JP6622669B2 - Changeover switch - Google Patents
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Description
本発明は、切替スイッチに関する。 The present invention relates to a changeover switch.
一般に、光ファイバ等の光導波路を通ってきた光を複数用意された別光路に切り替えることが可能な切替スイッチは、特許文献1に示されるようにミラー等を用いた空間光学部品を基本として構成されている。これらの切替スイッチの挿入損失の低減化も進められ、1dB未満と比較的低い挿入損失の切替スイッチが実現されている。 In general, a change-over switch that can switch a plurality of light beams that have passed through an optical waveguide such as an optical fiber to a plurality of different optical paths is configured based on a spatial optical component using a mirror or the like as shown in Patent Document 1. Has been. The reduction of insertion loss of these changeover switches has been promoted, and a changeover switch having a relatively low insertion loss of less than 1 dB has been realized.
しかしながら、上述の切替スイッチを、空間光学部品を用いた光路切替方法のためOTDR(Optical Time Domain Reflecto- meter)をベースにした光ファイバのレイリー散乱光を受光して測定を行う測定器と組み合わせて使用する場合、切替部分でのフレネル反射によってデッドゾーンが作られ、測定できない箇所が発生してしまう場合があった。このような事態に対処し、フレネル反射を抑制した切替スイッチを実現するためには、光ファイバ等を物理的に接続して切替を行う方法が有効である(例えば、特許文献2参照)。 However, the above-described changeover switch is combined with a measuring instrument that receives and measures Rayleigh scattered light of an optical fiber based on OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) for an optical path switching method using a spatial optical component. When used, a dead zone is created by Fresnel reflection at the switching portion, and there are cases where a portion that cannot be measured is generated. In order to cope with such a situation and realize a changeover switch that suppresses Fresnel reflection, a method of switching by physically connecting an optical fiber or the like is effective (for example, see Patent Document 2).
また、上述したようにフレネル反射を抑制した切替スイッチの他に、例えば、特許文献2,3に示されるように光導波路を用いた切替方法が提案されている。特許文献2に記載されている光路切替スイッチ及び特許文献3に記載されている光ファイバ心線切替装置では、光導波路の軸合わせ方法を工夫することによって切替が行われている。 In addition to the changeover switch that suppresses Fresnel reflection as described above, for example, as shown in Patent Documents 2 and 3, a changeover method using an optical waveguide has been proposed. In the optical path changeover switch described in Patent Document 2 and the optical fiber core line switching device described in Patent Document 3, switching is performed by devising an optical waveguide axis alignment method.
一般的な単一モードファイバのコア直径はおよそ10μmであり、光ファイバなどの光導波路を物理的に接続する場合には、そのコア直径に合わせて調芯を行う必要がある。しかしながら、現在の機械的な制御の精度により、手動で10μm以内の精度の調芯機構を実現することは困難であり、接続損失の増加あるいは、切替が正常に行われないという問題があった。この問題を解決する方法として、コア直径を広げた光ファイバを用いて上述の機械精度の範囲内に抑える方法も考えられるが、導波光の伝搬モードがマルチモードになり、挿入損失が増大しかねない等の問題があった。 A common single mode fiber has a core diameter of about 10 μm. When an optical waveguide such as an optical fiber is physically connected, it is necessary to align the core in accordance with the core diameter. However, due to the current accuracy of mechanical control, it is difficult to manually realize an alignment mechanism with an accuracy within 10 μm, and there is a problem that connection loss increases or switching is not performed normally. As a method for solving this problem, there is a method of using an optical fiber with an expanded core diameter to keep it within the above-mentioned range of mechanical accuracy. However, the propagation mode of guided light becomes multimode, which may increase insertion loss. There was no problem.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、機械的な制御機構の誤差を許容する切替スイッチを提供する。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a changeover switch that allows an error in a mechanical control mechanism.
本発明の一態様は、光ファイバが接続される第1導波路を備えた第1入力部と、前記光ファイバの延伸方向と直交する方向に軸線を移動でき、前記第1導波路が接続される断面が矩形の複数の第2導波路を備えた第2入力部と、前記第2導波路の軸線と直交する方向に互いに所定の間隔を空けて前記軸線に平行に配置され、断面が矩形の複数の第3導波路を備えた出力部と、前記第2入力部を移動させて前記第2導波路の軸線と複数の前記第3導波路のうちの一つの軸線とを合わせて接続させる調芯機構と、を備え、前記調芯機構は、前記第1導波路と前記第3導波路の前記第2導波路側のそれぞれの端部の中央部分は、平面視した幅が外側に向かって縮小する突形状の嵌合部と、前記第2導波路の延伸方向の両端部の中央部分は、平面視した幅が内側に向かって縮小する溝形状の被嵌合部で構成され、前記第2導波路と、複数の前記第3導波路のそれぞれは、前記第2導波路の出力側の幅寸法は前記第2導波路の入力側の幅寸法より大とされ、前記第3導波路の入力側の幅寸法は前記第2導波路の出力側の幅寸法と等しく、前記第2導波路と前記第3導波路の最広部の導波モード数が2であり、前記第2導波路と前記第3導波路のカットオフ波長が1550nm以下であることを特徴とする切替スイッチである。 According to one aspect of the present invention, a first input unit including a first waveguide to which an optical fiber is connected , an axis can be moved in a direction orthogonal to the extending direction of the optical fiber, and the first waveguide is connected. A second input section having a plurality of second waveguides having a rectangular cross section, and a second input portion arranged in parallel to the axis line at a predetermined interval in a direction orthogonal to the axis line of the second waveguide. combined in an output section having a plurality of third waveguides, and one of the axis of one of said moving the second input unit the second waveguide axis and multiple third waveguide and a Ru aligning mechanism is connected Te, the alignment mechanism, the central portion of the respective ends of the second waveguide side of the third waveguide and the first waveguide in a plan view and width and protrusion-shaped fitting portion but to shrink outward, the center portion of both end portions of the extending direction of the second waveguide, in plan Width is composed of the fitted portion of the groove shape to shrink inward, the second waveguide, and each of the plurality of the third waveguide, the width of the output side of the second waveguide wherein The width dimension on the input side of the second waveguide is larger than the width dimension on the input side of the third waveguide, and the width dimension on the output side of the second waveguide is equal to the second waveguide and the third waveguide. waveguide mode number widest portion of the waveguide is 2, the cut-off wavelength of the third waveguide and said second waveguide is a changeover switch, wherein less der Rukoto 1550 nm.
本発明の一態様は、光ファイバが接続される第1導波路を備えた第1入力部と、前記光ファイバの延伸方向と直交する方向に軸線を移動でき、前記第1導波路が接続される断面が矩形の複数の第2導波路を備えた第2入力部と、前記第2導波路の軸線と直交する方向に互いに所定の間隔を空けて前記軸線に平行に配置され、断面が矩形の複数の第3導波路を備えた出力部と、前記第2入力部を移動させて前記第2導波路の軸線と複数の前記第3導波路のうちの一つの軸線とを合わせて接続させる調芯機構と、を備え、前記調芯機構は、前記第1導波路と前記第3導波路の前記第2導波路側のそれぞれの端部の中央部分は、平面視した幅が外側に向かって縮小する突形状の嵌合部と、前記第2導波路の延伸方向の両端部の中央部分は、平面視した幅が内側に向かって縮小する溝形状の被嵌合部で構成され、前記第2導波路と、複数の前記第3導波路のそれぞれは、前記第2導波路の出力側の幅寸法は前記第2導波路の入力側の幅寸法より大とされ、前記第3導波路の入力側の幅寸法は前記第2導波路の出力側の幅寸法と等しく、前記第2導波路と前記第3導波路の最広部の導波モード数が2であり、前記導波路のカットオフ波長が1310nm以下であることを特徴とする切替スイッチである。 According to one aspect of the present invention, a first input unit including a first waveguide to which an optical fiber is connected, an axis can be moved in a direction orthogonal to the extending direction of the optical fiber, and the first waveguide is connected. A second input section having a plurality of second waveguides having a rectangular cross section, and a second input portion disposed in parallel to the axis line at a predetermined interval in a direction orthogonal to the axis line of the second waveguide. The output unit including the plurality of third waveguides and the second input unit are moved to connect the axis of the second waveguide and one of the plurality of third waveguides together. An alignment mechanism, and the alignment mechanism has a central portion of each end of the first waveguide and the third waveguide on the second waveguide side, and the width in plan view faces outward. The protrusion-shaped fitting portion that shrinks and the center portion of both end portions in the extending direction of the second waveguide are viewed in plan view. The groove is configured to have a groove-shaped fitting portion whose width decreases toward the inside. Each of the second waveguide and the plurality of third waveguides has a width dimension on the output side of the second waveguide. The width dimension on the input side of the second waveguide is larger than the width dimension on the input side of the third waveguide, and the width dimension on the output side of the second waveguide is equal to the second waveguide and the third waveguide. The change-over switch is characterized in that the number of waveguide modes in the widest part of the waveguide is 2, and the cutoff wavelength of the waveguide is 1310 nm or less .
本発明の一態様に係る切替スイッチによれば、機械的な精度の誤差が許容される。また、機械的な精度の誤差を許容する導波路幅を有する単一モードの光導波路の切替構造を容易に構成することができる。 According to the selector switch according to one aspect of the present invention, an error in mechanical accuracy is allowed. In addition, a single-mode optical waveguide switching structure having a waveguide width that allows an error in mechanical accuracy can be easily configured.
以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The drawings used in the following description are schematic, and the length, width, thickness ratio, and the like are not necessarily the same as the actual ones, and can be changed as appropriate.
一般に、光ファイバは同心円状の断面構造を有しているため、コア直径を拡大しつつ、単一モードを実現するためには、光ファイバの比屈折率差を小さくする必要がある。これに対し、平面光波回路(Planar Lightwave Circuit:PLC)のコア部等の光導波路(単に、導波路という場合がある)では、その形状が矩形であるため、高さと幅をそれぞれ変えることが容易であり、高さを低くして幅のみを広げることが可能になる。本発明では、矩形の光導波路の比屈折率差、高さ、幅の各寸法を制御し、機械精度の誤差を許容する導波路幅を実現する。 In general, since an optical fiber has a concentric circular cross-sectional structure, it is necessary to reduce the relative refractive index difference of the optical fiber in order to realize a single mode while increasing the core diameter. In contrast, optical waveguides (simply referred to as waveguides) such as the core of a planar lightwave circuit (PLC) have a rectangular shape, making it easy to change the height and width. It is possible to reduce the height and increase only the width. In the present invention, the relative refractive index difference, height, and width of the rectangular optical waveguide are controlled to realize a waveguide width that allows an error in mechanical accuracy.
(第一実施形態)
図1に、本発明を適用した第一実施形態の切替スイッチ90の構成を示す。図1(a),(b)に示すように、切替スイッチ90は、入力ポート129と、複数の出力ポート127と、入力ポート129の軸線と複数の出力ポート127のうちの一つの軸線とを合わせる調芯機構130と、を備えている。複数の出力ポート127は軸線方向Jに直交する方向Kに互いに所定の間隔Λをあけて軸線方向Jに平行に配列されている。所定の間隔Λは、例えば250μmであり、通常の単一モードの光ファイバの外径の2倍に相当する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration of a
図1(b)に示すように、入力ポート129を有する入力部114は、切替スイッチ90の土台100上の基板105と、基板105上に設けられた導波路101で構成されている。出力ポート127を有する出力部112は、土台100上の基板106と、基板106上に設けられた導波路102で構成されている。
As shown in FIG. 1B, the
導波路101,102及び導波路101(即ち、入力ポート129)に接続可能な導波路103は、単一モードの光を伝搬させる光路である。即ち、入力ポート129及び出力ポート127はそれぞれ単一モードの導波路101,102で構成されている。
導波路101に接続されている光ファイバ104と、導波路102に接続されている光ファイバ107は、例えばITU−T G.652D等に示される標準的なSMF(Single Mode Fiber)である。なお、図1(b)では、光ファイバ104,107の図示を省略する。
導波路103は、入力導波路に相当する構成である。
A
The
The
図1(a)に示すように、導波路102,103は切替スイッチ90の土台100の長手方向D1(即ち、軸線方向J及び該軸線方向Jに平行する方向)に沿って移動可能に構成されている。これに対し、導波路101は、土台100の長手方向に直交する短手方向D2(即ち、方向K)に沿って移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 1A, the
入力ポート129の出力側の幅寸法w2は、入力ポート129の入力側の幅寸法w1より大とされている。出力ポート127の入力側の幅寸法は、入力ポート129の出力側の幅寸法w2に等しい。出力ポート127の出力側の幅寸法は、入力ポート129の入力側の幅寸法w1に等しい。
即ち、出力ポート127の上面視(平面視)形状は、入力ポート129の入力側と出力側とを入れ替えた上面視形状と同一とされている。導波路101,102は上面視で所謂テーパー形状を有している。具体的に、導波路101の入力側では一定の幅寸法で形成されているが、導波路101の出力側に向って幅寸法が漸次大きくなるように形成されている。このように所謂テーパー形状で形成されていることから、導波路101では、切替スイッチ90へ光を入力された光のモードフィールド径が拡大される。また、導波路101のコア径よりも大きい調芯機構130を用いても、精度の高い調芯を行うことができる。
The output side width dimension w2 of the
That is, the top view (plan view) shape of the
導波路101において光が進行する方向(以下、進行方向)と水平方向は、導波路102,103の進行方向及び水平方向と一致している。基板106に配置された導波路102には、2つ以上(即ち、複数)の出力ポート127があり、図1(a)には、3つの出力ポート127がある構成を例示している。
The light traveling direction (hereinafter referred to as traveling direction) and the horizontal direction in the
調芯機構130は、入力ポート129に対向する入力面106aに設けられた嵌合部120と、出力ポート127に対向する出力面105eに設けられると共に嵌合部120に嵌合可能な被嵌合部122で構成されている。
嵌合部120は、上面視において入力面106aから突出するに従って縮小するV字状の突起である。被嵌合部122は、上面視において出力面105eから内方に向かって縮小するV字状の溝である。
K方向において隣り合う被嵌合部122同士の間隔は、所定の間隔Λと同様に、250μmである。
The
The
The interval between the fitted
上述の構成により、機械加工の精度に応じた調芯精度で導波路101と導波路102の軸あわせを行い、図2(a),(b)に示すように入力ポート129と出力ポート127とを接続することが可能になる。
With the above-described configuration, the
上述した切替スイッチ90によれば、機械的な精度の誤差が許容される。また、機械的な精度の誤差を許容する導波路幅を有する単一モードの光導波路の切替構造を容易に構成することができる。
また、V字状の突起からなる嵌合部120とV字状の溝からなる被嵌合部122で調芯機構130を構成することで、一般的な機械的な精度の誤差を充分に許容可能となる。
According to the
In addition, the
(第二実施形態)
本発明を適用した第二実施形態の切替スイッチ(図示略)は、図1に示す第一実施形態の切替スイッチ90と同様の構成要素を備えている。なお、導波路101と導波路102に係る光導波路とは同一構造である。第二実施形態に係る切替スイッチでは、互いに同一構造の導波路101が並列に複数配置され、その入出力の方向が入力部110と出力部112との間で対称になる。また、導波路101と導波路103とは予め一体とされていてもよい。
(Second embodiment)
The changeover switch (not shown) of the second embodiment to which the present invention is applied includes the same components as those of the
第二実施形態の切替スイッチでは、導波路101,102,103がそれぞれ、幅w、高さh、コアとクラッドの比屈折率差Δ、長さLを有する。比屈折率差Δは、次に示す(1)式によって得られる。以下に示す幅wと高さhは、導波路101,102,103のコア部の幅と高さを表している。
In the change-over switch of the second embodiment, the
前述の(1)式において、n1は導波路101,102,103のコア部の屈折率であり、n2は導波路101,102,103の石英(SiO2)からなるクラッド部の屈折率である。
In the above equation (1), n 1 is the refractive index of the core portion of the
また、屈折率nについては、次に示す(2)式及び係数に基づき、コア部の屈折率は(2)式で求めた曲線の値を比屈折率差Δに応じて調節した。 Regarding the refractive index n, based on the following equation (2) and coefficient, the refractive index of the core part was adjusted according to the relative refractive index difference Δ with the value of the curve obtained by equation (2).
(SiO2の係数)
a1 = 0.6961663
a2 = 0.4079426
a3 = 0.8974794
b1 = 0.004679148
b2 = 0.01351206
b3 = 97.934002
(コア部の屈折率の係数)
a1 = 0.7136824
a2 = 0.4254807
a3 = 0.8964226
b1 = 0.003808952
b2 = 0.01614969
b3 = 97.93401
(Coefficient of SiO 2 )
a1 = 0.6961663
a2 = 0.4079426
a3 = 0.8974794
b1 = 0.004679148
b2 = 0.01351206
b3 = 97.934002
(Coefficient of refractive index of core part)
a1 = 0.7136824
a2 = 0.4254807
a3 = 0.8964226
b1 = 0.003808952
b2 = 0.01614969
b3 = 97.93401
図3には、各導波路の幅wと比屈折率差Δに対して単一モードになる領域(即ち、E21モードがカットオフされる領域)を計算した結果を示す。図3(a)、(b)、(c)はそれぞれ導波路の高さhを4μm、6μm、8μmに設定した場合の計算結果である。計算結果は、スカラ近似による2次元の有限要素法(Finite Element Method:FEM)を用いて計算を行った。 FIG. 3 shows a result of calculating a region that becomes a single mode with respect to the width w and relative refractive index difference Δ of each waveguide (that is, a region where the E21 mode is cut off). FIGS. 3A, 3B, and 3C show calculation results when the height h of the waveguide is set to 4 μm, 6 μm, and 8 μm, respectively. The calculation results were calculated using a two-dimensional finite element method (FEM) based on scalar approximation.
図4、図5及び図6は、それぞれ、軸ずれ量(導波路断面の水平方向のずれ)を5μm、10μm、15μmに設定した場合の導波路構造に対するSMFからの軸ずれ損失の改善量を示している。図4から図6は、波長λを1550nmとした場合における軸ずれ損失を示している。軸ずれ損失ηは、公知に示されている以下の(3)式(例えば“IT時代を支える光ファイバ技術”,電子情報通信学会,コロナ社、等参照)を用いて算出した。 4, 5, and 6 show the amount of improvement in the axis misalignment loss from the SMF with respect to the waveguide structure when the axis misalignment amount (horizontal deviation of the waveguide cross section) is set to 5 μm, 10 μm, and 15 μm, respectively. Show. 4 to 6 show the off-axis loss when the wavelength λ is 1550 nm. The off-axis loss η was calculated using the following well-known formula (3) (see, for example, “optical fiber technology supporting the IT era”, IEICE, Corona, etc.).
前述の(3)式において、wは導波路におけるモードフィールド半径を示しておりw1は1つめの導波路におけるモードフィールド半径、w2はもう一方の導波路におけるモードフィールド半径を示している。同一の導波路同士の接続損失を計算する場合には、w1とw2は等しくなる。 In the above equation (3), w represents the mode field radius in the waveguide, w 1 represents the mode field radius in the first waveguide, and w 2 represents the mode field radius in the other waveguide. When calculating the connection loss between the same waveguides, w 1 and w 2 are equal.
図3(a)及び図4(a)に示すように、導波路101,102,103の高さhを4μmに設定した場合において、導波路101,102,103の幅wを13.2μm、Δを0.4%とした場合に、波長1550nmでは軸ずれ量が5μmの時に、接続損失を約3.8dB改善することができる。
As shown in FIGS. 3A and 4A, when the height h of the
また、図3(b)と図4(b)に示すように、導波路101,102,103の高さhを6μmに設定した場合において、導波路101,102,103の幅wを13.2μm、Δを0.35%とした場合に、波長1550nmでは軸ずれ量が5μmの時に接続損失を約3dB改善することができる。
Further, as shown in FIGS. 3B and 4B, when the height h of the
また、図3(c)と図4(c)に示すように、導波路101,102,103の高さhを8μmに設定した場合において、導波路101,102,103の幅wを13.2μm、Δを0.28%とした場合に、波長1550nmでは軸ずれ量が5μmの時に接続損失を約4dB改善することができる。
As shown in FIGS. 3C and 4C, when the height h of the
次いで、軸ずれ量を10μmに設定した場合の波長1550nmにおける接続損失の改善量を図5に示す。図5の(a)、(b),(c)はそれぞれ、導波路の高さhを4μm,6μm、8μmとした場合の計算結果である。 Next, FIG. 5 shows the connection loss improvement amount at a wavelength of 1550 nm when the axis deviation amount is set to 10 μm. 5A, 5B, and 5C show calculation results when the waveguide height h is 4 μm, 6 μm, and 8 μm, respectively.
次いで、軸ずれ量を15μmに設定した場合の波長1550nmにおける接続損失の改善量を図6に示す。図6の(a)、(b),(c)はそれぞれ、導波路の高さhを4μm,6μm、8μmとした場合の計算結果である。本発明は、想定される軸ずれ量に応じて、図4、図5、図6から適宜有効な構造を選択すればよい。 Next, FIG. 6 shows an improvement in connection loss at a wavelength of 1550 nm when the amount of axial deviation is set to 15 μm. (A), (b), and (c) of FIG. 6 are calculation results when the height h of the waveguide is 4 μm, 6 μm, and 8 μm, respectively. In the present invention, an effective structure may be selected as appropriate from FIGS. 4, 5, and 6 in accordance with an assumed amount of axis deviation.
なお、導波路101,102,103の幅寸法w2の部分(最広部)のカットオフ波長が1310nm以下であってもよい。
また、導波路101,102,103の幅寸法w2の部分のカットオフ波長が1250nm以下であってもよい。
The cut-off wavelength of the width dimension w2 portion (widest portion) of the
In addition, the cutoff wavelength of the width dimension w2 of the
(第三実施形態)
本発明を適用した第三実施形態の切替スイッチ(図示略)は、図1に示す第一実施形態の切替スイッチ90と同様の構成要素を備えている。第三実施形態においても、導波路101と導波路102に係る光導波路とは同一構造である。第三実施形態に係る切替スイッチでは、導波路101,102,103の最広部の導波モードを基本モード(E11)と第一高次モード(E21)に制限した構造に関する。
(Third embodiment)
The changeover switch (not shown) of the third embodiment to which the present invention is applied includes the same components as those of the
導波モードが2モードの場合、2つの導波路の突き合わせにおいて軸ずれが生じた際に、伝搬してきたE11モードはE21モードと放射モードに結合される。導波路が数kmなど長い場合には、E11モードとE21モードの群遅延差によって信号劣化が生じるが、本発明の切替スイッチは1m未満の短い距離を想定しているため群遅延差は考慮する必要がない。また、最広部において2モードであっても、図1に示すように、導波路の幅を狭くして単一モードにすることで、E21モードをカットオフにすることが可能である。第三実施形態は、最広部を2モード導波にすることで、E11モードのMFDを拡大することで軸ずれ損失を低減させることが可能な構造に関するものである。図7に導波路の幅wとΔに対して2モードになる領域(E31モードがカットオフされる領域)を計算した結果を示す。図7(a),(b),(c)はそれぞれ導波路の高さhを4μm、6μm、8μmに設定した場合のFEMによる計算結果である。 When the waveguide mode is a two-mode, when an axial misalignment occurs in the matching of the two waveguides, the propagated E 11 mode is coupled to the E 21 mode and the radiation mode. If the waveguide is long and the number km is the signal degradation caused by the group delay difference E 11 mode and the E 21 mode group delay difference for the changeover switch is assumed to be a short distance of less than 1m of the present invention There is no need to consider. Further, even if the widest portion has two modes, as shown in FIG. 1, the E 21 mode can be cut off by narrowing the width of the waveguide to a single mode. Third embodiment, by the widest portion to the second mode waveguide, it relates to the structure capable of reducing the axial displacement losses by expanding the MFD of E 11 modes. FIG. 7 shows the result of calculating a region that becomes two modes with respect to the waveguide widths w and Δ (region where the E 31 mode is cut off). FIGS. 7A, 7B and 7C show calculation results by FEM when the height h of the waveguide is set to 4 μm, 6 μm and 8 μm, respectively.
図7(a)と図4(a)に示すように、導波路101,102,103の高さhを4μmに設定した場合において、導波路101,102,103の幅wを18.8μm、Δを0.4%とした場合に、波長1550nmでは軸ずれ量が5μmの時に、接続損失を約5.7dB改善することができる。
As shown in FIGS. 7A and 4A, when the height h of the
図7(b)と図4(b)に示すように、導波路101,102,103の高さhを6μmに設定した場合において、から導波路101,102,103の幅wを18.8μm、Δを0.35%とした場合に、波長1550nmでは軸ずれ量が5μmの時に、接続損失を約5dB改善することができる。
As shown in FIGS. 7B and 4B, when the height h of the
図7(c)と図4(c)に示すように、導波路101,102,103の高さhを8μmに設定した場合において、導波路101,102,103の幅wを18.8μm、Δを0.28%とした場合に、波長1550nmでは軸ずれ量が5μmの時に、接続損失を約5dB改善することができる。
As shown in FIGS. 7C and 4C, when the height h of the
以上説明した切り替えスイッチによれば、光ファイバの特性を活かし、特にSMFにおいて単一モードを保持し、機械的な精度の誤差を許容するような低損失かつフレネル反射を抑えた切替スイッチ90を実現することができる。
具体的には、SMFの伝搬精度の高さと挿入損失の低さを保持した上で、導波路102,103を光の切り替えスイッチの土台部の長手方向D1に移動させ、導波路101を土台部の長手方向に直交する短手方向D2に移動可能させれば、所望の導波路101,102,103同士の接続を極めて容易に行うことができる。
The change-over switch described above realizes the change-
Specifically, while maintaining high SMF propagation accuracy and low insertion loss, the
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
例えば、調芯機構130の嵌合部120と被嵌合部122は、上面視においてV字状に限らず、矩形状やU字状に形成されていてもよい。また、調芯機構130の嵌合部120と被嵌合部122は、導波路101,102,103の光軸方向(即ち、軸線方向Jに平行する方向)に突出して設けられている突起や溝に限定されず、土台100の厚み方向に形成されている突起や溝であっても構わない。
For example, the
本発明の光の切り替えスイッチは、光ファイバを通ってきた光を受けて、複数ある光路の中から選択した1つの光路に光を入力する目的を有する応用分野に広く利用可能である。
また、このような光の切替スイッチを緊急時に、ユーザの緊急信号発信源としても使用することができる。その際には、導波路101,102,103において何れのコア部同士を接続するかということによって、個別情報の発信が可能となる。
The light changeover switch of the present invention can be widely used in application fields having the purpose of receiving light that has passed through an optical fiber and inputting light to one optical path selected from a plurality of optical paths.
Further, such a light changeover switch can be used as an emergency signal transmission source of the user in an emergency. In that case, it becomes possible to transmit individual information depending on which core part is connected in the
90…切替スイッチ
101,102,103…導波路
105,106…調芯部
127…出力ポート
129…入力ポート
120…嵌合部
122…被嵌合部
130…調芯機構
90 ... changeover switches 101, 102, 103 ...
Claims (2)
前記光ファイバの延伸方向と直交する方向に軸線を移動でき、前記第1導波路が接続される断面が矩形の複数の第2導波路を備えた第2入力部と、
前記第2導波路の軸線と直交する方向に互いに所定の間隔を空けて前記軸線に平行に配置され、断面が矩形の複数の第3導波路を備えた出力部と、
前記第2入力部を移動させて前記第2導波路の軸線と複数の前記第3導波路のうちの一つの軸線とを合わせて接続させる調芯機構と、
を備え、
前記調芯機構は、
前記第1導波路と前記第3導波路の前記第2導波路側のそれぞれの端部の中央部分は、平面視した幅が外側に向かって縮小する突形状の嵌合部と、前記第2導波路の延伸方向の両端部の中央部分は、平面視した幅が内側に向かって縮小する溝形状の被嵌合部で構成され、
前記第2導波路と、複数の前記第3導波路のそれぞれは、前記第2導波路の出力側の幅寸法は前記第2導波路の入力側の幅寸法より大とされ、前記第3導波路の入力側の幅寸法は前記第2導波路の出力側の幅寸法と等しく、
前記第2導波路と前記第3導波路の最広部の導波モード数が2であり、前記第2導波路と前記第3導波路のカットオフ波長が1550nm以下であることを特徴とする切替スイッチ。 A first input unit having a first waveguide to which an optical fiber is connected ;
A second input unit comprising a plurality of second waveguides having a rectangular cross section to which the first waveguide can be connected, the axis line being movable in a direction perpendicular to the extending direction of the optical fiber;
An output unit including a plurality of third waveguides arranged in parallel to the axis at a predetermined interval in a direction orthogonal to the axis of the second waveguide, and having a rectangular cross section ;
And one of the axis aligning mechanism Ru is connected together of said third waveguide axis and multiple second waveguide by moving the second input unit,
Equipped with a,
The alignment mechanism is
A center portion of each end of the first waveguide and the third waveguide on the second waveguide side has a protruding fitting portion whose width in plan view decreases toward the outside, and the second The center part of both ends in the extending direction of the waveguide is constituted by a groove-shaped mating portion whose width in plan view decreases toward the inside ,
Each of the second waveguide and the plurality of third waveguides has a width dimension on the output side of the second waveguide larger than a width dimension on the input side of the second waveguide. The width dimension on the input side of the waveguide is equal to the width dimension on the output side of the second waveguide,
And wherein the second waveguide 3 is guided modes number of widest part of the waveguide 2, the second waveguide and the third waveguide cutoff wavelength characteristics less der Rukoto 1550nm Changeover switch to be used.
前記光ファイバの延伸方向と直交する方向に軸線を移動でき、前記第1導波路が接続される断面が矩形の複数の第2導波路を備えた第2入力部と、
前記第2導波路の軸線と直交する方向に互いに所定の間隔を空けて前記軸線に平行に配置され、断面が矩形の複数の第3導波路を備えた出力部と、
前記第2入力部を移動させて前記第2導波路の軸線と複数の前記第3導波路のうちの一つの軸線とを合わせて接続させる調芯機構と、
を備え、
前記調芯機構は、
前記第1導波路と前記第3導波路の前記第2導波路側のそれぞれの端部の中央部分は、平面視した幅が外側に向かって縮小する突形状の嵌合部と、前記第2導波路の延伸方向の両端部の中央部分は、平面視した幅が内側に向かって縮小する溝形状の被嵌合部で構成され、
前記第2導波路と、複数の前記第3導波路のそれぞれは、前記第2導波路の出力側の幅寸法は前記第2導波路の入力側の幅寸法より大とされ、前記第3導波路の入力側の幅寸法は前記第2導波路の出力側の幅寸法と等しく、
前記第2導波路と前記第3導波路の最広部の導波モード数が2であり、前記導波路のカットオフ波長が1310nm以下であることを特徴とする切替スイッチ。 A first input unit having a first waveguide to which an optical fiber is connected;
A second input unit including a plurality of second waveguides having a rectangular cross section to which the first waveguide can be connected, the axis line being movable in a direction perpendicular to the extending direction of the optical fiber;
An output unit including a plurality of third waveguides arranged in parallel to the axis at a predetermined interval in a direction orthogonal to the axis of the second waveguide, and having a rectangular cross section;
An alignment mechanism that moves the second input unit to connect the axis of the second waveguide and one of the plurality of third waveguides together; and
With
The alignment mechanism is
A center portion of each end of the first waveguide and the third waveguide on the second waveguide side has a protruding fitting portion whose width in plan view decreases toward the outside, and the second The center part of both ends in the extending direction of the waveguide is constituted by a groove-shaped mating portion whose width in plan view decreases toward the inside,
Each of the second waveguide and the plurality of third waveguides has a width dimension on the output side of the second waveguide larger than a width dimension on the input side of the second waveguide. The width dimension on the input side of the waveguide is equal to the width dimension on the output side of the second waveguide,
The changeover switch , wherein the number of waveguide modes of the widest part of the second waveguide and the third waveguide is 2, and the cutoff wavelength of the waveguide is 1310 nm or less .
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