JPH0361923B2 - - Google Patents
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- JPH0361923B2 JPH0361923B2 JP57044688A JP4468882A JPH0361923B2 JP H0361923 B2 JPH0361923 B2 JP H0361923B2 JP 57044688 A JP57044688 A JP 57044688A JP 4468882 A JP4468882 A JP 4468882A JP H0361923 B2 JPH0361923 B2 JP H0361923B2
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- Japan
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- light
- receiving element
- optical transmission
- optical switch
- optical
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- 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
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3536—Optical coupling means having switching means involving evanescent coupling variation, e.g. by a moving element such as a membrane which changes the effective refractive index
-
- 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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/14—Mode converters
-
- 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
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
- G02B6/3552—1x1 switch, e.g. on/off switch
-
- G—PHYSICS
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- 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
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
- G02B6/3574—Mechanical force, e.g. pressure variations
-
- G—PHYSICS
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- G02B6/3596—With planar waveguide arrangement, i.e. in a substrate, regardless if actuating mechanism is outside the substrate
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、光学伝送路の途上に設けた湾曲部
に該光学伝送路を通る光を選択的に吸収する手段
を設けることにより、上記光の強さを変化させて
スイツチ動作を行なわせるようにしたオプテイカ
ル・スイツチに関する。
に該光学伝送路を通る光を選択的に吸収する手段
を設けることにより、上記光の強さを変化させて
スイツチ動作を行なわせるようにしたオプテイカ
ル・スイツチに関する。
光学伝送路を通過する光を該光学伝送の途中で
吸収あるいは減衰させることにより受光端におい
てオン・オフのスイツチ信号を得る、いわゆるオ
プテイカル・スイツチが提案されている。
吸収あるいは減衰させることにより受光端におい
てオン・オフのスイツチ信号を得る、いわゆるオ
プテイカル・スイツチが提案されている。
この種のオプテイカル・スイツチはオン・オフ
の動作が光の量により行なわれるため、機械的あ
るいは電気的なオン・オフ動作における電気的雑
音あるいは電気的耐圧、スパークその他の問題が
生ぜず、また構造が簡単で小型化、薄型化が容易
であるという利点がある。
の動作が光の量により行なわれるため、機械的あ
るいは電気的なオン・オフ動作における電気的雑
音あるいは電気的耐圧、スパークその他の問題が
生ぜず、また構造が簡単で小型化、薄型化が容易
であるという利点がある。
従来のオプテイカル・スイツチの一例を第１図
により説明する。第１図に示したオプテイカル・
スイツチは、基板１に高屈折率透明材料から成る
コア２にクラツド３を被覆したオプテイカル・フ
アイバーを埋設し、このオプテイカル・フアイバ
ーの一部のクラツド３を除去すると共にこの部分
を図のごとく湾曲させて基板１の表面に露出せし
め、この露出部分に対して湾曲面と直角に外部よ
り光吸収体７を押圧により密着できるように設け
て構成される。
により説明する。第１図に示したオプテイカル・
スイツチは、基板１に高屈折率透明材料から成る
コア２にクラツド３を被覆したオプテイカル・フ
アイバーを埋設し、このオプテイカル・フアイバ
ーの一部のクラツド３を除去すると共にこの部分
を図のごとく湾曲させて基板１の表面に露出せし
め、この露出部分に対して湾曲面と直角に外部よ
り光吸収体７を押圧により密着できるように設け
て構成される。
このように構成したオプテイカル・スイツチ
は、光吸収体７を押圧してオプテイカル・フアイ
バーのコア露出部に密着させることで一端から入
射する光をその途上において吸収又は減衰せしめ
て、他端より射出する。射出した光は適当な受光
手段で受光し、電気信号に変換して後段の電子回
路にスイツチ信号として供給するようにしてい
る。
は、光吸収体７を押圧してオプテイカル・フアイ
バーのコア露出部に密着させることで一端から入
射する光をその途上において吸収又は減衰せしめ
て、他端より射出する。射出した光は適当な受光
手段で受光し、電気信号に変換して後段の電子回
路にスイツチ信号として供給するようにしてい
る。
上記した従来のオプテイカル・スイツチは、オ
プテイカル・フアイバーの湾曲部に光吸収体を湾
曲面と直角に押圧する際に、該湾曲部が機械的圧
力を受けるために耐久性が悪く、また、オプテイ
カル・フアイバーを基板に埋設するなどの構造上
の複雑さを有するため、製造工程が複雑となり、
外光の混入を避けるためにクラツド材の外側に更
に黒色のシースを設ける必要がある、などの欠点
があつた。
プテイカル・フアイバーの湾曲部に光吸収体を湾
曲面と直角に押圧する際に、該湾曲部が機械的圧
力を受けるために耐久性が悪く、また、オプテイ
カル・フアイバーを基板に埋設するなどの構造上
の複雑さを有するため、製造工程が複雑となり、
外光の混入を避けるためにクラツド材の外側に更
に黒色のシースを設ける必要がある、などの欠点
があつた。
この発明の目的は、上記した従来技術の欠点を
解決し耐久性が良く、大量生産に適したオプテイ
カル・スイツチを提供するにある。
解決し耐久性が良く、大量生産に適したオプテイ
カル・スイツチを提供するにある。
以下、第２図ないし第１０図により、この発明
の詳細を説明する。
の詳細を説明する。
第２図は、この発明によるオプテイカル・スイ
ツチの一実施例を示す斜視図で、１は樹脂又は金
属から成る基板、２０は基板１に形成したＶ字形
溝で、この溝内面には高反射率材料を蒸着などに
より被着して光の損失を少なくしてよい。溝２０
の内部には高屈折率透明樹脂等のコア材２が蒸着
などにより充てんされる。また３は溝２０の湾曲
部２１の平面上に形成されたクラツド材で、低屈
折率透明樹脂等の被膜（平面層）となつている。
４は溝２０の湾曲部２１以外の直線部２０′の平
面上に形成された高反射膜で、金属蒸着膜あるい
はアルミテープ等の光反射膜として設けられてい
る。
ツチの一実施例を示す斜視図で、１は樹脂又は金
属から成る基板、２０は基板１に形成したＶ字形
溝で、この溝内面には高反射率材料を蒸着などに
より被着して光の損失を少なくしてよい。溝２０
の内部には高屈折率透明樹脂等のコア材２が蒸着
などにより充てんされる。また３は溝２０の湾曲
部２１の平面上に形成されたクラツド材で、低屈
折率透明樹脂等の被膜（平面層）となつている。
４は溝２０の湾曲部２１以外の直線部２０′の平
面上に形成された高反射膜で、金属蒸着膜あるい
はアルミテープ等の光反射膜として設けられてい
る。
また、５は可視光又は赤外光を発光するLED、
半導体レーザー、あるいは電球等の発光素子、６
はフオトトランジスタ、その他の受光素子であ
る。発光素子５からの光は溝２０のコア材に導入
され、溝の直線部２０′、湾曲部２１、直線部２
０′を通つて受光素子６に入射される。すなわち、
発光素子５から溝２０に導入された光は、溝２０
の斜面及び上面の高反射膜で反射をくり返し、又
はコア材２中を直進して、湾曲部２１、直線部２
０′を通つて受光素子６に入射する。
半導体レーザー、あるいは電球等の発光素子、６
はフオトトランジスタ、その他の受光素子であ
る。発光素子５からの光は溝２０のコア材に導入
され、溝の直線部２０′、湾曲部２１、直線部２
０′を通つて受光素子６に入射される。すなわち、
発光素子５から溝２０に導入された光は、溝２０
の斜面及び上面の高反射膜で反射をくり返し、又
はコア材２中を直進して、湾曲部２１、直線部２
０′を通つて受光素子６に入射する。
第３図は第２図の湾曲部２１の拡大断面図で、
湾曲部２１のクラツド材３には、光吸収体７を湾
曲部２１と平行な位置においてクラツド材３に選
択的に平面的に密着されるように設け、この光吸
収体７をクラツド材３に対して湾曲面と並行に押
圧して密着させることにより、湾曲部を通過する
発光素子５からの光を吸収できるようにしてい
る。第３図ａは、支持体８に取り付けた光吸収体
７をクラツド材３から離間させた状態を示し、こ
の場合は湾曲部を通過する光はそのまま受光素子
６に到達する。第３図ｂは光吸収体７を指により
押下げてクラツド材３に密着させた状態を示し、
この場合は、湾曲部から光が吸収され、発光素子
６に到達する光は減少する。
湾曲部２１のクラツド材３には、光吸収体７を湾
曲部２１と平行な位置においてクラツド材３に選
択的に平面的に密着されるように設け、この光吸
収体７をクラツド材３に対して湾曲面と並行に押
圧して密着させることにより、湾曲部を通過する
発光素子５からの光を吸収できるようにしてい
る。第３図ａは、支持体８に取り付けた光吸収体
７をクラツド材３から離間させた状態を示し、こ
の場合は湾曲部を通過する光はそのまま受光素子
６に到達する。第３図ｂは光吸収体７を指により
押下げてクラツド材３に密着させた状態を示し、
この場合は、湾曲部から光が吸収され、発光素子
６に到達する光は減少する。
第４図は、第３図で説明した動作の原理を説明
する図で、図中n0，n1，n2は、それぞれ、大気、
クラツド材３、コア材２の屈折率を示し、n2＞n1
＞n0である。同図ａは光吸収体７をクラツド材３
から離間させている状態を示し、この場合、上記
のようにn1＞n0であるのでコア材２からの光は図
中矢印のごとく、クラツド材３と大気との境界で
反射されて再びコア材２に戻り、湾曲部２１での
光の吸収は生じない。ところが、同図ｂに示すよ
うに、光吸収体７をクラツド材３に密着させる
と、クラツド材に入つた光のほとんどは反射され
ずに光吸収体７に吸収されるので、受光素子６に
到達する光は減少する。
する図で、図中n0，n1，n2は、それぞれ、大気、
クラツド材３、コア材２の屈折率を示し、n2＞n1
＞n0である。同図ａは光吸収体７をクラツド材３
から離間させている状態を示し、この場合、上記
のようにn1＞n0であるのでコア材２からの光は図
中矢印のごとく、クラツド材３と大気との境界で
反射されて再びコア材２に戻り、湾曲部２１での
光の吸収は生じない。ところが、同図ｂに示すよ
うに、光吸収体７をクラツド材３に密着させる
と、クラツド材に入つた光のほとんどは反射され
ずに光吸収体７に吸収されるので、受光素子６に
到達する光は減少する。
第５図は、上記動作をさらに詳細に示したもの
で、光学伝送路中では、光は角度θ3で示すように
コア材２とクラツド材３の間の全反射角内の角度
以下で伝送されるものと、角度θ2と角度θ3の間の
クラツド材の通つて再びコア材に戻る角度で伝送
されるものとにより伝送される。なお、大気とク
ラツド材との境界を通して大気に出る角度θ1以上
の光はほとんど無視できる。したがつて、上記θ2
とθ3の間でクラツド材に入つて再びコア材に戻る
光を、光吸収体７をクラツド材３に密着させるこ
とで取り除くことができる。
で、光学伝送路中では、光は角度θ3で示すように
コア材２とクラツド材３の間の全反射角内の角度
以下で伝送されるものと、角度θ2と角度θ3の間の
クラツド材の通つて再びコア材に戻る角度で伝送
されるものとにより伝送される。なお、大気とク
ラツド材との境界を通して大気に出る角度θ1以上
の光はほとんど無視できる。したがつて、上記θ2
とθ3の間でクラツド材に入つて再びコア材に戻る
光を、光吸収体７をクラツド材３に密着させるこ
とで取り除くことができる。
また、光学伝送路は湾曲させることでコア材内
の全反射角とクラツド材での全反射角が変化する
ので、第６図に示したように、光学伝送路をＳ字
に曲げ、各曲げ半径r1，r2及び遷移部の長さｄを
適当に選び、光がコア材を出て、クラツド材と大
気との境界面での全反射する量を多くすれば、こ
のＳ字部に前記と同様の光吸収体を密着させて光
吸収量を大きくしてスイツチ性能を大きくするこ
とができる。
の全反射角とクラツド材での全反射角が変化する
ので、第６図に示したように、光学伝送路をＳ字
に曲げ、各曲げ半径r1，r2及び遷移部の長さｄを
適当に選び、光がコア材を出て、クラツド材と大
気との境界面での全反射する量を多くすれば、こ
のＳ字部に前記と同様の光吸収体を密着させて光
吸収量を大きくしてスイツチ性能を大きくするこ
とができる。
第７図は溝を湾曲させてスイツチ性能を大きく
する場合の実施例を示したもので、オプテイカ
ル・スイツチの構造、配置に応じた三つのタイプ
を示している。同図ａは直進タイプ、ｂはＵター
ンタイプ、ｃは直角タイプの種々の実施態様を示
す。これら三種のタイプを適当に組合わせること
によつて、一枚の基板上に複数個のオプテイカ
ル・スイツチをその湾曲部が交叉することなく構
成できる。
する場合の実施例を示したもので、オプテイカ
ル・スイツチの構造、配置に応じた三つのタイプ
を示している。同図ａは直進タイプ、ｂはＵター
ンタイプ、ｃは直角タイプの種々の実施態様を示
す。これら三種のタイプを適当に組合わせること
によつて、一枚の基板上に複数個のオプテイカ
ル・スイツチをその湾曲部が交叉することなく構
成できる。
なお、上記したコア材２としては、アクリル系
プラスチツク、クラツド材３はポリエチレン系プ
ラスチツク、光吸収体７は黒色軟質ゴムなどが適
当であるが、これに限定されないことは明らかで
ある。
プラスチツク、クラツド材３はポリエチレン系プ
ラスチツク、光吸収体７は黒色軟質ゴムなどが適
当であるが、これに限定されないことは明らかで
ある。
第８図は、前記したコア材の充てんする溝２０
すなわち光学伝送路を構成する溝の種々の形状で
あり同図ＡのＶ字溝以外に、Ｕ字溝ｂ、台形溝
ｃ、あるいは半円型溝ｄのように実施できる。な
お、光吸収体との接触面積を大きくするためには
ｅに示したような扇溝型とすることが考えられ
る。
すなわち光学伝送路を構成する溝の種々の形状で
あり同図ＡのＶ字溝以外に、Ｕ字溝ｂ、台形溝
ｃ、あるいは半円型溝ｄのように実施できる。な
お、光吸収体との接触面積を大きくするためには
ｅに示したような扇溝型とすることが考えられ
る。
第９図は、この発明によるオプテイカル・スイ
ツチとその発光素子及び受光素子を離間して配置
する場合の構造の一例を示すもので、基板１に従
来のオプテイカル・フアイバー９，１０を結合す
るための溝２２を形成したものである。
ツチとその発光素子及び受光素子を離間して配置
する場合の構造の一例を示すもので、基板１に従
来のオプテイカル・フアイバー９，１０を結合す
るための溝２２を形成したものである。
第１０図は、この発明のオプテイカル・スイツ
チを用いたスイツチ系の構成例であり、発光素子
５からの光をこの発明のオプテイカル・スイツチ
を通して、受光素子６に入力させ、受光素子の出
力を前置増幅器１１で増幅した後、反転増幅器あ
るいは電力増幅器１２で所要動作レベルとしてス
イツチ出力を得るものである。
チを用いたスイツチ系の構成例であり、発光素子
５からの光をこの発明のオプテイカル・スイツチ
を通して、受光素子６に入力させ、受光素子の出
力を前置増幅器１１で増幅した後、反転増幅器あ
るいは電力増幅器１２で所要動作レベルとしてス
イツチ出力を得るものである。
以上説明したように、この発明のオプテイカ
ル・スイツチは、光学伝送路の途中に形成した湾
曲部と並行に光吸収手段を設け、この光吸収手段
を光学伝送路に対して選択的に密着させることに
よつて、オン・オフ信号を得るようにしたので、
前記従来例のような欠点がなく、耐久性の大きい
オプテイカル・スイツチを得ることができ、産業
用のリミツトスイツチ、防爆型スイツチ、あるい
は電子機用の薄型、小型スイツチとしてきわめて
有用である。
ル・スイツチは、光学伝送路の途中に形成した湾
曲部と並行に光吸収手段を設け、この光吸収手段
を光学伝送路に対して選択的に密着させることに
よつて、オン・オフ信号を得るようにしたので、
前記従来例のような欠点がなく、耐久性の大きい
オプテイカル・スイツチを得ることができ、産業
用のリミツトスイツチ、防爆型スイツチ、あるい
は電子機用の薄型、小型スイツチとしてきわめて
有用である。
また、この発明のオプテイカル・スイツチは、
樹脂成型、蒸着など汎用の工程により製造できる
ので、製造工程が簡単であり、大量生産が容易で
ある。
樹脂成型、蒸着など汎用の工程により製造できる
ので、製造工程が簡単であり、大量生産が容易で
ある。
第１図は従来のオプテイカル・スイツチの説明
図、第２図はこの発明によるオプテイカル・スイ
ツチの構造図、第３図、第４図、第５図及び第６
図は、この発明の動作説明図、第７図は湾曲部及
び光伝送方向のタイプを説明する図、第８図は第
２図における溝型の種類を説明する図、第９図は
他の実施例、第１０図はこの発明によるオプテイ
カル・スイツチ系の説明図である。 １……基板、２……コア材、３……クラツド
材、４……高反射膜、５……発光素子、６……受
光素子、７……光吸収体、９，１０……オプテイ
カル・フアイバー、２０……溝、２１……湾曲
部。
図、第２図はこの発明によるオプテイカル・スイ
ツチの構造図、第３図、第４図、第５図及び第６
図は、この発明の動作説明図、第７図は湾曲部及
び光伝送方向のタイプを説明する図、第８図は第
２図における溝型の種類を説明する図、第９図は
他の実施例、第１０図はこの発明によるオプテイ
カル・スイツチ系の説明図である。 １……基板、２……コア材、３……クラツド
材、４……高反射膜、５……発光素子、６……受
光素子、７……光吸収体、９，１０……オプテイ
カル・フアイバー、２０……溝、２１……湾曲
部。
Claims (1)
- １ 発光素子と受光素子とを光学伝送路により結
合し、この光学伝送路の一部に、伝送される光を
選択的に吸収する手段を設けることによつて受光
素子に到達する光の強さを変化させてスイツチ動
作を行なわせるようにしたオプテイカル・スイツ
チにおいて、上記光学伝送路は平面板に形成した
一部が湾曲した溝と、この溝内部に蒸着などによ
り充てんした高屈折率透明材料と、上記湾曲部以
外の上記溝を含む平面上に形成された光反射膜
と、上記湾曲部の上記溝を含む平面上に形成され
た低屈折率透明材料の平面層とから成り、上記光
を吸収する手段は、上記溝の湾曲部と平行な位置
において上記低屈折率透明材料の平面層に選択的
に平面的に密着されるように配置された光吸収材
料から成り、上記光吸収手段を上記低屈折率透明
材料の平面層に密着させることにより、上記光学
伝送路を通る光を吸収して上記受光素子に到達す
る光の強さを変化させてスイツチ動作を行なわせ
ることを特徴とするオプテイカル・スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57044688A JPS58162905A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | オプテイカル・スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57044688A JPS58162905A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | オプテイカル・スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58162905A JPS58162905A (ja) | 1983-09-27 |
| JPH0361923B2 true JPH0361923B2 (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=12698361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57044688A Granted JPS58162905A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | オプテイカル・スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58162905A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2003778A6 (es) * | 1987-01-23 | 1988-11-16 | Jaeger Iberica | Dispositivo para interrumpir o atenuar la senal luminosa que se propaga a traves de una guia optica |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4116531A (en) * | 1977-04-01 | 1978-09-26 | International Standard Electric Corporation | Fiber optic switch arrangement |
| JPS5559402A (en) * | 1978-10-30 | 1980-05-02 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Photo switch |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP57044688A patent/JPS58162905A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58162905A (ja) | 1983-09-27 |
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