JPH0675179A - マトリックス光スイッチ - Google Patents
マトリックス光スイッチInfo
- Publication number
- JPH0675179A JPH0675179A JP31604092A JP31604092A JPH0675179A JP H0675179 A JPH0675179 A JP H0675179A JP 31604092 A JP31604092 A JP 31604092A JP 31604092 A JP31604092 A JP 31604092A JP H0675179 A JPH0675179 A JP H0675179A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- axis
- optical waveguide
- axis optical
- branch
- Prior art date
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- Pending
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 交差点における光損失を低減させるようにし
たものを提供する。 【構成】 石英等のガラス系材料からなりＰ軸方向に延
びる複数のＰ軸光導波路Ｐｉと、同様の材料からなりこ
れらに交差してＱ軸方向に延びる複数のＱ軸光導波路Ｑ
ｊとを有し、前記各Ｐ軸光導波路のＱ軸光導波路との交
差点Ｃｉｊから外れた位置に分岐点Ｊｉｊを設定し、こ
の点において前記材料と同様材料の分岐導波路Ｂｉｊを
設け、さらに前記分岐点Ｊｉｊにスイッチング手段１，
２を設けたものである。光は損失の多い交差点を避けて
分岐導波路Ｂｉｊを進行できるから光損失の極めて少な
いマトリックス光スイッチを得ることができる。
たものを提供する。 【構成】 石英等のガラス系材料からなりＰ軸方向に延
びる複数のＰ軸光導波路Ｐｉと、同様の材料からなりこ
れらに交差してＱ軸方向に延びる複数のＱ軸光導波路Ｑ
ｊとを有し、前記各Ｐ軸光導波路のＱ軸光導波路との交
差点Ｃｉｊから外れた位置に分岐点Ｊｉｊを設定し、こ
の点において前記材料と同様材料の分岐導波路Ｂｉｊを
設け、さらに前記分岐点Ｊｉｊにスイッチング手段１，
２を設けたものである。光は損失の多い交差点を避けて
分岐導波路Ｂｉｊを進行できるから光損失の極めて少な
いマトリックス光スイッチを得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はマトリックス光スイッ
チ（光路切替装置）に関するものである。
チ（光路切替装置）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、マトリックス光スイッチ（光路切
替装置）は光コネクタ付の光ファイバで構成され、光コ
ネクタの差し替えにより光線路の切り替えを行ってい
る。この方法によるマトリックス光スイッチ（光路切替
装置）は、装置が大型になり、切り替えの速度も遅く、
しかも自動切替えが複雑になるなどの欠点があり、この
欠点を解決する手段として近時各種のマトリックス光ス
イッチ（光路切替装置）が提案されている。
替装置）は光コネクタ付の光ファイバで構成され、光コ
ネクタの差し替えにより光線路の切り替えを行ってい
る。この方法によるマトリックス光スイッチ（光路切替
装置）は、装置が大型になり、切り替えの速度も遅く、
しかも自動切替えが複雑になるなどの欠点があり、この
欠点を解決する手段として近時各種のマトリックス光ス
イッチ（光路切替装置）が提案されている。
【０００３】スイッチングの原理上これらを大別すれ
ば、（１）量子効果を利用する半導体材料等によるも
の、（２）非線形光学特性を利用するＬｉＮｂＯ3 等に
よるもの（３）光の偏光特性を利用するガラス系導波路
プラス液晶等によるもの、さらに（４）光の反射と透過
を利用するガラス系導波路プラス整合剤等によるものが
あるが、これらの方法には記載順にそれぞれ、（１）量
子効果が小さく半導体内の光の導波損失が大きい、
（２）光学定数変化対印加電圧比が小さく非線形光学特
性のドリフトが大きい、また（３）液晶を光が透過する
際の光の散乱、偏波依存性損失が大きい、等の欠点があ
って実用化は極めて困難であった。
ば、（１）量子効果を利用する半導体材料等によるも
の、（２）非線形光学特性を利用するＬｉＮｂＯ3 等に
よるもの（３）光の偏光特性を利用するガラス系導波路
プラス液晶等によるもの、さらに（４）光の反射と透過
を利用するガラス系導波路プラス整合剤等によるものが
あるが、これらの方法には記載順にそれぞれ、（１）量
子効果が小さく半導体内の光の導波損失が大きい、
（２）光学定数変化対印加電圧比が小さく非線形光学特
性のドリフトが大きい、また（３）液晶を光が透過する
際の光の散乱、偏波依存性損失が大きい、等の欠点があ
って実用化は極めて困難であった。
【０００４】このような事情で現時点では、最後の
（４）光の反射と透過を利用するガラス系導波路プラス
整合剤等による装置が開発、提案されている。図３につ
いてこの方法を利用した代表的なマトリックス光スイッ
チ（光路切替装置）を以下に説明する。図３において、
石英等のガラス系材料による複数のＸ軸光導波路Ｘｉに
対し、同様材料のＹ軸光導波路Ｙｊが点Ｐにおいて直角
でない角度２θをもって交差し、この交差点にはこの点
Ａを光の透過点とするか、あるいは反射点とするかを切
り替えるスイッチング手段が配設される。
（４）光の反射と透過を利用するガラス系導波路プラス
整合剤等による装置が開発、提案されている。図３につ
いてこの方法を利用した代表的なマトリックス光スイッ
チ（光路切替装置）を以下に説明する。図３において、
石英等のガラス系材料による複数のＸ軸光導波路Ｘｉに
対し、同様材料のＹ軸光導波路Ｙｊが点Ｐにおいて直角
でない角度２θをもって交差し、この交差点にはこの点
Ａを光の透過点とするか、あるいは反射点とするかを切
り替えるスイッチング手段が配設される。
【０００５】このスイッチング手段は、光導波路のガラ
ス系材料との境界面がその交差角２θの二等分線に直交
する幅ｄのスリット１と、このスリット１の内部に出入
制御される前記ガラス系材料と光学的に整合する整合剤
２とから成り、スリット１に整合剤が満たされる場合は
図示のように点Ａは透過点となって光はＸ軸光導波路Ｘ
ｉを直進し、スリット１の内部から整合剤２が排除され
てこの内部が空気、または真空の状態になった場合はＰ
点は反射点となってＸ軸光導波路Ｘｉを進んできた光は
Ｙ軸光導波路Ｙｊに反射されることになるのである。
ス系材料との境界面がその交差角２θの二等分線に直交
する幅ｄのスリット１と、このスリット１の内部に出入
制御される前記ガラス系材料と光学的に整合する整合剤
２とから成り、スリット１に整合剤が満たされる場合は
図示のように点Ａは透過点となって光はＸ軸光導波路Ｘ
ｉを直進し、スリット１の内部から整合剤２が排除され
てこの内部が空気、または真空の状態になった場合はＰ
点は反射点となってＸ軸光導波路Ｘｉを進んできた光は
Ｙ軸光導波路Ｙｊに反射されることになるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら光波の伝
達特性の点から考察すると、交差する２つの光導波路間
を光が進行する場合、この交差点を光が透過するにせ
よ、あるいは反射して交差する別の光導波路に進むにせ
よ、一つの交差点を透過する度毎にわずかずつながらも
光の損失が見られ、この結果多重のマトリックス光スイ
ッチにおいてはこの損失の総量はかなり大きいものとな
ってしまう不都合がある。
達特性の点から考察すると、交差する２つの光導波路間
を光が進行する場合、この交差点を光が透過するにせ
よ、あるいは反射して交差する別の光導波路に進むにせ
よ、一つの交差点を透過する度毎にわずかずつながらも
光の損失が見られ、この結果多重のマトリックス光スイ
ッチにおいてはこの損失の総量はかなり大きいものとな
ってしまう不都合がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は上述の課題を
解決するためになされたものであって、その解決のため
にとる手段は石英等のガラス系材料からなりＰ軸方向に
延びる複数のＰ軸光導波路と、同様の材料からなりこれ
らに交差してＱ軸方向に延びる複数のＱ軸光導波路とを
有し、前記各Ｐ軸光導波路のＱ軸光導波路との交差点か
ら外れた位置に分岐点を設定し、この点において前記材
料と同様材料からなり、前記Ｐ軸光導波路および前記Ｑ
軸光導波路に交差する分岐導波路を設け、さらに前記分
岐点にスイッチング手段を設けて成るマトリックス光ス
イッチである。
解決するためになされたものであって、その解決のため
にとる手段は石英等のガラス系材料からなりＰ軸方向に
延びる複数のＰ軸光導波路と、同様の材料からなりこれ
らに交差してＱ軸方向に延びる複数のＱ軸光導波路とを
有し、前記各Ｐ軸光導波路のＱ軸光導波路との交差点か
ら外れた位置に分岐点を設定し、この点において前記材
料と同様材料からなり、前記Ｐ軸光導波路および前記Ｑ
軸光導波路に交差する分岐導波路を設け、さらに前記分
岐点にスイッチング手段を設けて成るマトリックス光ス
イッチである。
【０００８】この発明がとる別の手段は、上述のマトリ
ックス光スイッチにおいて、前記分岐導波路のＰ軸光導
波路からの入射端部に低屈折率部を設けたことを特徴と
するマトリックス光スイッチである。
ックス光スイッチにおいて、前記分岐導波路のＰ軸光導
波路からの入射端部に低屈折率部を設けたことを特徴と
するマトリックス光スイッチである。
【０００９】この発明がとるさらに別の手段は、上述の
マトリックス光スイッチにおいて、前記分岐導波路が前
記Ｑ軸光導波路に、同様材料からなる曲線状光導波路に
よって接続されていることを特徴とするマトリックス光
スイッチである。
マトリックス光スイッチにおいて、前記分岐導波路が前
記Ｑ軸光導波路に、同様材料からなる曲線状光導波路に
よって接続されていることを特徴とするマトリックス光
スイッチである。
【００１０】
【作用】Ｐ軸光導波路からＱ軸光導波路に移るときにそ
の交差点を外れた分岐点から分岐導波路を経由できるか
ら、ひとつの交差点につきわずかづつでも伝達損失を軽
減でき、マトリックス光スイッチの場合総体として光損
失の大幅な減少を計ることができる。
の交差点を外れた分岐点から分岐導波路を経由できるか
ら、ひとつの交差点につきわずかづつでも伝達損失を軽
減でき、マトリックス光スイッチの場合総体として光損
失の大幅な減少を計ることができる。
【００１１】
【実施例】図１についてこの発明の第一および第二実施
例を説明する。第一および第二実施例の違いは、符号３
で示した要素の有無だけである。この発明のマトリック
ス光スイッチにおいては、複数のＸ軸光導波路Ｐ１，Ｐ
２，…，Ｐｎ（以下これらを代表してＰｉで示すことに
する）と複数のＱ軸光導波路Ｑ１，Ｑ２，…，Ｑｎ（以
下Ｑｊで表す）は点Ｃｉｊにおいて互いに交差するよう
に設けられる。つまり、たとえばＰ軸光導波路Ｐ１とＱ
軸光導波路Ｑ２の交差点はＣ１２で表すというのがこの
明細書で使用する表記のきまりである。
例を説明する。第一および第二実施例の違いは、符号３
で示した要素の有無だけである。この発明のマトリック
ス光スイッチにおいては、複数のＸ軸光導波路Ｐ１，Ｐ
２，…，Ｐｎ（以下これらを代表してＰｉで示すことに
する）と複数のＱ軸光導波路Ｑ１，Ｑ２，…，Ｑｎ（以
下Ｑｊで表す）は点Ｃｉｊにおいて互いに交差するよう
に設けられる。つまり、たとえばＰ軸光導波路Ｐ１とＱ
軸光導波路Ｑ２の交差点はＣ１２で表すというのがこの
明細書で使用する表記のきまりである。
【００１２】一つの交差点、たとえばＣ１２を外れたＰ
軸光導波路Ｐ１に分岐点Ｊ１２が設定され、ここにスイ
ッチング手段１，２が設けられる。スイッチング手段は
既に従来の技術に関して述べたと同様の、幅ｄのスリッ
ト１と、このスリット１に出入制御される整合剤２とか
ら成る。図１では交差点Ｃ１１の所にだけ整合剤２のタ
ンクが描かれているが、これはすべての交差点のスリッ
ト１に対して設置されていると理解されたい。
軸光導波路Ｐ１に分岐点Ｊ１２が設定され、ここにスイ
ッチング手段１，２が設けられる。スイッチング手段は
既に従来の技術に関して述べたと同様の、幅ｄのスリッ
ト１と、このスリット１に出入制御される整合剤２とか
ら成る。図１では交差点Ｃ１１の所にだけ整合剤２のタ
ンクが描かれているが、これはすべての交差点のスリッ
ト１に対して設置されていると理解されたい。
【００１３】交差点ＣｉｊにおいてＰ軸光導波路Ｐｉに
対して角２θをもって交差する分岐導波路Ｂｉｊが設け
られる。分岐導波路ＢｉｊはＰ軸光導波路等の同様のガ
ラス系材料からなり、Ｑ軸光導波路Ｑｊに対して微小な
角αをもって斜交合流する。なおＰ軸光導波路Ｐｉと分
岐導波路Ｂｉｊとのなす角２θをθづつに二等分する直
線はスリット１のＰ軸光導波路Ｐｉとの境界面Ｋ１、つ
まりスリット１に整合剤２が満たされた場合の反射面に
対して垂直となり、角θは全反射条件を満たす入、反射
角というわけである。
対して角２θをもって交差する分岐導波路Ｂｉｊが設け
られる。分岐導波路ＢｉｊはＰ軸光導波路等の同様のガ
ラス系材料からなり、Ｑ軸光導波路Ｑｊに対して微小な
角αをもって斜交合流する。なおＰ軸光導波路Ｐｉと分
岐導波路Ｂｉｊとのなす角２θをθづつに二等分する直
線はスリット１のＰ軸光導波路Ｐｉとの境界面Ｋ１、つ
まりスリット１に整合剤２が満たされた場合の反射面に
対して垂直となり、角θは全反射条件を満たす入、反射
角というわけである。
【００１４】この発明の第二実施例においては、分岐導
波路Ｂｉｊの、Ｐ軸光導波路Ｐｉからの入射端部に低屈
折率部３が設けられる。この低屈折率部３は、その屈折
率をｎ２とすると、光導波路のコア部の屈折率をｎ１、
クラッド部の屈折率をｎ３として、ｎ１＞ｎ２≧ｎ３の
関係を満足させる性質のものであり、この低屈折率部３
によって分岐導波路Ｂｉｊに反射進行する光損失が低減
されるのである。
波路Ｂｉｊの、Ｐ軸光導波路Ｐｉからの入射端部に低屈
折率部３が設けられる。この低屈折率部３は、その屈折
率をｎ２とすると、光導波路のコア部の屈折率をｎ１、
クラッド部の屈折率をｎ３として、ｎ１＞ｎ２≧ｎ３の
関係を満足させる性質のものであり、この低屈折率部３
によって分岐導波路Ｂｉｊに反射進行する光損失が低減
されるのである。
【００１５】図２にはこの発明の第三実施例が示され
る。この実施例では、第一実施例においてＰ軸光導波路
Ｐｉと分岐導波路Ｂｉｊのなす角２θが９０度より大き
い鈍角であるのに対して、この実施例ではこの角２θが
９０度より小さい鋭角であることが特徴である。もちろ
ん角θが全反射条件を満足する入、反射角であることに
変わりはない。また分岐導波路ＢｉｊはＱ軸光導波路Ｑ
ｊに、曲線状をなすこれらと同様材料の光導波路４によ
って接続されており、この接続部での光損失の低減が計
られている。
る。この実施例では、第一実施例においてＰ軸光導波路
Ｐｉと分岐導波路Ｂｉｊのなす角２θが９０度より大き
い鈍角であるのに対して、この実施例ではこの角２θが
９０度より小さい鋭角であることが特徴である。もちろ
ん角θが全反射条件を満足する入、反射角であることに
変わりはない。また分岐導波路ＢｉｊはＱ軸光導波路Ｑ
ｊに、曲線状をなすこれらと同様材料の光導波路４によ
って接続されており、この接続部での光損失の低減が計
られている。
【００１６】
【発明の効果】この発明によれば、Ｐ軸光導波路とＱ軸
光導波路とを連絡させる分岐導波路が設けられており、
光はＰ軸光導波路とＱ軸光導波路との交差点を通らずに
この分岐導波路を経由して進行できるから、各交差点に
おける光の伝達損失を避けて、光損失の極めて少ないマ
トリックス光スイッチおよび光路切替装置を得ることが
できる利点がある。また分岐導波路の端部に低屈折率部
を設けた構造のものにおいては、反射による損失をさら
に低減できる効果がある。
光導波路とを連絡させる分岐導波路が設けられており、
光はＰ軸光導波路とＱ軸光導波路との交差点を通らずに
この分岐導波路を経由して進行できるから、各交差点に
おける光の伝達損失を避けて、光損失の極めて少ないマ
トリックス光スイッチおよび光路切替装置を得ることが
できる利点がある。また分岐導波路の端部に低屈折率部
を設けた構造のものにおいては、反射による損失をさら
に低減できる効果がある。
【図１】この発明の第一およひ第二実施例を示す側断面
図である。
図である。
【図２】この発明の第三実施例を示す側断面図である。
【図３】従来のマトリックス光スイッチを示す側断面図
である。
である。
Ｐ，Ｐｉ Ｐ軸光導波路 Ｑ，Ｑｊ Ｑ軸光導波路 Ｂｉｊ 分岐導波路 Ｃｉｊ 交差点 Ｊｉｊ 分岐点 １ スリット ２ 整合剤 ３ 低屈折率部 ４ 曲線状光導波路
Claims (3)
- 【請求項１】 石英等のガラス系材料からなりＰ軸方向
に延びる複数のＰ軸光導波路（Ｐｉ）と、同様の材料か
らなりこれらに交差してＱ軸方向に延びる複数のＱ軸光
導波路（Ｑｊ）とを有し、前記各Ｐ軸光導波路のＱ軸光
導波路との交差点（Ｃｉｊ）から外れた位置に分岐点
（Ｊｉｊ）を設定し、この点において前記材料と同様材
料からなり、前記Ｐ軸光導波路（Ｐｉ）および前記Ｑ軸
光導波路（Ｑｊ）と交差する分岐導波路（Ｂｉｊ）を設
け、さらに前記分岐点（Ｊｉｊ）にスイッチング手段
（１，２）を設けて成るマトリックス光スイッチ。 - 【請求項２】 前記分岐導波路（Ｂｉｊ）のＰ軸光導波
路（Ｐｉ）からの入射端部に低屈折率部（３）を設けた
ことを特徴とする請求項１記載のマトリックス光スイッ
チ。 - 【請求項３】 前記分岐導波路（Ｂｉｊ）が前記Ｑ軸光
導波路（Ｑｊ）に、同様材料からなる曲線状光導波路
（４）によって接続されていることを特徴とする請求項
１記載のマトリックス光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31604092A JPH0675179A (ja) | 1992-06-29 | 1992-10-30 | マトリックス光スイッチ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-194990 | 1992-06-29 | ||
| JP19499092 | 1992-06-29 | ||
| JP31604092A JPH0675179A (ja) | 1992-06-29 | 1992-10-30 | マトリックス光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675179A true JPH0675179A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=26508857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31604092A Pending JPH0675179A (ja) | 1992-06-29 | 1992-10-30 | マトリックス光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675179A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999046624A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-16 | Bartels Mikrotechnik Gmbh | Optischer schalter und modulares schaltsystem aus optischen schaltelementen |
| WO2001065931A1 (fr) | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Fumakilla Limited | Dispositif diffuseur de produits chimiques de type ventilateur |
| KR100370221B1 (ko) * | 2001-01-17 | 2003-01-30 | 삼성전자 주식회사 | 광스위치 |
| US7116856B2 (en) | 2003-08-21 | 2006-10-03 | Yokogawa Electric Corporation | Optical switch matrix |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP31604092A patent/JPH0675179A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999046624A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-16 | Bartels Mikrotechnik Gmbh | Optischer schalter und modulares schaltsystem aus optischen schaltelementen |
| WO2001065931A1 (fr) | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Fumakilla Limited | Dispositif diffuseur de produits chimiques de type ventilateur |
| KR100370221B1 (ko) * | 2001-01-17 | 2003-01-30 | 삼성전자 주식회사 | 광스위치 |
| US7116856B2 (en) | 2003-08-21 | 2006-10-03 | Yokogawa Electric Corporation | Optical switch matrix |
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