JP5787256B2 - 光路切替装置および光信号の光路切替方法 - Google Patents
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Description
7芯バンドル光ファイバーの中心に配置された光ファイバーであって、1端は1種類以上の波長の信号光の光源に接続され、他端の端面から前記信号光を出射する1本の信号光照射ファイバーと、
前記1本の信号光照射ファイバーの周囲に最密に配置された6本の光ファイバーであって、1端は前記信号光とは異なる特定波長の制御光の光源に各々接続され、他端の6つの端面はいずれも前記信号光の出射端面と同一の平面上に配置され、これらの端面から前記制御光を、いずれか1つの端面から単独で、または、互いに隣接するいずれか2つの端面から2本並列で出射する6本の制御光照射ファイバーと、
前記信号光は透過し、前記制御光を選択的に吸収する光吸収層を含む熱レンズ形成素子と、
前記光吸収層に前記制御光と前記信号光とを各々収束点を光軸に対して垂直方向で異ならせて、前記光吸収層内にて収束させて入射させる第1の集光手段と、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらずに、または、前記制御光が照射され進行方向が変更されて、前記熱レンズ形成素子から広がりながら出射する信号光を受光し、コリメートする受光レンズと、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらずに前記熱レンズ形成素子から前記受光レンズを経て直進してくる直進信号光と、前記制御光が照射され進行方向が変更されて前記熱レンズ形成素子から前記受光レンズを経て進行してくる光路切替信号光との、直進信号光進行方向に対する光路切替信号光の進行方向の角度差を大きくするための[6N]角錐台プリズムであって、前記直進信号光は[6N]角錐台の底面と台面のなす平板部分に垂直に入射して更に直進し、一方、前記光路切替信号光は、[6N]角錐台の底面と[6N]面の斜面のいずれか1つが構成するくさび型プリズム部分を通過することで前記角度差が拡大して出射するよう載置された[6N]角錐台プリズムと、
前記[6N]角錐台プリズムから出射した信号光を集光する第2の集光手段と、
前記第2の集光手段により集光された信号光の内、制御光が照射されず直進する信号光を受光する1つの直進信号光受光ファイバーと、前記直進信号光受光ファイバーと中心軸を共有する円筒上に等間隔かつ並列に束ねられ配置されていて、第2の集光手段により集光された信号光の内、制御光が照射されて光路切替された信号光を各々受光する[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーとから構成される光ファイバー受光素子と、
を有し、
前記Nは、2,3または4であり、
前記熱レンズ形成素子は、前記制御光と前記信号光が、光の進行方向で前記光吸収層内において収束したのち拡散することによって、前記光吸収層内における前記制御光を吸収した領域およびその周辺領域に起こる温度上昇に起因し過渡的に熱レンズが形成され、該熱レンズにより、前記光吸収層内に屈折率分布が生じ、前記信号光の進行方向を変え、光路切替を行い、
前記[6N]角錐台プリズムにおいては、前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった直進信号光は[6N]角錐台プリズムの台面と底面からなる平板部分を通過し、前記第2の集光手段により集光されて前記ファイバー受光素子の中心に載置された直進信号光受光ファイバーに入射し、前記制御光の1つ以上が照射され光路が変更された信号光は[6N]角錐台プリズムの斜面と底面からなるくさび型プリズム断面部分を通過した後、前記第2の集光手段により集光され前記ファイバー受光素子において円筒状に等間隔に整列した[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーのいずれかに入射するように、前記制御光は、いずれか1つの端面から単独で、または、互いに隣接するいずれか2つの端面から2本並列で出射するよう制御されることによって、前記信号光照射ファイバーから出射する信号光の光路を[6N+1]方向へ光路切替することを特徴とする。
前記6本の制御光照射ファイバーは1端において、合計6基の制御光光源と各々1対1に接続され、前記6基の制御光光源のいずれか1基、または、互いに隣接するいずれか2基を発振させることで前記信号光照射ファイバーから出射する信号光の光路を、前記6基の制御光光源のいずれも発振せず前記信号光が直進する場合を含め、[6N+1]方向へ光路切替することを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置である。
少なくとも、
前記光ファイバー受光素子の中心の信号光受光ファイバーの1端に接続された光電変換素子を有する1基の光信号受信ユニットと、
前記光ファイバー受光素子の周辺の[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーのいずれか1本の1端に接続された光電変換素子と、
1または2基の制御光光源と、
前記1または2基の制御光光源に各々接続された1本の制御光伝搬ファイバーと、
を各々有する[6N]基の光信号受信ユニットと、
前記6本の制御光照射ファイバーのいずれか1本を1端とし、[N+1]本の他端が前記制御光伝搬ファイバーのいずれか1本に接続された、6基の1対[N+1]型合波器と、
を有する光路切替装置であって、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、特定の6基からの各1本の制御光伝搬ファイバーのいずれか1本は前記1対[N+1]型合波器の特定の1基と1対1に接続し、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、前記特定の6基を除く光信号受信ユニットからの各2本の制御光伝搬ファイバーは各々、互いに隣接する2本の制御光照射ファイバーに接続した特定の前記合波器に各々2対2に接続することを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置である。
少なくとも、
前記光ファイバー受光素子の中心の信号光受光ファイバーの1端に接続された光電変換素子を有する1基の光信号受信ユニットと、
前記光ファイバー受光素子の周辺の[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーのいずれか1本の1端に接続された光電変換素子と、
2基の制御光光源と、
前記2基の制御光光源に各々接続された1対の制御光伝搬ファイバーと、
を各々有する[6N]基の光信号受信ユニットと、
前記6本の制御光照射ファイバーのいずれか1本を1端とし、[N+1]本の他端が前記制御光伝搬ファイバーのいずれか1本に接続された、6基の1対[N+1]型合波器と、
を有する光路切替装置であって、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、特定の6基からの各1対の内、1本の制御光伝搬ファイバーは前記1対[N+1]型合波器の特定の1基と1対1に接続し、
各々1対の内の残りの1本は何にも接続しないダミーファイバーとし、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、前記特定の6基を除く光信号受信ユニットからの各2本の制御光伝搬ファイバーは各々、互いに隣接する2本の制御光照射ファイバーに接続した特定の前記合波器に各々2対2に接続することを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置である。
前記光ファイバー受光素子は、
少なくとも、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった直進信号光を受光する、中心に載置された光ファイバー(以下、「中心光ファイバー」という。)と、
前記中心光ファイバーと中心軸を共通とする円周上に、次の5通りの形態から選択される1つの形態で、等間隔に並列配置された[6N]本の周辺光ファイバーからなることを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置である。
(1)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、フェルールの外径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]とし、その周辺に隙間なく前記[6N]本の周辺光ファイバーが載置され、前記フェルールの中央の孔に中心軸を共通として中心光ファイバーが載置されている。
(2)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、中心光ファイバーのクラッド径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]とし、その周辺に隙間なく前記[6N]本の周辺光ファイバーが載置されている。
(3)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、フェルールの外径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]よりも大きくし、
前記フェルールの表面に前記周辺光ファイバーを載置するためのV字型断面の溝を[6N]本、等間隔で設け、前記V字型断面の溝毎に前記周辺光ファイバーが載置され、前記フェルールの中央の孔に中心軸を共通として中心光ファイバーが載置されている。
(4)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、フェルールの外径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))+1〕]よりも大きくし、
前記フェルールの中心軸から半径[r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]よりも大きい半径の円周上に等間隔で設けられた[6N]個の孔に各々周辺ファイバーが載置され、前記フェルールの中央の孔に中心軸を共通として中心光ファイバーが載置されている。
(5)中心光ファイバーの周辺に[6(N−1)]本の、中心光ファイバーと同じ外径の位置決め用光ファイバーを最密に載置し、更に、前記位置決め用光ファイバーの周囲に[6N]本の中心光ファイバーと同じ外径の周辺光ファイバーが最密に載置されている。
1本の信号光照射光ファイバーの端面から1種類以上の波長の信号光を出射させ、
前記信号光照射光ファイバーの周囲に最密に配置された6本の制御光照射光ファイバーの端面から前記信号光とは異なる特定波長の制御光を、いずれか1つの端面から単独で、または、互いに隣接する2つの端面から同時に出射させ、
前記信号光は透過し、前記制御光を選択的に吸収する光吸収層を含む熱レンズ形成素子に、前記信号光と前記制御光とを各々収束点を光軸に対して垂直方向で異ならせて、前記光吸収層内にて収束するよう集光して照射し、
前記信号光については前記熱レンズ形成素子を透過させ、
前記制御光については前記熱レンズ形成素子内の前記光吸収層において光吸収、光吸収に伴う温度上昇、温度上昇に伴う密度低下、密度低下に伴う屈折率低下を、前記制御光を吸収した領域およびその周辺領域に起こさせ、その結果、熱レンズを過渡的に形成させて、前記信号光の進行方向を変えて光路切替させ、
前記熱レンズ形成素子から広がりながら出射する直進および光路切替信号光を受光レンズにてコリメートし、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった直進信号光は[6N]角錐台プリズムの台面と底面がなす平板部分を通過させ、
前記制御光が照射され光路切替された信号光は前記[6N]角錐台プリズムの台面と斜面がなすくさび型プリズム部分を通過させ、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった前記直進信号光は受光素子の1つの中心素子へ収束入射させ、
前記制御光が照射されて進行方向が切替られた光路切替信号光は、前記中心素子を中心として受光素子の周辺の円周上に等間隔で並列に配置された受光素子の[6N]周辺素子へ収束入射させ、
前記Nは2、3または4であり、
前記信号光の光路を、直進の1方向と周辺への[6N]方向との合計[6N+1]の方向へ光路切替する、
ことを特徴とする光信号の光路切替方法である。
前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々接続された6基の制御光光源を、いずれか1基が単独で、または、互いに隣接する2基が同時に発振するよう電気的に制御することを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法である。
前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々接続された6基の合波器へ6基以上の制御光光源からの制御光を1つの合波器へ単独で、または、互いに隣接する2つの合波器へ同時に伝搬させることを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法である。
前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々直接接続された6基の制御光光源の照射の有無および照射強度を、予め定められた試行錯誤方式プログラミングに従って自動的に調整し、前記信号光が光路切替されて収束入射される前記受光素子の[6N]周辺素子のいずれか1つへの光路切替を最適化する手順を含むことを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法である。
前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々接続された6基の合波器を経由して接続された6基以上の制御光光源の照射の有無および照射強度を、予め定められた試行錯誤方式プログラミングに従って自動的に調整し、前記信号光が光路切替されて収束入射される前記受光素子の[6N]周辺素子へのいずれかへの光路切替を最適化する手順を含むことを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法である。
図1a,1b、図2a,2b、図3、図4、図5a,5bおよび図7を参照して本発明の第1の実施形態に係る光路切替装置を説明し、併せて光信号の光路切替方法を説明する。なお、各図面において共通の構成要素については同一の符号を付して表している。
(1)合計7本のファイバーの外径(以下、クラッド径ともいう)を±1μm未満、好ましくは±0.3μmの精度で揃える。
(2)前記クラッド径は40μm以下が好ましい。
[数1]
n×sinθ = n0×sinθ’ …〔1〕
[数2]
1.504×θ ≒ θ’ …〔2〕
[数3]
L = f×tan[θ’−θ] …〔3〕
式〔3〕に、近似式〔2〕を適用すると、
[数4]
L = f×tan[0.504×θ] …〔4〕
すなわち、
[数5]
θ = [tan−1(L/f)]/0.504 …〔5〕
例えばLを0.2415mm、fを2mmとすると、
[数6]
θ = 13.66° …〔6〕
[数7]
R = r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕 …〔7〕
[数8]
d3 = d2〔1/sin(360/(6N×2))−1〕 …〔8〕
[数9]
d4 = d2〔1/sin(360/(6N×2))〕 …〔9〕
[数10]
d5 = Δd + d2〔1/sin(360/(6N×2))+1〕 …〔10〕
[数11]
L = d4/2 …〔11〕
[数12]
d14 = (1/2×√3)×d13 …〔12〕
d13が250.0μm、fが2mmの場合、θ1は14.14°である。
d14が216.5μm、fが2mmの場合、θ2は12.26°である。
図8を参照して本発明の第2の実施形態に係る光路切替装置を説明し、併せて複数光信号の光路切替方法を説明する。なお、図8において、図を見やすくするため、受光側光送受信装置が各々2基搭載する制御光光源からの光ファイバーの内、光合波器へ接続されないもの(これをダミーファイバーと呼ぶ)は図示していない。
2 コリメートレンズ、
3 集光レンズ、
4 熱レンズ形成素子、
5 制御光吸収層、
6 受光レンズ、
7 12角錐台プリズム、
8 結合レンズ、
9,91,92,93 13芯バンドル光ファイバー受光素子、
10 信号光照射ファイバーのコア、11〜16 制御光照射ファイバーのコア、
30,60 フェルール、
31,61 接着剤、
66 19(13)芯バンドル光ファイバー受光素子、
100 1対13型光路切替装置、
111,112,113 熱レンズ、
211〜216 制御光照射ファイバーのコア11〜16に各々接続された制御光光源およびその制御装置、
221〜232 光路切替信号光受光ファイバーのコア901〜912に接続された光信号送受信装置、
241,243,245,247,249,251 光信号送受信装置221,223,225,227,229,231の制御装置と制御光光源の制御装置211〜216を各々結ぶ電気信号線、
242,244,246,248,250,252 光信号送受信装置222,224,226,228,230,232の制御装置と制御光光源の制御装置211〜216を各々結ぶ電気信号線、
262,264,266,268,270,272 光信号送受信装置222,224,226,228,230,232の制御装置と制御光光源の制御装置211〜216を各々結ぶ電気信号線、
310 信号光照射ファイバーのクラッド、
311〜316 制御光照射ファイバーのクラッド、
400 直進信号光受光ファイバーのクラッド、
401〜412 光路切替信号光受光ファイバーのクラッド、
421,422,423 接着剤、
431,432,433 外周フェルール、
441 内周フェルール、442,443 V字断面溝付内周フェルール、
600 直進信号光受光ファイバーのコア、601〜612 光路切替信号光受光ファイバーのコア、
621〜626 ダミーファイバー、
660 直進信号光受光ファイバーのクラッド、
661〜672 光路切替信号光受光ファイバーのクラッド、
700 12角錐台プリズムの台面、
701〜712 12角錐台プリズムの斜面、
770 12角錐台の底面、
780 12角錐台プリズムの台面700と底面770が構成する平板部分、
787 角錐台プリズムの斜面707と底面770が構成するくさび型プリズム部分、
811〜816 制御光照射ファイバーのコア11〜16に各々接続された制御光合波器、
820 直進信号光受光ファイバーのコア900に接続された光信号送受信装置、
821〜832 光路切替信号光受光ファイバーのコア901〜912に接続された光信号送受信装置、
841,843,845,847,849,851 光信号送受信装置821,823,825,827,829,831に各1基搭載された制御光光源と制御光合波器811〜816を各々結ぶ制御光伝送光ファイバー、
842,844,846,848,850,852 光信号送受信装置822,824,826,828,830,832に各2基搭載された制御光光源の1と制御光合波器811〜816を各々結ぶ制御光伝送光ファイバー、
862,864,866,868,870,872 光信号送受信装置822,824,826,828,830,832に各2基搭載された制御光光源の1と制御光合波器811〜816を各々結ぶ制御光伝送光ファイバー、
900 直進信号光受光ファイバーのコア、901〜912 光路切替信号光受光ファイバーのコア、
921〜932 光路切替信号光受光ファイバーのコア901〜912と光信号送受信装置221〜232の光-電子変換器を各々結ぶ光ファイバー、
940 直進信号光受光ファイバーのコア900と光信号送受信装置820の光-電子変換器を結ぶ光ファイバー、
941〜952 光路切替信号光受光ファイバーのコア901〜912と光信号送受信装置821〜832の光-電子変換器を各々結ぶ光ファイバー、
980 直進信号光受光ファイバーを載置する孔、
981〜992 光路切替信号光受光ファイバーを載置する孔、
999 13孔フェルール、
1000,1001 信号光、
1011,1012,1013 制御光、
1900 直進信号光、
1901,1904,1101,1102,12131,12132 光路切替信号光。
Claims (10)
- 7芯バンドル光ファイバーの中心に配置された光ファイバーであって、1端は1種類以上の波長の信号光の光源に接続され、他端の端面から前記信号光を出射する1本の信号光照射ファイバーと、
前記1本の信号光照射ファイバーの周囲に最密に配置された6本の光ファイバーであって、1端は前記信号光とは異なる特定波長の制御光の光源に各々接続され、他端の6つの端面はいずれも前記信号光の出射端面と同一の平面上に配置され、これらの端面から前記制御光を、いずれか1つの端面から単独で、または、互いに隣接するいずれか2つの端面から2本並列で出射する6本の制御光照射ファイバーと、
前記信号光は透過し、前記制御光を選択的に吸収する光吸収層を含む熱レンズ形成素子と、
前記光吸収層に前記制御光と前記信号光とを各々収束点を光軸に対して垂直方向で異ならせて、前記光吸収層内にて収束させて入射させる第1の集光手段と、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらずに、または、前記制御光が照射され進行方向が変更されて、前記熱レンズ形成素子から広がりながら出射する信号光を受光し、コリメートする受光レンズと、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらずに前記熱レンズ形成素子から前記受光レンズを経て直進してくる直進信号光と、前記制御光が照射され進行方向が変更されて前記熱レンズ形成素子から前記受光レンズを経て進行してくる光路切替信号光との、直進信号光進行方向に対する光路切替信号光の進行方向の角度差を大きくするための[6N]角錐台プリズムであって、前記直進信号光は[6N]角錐台の底面と台面のなす平板部分に垂直に入射して更に直進し、一方、前記光路切替信号光は、[6N]角錐台の底面と[6N]面の斜面のいずれか1つが構成するくさび型プリズム部分を通過することで前記角度差が拡大して出射するよう載置された[6N]角錐台プリズムと、
前記[6N]角錐台プリズムから出射した信号光を集光する第2の集光手段と、
前記第2の集光手段により集光された信号光の内、制御光が照射されず直進する信号光を受光する1つの直進信号光受光ファイバーと、前記直進信号光受光ファイバーと中心軸を共有する円筒上に等間隔かつ並列に束ねられ配置されていて、第2の集光手段により集光された信号光の内、制御光が照射されて光路切替された信号光を各々受光する[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーとから構成される光ファイバー受光素子と、
を有し、
前記Nは、2,3または4であり、
前記熱レンズ形成素子は、前記制御光と前記信号光が、光の進行方向で前記光吸収層内において収束したのち拡散することによって、前記光吸収層内における前記制御光を吸収した領域およびその周辺領域に起こる温度上昇に起因し過渡的に熱レンズが形成され、該熱レンズにより、前記光吸収層内に屈折率分布が生じ、前記信号光の進行方向を変え、光路切替を行い、
前記[6N]角錐台プリズムにおいては、前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった直進信号光は[6N]角錐台プリズムの台面と底面からなる平板部分を通過し、前記第2の集光手段により集光されて前記ファイバー受光素子の中心に載置された直進信号光受光ファイバーに入射し、前記制御光の1つ以上が照射され光路が変更された信号光は[6N]角錐台プリズムの斜面と底面からなるくさび型プリズム断面部分を通過した後、前記第2の集光手段により集光され前記ファイバー受光素子において円筒状に等間隔に整列した[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーのいずれかに入射するように、前記制御光は、いずれか1つの端面から単独で、または、互いに隣接するいずれか2つの端面から2本並列で出射するよう制御されることによって、前記信号光照射ファイバーから出射する信号光の光路を[6N+1]方向へ光路切替することを特徴とする1対[6N+1]型光路切替装置。 - 前記6本の制御光照射ファイバーは1端において、合計6基の制御光光源と各々1対1に接続され、前記6基の制御光光源のいずれか1基、または、互いに隣接するいずれか2基を発振させることで前記信号光照射ファイバーから出射する信号光の光路を、前記6基の制御光光源のいずれも発振せず前記信号光が直進する場合を含め、[6N+1]方向へ光路切替することを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置。
- 少なくとも、
前記光ファイバー受光素子の中心の信号光受光ファイバーの1端に接続された光電変換素子を有する1基の光信号受信ユニットと、
前記光ファイバー受光素子の周辺の[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーのいずれか1本の1端に接続された光電変換素子と、
1または2基の制御光光源と、
前記1または2基の制御光光源に各々接続された1本の制御光伝搬ファイバーと、
を各々有する[6N]基の光信号受信ユニットと、
前記6本の制御光照射ファイバーのいずれか1本を1端とし、[N+1]本の他端が前記制御光伝搬ファイバーのいずれか1本に接続された、6基の1対[N+1]型合波器と、
を有する光路切替装置であって、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、特定の6基からの各1本の制御光伝搬ファイバーは前記1対[N+1]型合波器の特定の1基と1対1に接続し、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、前記特定の6基を除く光信号受信ユニットからの各2本の制御光伝搬ファイバーは各々、互いに隣接する2本の制御光照射ファイバーに接続した特定の前記合波器に各々2対2に接続することを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置。 - 少なくとも、
前記光ファイバー受光素子の中心の信号光受光ファイバーの1端に接続された光電変換素子を有する1基の光信号受信ユニットと、
前記光ファイバー受光素子の周辺の[6N]本の光路切替信号光受光ファイバーのいずれか1本の1端に接続された光電変換素子と、
2基の制御光光源と、
前記2基の制御光光源に各々接続された1対の制御光伝搬ファイバーと、
を各々有する[6N]基の光信号受信ユニットと、
前記6本の制御光照射ファイバーのいずれか1本を1端とし、[N+1]本の他端が前記制御光伝搬ファイバーのいずれか1本に接続された、6基の1対[N+1]型合波器と、
を有する光路切替装置であって、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、特定の6基からの各1対の内、1本の制御光伝搬ファイバーは前記1対[N+1]型合波器の特定の1基と1対1に接続し、
各々1対の内の残りの1本は何にも接続しないダミーファイバーとし、
前記[6N]基の光信号受信ユニット中、前記特定の6基を除く光信号受信ユニットからの各2本の制御光伝搬ファイバーは各々、互いに隣接する2本の制御光照射ファイバーに接続した特定の前記合波器に各々2対2に接続することを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置。 - 前記光ファイバー受光素子は、
少なくとも、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった直進信号光を受光する、中心に載置された光ファイバー(以下、「中心光ファイバー」という。)と、
前記中心光ファイバーと中心軸を共通とする円周上に、次の5通りの形態から選択される1つの形態で、等間隔に並列配置された[6N]本の周辺光ファイバーからなることを特徴とする請求項1に記載の光路切替装置。
(1)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、フェルールの外径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]とし、その周辺に隙間なく前記[6N]本の周辺光ファイバーが載置され、前記フェルールの中央の孔に中心軸を共通として中心光ファイバーが載置されている。
(2)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、中心光ファイバーのクラッド径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]とし、その周辺に隙間なく前記[6N]本の周辺光ファイバーが載置されている。
(3)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、フェルールの外径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]よりも大きくし、
前記フェルールの表面に前記周辺光ファイバーを載置するためのV字型断面の溝を[6N]本、等間隔で設け、前記V字型断面の溝毎に前記周辺光ファイバーが載置され、前記フェルールの中央の孔に中心軸を共通として中心光ファイバーが載置されている。
(4)[6N]本の周辺光ファイバーに共通な外径[2r]に対して、フェルールの外径を[2r〔1/sin(360/(6N×2))+1〕]よりも大きくし、
前記フェルールの中心軸から半径[r〔1/sin(360/(6N×2))−1〕]よりも大きい半径の円周上に等間隔で設けられた[6N]個の孔に各々周辺ファイバーが載置され、前記フェルールの中央の孔に中心軸を共通として中心光ファイバーが載置されている。
(5)中心光ファイバーの周辺に[6(N−1)]本の、中心光ファイバーと同じ外径の位置決め用光ファイバーを最密に載置し、更に、前記位置決め用光ファイバーの周囲に[6N]本の中心光ファイバーと同じ外径の周辺光ファイバーが最密に載置されている。 - 1本の信号光照射光ファイバーの端面から1種類以上の波長の信号光を出射させ、
前記信号光照射光ファイバーの周囲に最密に配置された6本の制御光照射光ファイバーの端面から前記信号光とは異なる特定波長の制御光を、いずれか1つの端面から単独で、または、互いに隣接する2つの端面から同時に出射させ、
前記信号光は透過し、前記制御光を選択的に吸収する光吸収層を含む熱レンズ形成素子に、前記信号光と前記制御光とを各々収束点を光軸に対して垂直方向で異ならせて、前記光吸収層内にて収束するよう集光して照射し、
前記信号光については前記熱レンズ形成素子を透過させ、
前記制御光については前記熱レンズ形成素子内の前記光吸収層において光吸収、光吸収に伴う温度上昇、温度上昇に伴う密度低下、密度低下に伴う屈折率低下を、前記制御光を吸収した領域およびその周辺領域に起こさせ、その結果、熱レンズを過渡的に形成させて、前記信号光の進行方向を変えて光路切替させ、
前記熱レンズ形成素子から広がりながら出射する直進および光路切替信号光を受光レンズにてコリメートし、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった直進信号光は[6N]角錐台プリズムの台面と底面がなす平板部分を通過させ、
前記制御光が照射され光路切替された信号光は前記[6N]角錐台プリズムの台面と斜面がなすくさび型プリズム部分を通過させ、
前記制御光が照射されず進行方向が変わらなかった前記直進信号光は受光素子の1つの中心素子へ収束入射させ、
前記制御光が照射されて進行方向が切替られた光路切替信号光は、前記中心素子を中心として受光素子の周辺の円周上に等間隔で並列に配置された受光素子の[6N]周辺素子へ収束入射させ、
前記Nは2、3または4であり、
前記信号光の光路を、直進の1方向と周辺への[6N]方向との合計[6N+1]の方向へ光路切替する、
ことを特徴とする光信号の光路切替方法。 - 前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々接続された6基の制御光光源を、いずれか1基が単独で、または、互いに隣接する2基が同時に発振するよう電気的に制御することを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法。
- 前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々接続された6基の合波器へ6基以上の制御光光源からの制御光を1つの合波器へ単独で、または、互いに隣接する2つの合波器へ同時に伝搬させることを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法。
- 前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々直接接続された6基の制御光光源の照射の有無および照射強度を、予め定められた試行錯誤方式プログラミングに従って自動的に調整し、前記信号光が光路切替されて収束入射される前記受光素子の[6N]周辺素子のいずれか1つへの光路切替を最適化する手順を含むことを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法。
- 前記6本の制御光照射光ファイバーの他方の端面に各々接続された6基の合波器を経由して接続された6基以上の制御光光源の照射の有無および照射強度を、予め定められた試行錯誤方式プログラミングに従って自動的に調整し、前記信号光が光路切替されて収束入射される前記受光素子の[6N]周辺素子へのいずれかへの光路切替を最適化する手順を含むことを特徴とする、請求項6に記載の光信号の光路切替方法。
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