JPS5890619A - 電気光学スイツチ - Google Patents
電気光学スイツチInfo
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- JPS5890619A JPS5890619A JP18951281A JP18951281A JPS5890619A JP S5890619 A JPS5890619 A JP S5890619A JP 18951281 A JP18951281 A JP 18951281A JP 18951281 A JP18951281 A JP 18951281A JP S5890619 A JPS5890619 A JP S5890619A
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- Japan
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- optical
- electro
- electric field
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電気光学効果を発生させる誘電体に電界を
加え誘電体に非一様な屈折率分布を形成させることによ
り、入射する光を偏向させる素子を利用した電気光学ス
イッチに関する。
加え誘電体に非一様な屈折率分布を形成させることによ
り、入射する光を偏向させる素子を利用した電気光学ス
イッチに関する。
偏光素子の対向する両端面に、入射用および出射用の光
ファイバをそれぞれ光結合させ、入射用光ファイバから
の光を一端面から偏光素子内に入射させ、偏向素子内を
通過して他端面がら出射した光を出射用の光ファイバに
導く、電気光学スイッチがある。偏向素子内に電界を発
６ 生させることにより、光は偏向素子内を伝
搬するときに偏向されるから、電界を加えるもしくは加
えないことにより、または電界の強さを変化することに
より、出射用光ファイバに入射する光を制御することが
でき、光信号のスイッチングが可能となる。
ファイバをそれぞれ光結合させ、入射用光ファイバから
の光を一端面から偏光素子内に入射させ、偏向素子内を
通過して他端面がら出射した光を出射用の光ファイバに
導く、電気光学スイッチがある。偏向素子内に電界を発
６ 生させることにより、光は偏向素子内を伝
搬するときに偏向されるから、電界を加えるもしくは加
えないことにより、または電界の強さを変化することに
より、出射用光ファイバに入射する光を制御することが
でき、光信号のスイッチングが可能となる。
ところが、このような電気光学スイッチでは。
偏向素子内に入射した光ビームが偏向素子内を伝搬する
間に広がってしまうことは避けられず。
間に広がってしまうことは避けられず。
出射用光ファイバのコアの径は、広がった光ビームの径
よりもはるかに小さいので、出射用の光ファイバへの光
結合の損失がきわめて大きく。
よりもはるかに小さいので、出射用の光ファイバへの光
結合の損失がきわめて大きく。
光スイツチ全体の光の損失を小さくできないという問題
がある。また偏向素子の両端で光のコリメートを行なわ
なければならないので、そのためのレンズなどが少なく
とも２個必要となり。
がある。また偏向素子の両端で光のコリメートを行なわ
なければならないので、そのためのレンズなどが少なく
とも２個必要となり。
コンパクト化および低廉化の障害となっていた。
切換スイッチ機能を持たせる場合には、偏向素子の他端
面に少なくとも２本の出射用光７アイバを光結合させる
。この場合には少なくとも光ファイバの径の大きさだけ
光を偏向させなければならない。偏向素子に印加する電
圧を比較的低くして大きな偏光角を得るためには、偏向
の損失が一層大きくなる。また、出射用光ファイバは相
互に接近して配置されるために、消光比が大きくとれな
いという問題もある。
面に少なくとも２本の出射用光７アイバを光結合させる
。この場合には少なくとも光ファイバの径の大きさだけ
光を偏向させなければならない。偏向素子に印加する電
圧を比較的低くして大きな偏光角を得るためには、偏向
の損失が一層大きくなる。また、出射用光ファイバは相
互に接近して配置されるために、消光比が大きくとれな
いという問題もある。
この発明は、光の損失をきわめて小さくすることができ
るとともに、コンパクト化および低廉化を図ることので
きる電気光学スイッチを提供することを目的とする。
るとともに、コンパクト化および低廉化を図ることので
きる電気光学スイッチを提供することを目的とする。
以下、図面を参照してこの発明を電気光学切換スイッチ
に適用した実施例について詳述する。
に適用した実施例について詳述する。
この切換スイッチは、入射用光ファイバからの光を制御
信号に応じて２つの出射用光ファイバに切換えて入射さ
せるものである。
信号に応じて２つの出射用光ファイバに切換えて入射さ
せるものである。
第１図において、電気光学効果を発生させる等方性の誘
電体結晶（１）、たとえば５ｒＴｉ０３の表面に、１対
の線状電極＋２１が適当な間隔をおいて平行に配置され
ている。これらの線状電極（２）間には、交流電源（３
）によって適当な電圧が印加される。電極＋２１は、ホ
トリゾグラフィ技術によってアルミニウムを蒸着するこ
とによって形成することができる。線状電極（２）間へ
の電圧印加によって％第２図に示すように、結晶（２１
内に、強さがその深さ方向に変化する電界（Ｅ）が発生
する。電気光学効果によって、結晶ｆｉ＋の屈折率は、
電界（Ｅｌおよびその２乗に比例して変化するから、結
晶（１）の厚さ方向に急激に変化する屈折率分布が得ら
れる。この結果、結晶（ＩＩの線状電極［２１に直交す
る一端面から光ビームを、電極（２）間の中心付近の適
当な深さ位置でかつ電極（２）に平行に入射させるとｔ
このビームは結晶（１）内を伝搬する過程で、結晶（１
）の厚さ方向に、第２図においては上方に偏向される。
電体結晶（１）、たとえば５ｒＴｉ０３の表面に、１対
の線状電極＋２１が適当な間隔をおいて平行に配置され
ている。これらの線状電極（２）間には、交流電源（３
）によって適当な電圧が印加される。電極＋２１は、ホ
トリゾグラフィ技術によってアルミニウムを蒸着するこ
とによって形成することができる。線状電極（２）間へ
の電圧印加によって％第２図に示すように、結晶（２１
内に、強さがその深さ方向に変化する電界（Ｅ）が発生
する。電気光学効果によって、結晶ｆｉ＋の屈折率は、
電界（Ｅｌおよびその２乗に比例して変化するから、結
晶（１）の厚さ方向に急激に変化する屈折率分布が得ら
れる。この結果、結晶（ＩＩの線状電極［２１に直交す
る一端面から光ビームを、電極（２）間の中心付近の適
当な深さ位置でかつ電極（２）に平行に入射させるとｔ
このビームは結晶（１）内を伝搬する過程で、結晶（１
）の厚さ方向に、第２図においては上方に偏向される。
第１図から第３図を参照して、誘電体結晶（１）の上記
一端面には、入射光の１／４波長の厚さのコリメート用
セルフォックス・レンズ（４）が密着して配置されてい
る。３本の光ファイバＱｌｌ ０３ ｆ１３１は、その
一端がレンズ（４）の外面に対向するように配置され、
これらの光ファイバ０１〜Ｑ３１がトンズ１４＋を介し
て結晶（１）と光結合している。光ファイバＯＤは入射
用、他の光ファイバ（２）α３は出射用であって、上か
ら光ファイバＱ２ （１１１（１３１の順に上下に配列
されている。これらの光ファイバ（１１１〜（１３は、
少なくとも結晶に近接した箇所では互いｌこ平行であり
、かつ線状電極＋２１とも平行であって、囲を被覆する
クラッド層０１ｂ）とから構成されている。他の光７ア
ーイバｕ７Ｊ（１３１も同じである。
一端面には、入射光の１／４波長の厚さのコリメート用
セルフォックス・レンズ（４）が密着して配置されてい
る。３本の光ファイバＱｌｌ ０３ ｆ１３１は、その
一端がレンズ（４）の外面に対向するように配置され、
これらの光ファイバ０１〜Ｑ３１がトンズ１４＋を介し
て結晶（１）と光結合している。光ファイバＯＤは入射
用、他の光ファイバ（２）α３は出射用であって、上か
ら光ファイバＱ２ （１１１（１３１の順に上下に配列
されている。これらの光ファイバ（１１１〜（１３は、
少なくとも結晶に近接した箇所では互いｌこ平行であり
、かつ線状電極＋２１とも平行であって、囲を被覆する
クラッド層０１ｂ）とから構成されている。他の光７ア
ーイバｕ７Ｊ（１３１も同じである。
こｎらの光ファイバが設けられた一端面に対向する結晶
（１）の他端面Ｉこは、線状電極＋２１間の中心位置に
、上下に２つの、外方に突出した半球面状の突部（２３
１ＣＩ！４１が形成され、鏡面研磨仕上げされている。
（１）の他端面Ｉこは、線状電極＋２１間の中心位置に
、上下に２つの、外方に突出した半球面状の突部（２３
１ＣＩ！４１が形成され、鏡面研磨仕上げされている。
そして、この突部＠（至）にアルミニウム薄膜（２５Ｉ
（２６１がそれぞれ蒸着され、２つの凹面鏡（２１＋
＠が構成されている。
（２６１がそれぞれ蒸着され、２つの凹面鏡（２１＋
＠が構成されている。
１対の線状電極＋２１間に交流電圧が印加されていない
場合には、結晶（１）内には電界は発生していない。こ
の場合には、弗３図に示すように、入射用光ファイバ（
１１）から出射された光は、レンズ（４）でコリメート
されたのち結晶（１）内に入射し、偏向されることなく
、若干広がりながら直進し、四面鏡＠に達する。そして
四面鏡にで反射されて、集光されながら直進し、レンズ
（４）に入射しコリメートされて、光ファイバαつのコ
ア内に入射する・両光ファイバ（１１） （１３と凹面
鏡＠の位置関係、凹面鏡にの曲率半径、入射光と凹面鏡
■の方向などをあらかじめ調整しておけば、光７アイバ
αυから出射した光のほぼ全光量を光７アイバ（１階の
コアに入射させることができる。
場合には、結晶（１）内には電界は発生していない。こ
の場合には、弗３図に示すように、入射用光ファイバ（
１１）から出射された光は、レンズ（４）でコリメート
されたのち結晶（１）内に入射し、偏向されることなく
、若干広がりながら直進し、四面鏡＠に達する。そして
四面鏡にで反射されて、集光されながら直進し、レンズ
（４）に入射しコリメートされて、光ファイバαつのコ
ア内に入射する・両光ファイバ（１１） （１３と凹面
鏡＠の位置関係、凹面鏡にの曲率半径、入射光と凹面鏡
■の方向などをあらかじめ調整しておけば、光７アイバ
αυから出射した光のほぼ全光量を光７アイバ（１階の
コアに入射させることができる。
１対の線状電極（２１間に交流電圧が印加された場合に
は、結晶（１）内には電界ＩＥＪが発生する。この場合
には、第２図に示すように、光ファイバａｌｌから出射
した光はレンズ（４）でコリメートされたのち、結晶（
１）内を伝搬する過程で若干広がり界 ながらも、発生した電橋による屈折率分布によって上方
に偏向され、凹面鏡（２１）に達する。そし゛て、凹面
鏡（２１）で反射されて集光されながら、再び電界によ
って上方に偏向され、レンズ（４）を経て光ファイバｕ
ＸＯのコアに入射する。両光ファイバα１）Ｑ２１と凹
面鏡（２１＋の位置関係、凹面鏡ｔ２１＋の曲率半径、
入射光と凹面鏡■１）の方向、および印加電圧の大きさ
などを調整することにより、光ファイバ（１１）から出
射した光のほぼ全光量を光ファイバＱ２＋に入射させる
ことができる。
は、結晶（１）内には電界ＩＥＪが発生する。この場合
には、第２図に示すように、光ファイバａｌｌから出射
した光はレンズ（４）でコリメートされたのち、結晶（
１）内を伝搬する過程で若干広がり界 ながらも、発生した電橋による屈折率分布によって上方
に偏向され、凹面鏡（２１）に達する。そし゛て、凹面
鏡（２１）で反射されて集光されながら、再び電界によ
って上方に偏向され、レンズ（４）を経て光ファイバｕ
ＸＯのコアに入射する。両光ファイバα１）Ｑ２１と凹
面鏡（２１＋の位置関係、凹面鏡ｔ２１＋の曲率半径、
入射光と凹面鏡■１）の方向、および印加電圧の大きさ
などを調整することにより、光ファイバ（１１）から出
射した光のほぼ全光量を光ファイバＱ２＋に入射させる
ことができる。
このようにして、電界の印加を制御することにより、光
ファイバｑ１１からの光を、光７アイ／Ｎ＋０りまたは
ａ急のいずれかに切換えて入射させることができる。こ
の実施例においては、出射用光ファイバ０りと（１３は
、光ファイバ（１１１を間に挾んで＠ｉｔているので、
大きな消光比を得ることができる。
ファイバｑ１１からの光を、光７アイ／Ｎ＋０りまたは
ａ急のいずれかに切換えて入射させることができる。こ
の実施例においては、出射用光ファイバ０りと（１３は
、光ファイバ（１１１を間に挾んで＠ｉｔているので、
大きな消光比を得ることができる。
上記実施例は切換スイッチの例であるが、単なるオン、
オフのみを行なうスイッチの場合には、光ファイバｔＩ
りまたは（１３１のいずれが一方、および凹面鏡（２１
＋ ｎのいずれか一方を省略すればよい。逆に、光ファ
イバおよび凹面鏡の数を増加させることにより、多点光
スィッチを構成することもできる。四面鏡２１１（２）
は、結晶（１）の他端面を利用して形成されている・が
、この他端面を平坦にし、ここに別途に作成された凹面
鏡を結合させるようにしてもよい。
オフのみを行なうスイッチの場合には、光ファイバｔＩ
りまたは（１３１のいずれが一方、および凹面鏡（２１
＋ ｎのいずれか一方を省略すればよい。逆に、光ファ
イバおよび凹面鏡の数を増加させることにより、多点光
スィッチを構成することもできる。四面鏡２１１（２）
は、結晶（１）の他端面を利用して形成されている・が
、この他端面を平坦にし、ここに別途に作成された凹面
鏡を結合させるようにしてもよい。
上記実施例のように、電極としては線状電極を用いる方
がより大きな電位勾配を得ることができるので好ましい
が、電極の形状としては、円形、方形、三角形、＜シ歯
状その他任意のも古 のを採用することができる。淘た、電極の対数は１対以
外に何対設けてもよいし、誘電体結晶の表裏両面に設け
ることも可能である。さらに、電極に印加する電圧は交
流のみならず直流でもよい。
がより大きな電位勾配を得ることができるので好ましい
が、電極の形状としては、円形、方形、三角形、＜シ歯
状その他任意のも古 のを採用することができる。淘た、電極の対数は１対以
外に何対設けてもよいし、誘電体結晶の表裏両面に設け
ることも可能である。さらに、電極に印加する電圧は交
流のみならず直流でもよい。
以上詳細に説明したように、この発明においては、電気
光学効果を発生させる誘電体の一表面上に、誘電体の深
さ方向にその強さが変化する電界を発生させるための少
なくとも１対の電極が設けられ、上記−表面に直交する
一端面（こ、少なくとも２本の光ファイバが光結合され
、上記一端面に対向する他端面に、一方の光ファイバか
らの光を他方の光ファイバに向うように反射させる凹面
鏡構造が設けられている。１対の電極番こ電圧を印加し
誘電体内に電界を発生させることにより、一方の光ファ
イバから誘電体内に入射された光を、偏向させて、他方
の光フアイバ内に入射させ、′または入射させなくする
ことができ、光スィッチが実現できる。誘電体内に入射
された光は凹面鏡構造によって反射され。
光学効果を発生させる誘電体の一表面上に、誘電体の深
さ方向にその強さが変化する電界を発生させるための少
なくとも１対の電極が設けられ、上記−表面に直交する
一端面（こ、少なくとも２本の光ファイバが光結合され
、上記一端面に対向する他端面に、一方の光ファイバか
らの光を他方の光ファイバに向うように反射させる凹面
鏡構造が設けられている。１対の電極番こ電圧を印加し
誘電体内に電界を発生させることにより、一方の光ファ
イバから誘電体内に入射された光を、偏向させて、他方
の光フアイバ内に入射させ、′または入射させなくする
ことができ、光スィッチが実現できる。誘電体内に入射
された光は凹面鏡構造によって反射され。
他方の光ファイバに向う過程で集光されるから。
誘電体から他方の光ファイバへの光結合の損失をきわめ
て小さくすることができる。また、光ファイバとの光結
合は誘電体の一端面においてしか必要なく、四面鏡によ
る集光によって光結合が容易となることとあいまって、
光結合におけるコリメート系が簡単となり、コンパクト
化と低廉化を図ることができる。さらに、光ビームは誘
電体内を往復するので、一方向にのみ伝搬する場合に比
べて２倍の偏向角を得ることができ、印加電圧を低くす
ることが可能となるとともに、出射用光ファイバが複数
本ある場合には、これらの光ファイバを離して配置でき
るので、消光比を大きくすることができる。すべての光
ファイバは同一方向に引出されるために、プリント基板
等への実装が容易で、かつ実装密度を高めることができ
、メンテナンスも簡単となる。
て小さくすることができる。また、光ファイバとの光結
合は誘電体の一端面においてしか必要なく、四面鏡によ
る集光によって光結合が容易となることとあいまって、
光結合におけるコリメート系が簡単となり、コンパクト
化と低廉化を図ることができる。さらに、光ビームは誘
電体内を往復するので、一方向にのみ伝搬する場合に比
べて２倍の偏向角を得ることができ、印加電圧を低くす
ることが可能となるとともに、出射用光ファイバが複数
本ある場合には、これらの光ファイバを離して配置でき
るので、消光比を大きくすることができる。すべての光
ファイバは同一方向に引出されるために、プリント基板
等への実装が容易で、かつ実装密度を高めることができ
、メンテナンスも簡単となる。
第１図はこの発明の実施例を示す斜視図、第２図および
第３図は偏はおよびスイッチングの原理を示す説明図で
ある。 （１）−・・電気光学誘電体、（２）・・・線状電極％
０１）（１２１０３１−−−光７７ （ハ、 ２１＋＠
６＠＠凹面鏡。 以 上 外４名 第１図 第２図
第３図は偏はおよびスイッチングの原理を示す説明図で
ある。 （１）−・・電気光学誘電体、（２）・・・線状電極％
０１）（１２１０３１−−−光７７ （ハ、 ２１＋＠
６＠＠凹面鏡。 以 上 外４名 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 電気光学効果を発生させる誘電体の一表面上
に、誘電体の深さ方向にその強さが変化する電界を発生
させるための少なくとも１対の電極が設けられ、上記−
表面に直交する一端面に、少なくとも２本の光ファイバ
が光結合され、上記一端面に対向する他端面に、一方ノ
光ファイバからの光を他方の光ファイバＧコ向うように
反射させる四面鏡構造が設けられている、電気光学スイ
ッチ。 （２１上記凹面鏡構造は、電界が発生したときに。 一方の光ファイバからの光を他方の光ファイバに向うよ
うｉこ反射させるものである、特許請求の範囲第（１）
項記載の電気光学スイッチ。 （３） 上記凹面鏡構造は、無電界のときに、一方の
光ファイバからの光を他方の光ファイバに向うように反
射させるものである、特許請求の範囲第（１）項記載の
電気光学スイッチ。 （４） 上記一端面に少なくとも３本の第１、第２お
よび第３の光ファイバが光結合され、上記他端面には、
少なくとも２つの、電界が発生したときに第１の光ファ
イバからの光を第２の光ファイバに向うように反射させ
る第１の凹面鏡構造と、無電界のときに第１の光ファイ
バからの光を第３の光ファイバに向うように反射させる
第２の凹面鏡構造とが設けられている。特許請求の範囲
第は）項記載の電気光学スイッチ。 （５）電極が、光の云搬方向に平行な線状電極である、
特許請求の範囲第（１）項記載の電気光学スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18951281A JPS5890619A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 電気光学スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18951281A JPS5890619A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 電気光学スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5890619A true JPS5890619A (ja) | 1983-05-30 |
Family
ID=16242506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18951281A Pending JPS5890619A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 電気光学スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5890619A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003652A1 (ja) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Fujitsu Limited | 反射型可変光偏向器及びそれを用いた光デバイス |
-
1981
- 1981-11-25 JP JP18951281A patent/JPS5890619A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003652A1 (ja) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Fujitsu Limited | 反射型可変光偏向器及びそれを用いた光デバイス |
| US7280718B2 (en) | 2002-06-28 | 2007-10-09 | Fujitsu Limited | Reflective adjustable optical deflector and optical device employing the same |
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