JPH036535A - Wavelength selective optical switch - Google Patents
Wavelength selective optical switchInfo
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- JPH036535A JPH036535A JP14054989A JP14054989A JPH036535A JP H036535 A JPH036535 A JP H036535A JP 14054989 A JP14054989 A JP 14054989A JP 14054989 A JP14054989 A JP 14054989A JP H036535 A JPH036535 A JP H036535A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、光フアイバ伝送システム等に用いられる波
長選択光スイッチに係わり、特に低電圧駆動化を図った
波長選択光スイッチに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a wavelength selective optical switch used in an optical fiber transmission system, and more particularly to a wavelength selective optical switch that is driven at a low voltage.
「従来技術」
光スイツチング技術は、光フアイバ伝送システムを多様
化、高度化するのに重要な技術である。``Prior Art'' Optical switching technology is an important technology for diversifying and upgrading optical fiber transmission systems.
そこで、光スイツチング網の構成や光スィッチに関して
、多くの検討が行われてきた。Therefore, many studies have been conducted regarding the configuration of optical switching networks and optical switches.
従来の一般的な光スィッチは、ある端子から入力され、
別の端子から出力されている光パワーを、さらに別の端
子から出力するように切換えるものであった。A conventional general optical switch receives input from a certain terminal,
The optical power output from another terminal was switched to be output from another terminal.
また、最近、波長多重された光の経路を、それぞれの波
長ごとに独立して制御する波長選択光スイッチも検討さ
れるようになってきている。Furthermore, recently, wavelength selective optical switches that independently control the path of wavelength-multiplexed light for each wavelength have been studied.
ここで、第3図はそのような波長選択光スイッチ(藤井
、箕輪二 「光スィッチ」特願昭63−154960参
照)の構成を示す図である。この図において、1 a、
1 b、 1 cは各々光ファイバであり、各一方の
面がレンズ2 a、 2 b、 2 cの一方の面に接
続されている。この場合、光フアイバ1a=lc各々は
、その軸心をレンズ2a〜2cの光軸に一致させている
ものとする。レンズ2aの他方の面が偏向ビームスプリ
ッタ3aの図面左側の面(左面)に接続されている。偏
向ビームスプリッタ3aの図面下方の而(下面)にはミ
ラー4aが接続されている。偏向ビームスプリッタ3a
とミラー4a各々の図面右側の面(右面)には位相差板
5aを介して、可変位相差板6および位相差板5bが順
次接続されている。ここで、位相差板5 a、 5 b
は各々は、方位が22.5度で、そのリタデーションが
波長へではπ、波長λでは2πである。また、可変位相
差板6は、方位が0度で、波長Δにおけるリタデーショ
ンは電圧無印加時には零、電圧V印加時にはπである。Here, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of such a wavelength selective optical switch (see Fujii, Minowa, "Optical Switch", Japanese Patent Application No. 63-154960). In this figure, 1 a,
1 b and 1 c are each optical fibers, and one surface of each is connected to one surface of lenses 2 a, 2 b, and 2 c. In this case, it is assumed that each of the optical fibers 1a=lc has its axis coincident with the optical axis of the lenses 2a to 2c. The other surface of the lens 2a is connected to the left surface (left surface) of the deflection beam splitter 3a in the drawing. A mirror 4a is connected to the lower side (lower surface) of the deflection beam splitter 3a in the drawing. Deflection beam splitter 3a
A variable retardation plate 6 and a retardation plate 5b are sequentially connected to the right side (right side) of each of the mirrors 4a and 4a in the drawing through a retardation plate 5a. Here, the phase difference plates 5a, 5b
each has an azimuth of 22.5 degrees, and its retardation is π for the wavelength and 2π for the wavelength λ. Further, the variable retardation plate 6 has an orientation of 0 degrees, and the retardation at the wavelength Δ is zero when no voltage is applied, and is π when the voltage V is applied.
この可変位相差板6としては、ニオブ酸リチウムやタン
タル酸リチウムなどの電気光学効果を示す結晶が用いら
れている。次に、上記位相差板5bの右面には、上から
順にミラー4b。As the variable retardation plate 6, a crystal exhibiting an electro-optic effect, such as lithium niobate or lithium tantalate, is used. Next, on the right side of the retardation plate 5b, a mirror 4b is arranged in order from the top.
偏向ビームスプリッタ3bが接続されており、偏向ビー
ムスプリッタ3bの右面にはレンズ2bが接続され、下
方の面にはレンズ2cが接続されている。A polarizing beam splitter 3b is connected, a lens 2b is connected to the right surface of the polarizing beam splitter 3b, and a lens 2c is connected to the lower surface.
このように構成された波長選択光スイッチにおいて、光
ファイバlaから放射された波長多重光(波長=八とλ
)がレンズ2aにて平行ビームに変換されたあと、偏光
ビームスプリッタ3aにて偏光方位が0度と90度の直
線偏光ビームに分離される。ここで、分離された偏向方
位0度の光ビームと偏光方位90度の光ビームは、その
後の進路における状態が同様であるので、以下、偏光方
位0度の光ビームの状態について説明する。In the wavelength selective optical switch configured in this way, wavelength multiplexed light (wavelength = 8 and λ
) is converted into a parallel beam by the lens 2a, and then separated by the polarization beam splitter 3a into linearly polarized beams with polarization directions of 0 degrees and 90 degrees. Here, since the separated light beam with a polarization direction of 0 degrees and the light beam with a polarization direction of 90 degrees are in the same state on their subsequent paths, the state of the light beam with a polarization direction of 0 degrees will be described below.
さて、偏向ビームスプリッタ3aにて分離された、偏向
方位0度の光ビームの波長λの光は、位相差板5 a、
5 bでは、その偏向方位が変化することなく通過す
る。また、可変位相差板6でも、その偏光方位が同位相
差板6の方位に平行の状態で入射するので、その偏光方
位が変化することなく通過する。すなわち、波長λの光
は、可変位相差板6の状態によらず、光ファイバlcに
結合する。Now, the light having the wavelength λ of the light beam with a polarization direction of 0 degrees separated by the polarization beam splitter 3a is separated by the retardation plate 5a,
5b, the beam passes through without changing its deflection direction. Further, since the light enters the variable retardation plate 6 with its polarization direction parallel to the direction of the same retardation plate 6, the light passes through the variable retardation plate 6 without changing its polarization direction. That is, the light having the wavelength λ is coupled to the optical fiber lc regardless of the state of the variable retardation plate 6.
一方、偏向方位90度の光ビームの波長Δの光は、可変
位相差板6に電圧が印加されていない場合においては、
同位相差板6でのりタデ−シコンが零であるので、この
可変位相差板6を除いて考えることができ、2枚の同じ
方位の半波長板を通過することと等価になる。したがっ
て、この場合も、波長への光の偏光方位は、位相差板5
a、可変位相差板6および位相差板5bを通過しても変
化せず、光ファイバ1cに結合する。On the other hand, when no voltage is applied to the variable retardation plate 6, the light of the wavelength Δ of the light beam with the polarization direction of 90 degrees is
Since the polarity difference in the same retardation plate 6 is zero, this variable retardation plate 6 can be removed, and this is equivalent to passing through two half-wavelength plates in the same direction. Therefore, in this case as well, the polarization direction of the light to the wavelength is determined by the retardation plate 5.
a, remains unchanged even after passing through the variable retardation plate 6 and the retardation plate 5b, and is coupled to the optical fiber 1c.
ここで、可変位相差板6に電圧が印加されると、位相差
板5 a、 5 b各々の方位と、これらの中間に位置
する可変位相差板6の方位が異なるので、波長への光は
、位相差板5a、5bおよび可変位相差板6のいずれに
も、その方位とは平行ではない偏向方位で入射する。こ
れにより、波長Aの光は、位相差板5a、5bおよび可
変位相差板6を通過することによって、その偏向方位は
、順次、45度、45度、−90(90)度と変化する
。したがって、波長への光は、可変位相差板6に電圧が
印加されたときには、光ファイバ1bに結合される。Here, when a voltage is applied to the variable retardation plate 6, the orientation of each of the retardation plates 5a and 5b and the orientation of the variable retardation plate 6 located between them are different, so that the wavelength of light is is incident on both of the retardation plates 5a, 5b and the variable retardation plate 6 with a deflection direction that is not parallel to that direction. As a result, the light of wavelength A passes through the retardation plates 5a, 5b and the variable retardation plate 6, so that its deflection direction changes sequentially to 45 degrees, 45 degrees, and -90 (90) degrees. Therefore, light at the wavelength is coupled to the optical fiber 1b when a voltage is applied to the variable retardation plate 6.
このように、上述した従来の波長選択光スイッチでは、
可変位相差板6への印加電圧を切換えることにより、光
ファイバ!aから入射する波長多雷光を分離させたり、
させなかったりすることができる。In this way, in the conventional wavelength selective optical switch mentioned above,
Optical fiber by switching the voltage applied to the variable retardation plate 6! Separate the multi-wavelength lightning incident from a,
You can choose not to.
なお、位相差板5bとミラー4b、および、偏向ヒーム
偏向ビームスプリッタ3bの間に90度TN液晶を挿入
した構成にすれば、この90度TN液晶は電圧印加時に
はそれを通過する直線偏光の偏光方位を回転せず、電圧
無印加時には偏光方位を90度回転するので、結局、可
変位相差板4へ印加する電圧と90度TN液晶へ印加す
る電圧を制御することによって、光ファイバlaから入
射した波長へとλの光の出力端子を、独立に光ファイバ
1b、あるいは、光ファイバIcと選択することができ
る。Note that if a 90 degree TN liquid crystal is inserted between the retardation plate 5b, the mirror 4b, and the deflection beam deflection beam splitter 3b, this 90 degree TN liquid crystal will change the polarization of the linearly polarized light that passes through it when a voltage is applied. Since the orientation is not rotated and the polarization orientation is rotated by 90 degrees when no voltage is applied, in the end, by controlling the voltage applied to the variable retardation plate 4 and the voltage applied to the 90 degree TN liquid crystal, it is possible to The output terminal for the light of wavelength λ can be independently selected as the optical fiber 1b or the optical fiber Ic.
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上述した従来の波長選択光スイッチにあって
は次のような問題があった。すなわち、可変位相差板6
として用いられているニオブ酸リチウムやタンタル酸リ
チウムなどの電気光学効果を示す結晶は、電気光学効果
がかなり小さいために、同位相差板6を動作させるには
、KVオーダーの印加電圧を必要とする。このため、扱
い難いという問題かあった。"Problems to be Solved by the Invention" By the way, the above-mentioned conventional wavelength selective optical switch has the following problems. That is, the variable retardation plate 6
Crystals that exhibit an electro-optic effect, such as lithium niobate and lithium tantalate, which are used as crystals, have a considerably small electro-optic effect, so an applied voltage on the order of KV is required to operate the retardation plate 6. . For this reason, there was a problem that it was difficult to handle.
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、低電
圧駆動化ができる波長選択光スイッチを提供することを
目的としている。This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the invention is to provide a wavelength selective optical switch that can be driven at a low voltage.
「課題を解決するための手段」
この発明は、異なる波長へとλの光が波長多重されて人
力され、これらの光路を独立に制御するIx2波長選択
光スイッチにおいて、その速い軸または遅い紬の方位が
α度で、波長Δ光に対しては半波長板として作用し、波
長λの光に対しては1波長板として作用する位相差板と
、光の入射側の分子の長軸または短紬の方位がα度で、
出射側の分子の長軸または短紬の方位か(α+45)度
の第1の45度TN液晶、および、第2の45度TN液
晶と、光の入射側の分子の長軸または短紬の方位が(α
+45)度で、出射側分子の長軸または短紬の方位がα
度の第3の45度TN液晶と、光の入射側の分子の長軸
または短紬の方位が(α+45)度で、出射側の分子の
長軸または短紬の方位が(α+90)度の第4の45度
TN液晶と、偏光方位α度の光と偏光方位(α+90)
度の光とを別々の方向へ分離する偏光ビームスプリッタ
とを備え、波長多重光の入射側から、前記第1の45度
TN液晶、前記位相差板、前記第2のTN液晶、および
、前記偏光ビームスプリッタの順に配置し、該第2のT
N液晶と該偏光ビームスプリッタとの間に前記第3のT
N液晶と前記第4のTN液晶を配置してあり、前記第1
の45度TN′/fL晶、前記第2のTN液晶、前記第
3のTN液晶、および、前記第4のTN液晶各々に印加
する電圧の制御により、多重されて人力される異なる波
長Δとλの光の光路を独立に制御することを特徴とする
。``Means for Solving the Problems'' This invention provides an Ix2 wavelength selective optical switch in which light of λ is wavelength-multiplexed into different wavelengths and manually controlled, and these optical paths are independently controlled. A retardation plate whose orientation is α degrees and acts as a half-wave plate for light with wavelength Δ and as a single-wave plate for light with wavelength λ, and The direction of Tsumugi is α degree,
The first 45 degree TN liquid crystal whose direction is (α+45) degrees of the long axis or short direction of the molecule on the emission side, and the second 45 degree TN liquid crystal, and the direction of the long axis or short direction of the molecule on the light incident side. The direction is (α
+45) degrees, and the direction of the long axis or short pongee of the exit side molecule is α
The third 45 degree TN liquid crystal, the direction of the long axis or short pongee of the molecules on the light input side is (α + 45) degrees, and the direction of the long axis or short pongee of the molecules on the output side is (α + 90) degrees. Fourth 45 degree TN liquid crystal, light with polarization direction α degree and polarization direction (α+90)
and a polarizing beam splitter that separates the wavelength-multiplexed light into separate directions, and from the incident side of the wavelength-multiplexed light, the first 45-degree TN liquid crystal, the retardation plate, the second TN liquid crystal, and the polarizing beam splitter, and the second T
The third T is between the N liquid crystal and the polarizing beam splitter.
N liquid crystal and the fourth TN liquid crystal are arranged, and the first TN liquid crystal and the fourth TN liquid crystal are arranged.
By controlling the voltages applied to each of the 45 degree TN'/fL crystal, the second TN liquid crystal, the third TN liquid crystal, and the fourth TN liquid crystal, different wavelengths Δ that are multiplexed and manually input can be It is characterized by independently controlling the optical path of light of λ.
「作用 」
この発明の波長選択光スイッチは、偏光方位の制御を4
5度TN液晶を用いて行うことを主要な特徴とする。こ
のTN液晶は、厚さが1mm程度であり、数V程度の印
加電圧で通過光の偏光方位の回転の宵無を制御できる。"Operation" The wavelength selective optical switch of the present invention can control the polarization direction in four ways.
The main feature is that it uses a 5 degree TN liquid crystal. This TN liquid crystal has a thickness of about 1 mm, and can control the rotation of the polarization direction of passing light with an applied voltage of about several volts.
したがって、この発明は、従来の波長選択光スイッチと
は、使用素子および構成が全く異なり、低電圧駆動化が
できるとともに、低損失で、かつ小型化も同時に図るこ
とができる。Therefore, the present invention is completely different from conventional wavelength-selective optical switches in terms of the elements used and the configuration, and can be driven at low voltage, with low loss, and downsized at the same time.
「実施例」
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図はこの発明の第1実施例を示す構成図である。な
お、この図において、萌述した第3図と共通する部分に
は同一の符号を付してその説明を省略する。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In this figure, parts common to those in FIG. 3 described above are designated by the same reference numerals, and their explanation will be omitted.
コノ図ニオイて、8は偏向子であり、その図面左側の而
(左面)にはレンズ2aが接続されており、右面には4
5度TN液晶9aが接続されている。As you can see in the diagram, 8 is a deflector, and the lens 2a is connected to the left side of the drawing (left side), and the 4 side is connected to the right side.
A 5 degree TN liquid crystal 9a is connected.
この45度TN液晶9aの右面に位相差板10を介して
、45度TN液晶9b〜9dが順次接続されている。4
5度TN液晶9dの右面には図示のように偏向ビームス
プリッタ3aが接続されている。45 degree TN liquid crystals 9b to 9d are sequentially connected to the right side of this 45 degree TN liquid crystal 9a via a retardation plate 10. 4
A deflection beam splitter 3a is connected to the right side of the 5 degree TN liquid crystal 9d as shown in the figure.
偏向ビームスプリッタ3aの右面にはレンズ2bが接続
されており、下面にはレンズ2cが接続されている。こ
こで、図中に示す、座標x、y、zは、この第1実施例
の動作を説明するために、仮に定めた直交座標系である
。また、偏光方位、偏光子8の方位、45度TN液晶9
a〜9d各々の分子の長軸(短軸)方位、位相差板IO
の速い(遅い)紬の方位は、すべて、+Xの方向を基準
とした角度で表し、+y力方向ある場合を正、−y方向
にある場合を負とする。このように決めたとき、(イ)
偏光子8の方位は0度、(o)45度TN液晶9a。A lens 2b is connected to the right surface of the deflection beam splitter 3a, and a lens 2c is connected to the bottom surface. Here, the coordinates x, y, and z shown in the figure are an orthogonal coordinate system temporarily determined in order to explain the operation of this first embodiment. In addition, the polarization direction, the direction of the polarizer 8, the 45 degree TN liquid crystal 9
a to 9d each molecule long axis (short axis) direction, retardation plate IO
The directions of the fast (slow) pongee are all expressed as angles with respect to the +X direction, and if the force is in the +y direction, it is positive, and if it is in the -y direction, it is negative. When you decide like this, (a)
The orientation of the polarizer 8 is 0 degrees, (o) 45 degrees TN liquid crystal 9a.
9b各々は電圧を印加していないときに光の入射側分子
の方位が0度、出射側分子の方位が45度、(ハ)位相
差Ifi、toの方位は0度、(ニ)45度TN液晶9
cは電圧を印加していないときに光の入射側分子の方位
が45度、出射側分子の方位が0度、(ホ)45度TN
液晶9dは電圧を印加していないときに光の入射側分子
の方位は45度、出射側分子の方位は90度にそれぞれ
設定しであるものとする。また、45度TN液晶9a〜
9d各々に電圧を印加すると、それらの分子長軸方位は
2方向に向けられるものとする。さらに、位相差板IO
は、波長への光に対して半波長板として働ぎ、波長λの
光に対しては1波長板として働くものとする。9b, when no voltage is applied, the direction of the molecule on the light incidence side is 0 degrees, the direction of the molecule on the outgoing side is 45 degrees, (c) the direction of the phase difference Ifi, to is 0 degree, (d) 45 degrees TN liquid crystal 9
When no voltage is applied, the direction of the molecule on the incident side of light is 45 degrees, the direction of the molecule on the outgoing side is 0 degrees, and (e) 45 degrees TN.
It is assumed that when no voltage is applied to the liquid crystal 9d, the orientation of molecules on the incident side of light is set to 45 degrees, and the orientation of molecules on the exit side is set to 90 degrees. Also, 45 degree TN liquid crystal 9a~
It is assumed that when a voltage is applied to each of the molecules 9d, the long axes of the molecules are oriented in two directions. Furthermore, the retardation plate IO
shall act as a half-wave plate for light of wavelength λ, and act as a one-wave plate for light of wavelength λ.
次に、上述した構成による波長選択光スイッチの動作に
ついて説明する。Next, the operation of the wavelength selective optical switch having the above configuration will be explained.
まず、第1のスイッチ状態として、45度TN液晶9a
〜9dのすべてに電圧が印加されている場合を考える。First, as the first switch state, the 45 degree TN liquid crystal 9a
Consider the case where voltage is applied to all of ~9d.
この場合、45度TN液晶9a〜9d各々を光が通過し
ても偏光方位は変わらない。すなわち、光ファイバ1a
から放射された波長多重光(波長へとλ)は、レンズ2
aによって平行ビームに変換され、偏光子8を通過して
偏光方位0度の直線偏光となる。この波長多重光は偏光
方位を変えることなく位相差板10に入射するが、位相
差板10の方位が0度であるので、これを出射した波長
への光の偏光方位、波長λの光の偏光方位と60度のま
まである。さらに、45度TN液晶9b〜9d各々を光
が通過しても偏光方位は変わらないので、結局、波長へ
とλの光は偏光方位0度で偏光ビームスプリッタ3bに
入射する。したがって、波長へとλの光は光ファイバt
bへ結合する。In this case, even if the light passes through each of the 45 degree TN liquid crystals 9a to 9d, the polarization direction does not change. That is, the optical fiber 1a
The wavelength multiplexed light (wavelength to λ) emitted from lens 2
It is converted into a parallel beam by a, passes through a polarizer 8, and becomes linearly polarized light with a polarization direction of 0 degrees. This wavelength multiplexed light enters the retardation plate 10 without changing its polarization direction, but since the direction of the retardation plate 10 is 0 degrees, the polarization direction of the light to the wavelength from which it is emitted is different from that of the light of wavelength λ. It remains at 60 degrees with the polarization direction. Further, even if the light passes through each of the 45-degree TN liquid crystals 9b to 9d, the polarization direction does not change, so that the light having a wavelength of λ enters the polarizing beam splitter 3b with a polarization direction of 0 degrees. Therefore, light of wavelength λ is transmitted through optical fiber t
Join to b.
次に、第2のスイッチ状態では、45度TN液晶9 a
、 9 c各々に電圧が印加され、45度TN液晶9
b、 9 d各々には電圧が印加されない。この状態で
は、第1のスイッチ状態と同様に、偏光方位0度の波長
Δとλの光が45度TN液晶9bに入射−する、この場
合、入射光の偏光方位と45度TN液晶9bの光の入射
側分子の方位は平行であるので、45度TN液晶9bは
TNモードで動作し、波長Δとλの光は46度TN液晶
9bを通過することでその偏光方位が45度になる。次
いで45度TN液晶9cを通過するが、ここでは偏光方
位は変わらない。したがって、波長へとλの光は偏光方
位は45度で、45度TN液晶9dに入射する。この場
合、入射光の偏光方位と45度TN液晶9dの光の入射
側分子の方位は平行であるので、45度TN液晶9dは
TNモードで動作し、波長へとλの光は45度TN液晶
9dを通過することでその偏光方位が90度になる。結
局、波長へとλの光は偏光ビームスプリッタ3bで反射
され、光ファイバlcに結合する。Next, in the second switch state, the 45 degree TN liquid crystal 9 a
, 9c, a voltage is applied to each of the 45 degree TN liquid crystal 9
No voltage is applied to each of b and 9d. In this state, as in the first switch state, light of wavelengths Δ and λ with a polarization direction of 0 degrees enters the 45 degree TN liquid crystal 9b. In this case, the polarization direction of the incident light and the 45 degree TN liquid crystal 9b Since the orientations of the molecules on the light incident side are parallel, the 45-degree TN liquid crystal 9b operates in TN mode, and the light with wavelengths Δ and λ passes through the 46-degree TN liquid crystal 9b, so that its polarization direction becomes 45 degrees. . Next, the light passes through the TN liquid crystal 9c at 45 degrees, but the polarization direction remains unchanged. Therefore, the light having a wavelength of λ has a polarization direction of 45 degrees and is incident on the TN liquid crystal 9d at 45 degrees. In this case, since the polarization direction of the incident light and the direction of the molecules on the incident side of the light of the 45 degree TN liquid crystal 9d are parallel, the 45 degree TN liquid crystal 9d operates in the TN mode, and the light of wavelength λ is 45 degrees TN. By passing through the liquid crystal 9d, its polarization direction becomes 90 degrees. Eventually, the light of wavelength λ is reflected by the polarizing beam splitter 3b and coupled to the optical fiber lc.
次に、第3のスイッチ状態では、45度TN液晶9 b
、 9 d各々に電圧が印加され、45度TN液晶9a
、9cには電圧が印加されない。この状態では、偏光子
8で偏光方位0度の直線偏光になった波長へとλの光は
、各々45度TN液晶9aを通過することで偏光方位が
45度とな9す、位相差板IOに入射する。この場合に
は、上述した第1および第2のスイッチ状態とは異なり
、入射光の偏光方位と位相差板IOの軸方位が平行では
ないので、波長Aの光は位相差板10を通過して、その
偏光方位は一45度となる。一方、波長λの光は位相差
板IOを通過しても、その偏光方位は45度のままであ
る。そして、45度TN液晶9bには電圧が印加されて
いるので、光が45度TN液晶9bを通過しても偏光方
位は変わらず、45度TN液晶9cへの入射点で、波長
Δの光の偏光方位は一45度であり、波長λの光の偏光
方位は45度である。したがって、45度TN液晶9c
はTNモードで動作し、この45度TN液晶9Cを出射
した波長への光の偏光方位は90(−90)度となり、
波長λの光の偏光方位は0度となる。Next, in the third switch state, the 45 degree TN liquid crystal 9 b
, 9d, a voltage is applied to each of the 45 degree TN liquid crystal 9a.
, 9c, no voltage is applied. In this state, the light of wavelength λ, which has become linearly polarized light with a polarization direction of 0 degrees by the polarizer 8, passes through the TN liquid crystal 9a at 45 degrees, so that the polarization direction becomes 45 degrees. Input to IO. In this case, unlike the first and second switch states described above, the polarization direction of the incident light and the axial direction of the retardation plate IO are not parallel, so the light of wavelength A passes through the retardation plate 10. Therefore, its polarization direction is 145 degrees. On the other hand, even if the light having the wavelength λ passes through the retardation plate IO, its polarization direction remains at 45 degrees. Since a voltage is applied to the 45-degree TN liquid crystal 9b, the polarization direction does not change even if the light passes through the 45-degree TN liquid crystal 9b, and the light of wavelength Δ enters at the point of incidence on the 45-degree TN liquid crystal 9c. The polarization direction of is 145 degrees, and the polarization direction of light with wavelength λ is 45 degrees. Therefore, 45 degree TN liquid crystal 9c
operates in TN mode, and the polarization direction of the light to the wavelength emitted from this 45 degree TN liquid crystal 9C is 90 (-90) degrees,
The polarization direction of light with wavelength λ is 0 degrees.
そして、これらの光が45度TN液晶9cを通過しても
偏光方位は変わらないので、結局、波長Δの光は光ファ
イバ1cに、波長λの光は光ファイバIbに結合する。Even if these lights pass through the TN liquid crystal 9c at 45 degrees, the polarization direction does not change, so the light with the wavelength Δ is eventually coupled to the optical fiber 1c, and the light with the wavelength λ is coupled to the optical fiber Ib.
最後に、第4のスイッチ状態では、45度TN液晶9
b、 9 c各々に電圧を印加し、45度TN液晶9
a、 9 d各々には電圧を印加しない。この状態では
、上述した第3のスイッチ状態と同様に、45度TN液
晶9bを出射した波長Δの光の偏光方位は一45度、波
長λの光の偏光方位は45度になっている。45度TN
液晶9cには電圧が印加されていないので、波長Δとλ
の光は上記の偏光方位のまま45度TN液晶9dに入射
する。波長Aとλの光が45度TN液晶9dを通過する
と、双方の偏光方位とも45度回転するので、45度T
N液晶9dを通過した波長への光の偏光方位は0度、波
長λの光の偏光方位は90度となる。したがって、波長
Δの光は光ファイバlbに、波長λの光は光ファイバ1
cに結合する。Finally, in the fourth switch state, the 45 degree TN liquid crystal 9
Apply a voltage to each of b and 9 c, and the 45 degree TN liquid crystal 9
No voltage is applied to each of a and 9d. In this state, as in the third switch state described above, the polarization direction of the light with the wavelength Δ emitted from the 45° TN liquid crystal 9b is 145 degrees, and the polarization direction of the light with the wavelength λ is 45 degrees. 45 degree TN
Since no voltage is applied to the liquid crystal 9c, the wavelengths Δ and λ
The light enters the 45 degree TN liquid crystal 9d with the above polarization direction unchanged. When light with wavelengths A and λ passes through the TN liquid crystal 9d at 45 degrees, both polarization directions are rotated by 45 degrees.
The polarization direction of the light having the wavelength that has passed through the N liquid crystal 9d is 0 degrees, and the polarization direction of the light having the wavelength λ is 90 degrees. Therefore, light with wavelength Δ is connected to optical fiber lb, and light with wavelength λ is connected to optical fiber 1.
Combines with c.
このように、この第1実施例による波長選択光スイッチ
にあっては、45度TN液晶9a〜9d各々に印加する
電圧を適当に制御することによって、波長へとλの光の
光に対して、光ファイバIaと光ファイバlbを結合す
るか、あるいは、光ファイバlaと光ファイバlcを結
合するかを、独立(二制御、切換えする波長選択光スイ
ッチの機能が達成できる。そして、45度TN液晶9a
〜9d各々は、その厚さか1mm程度であり、数V程度
の印加電圧で通過光の偏光方位の回転を制御できるので
、従来の波長選択光スイッチに比べて、小型、低損失の
特徴を保ったまま、低電圧駆動化が可能となる。In this way, in the wavelength selective optical switch according to the first embodiment, by appropriately controlling the voltages applied to each of the 45 degree TN liquid crystals 9a to 9d, the wavelength of light of λ can be adjusted. , it is possible to achieve the function of a wavelength-selective optical switch that independently (two-controls and switches) whether to couple optical fiber Ia and optical fiber lb, or to couple optical fiber la and optical fiber lc. LCD 9a
~9d each has a thickness of about 1 mm, and the rotation of the polarization direction of the passing light can be controlled with an applied voltage of about several volts, so it maintains the characteristics of small size and low loss compared to conventional wavelength selective optical switches. At the same time, low voltage driving becomes possible.
次に、第2図はこの発明の第2実施例の構成を示す図で
ある。なお、この図において前述した第1図および第3
図各々と共通する部分には同一の符号を付してその説明
を省略する。Next, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention. In addition, in this figure, the above-mentioned figures 1 and 3
Portions common to each figure are given the same reference numerals and their explanations will be omitted.
上述した第1実施例では、光ファイバ1aがら放射され
る光が、偏光子8の方位と一致した偏光方位の直線偏光
でない場合に、偏光子8を光が通過することによって損
失が生じる。第2実施例は、このような問題を解決する
ものである。In the first embodiment described above, if the light emitted from the optical fiber 1a is not linearly polarized light with a polarization direction that matches the direction of the polarizer 8, loss occurs due to the light passing through the polarizer 8. The second embodiment solves this problem.
この図において、Ilaは直角プリズムであり、図示の
ように、その上面が偏光ビームスプリッタ3aの下面に
接続されている。偏光ビームスプリッタ3aと直角プリ
ズムlla各々の右面には、偏光子12を介して、45
度TN液晶9a〜9dが順次接続されている。45度T
N液晶9dの右面上部には直角プリズムllbの左面が
接続されている。In this figure, Ila is a right angle prism, and as shown, its upper surface is connected to the lower surface of the polarizing beam splitter 3a. On the right side of each of the polarizing beam splitter 3a and the right angle prism lla, 45
TN liquid crystals 9a to 9d are connected in sequence. 45 degree T
The left surface of the right-angle prism llb is connected to the upper right surface of the N liquid crystal 9d.
このように構成された第2実施例による波長選択光スイ
ッチにおいて、光ファイバlaから放射されfこ波長多
重光(波長へとλ)は、レンズ2aによって平行ビーム
に変換され、偏光ビームスプリッタ3aに入射する。偏
光ビームスプリッタ3aは、波長多重光を2本の直線偏
光の光ビームA、Bに分離する。このうち、光ビームA
は偏光方位0度で点aから45度TN液晶9aに入射し
、45度TN液晶9dの点Cから出射する。一方、光ビ
ームBは偏光方位90度で点すから45度TN液晶9a
に入射し、45度TN液晶9dの点dから出射する。光
ビームAの、点aから点Cまでの、4つのスイッチ状態
に対する動作は、上述した第1実施例で示したものとま
ったく同様であることは明らかぐある。また、光ビーム
Bの、点すから点dまでの、4つのスイッチ状態に対す
る動作は、光ビームAの偏光方位を90度回転すればよ
いことら容易に理解できる。したがって、この第2実施
例では、先ファイバ1aから放射された光は、その偏光
状性によらず、原理的には無損失で、スイッチ状態に応
して、光ファイバ1b、あるいは、先ファイバ1cに結
合する。すなわち、第1のスイッチ状態では波長へとλ
の光は光ファイバtbへ結合し、第2のスイッチ状態で
は波長へとλの光は光ファイバlcへ結合し、第3のス
イッチ状態では波長Δの光は光ファイバIcに、波長λ
の光は光ファイバ1bに結合し、第4のスイッチ状態で
は波長への光は光ファイバlbに、波長λの光は光ファ
イバlcに結合する。In the wavelength selective optical switch according to the second embodiment configured as described above, the wavelength-multiplexed light (wavelength: λ) emitted from the optical fiber la is converted into a parallel beam by the lens 2a, and sent to the polarizing beam splitter 3a. incident. The polarizing beam splitter 3a separates the wavelength multiplexed light into two linearly polarized light beams A and B. Of these, light beam A
enters the TN liquid crystal 9a at 45 degrees from point a with a polarization direction of 0 degrees, and exits from point C of the 45 degree TN liquid crystal 9d. On the other hand, since the light beam B is focused at a polarization direction of 90 degrees, the 45 degree TN liquid crystal 9a
The light enters at point d and exits from point d of the 45 degree TN liquid crystal 9d. It is obvious that the operation of the light beam A for the four switch states from point a to point C is exactly the same as that shown in the first embodiment described above. Furthermore, the operation of the light beam B for the four switch states from point 2 to point d can be easily understood since the polarization direction of the light beam A only needs to be rotated by 90 degrees. Therefore, in this second embodiment, the light emitted from the optical fiber 1a is transmitted to the optical fiber 1b or the optical fiber 1a without loss in principle, regardless of its polarization state, depending on the switch state. Combines with 1c. That is, in the first switch state, the wavelength λ
In the second switch state, light with wavelength λ is coupled into optical fiber tb, and in the third switch state, light with wavelength Δ is coupled into optical fiber Ic, with wavelength λ
The light of wavelength λ is coupled to optical fiber 1b, and in the fourth switch state, the light of wavelength λ is coupled to optical fiber lb, and the light of wavelength λ is coupled to optical fiber lc.
このように、この第2実施例においても第1図に示した
第1実施例と同様に、45度TN液晶9a〜9dに印加
する電圧を適当に制御することによって、波長Aとλの
光に対して、光ファイバ1aと光ファイバlbを結合す
るか、あるいは、光ファイバIcを結合するかを、独立
に制御、切換えする波長選択光スイッチの機能が達成で
きる。この結果、小型、低損失の特徴を保ったまま、低
電圧駆動化できる。In this way, in this second embodiment, as in the first embodiment shown in FIG. In contrast, it is possible to achieve the function of a wavelength selective optical switch that independently controls and switches whether to couple the optical fibers 1a and 1b or the optical fibers Ic. As a result, it is possible to drive at a low voltage while maintaining the characteristics of small size and low loss.
「発明の効果」
以上説明したように、こ・の発明の波長選択光スイッチ
によれば、波長へとλの光の偏光方位を制御する素子と
して45度TN液晶を用いていることが主たる特徴であ
り、この45度TN液晶は、厚さが1mm程度であるの
で、数V程度の印加電圧で通過光の偏光方位の回転を制
御できる。したがって、従来の波長選択光スイッチの小
型、低損失の特徴を保ったまま、低電圧駆動化が達成で
きるという効果がある。"Effects of the Invention" As explained above, the main feature of the wavelength selective optical switch of this invention is that a 45 degree TN liquid crystal is used as an element for controlling the polarization direction of light of wavelength λ. Since this 45 degree TN liquid crystal has a thickness of about 1 mm, rotation of the polarization direction of the passing light can be controlled with an applied voltage of about several volts. Therefore, there is an effect that low voltage driving can be achieved while maintaining the small size and low loss characteristics of the conventional wavelength selective optical switch.
第1図はこの発明の第1実施例である波長選択光スイッ
チの構成図、
第2図はこの発明の第2実施例である波長選択光スイッ
チの構成図、
第3図は従来の波長選択光スイッチの構成図である。
1a=1c・・・・・・光ファイバ、2a〜2C・・・
・・・レンズ、3a、3b・・・・・・偏光ビームスプ
リッタ、8.12・・・・・・偏光子、
9a〜9d・・・・・・45度TN液晶、10・・・・
・・位相差板、
11a、11b・・・・・・直角プリズム。Fig. 1 is a block diagram of a wavelength selective optical switch which is a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a wavelength selective optical switch which is a second embodiment of this invention, and Fig. 3 is a diagram of a conventional wavelength selective optical switch. FIG. 2 is a configuration diagram of an optical switch. 1a=1c...Optical fiber, 2a-2C...
...Lens, 3a, 3b...Polarizing beam splitter, 8.12...Polarizer, 9a to 9d...45 degree TN liquid crystal, 10...
...Retardation plate, 11a, 11b...Right angle prism.
Claims (1)
らの光路を独立に制御する1×2波長選択光スイッチに
おいて、 その速い軸または遅い紬の方位がα度で、波長Λ光に対
しては半波長板として作用し、波長λの光に対しては1
波長板として作用する位相差板と、光の入射側の分子の
長軸または短軸の方位がα度で、出射側の分子の長軸ま
たは短軸の方位が(α+45)度の第1の45度TN液
晶、および、第2の45度TN液晶と、 光の入射側の分子の長軸または短軸の方位が(α+45
)度で、出射側分子の長軸または短軸の方位がα度の第
3の45度TN液晶と、 光の入射側の分子の長軸または短軸の方位が(α+45
)度で、出射側の分子の長軸または短軸の方位が(α+
90)度の第4の45度TN液晶と、偏光方位α度の光
と偏光方位(α+90)度の光とを別々の方向へ分離す
る偏光ビームスプリッタとを備え、 波長多重光の入射側から、前記第1の45度TN液晶、
前記位相差板、前記第2のTN液晶、および、前記偏光
ビームスプリッタの順に配置し、該第2のTN液晶と該
偏光ビームスプリッタとの間に前記第3のTN液晶と前
記第4のTN液晶を配置してあり、 前記第1の45度TN液晶、前記第2のTN液晶、前記
第3のTN液晶、および、前記第4のTN液晶各々に印
加する電圧の制御により、多重されて入力される異なる
波長Λとλの光の光路を独立に制御することを特徴とす
る波長選択光スイッチ。[Claims] In a 1×2 wavelength selective optical switch in which lights of different wavelengths Λ and λ are wavelength-multiplexed and input and these optical paths are independently controlled, the direction of the fast axis or slow axis is α degree. , acts as a half-wave plate for light of wavelength Λ, and acts as a half-wave plate for light of wavelength λ.
A retardation plate that acts as a wave plate, and a first plate whose long axis or short axis of the molecule on the light incident side is oriented at α degrees and whose azimuth of the long axis or short axis of the molecule on the outgoing side are (α + 45) degrees. The orientation of the long axis or short axis of the molecules on the light incident side of the 45 degree TN liquid crystal and the second 45 degree TN liquid crystal is (α+45
) degree, and the third 45 degree TN liquid crystal whose major axis or short axis of the molecule on the emission side is oriented at α degrees, and the direction of the long axis or short axis of the molecule on the light incident side is (α+45 degrees).
) degree, and the direction of the long or short axis of the molecule on the exit side is (α+
90) degrees, and a polarizing beam splitter that separates light with a polarization direction of α degrees and light with a polarization direction of (α+90) degrees into separate directions, from the input side of the wavelength multiplexed light. , the first 45 degree TN liquid crystal;
The retardation plate, the second TN liquid crystal, and the polarizing beam splitter are arranged in this order, and the third TN liquid crystal and the fourth TN liquid crystal are arranged between the second TN liquid crystal and the polarizing beam splitter. liquid crystals are arranged, and are multiplexed by controlling voltages applied to each of the first 45 degree TN liquid crystal, the second TN liquid crystal, the third TN liquid crystal, and the fourth TN liquid crystal. A wavelength selective optical switch that independently controls the optical path of input light of different wavelengths Λ and λ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14054989A JPH036535A (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Wavelength selective optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14054989A JPH036535A (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Wavelength selective optical switch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH036535A true JPH036535A (en) | 1991-01-14 |
Family
ID=15271259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14054989A Pending JPH036535A (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Wavelength selective optical switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH036535A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5584552A (en) * | 1994-03-19 | 1996-12-17 | Lg Electronics Inc. | System for adjusting a size of an image projected on a sloped surface |
| JP2010511854A (en) * | 2006-12-02 | 2010-04-15 | テクスマーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング フェアトリーブスゲゼルシャフト | Roller with pressure sensor |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP14054989A patent/JPH036535A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5584552A (en) * | 1994-03-19 | 1996-12-17 | Lg Electronics Inc. | System for adjusting a size of an image projected on a sloped surface |
| JP2010511854A (en) * | 2006-12-02 | 2010-04-15 | テクスマーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング フェアトリーブスゲゼルシャフト | Roller with pressure sensor |
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