駆動装
置により入力光ファイバを移動させる構成としている。
失再現性を通常求められる±０．５ｄＢ以下にするた
め、移動する入力光ファイバの位置の精度が、Ｘ，Ｙ面
内で±１μｍ以下にする必要があった。そのため、例え
ば１×６４の光スイッチを実現するには、１６ｍｍの可
動距離が必要であり、位置誤差が±１μｍ以下の駆動装
置により入力光ファイバを移動させる構成としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のメカニ
カル光スイッチでは、以下に示すような問題点が存在し
ていた。 入力光ファイバの移動を行う駆動装置は、位置誤差
が±１μｍ以下を要求されるため、その精度誤差の比
は、６×１０−５となり非常に高精度で高価なものが必
要となった。
カル光スイッチでは、以下に示すような問題点が存在し
ていた。 入力光ファイバの移動を行う駆動装置は、位置誤差
が±１μｍ以下を要求されるため、その精度誤差の比
は、６×１０−５となり非常に高精度で高価なものが必
要となった。
【０００５】 さらに、６×１０−５という精度誤差
は、各構成部材の熱膨張係数と同じレベルであるため、
温度制御機構により常に光スイッチ全体を温度制御する
必要が生じた。
は、各構成部材の熱膨張係数と同じレベルであるため、
温度制御機構により常に光スイッチ全体を温度制御する
必要が生じた。
【０００６】 出力光ファイバは、入力光ファイバと
直接対面する構成であり、２５０μｍごとに並べられて
いるため、入力光ファイバの移動距離が少なくとも、１
６ｍｍ以上必要となり光スイッチのサイズが大きくなっ
てしまった。また、移動距離が大きいことから、振動に
より発生する損失変動も大きくなってしまった。
直接対面する構成であり、２５０μｍごとに並べられて
いるため、入力光ファイバの移動距離が少なくとも、１
６ｍｍ以上必要となり光スイッチのサイズが大きくなっ
てしまった。また、移動距離が大きいことから、振動に
より発生する損失変動も大きくなってしまった。
【０００７】 出力光ファイバを、入力光ファイバの
対向する位置に一定に並べる際は、その位置精度が要求
されているが、数μｍ程度の誤差を生じる場合がある。
そのため、誤差を生じたときは、その誤差を作動する入
力光ファイバ側を制御することで吸収することになり、
その作動制御の調整が面倒であった。
対向する位置に一定に並べる際は、その位置精度が要求
されているが、数μｍ程度の誤差を生じる場合がある。
そのため、誤差を生じたときは、その誤差を作動する入
力光ファイバ側を制御することで吸収することになり、
その作動制御の調整が面倒であった。
【０００８】本発明は、前記の問題点に鑑み創案された
ものであり、光スイッチの全体を小さく構成すると共
に、調整作業が容易で、かつ、スイッチの切り換え速度
も速く、さらに、コストも安価なメカニカル光スイッチ
を提供することを目的とする。
ものであり、光スイッチの全体を小さく構成すると共
に、調整作業が容易で、かつ、スイッチの切り換え速度
も速く、さらに、コストも安価なメカニカル光スイッチ
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の問題点
に鑑み創案されたものであり、メカニカル光スイッチ
は、入力光ファイバと、この入力光ファイバの出力端面
に対向する位置に配置した平面光導波路板と、この平面
光導波路板に固定接続された複数の出力光ファイバと、
前記入力光ファイバと、前記平面光導波路の位置を相対
的に移動させるための移動手段とから構成され、前記入
力光ファイバと前記平面光導波路板との相対位置を機械
的に変化させることにより光路の切り替えを行うメカニ
カル光スイッチであって、前記平面光導波路板は、前記
入力光ファイバと対向する位置に形成した入力光導波路
口の設置間隔が、前記出力光ファイバを固定接続する位
置に形成した出力光導波路口の設置間隔より小さくなる
ように形成するように構成した。
に鑑み創案されたものであり、メカニカル光スイッチ
は、入力光ファイバと、この入力光ファイバの出力端面
に対向する位置に配置した平面光導波路板と、この平面
光導波路板に固定接続された複数の出力光ファイバと、
前記入力光ファイバと、前記平面光導波路の位置を相対
的に移動させるための移動手段とから構成され、前記入
力光ファイバと前記平面光導波路板との相対位置を機械
的に変化させることにより光路の切り替えを行うメカニ
カル光スイッチであって、前記平面光導波路板は、前記
入力光ファイバと対向する位置に形成した入力光導波路
口の設置間隔が、前記出力光ファイバを固定接続する位
置に形成した出力光導波路口の設置間隔より小さくなる
ように形成するように構成した。
【００１０】このように構成することで、入力光ファイ
バは、各出力光ファイバへの切り換え動作を行う場合、
平面光導波路板に設けた設置間隔の小さな入力光導波路
口の間を移動すれば良く、入力光ファイバが移動手段に
より移動する距離が小さくて済む。また、出力光ファイ
バは、平面光導波路板に固定接続されるため、直接入力
光ファイバと対向させて並設する場合に比べ、取付作業
が容易になる。
バは、各出力光ファイバへの切り換え動作を行う場合、
平面光導波路板に設けた設置間隔の小さな入力光導波路
口の間を移動すれば良く、入力光ファイバが移動手段に
より移動する距離が小さくて済む。また、出力光ファイ
バは、平面光導波路板に固定接続されるため、直接入力
光ファイバと対向させて並設する場合に比べ、取付作業
が容易になる。
【００１１】前記平面光導波路板の複数を層状に重ねて
配置すると共に、前記移動手段が３次元方向に作動でき
る構成である前記構成のメカニカル光スイッチとした。
このように構成することで、メカニカル光スイッチ全体
の構成を設置される部位に対応させて構成でき、また、
コンパクトに構成することができる。
配置すると共に、前記移動手段が３次元方向に作動でき
る構成である前記構成のメカニカル光スイッチとした。
このように構成することで、メカニカル光スイッチ全体
の構成を設置される部位に対応させて構成でき、また、
コンパクトに構成することができる。
【００１２】前記平面光導波路板に複数の層状に前記入
力光導波路口および前記出力光導波路口を形成すると共
に、前記移動手段が３次元方向に作動できる構成である
前記構成のメカニカル光スイッチとした。このように構
成されることで、平面光導波路板は一体に形成されるこ
とから、複数板を重ねて構成する平面光導波路板の構成
に比べて各平面光導波路板の位置調整を必要としない。
力光導波路口および前記出力光導波路口を形成すると共
に、前記移動手段が３次元方向に作動できる構成である
前記構成のメカニカル光スイッチとした。このように構
成されることで、平面光導波路板は一体に形成されるこ
とから、複数板を重ねて構成する平面光導波路板の構成
に比べて各平面光導波路板の位置調整を必要としない。
【００１３】前記入力光ファイバおよび前記出力光ファ
イバと、前記平面光導波路板との接合部分に、反射を防
ぐための反射防止機構をそれぞれ有する前記構成のメカ
ニカル光スイッチとして構成した。このように構成する
ことで、正確な光信号の伝達を行うことができる。
イバと、前記平面光導波路板との接合部分に、反射を防
ぐための反射防止機構をそれぞれ有する前記構成のメカ
ニカル光スイッチとして構成した。このように構成する
ことで、正確な光信号の伝達を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態を示す
メカニカル光スイッチを表す模式図、図２は第２の実施
の形態を示すメカニカル光スイッチを表す模式図、図３
は第３の実施の形態を示すメカニカル光スイッチを表す
模式図である
面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態を示す
メカニカル光スイッチを表す模式図、図２は第２の実施
の形態を示すメカニカル光スイッチを表す模式図、図３
は第３の実施の形態を示すメカニカル光スイッチを表す
模式図である
【００１５】図１に示すように、メカニカル光スイッチ
１は、入力光ファイバ２と、この入力光ファイバ２を、
入力光ファイバ固定部４を介して移動する入力光ファイ
バ移動装置３と、入力光ファイバ２の出力端面２ａに対
向する位置に、その基端側を配置する平面光導波路板５
と、この平面光導波路板５の他端側に出力光ファイバ固
定部７を介して固定接続される複数（例えば６４チャネ
ル）の出力光ファイバ６とから構成されている。
１は、入力光ファイバ２と、この入力光ファイバ２を、
入力光ファイバ固定部４を介して移動する入力光ファイ
バ移動装置３と、入力光ファイバ２の出力端面２ａに対
向する位置に、その基端側を配置する平面光導波路板５
と、この平面光導波路板５の他端側に出力光ファイバ固
定部７を介して固定接続される複数（例えば６４チャネ
ル）の出力光ファイバ６とから構成されている。
【００１６】入力光ファイバ移動装置３は、Ｘ方向駆動
部３ｂとＺ方向駆動部３ａとを備えており、パルスモー
タ（リニアモータ）などを使用して精密な入力光固定部
４の移動を行っている。
部３ｂとＺ方向駆動部３ａとを備えており、パルスモー
タ（リニアモータ）などを使用して精密な入力光固定部
４の移動を行っている。
【００１７】平面光導波路板５は、出力光ファイバ６と
同数の光導波路５Ａが形成されている。そして、その光
導波路５Ａは、入力光ファイバ２の出力端面２ａに対向
する基端に、各入力光導波路口５ａを有すると共に、そ
の他端に各出力光ファイバ６の入力端面６ａを固定接続
する出力光導波路口５ｂを有している。そして、入力光
導波路口５ａは、出力光導波路口５ｂの設置間隔Ｄ２よ
りもその設置間隔Ｄ１が狭くなるように形成されてい
る。例えば、その設置間隔は、入力光導波路口５ａが、
コア中心から２５μｍ間隔で形成しており、また、出力
光導波路口５ｂが、コア中心から２５０μｍ間隔で形成
されている。
同数の光導波路５Ａが形成されている。そして、その光
導波路５Ａは、入力光ファイバ２の出力端面２ａに対向
する基端に、各入力光導波路口５ａを有すると共に、そ
の他端に各出力光ファイバ６の入力端面６ａを固定接続
する出力光導波路口５ｂを有している。そして、入力光
導波路口５ａは、出力光導波路口５ｂの設置間隔Ｄ２よ
りもその設置間隔Ｄ１が狭くなるように形成されてい
る。例えば、その設置間隔は、入力光導波路口５ａが、
コア中心から２５μｍ間隔で形成しており、また、出力
光導波路口５ｂが、コア中心から２５０μｍ間隔で形成
されている。
【００１８】入力光ファイバ２は、そのコアおよび平板
導波路板５の入力光導波路口５ａであるコアが、それぞ
れ１０μｍ前後であるため、入力光導波路口５ａ中心か
ら２５μｍ間隔で設置されることで隣り合う入力光導波
路口５ａとの干渉は起こらないだけの間隔は確保されて
いる。もちろん、コアとの関係で光の干渉が起こらなけ
れば、さらに近接させて入力光導波路口５ａの間隔を設
定しても良い。また、光の干渉が生じる場合は、入力光
導波路口５ａの設置間隔を３０〜５０μｍなど適切な間
隔に設定できる。そして、平面光導波路板５の光導波路
５Ａは、マスクを使用して露光作業により形成されるた
め、その位置精度は非常に高く安定している。
導波路板５の入力光導波路口５ａであるコアが、それぞ
れ１０μｍ前後であるため、入力光導波路口５ａ中心か
ら２５μｍ間隔で設置されることで隣り合う入力光導波
路口５ａとの干渉は起こらないだけの間隔は確保されて
いる。もちろん、コアとの関係で光の干渉が起こらなけ
れば、さらに近接させて入力光導波路口５ａの間隔を設
定しても良い。また、光の干渉が生じる場合は、入力光
導波路口５ａの設置間隔を３０〜５０μｍなど適切な間
隔に設定できる。そして、平面光導波路板５の光導波路
５Ａは、マスクを使用して露光作業により形成されるた
め、その位置精度は非常に高く安定している。
【００１９】入力光ファイバ２の出力端面２ａと入力光
導波路口５ａの接合部分には、反射を防ぐための反射防
止機構Ａを有している。そして、この反射防止機構Ａ
は、入力光導波路口５ａの端面を直角に研磨し、また、
入力光ファイバ２の出力端面２ａをＲ＝５ｍｍの球面研
磨を行い、両者を１００ｍＮの圧力で当接させるように
構成している。
導波路口５ａの接合部分には、反射を防ぐための反射防
止機構Ａを有している。そして、この反射防止機構Ａ
は、入力光導波路口５ａの端面を直角に研磨し、また、
入力光ファイバ２の出力端面２ａをＲ＝５ｍｍの球面研
磨を行い、両者を１００ｍＮの圧力で当接させるように
構成している。
【００２０】また、各出力光ファイバ６の各入力端面６
ａと出力光導波路口５ｂの接合部分には、反射を防ぐた
めの反射防止機構Ｂを有している。そして、この反射防
止機構Ｂは、出力光導波路口５ｂの端面と、出力光ファ
イバ６の入力端面６ａとをそれぞれ８度の角度で斜めに
研磨して、その接続部分を水平となるように接着剤で固
定接続する構成としている。
ａと出力光導波路口５ｂの接合部分には、反射を防ぐた
めの反射防止機構Ｂを有している。そして、この反射防
止機構Ｂは、出力光導波路口５ｂの端面と、出力光ファ
イバ６の入力端面６ａとをそれぞれ８度の角度で斜めに
研磨して、その接続部分を水平となるように接着剤で固
定接続する構成としている。
【００２１】なお、メカニカル光スイッチ１は、材料に
依存しないため、平面光導波路板５として、石英系ガラ
ス光導波路板や、また、入力光ファイバ２および出力光
ファイバ６とし、石英ガラス光ファイバを使用すること
や、さらに、ポリマー光導波路板や、ポリマー光ファイ
バを使用しても良い。さらに、シングルモード光導波路
板と、シングルモールド光ファイバや、また、マルチモ
ールド光導波路板と、マルチモールド光ファイバであっ
ても良い。
依存しないため、平面光導波路板５として、石英系ガラ
ス光導波路板や、また、入力光ファイバ２および出力光
ファイバ６とし、石英ガラス光ファイバを使用すること
や、さらに、ポリマー光導波路板や、ポリマー光ファイ
バを使用しても良い。さらに、シングルモード光導波路
板と、シングルモールド光ファイバや、また、マルチモ
ールド光導波路板と、マルチモールド光ファイバであっ
ても良い。
【００２２】つぎに、メカニカル光スイッチ１の作用を
説明する。入力光ファイバ２は、図示しない制御部から
の信号により入力光ファイバ移動３を介して所定位置に
移動される。移動する場合は、はじめに、入力光ファイ
バ２の出力端面２ａが、Ｚ方向駆動部３ａにより、すで
に当接している入力光導波路口５ａから後方（Ｚ方向）
に引き離され、かつ、Ｘ方向駆動部３ｂによりＸ方向に
送られ、所定位置の入力光導波路口５ａの正面に移動す
る。そして、再び、入力光ファイバ２の出力端面２ａ
は、Ｚ方向駆動部３ａを介して前方（Ｚ方向）に移動さ
せられ、１００ｍＮの圧力で入力光導波路口５ａに互い
に当接するようになる。このようなＺ方向の移動および
Ｘ方向の移動を繰り返すことでメカニカルに光スイッチ
の切り換えを行っている。
説明する。入力光ファイバ２は、図示しない制御部から
の信号により入力光ファイバ移動３を介して所定位置に
移動される。移動する場合は、はじめに、入力光ファイ
バ２の出力端面２ａが、Ｚ方向駆動部３ａにより、すで
に当接している入力光導波路口５ａから後方（Ｚ方向）
に引き離され、かつ、Ｘ方向駆動部３ｂによりＸ方向に
送られ、所定位置の入力光導波路口５ａの正面に移動す
る。そして、再び、入力光ファイバ２の出力端面２ａ
は、Ｚ方向駆動部３ａを介して前方（Ｚ方向）に移動さ
せられ、１００ｍＮの圧力で入力光導波路口５ａに互い
に当接するようになる。このようなＺ方向の移動および
Ｘ方向の移動を繰り返すことでメカニカルに光スイッチ
の切り換えを行っている。
【００２３】なお、入力光ファイバ２の出力端面２ａの
Ｘ方向への移動は、各入力光導波路口５ａの設置間隔が
２５μｍであるため、最長であっても全長間隔Ｄ１が
１．６ｍｍとなり従来のものと比べて１／１０で良いこ
とになる。そのため、入力光ファイバ２は、移動距離が
小さくて良いことにより、スイッチ速度も高速（従来の
１／２）にできる。また、入力光ファイバ２の出力端面
２ａを入力光導波路口５ａに当接する手法は、反射を制
御できるのみならず、振動により発生していた損失変動
を抑制する上でも有効である。さらに、従来必要とされ
ていたスイッチ全体の温度調整機構を使用することがな
く、スイッチ全体のサイズを小さくすることができる。
Ｘ方向への移動は、各入力光導波路口５ａの設置間隔が
２５μｍであるため、最長であっても全長間隔Ｄ１が
１．６ｍｍとなり従来のものと比べて１／１０で良いこ
とになる。そのため、入力光ファイバ２は、移動距離が
小さくて良いことにより、スイッチ速度も高速（従来の
１／２）にできる。また、入力光ファイバ２の出力端面
２ａを入力光導波路口５ａに当接する手法は、反射を制
御できるのみならず、振動により発生していた損失変動
を抑制する上でも有効である。さらに、従来必要とされ
ていたスイッチ全体の温度調整機構を使用することがな
く、スイッチ全体のサイズを小さくすることができる。
【００２４】つぎに、図２に示すように本発明である第
２の実施の形態を説明する。なお、図２に示すメカニカ
ル光スイッチ１０は、図１で説明した平面光導波路板を
複数Ｙ方向に重ねて構成されているため、特に、図１の
構成と異なる部分について説明し同じ構成については説
明を省略する。
２の実施の形態を説明する。なお、図２に示すメカニカ
ル光スイッチ１０は、図１で説明した平面光導波路板を
複数Ｙ方向に重ねて構成されているため、特に、図１の
構成と異なる部分について説明し同じ構成については説
明を省略する。
【００２５】メカニカル光スイッチ１０は、入力光ファ
イバ２を入力光ファイバ固定部４により、入力光ファイ
バ移動機構１３により３次元方向であるＸ方向、Ｚ方
向、Ｙ方向に移動できるように構成されている。そし
て、入力光ファイバ２の出力端面２ａに対向する位置に
平面光導波路板５をフィルムにより形成してＹ方向に複
数重ねて（図面では８枚）層状平面光導波路板１５を構
成している。この層状平面光導波路板１５は、その入力
光導波路口５ａが形成されている基端側を接着剤などの
接着手段により貼り合わせて構成されており、また、出
力光導波路口５ｂが形成されている他端側では、各出力
光ファイバ６が固定接続可能になるように互いに離隔す
るように構成されている。
イバ２を入力光ファイバ固定部４により、入力光ファイ
バ移動機構１３により３次元方向であるＸ方向、Ｚ方
向、Ｙ方向に移動できるように構成されている。そし
て、入力光ファイバ２の出力端面２ａに対向する位置に
平面光導波路板５をフィルムにより形成してＹ方向に複
数重ねて（図面では８枚）層状平面光導波路板１５を構
成している。この層状平面光導波路板１５は、その入力
光導波路口５ａが形成されている基端側を接着剤などの
接着手段により貼り合わせて構成されており、また、出
力光導波路口５ｂが形成されている他端側では、各出力
光ファイバ６が固定接続可能になるように互いに離隔す
るように構成されている。
【００２６】層状平面光導波路板１５は、ここでは８チ
ャネルの平面光導波路板５を８枚重ね合わせて構成して
いる。各平面光導波路板５は、クラッド材料に紫外線硬
化エポキシ樹脂、コア材料にポリメチルメタアクリレー
ト（ＰＭＭＡ）を用いてシリコン基板上（図示せず）に
厚み２５μｍのフィルム光導波路を作成した後、そのシ
リコン基板（図示せず）から剥がしたものをここでは使
用した（フィルム光導波路作成方法は、例えば、“Flex
iblesingle-mode polymer wabeguides"(A.Kaneko et a
l., Technical Digest of 5th Microoptics Conferenc
e, pp. 234-237,1995）に詳しく記載されている）。
ャネルの平面光導波路板５を８枚重ね合わせて構成して
いる。各平面光導波路板５は、クラッド材料に紫外線硬
化エポキシ樹脂、コア材料にポリメチルメタアクリレー
ト（ＰＭＭＡ）を用いてシリコン基板上（図示せず）に
厚み２５μｍのフィルム光導波路を作成した後、そのシ
リコン基板（図示せず）から剥がしたものをここでは使
用した（フィルム光導波路作成方法は、例えば、“Flex
iblesingle-mode polymer wabeguides"(A.Kaneko et a
l., Technical Digest of 5th Microoptics Conferenc
e, pp. 234-237,1995）に詳しく記載されている）。
【００２７】入力光ファイバ移動機構１３は、Ｘ方向駆
動部３ａおよびＺ方向駆動部３ｂからなる入力光ファイ
バ移動装置３をＹ方向駆動部３ｃによりＹ方向に移動自
在となるように構成されている。
動部３ａおよびＺ方向駆動部３ｂからなる入力光ファイ
バ移動装置３をＹ方向駆動部３ｃによりＹ方向に移動自
在となるように構成されている。
【００２８】つぎに、メカニカル光スイッチ１０の作用
を説明する。入力光ファイバ移動機構１３に、入力光フ
ァイバ２を移動するための信号が送られて来ると、はじ
めに、Ｚ方向駆動部３ｂの作動により入力光ファイバ固
定部４を介して、入力光ファイバ２の出力端面２ａが後
方（Ｚ方向）に移動する。そして、入力光ファイバ２
は、所定位置の入力光導波路口５ａの正面までＸ方向駆
動部３ａあるいはＹ方向駆動部３ｃを介してＸ方向ある
いはＹ方向に移動させられ、再び、Ｚ方向駆動部３ｂに
より所定位置の入力光導波路口５ａに当接するように前
方（Ｚ方向）に移動してスイッチの一連の切り換え動作
を終了する。
を説明する。入力光ファイバ移動機構１３に、入力光フ
ァイバ２を移動するための信号が送られて来ると、はじ
めに、Ｚ方向駆動部３ｂの作動により入力光ファイバ固
定部４を介して、入力光ファイバ２の出力端面２ａが後
方（Ｚ方向）に移動する。そして、入力光ファイバ２
は、所定位置の入力光導波路口５ａの正面までＸ方向駆
動部３ａあるいはＹ方向駆動部３ｃを介してＸ方向ある
いはＹ方向に移動させられ、再び、Ｚ方向駆動部３ｂに
より所定位置の入力光導波路口５ａに当接するように前
方（Ｚ方向）に移動してスイッチの一連の切り換え動作
を終了する。
【００２９】このように層状平面光導波路板１５を構成
とすることで、入力光ファイバ２の移動距離は、Ｘ方向
とＹ方向にそれぞれ１７５μｍあれば、１×６４スイッ
チを構成することができる。
とすることで、入力光ファイバ２の移動距離は、Ｘ方向
とＹ方向にそれぞれ１７５μｍあれば、１×６４スイッ
チを構成することができる。
【００３０】つぎに、図３に示すように本発明である第
３の実施の形態を説明する。なお、図１で説明した反射
防止機構Ａ，Ｂなどその他同じ構成については、説明を
簡略化して異なる部分について図３を参照して詳述す
る。メカニカル光スイッチ２０は、入力光ファイバ２２
と、この入力光ファイバ２２の出力端面２２ａを、入力
固定ファイバ固定部２４を介して三次元方向に移動させ
る入力光ファイバ移動機構３３と、平面光導波路板２５
と、この平面光導波路板２５に固定接続される出力光フ
ァイバ２６とから構成されている。
３の実施の形態を説明する。なお、図１で説明した反射
防止機構Ａ，Ｂなどその他同じ構成については、説明を
簡略化して異なる部分について図３を参照して詳述す
る。メカニカル光スイッチ２０は、入力光ファイバ２２
と、この入力光ファイバ２２の出力端面２２ａを、入力
固定ファイバ固定部２４を介して三次元方向に移動させ
る入力光ファイバ移動機構３３と、平面光導波路板２５
と、この平面光導波路板２５に固定接続される出力光フ
ァイバ２６とから構成されている。
【００３１】平面光導波路板２５は、積層して各光導波
路２５Ａが複数多段（図面では４行４段）に形成されて
おり、その基端側で入力光ファイバ２２の出力端面２２
ａに対向する位置に、入力光導波路口２５ａを形成し、
また、その他端側に各出力光ファイバ２６を接続するた
めの出力光導波路口２５ｂが形成されている。
路２５Ａが複数多段（図面では４行４段）に形成されて
おり、その基端側で入力光ファイバ２２の出力端面２２
ａに対向する位置に、入力光導波路口２５ａを形成し、
また、その他端側に各出力光ファイバ２６を接続するた
めの出力光導波路口２５ｂが形成されている。
【００３２】この平面光導波路板２５は、シリコン基板
上（図示せず）に、クラッド材料として紫外線硬化エポ
キシ樹脂、コア材料にポリメチルメタアクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）を用いて４層に光導波路板を作製した。平面光
導波路板２５の作製方法は、「導波路型光非線形素子」
（平成６年特許出願公開第２１４２７５号公報）に準じ
ている。入力光導波路口２５ａは、Ｘ方向とＹ方向に２
５μｍ間隔の升目状に並設されている。さらに、出力光
導波路口２５ｂは、Ｘ方向に２５０μｍ間隔で、かつ、
Ｙ方向に２５μｍ間隔で各層ごとに離隔して配置されて
おり、ここでは、４列を階段状にＹ方向に段差をつけて
並設している。そして、同じように平面光導波路板２５
に、入力光導波路口２５ａおよび出力光導波路口２５ｂ
を積層して形成することで、１×６４チャネルを構成し
ている。
上（図示せず）に、クラッド材料として紫外線硬化エポ
キシ樹脂、コア材料にポリメチルメタアクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）を用いて４層に光導波路板を作製した。平面光
導波路板２５の作製方法は、「導波路型光非線形素子」
（平成６年特許出願公開第２１４２７５号公報）に準じ
ている。入力光導波路口２５ａは、Ｘ方向とＹ方向に２
５μｍ間隔の升目状に並設されている。さらに、出力光
導波路口２５ｂは、Ｘ方向に２５０μｍ間隔で、かつ、
Ｙ方向に２５μｍ間隔で各層ごとに離隔して配置されて
おり、ここでは、４列を階段状にＹ方向に段差をつけて
並設している。そして、同じように平面光導波路板２５
に、入力光導波路口２５ａおよび出力光導波路口２５ｂ
を積層して形成することで、１×６４チャネルを構成し
ている。
【００３３】入力光ファイバ移動機構３３は、Ｘ方向駆
動部２３ａ、Ｚ方向駆動部２３ｂからなる入力光ファイ
バ移動装置２３を、Ｙ方向駆動部３３によりＹ方向に移
動するように構成されている。
動部２３ａ、Ｚ方向駆動部２３ｂからなる入力光ファイ
バ移動装置２３を、Ｙ方向駆動部３３によりＹ方向に移
動するように構成されている。
【００３４】前記のように構成されたメカニカル光スイ
ッチ２０は、入力光ファイバ移動機構３３の作動により
入力光ファイバ２２の出力端面２２ａを、所定位置の平
面光導波路板２５の入力光導波路口２５ａに、適宜Ｚ方
向に移動して離隔、Ｘ方向またはＹ方向に移動して位置
を特定し、さらにＺ方向に移動して当接させることで光
スイッチの切り換え動作を行う構成としている。このよ
うに入力光導波路口の設置間隔Ｄ１を出力光導波路口２
５ｂの設定間隔Ｄ２より小さくすることで、ここではＸ
方向に３７５μｍおよびＹ方向に７５μｍの移動により
１×６４スイッチを構成することができる。
ッチ２０は、入力光ファイバ移動機構３３の作動により
入力光ファイバ２２の出力端面２２ａを、所定位置の平
面光導波路板２５の入力光導波路口２５ａに、適宜Ｚ方
向に移動して離隔、Ｘ方向またはＹ方向に移動して位置
を特定し、さらにＺ方向に移動して当接させることで光
スイッチの切り換え動作を行う構成としている。このよ
うに入力光導波路口の設置間隔Ｄ１を出力光導波路口２
５ｂの設定間隔Ｄ２より小さくすることで、ここではＸ
方向に３７５μｍおよびＹ方向に７５μｍの移動により
１×６４スイッチを構成することができる。
【００３５】なお、前記した移動装置および移動機構
は、入力光ファイバの出力端面を、入力光ファイバ固定
部を介して適切に移動させることができるものであれ
ば、特に限定されるものではない。また、前記実施の形
態では、入力光ファイバが移動するように構成したが、
平面光導波路板を移動させる構成とすることや、入力光
ファイバおよび平面光導波路板の両者を移動させる構成
としても良い。そして、平面光導波路板の材質および形
成方法についても入力光導波路口および光導波路ならび
に出力光導波路口が形成できるものであれば、特に限定
されるものではない。さらに、スイッチの数もここでは
１×６４スイッチをその一例として説明したが、このス
イッチ数より多くても少なくても良く、特に、そのスイ
ッチ数が多い場合に都合が良い。
は、入力光ファイバの出力端面を、入力光ファイバ固定
部を介して適切に移動させることができるものであれ
ば、特に限定されるものではない。また、前記実施の形
態では、入力光ファイバが移動するように構成したが、
平面光導波路板を移動させる構成とすることや、入力光
ファイバおよび平面光導波路板の両者を移動させる構成
としても良い。そして、平面光導波路板の材質および形
成方法についても入力光導波路口および光導波路ならび
に出力光導波路口が形成できるものであれば、特に限定
されるものではない。さらに、スイッチの数もここでは
１×６４スイッチをその一例として説明したが、このス
イッチ数より多くても少なくても良く、特に、そのスイ
ッチ数が多い場合に都合が良い。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成しているた
め以下の優れた効果を奏する。 メカニカル光スイッチは、入力光ファイバと出力光
ファイバとを平面光導波路板を介してスイッチ操作を行
う構成にするため、入力光ファイバの移動距離が従来の
ものと比べて１／１０以下に小さくすることができる。
め以下の優れた効果を奏する。 メカニカル光スイッチは、入力光ファイバと出力光
ファイバとを平面光導波路板を介してスイッチ操作を行
う構成にするため、入力光ファイバの移動距離が従来の
ものと比べて１／１０以下に小さくすることができる。
【００３７】そのため、入力光ファイバの移動誤差を６
×１０−５から６×１０−４と一桁緩和でき、精密な移
動装置を必要とすることがなく、また、温度制御機構も
必要としないことから装置全体も小さく、かつ、操作速
度も速い構成とすることができる。また、出力光ファイ
バは、平面光導波路板に固定接続されることから、出力
光ファイバの整列精度を入力光ファイバの移動により調
整する必要がなく、調整作業上でも優れている。さら
に、入力光ファイバが平面光導波路板に当接しているた
め、振動による損失変動を抑制する上でも有効な構成で
ある。
×１０−５から６×１０−４と一桁緩和でき、精密な移
動装置を必要とすることがなく、また、温度制御機構も
必要としないことから装置全体も小さく、かつ、操作速
度も速い構成とすることができる。また、出力光ファイ
バは、平面光導波路板に固定接続されることから、出力
光ファイバの整列精度を入力光ファイバの移動により調
整する必要がなく、調整作業上でも優れている。さら
に、入力光ファイバが平面光導波路板に当接しているた
め、振動による損失変動を抑制する上でも有効な構成で
ある。
【００３８】 メカニカル光スイッチは、平面光導波
路板を層状に重ねて構成することが可能となるため、装
置全体の構成をコンパクトにでき、かつ、大規模な光ス
イッチの構成を行う場合に入力光ファイバの移動距離が
小さくて済み、かつ切り換え速度も速い。
路板を層状に重ねて構成することが可能となるため、装
置全体の構成をコンパクトにでき、かつ、大規模な光ス
イッチの構成を行う場合に入力光ファイバの移動距離が
小さくて済み、かつ切り換え速度も速い。
【００３９】 メカニカル光スイッチは、平面光導波
路板に積層して入力光導波路を多段に形成する構成であ
るため、各入力光導波路口および光導波路ならびに出力
光導波路口を精度が良く形成することができる。
路板に積層して入力光導波路を多段に形成する構成であ
るため、各入力光導波路口および光導波路ならびに出力
光導波路口を精度が良く形成することができる。
【００４０】 メカニカル光スイッチは、入力光ファ
イバおよび出力光ファイバと、平面光導波路板の入力光
導波路口および出力光導波路口との接合部分に、反射防
止手段を備えていることから、−５０ｄＢにまで反射を
防止することが可能となる。
イバおよび出力光ファイバと、平面光導波路板の入力光
導波路口および出力光導波路口との接合部分に、反射防
止手段を備えていることから、−５０ｄＢにまで反射を
防止することが可能となる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示すメカニカル
光スイッチを表す模式図である。
光スイッチを表す模式図である。
【図２】 本発明の第２の実施の形態を示すメカニカル
光スイッチを表す模式図である。
光スイッチを表す模式図である。
【図３】 本発明の第３の実施の形態を示すメカニカル
光スイッチを表す模式図である。
光スイッチを表す模式図である。
【図４】 従来のメカニカル光スイッチを示す模式図で
ある。
ある。
１，１０，２０ メカニカル光スイッチ ２，２２ 入力光ファイバ ２ａ，２２ａ 出力端面 ３，２３ 入力光ファイバ移動装置 ３ａ Ｘ方向駆動部 ３ｂ Ｚ方向駆動部 ３ｃ Ｙ方向駆動部 ４ 入力光ファイバ固定部 ５，２５ 平面光導波路板 ５Ａ 光導波路 ５ａ 入力光導波路口 ５ｂ 出力光導波路口 ６，２６ 出力光ファイバ ６ａ，２６ａ 入力端面 ７ 出力光ファイバ固定部 １５ 層状平面光導波路板
フロントページの続き (72)発明者 圓佛 晃次 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA31 CA06 DA04 DA06 DA17 DA22 2H041 AA14 AB19 AC01 AZ03
Claims (4)
- 【請求項１】 入力光ファイバと、この入力光ファイバ
の出力端面に対向する位置に配置した平面光導波路板
と、この平面光導波路板に固定接続された複数の出力光
ファイバと、前記入力光ファイバと、前記平面光導波路
の位置を相対的に移動させるための移動手段とから構成
され、 前記入力光ファイバと前記平面光導波路板との相対位置
を機械的に変化させることにより光路の切り替えを行う
メカニカル光スイッチであって、 前記平面光導波路板は、前記入力光ファイバと対向する
位置に形成した入力光導波路口の設置間隔が、前記出力
光ファイバを固定接続する位置に形成した出力光導波路
口の設置間隔より小さくなるように形成したことを特徴
とするメカニカル光スイッチ。 - 【請求項２】 前記平面光導波路板は、その複数を層状
に重ねて配置すると共に、前記移動手段が３次元方向に
作動できる構成であることを特徴とする請求項１に記載
のメカニカル光スイッチ。 - 【請求項３】 前記平面光導波路板は、複数の層状に前
記入力光導波路口および前記出力光導波路口を形成する
と共に、前記移動手段が３次元方向に作動できる構成で
あることを特徴とする請求項１に記載のメカニカル光ス
イッチ。 - 【請求項４】 前記入力光ファイバおよび前記出力光フ
ァイバと、前記平面光導波路板との接合部分に、反射を
防ぐための反射防止機構をそれぞれ有することを特徴と
する請求項１ないし３のいずれか一項に記載のメカニカ
ル光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36039799A JP2001174725A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | メカニカル光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36039799A JP2001174725A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | メカニカル光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001174725A true JP2001174725A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18469237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36039799A Pending JP2001174725A (ja) | 1999-12-20 | 1999-12-20 | メカニカル光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001174725A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6961485B2 (en) | 2002-08-28 | 2005-11-01 | Nec Tokin Corporation | Optical switch |
| WO2008149734A1 (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sony Corporation | 光導波路、信号処理装置及び信号処理基板 |
| JP2009009102A (ja) * | 2007-05-31 | 2009-01-15 | Sony Corp | 光導波路、信号処理装置及び信号処理基板 |
| WO2022013931A1 (ja) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバスイッチ |
-
1999
- 1999-12-20 JP JP36039799A patent/JP2001174725A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6961485B2 (en) | 2002-08-28 | 2005-11-01 | Nec Tokin Corporation | Optical switch |
| WO2008149734A1 (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sony Corporation | 光導波路、信号処理装置及び信号処理基板 |
| JP2009009102A (ja) * | 2007-05-31 | 2009-01-15 | Sony Corp | 光導波路、信号処理装置及び信号処理基板 |
| US8346034B2 (en) | 2007-05-31 | 2013-01-01 | Sony Corporation | Optical selector switch and signal-processing apparatus |
| WO2022013931A1 (ja) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバスイッチ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040609 |