JPS59105603A - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
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- JPS59105603A JPS59105603A JP57216456A JP21645682A JPS59105603A JP S59105603 A JPS59105603 A JP S59105603A JP 57216456 A JP57216456 A JP 57216456A JP 21645682 A JP21645682 A JP 21645682A JP S59105603 A JPS59105603 A JP S59105603A
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- light
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/355—1x2 switch, i.e. one input and a selectable single output of two possible outputs
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- 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
- G02B6/3576—Temperature or heat actuation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は光スィッチに係り、特に光路切り換えを導波路
全反射端面の屈折率整合用液体の沸騰現象によって構成
の簡略化、小型化を実現することができる光スィッチに
関するものである。
全反射端面の屈折率整合用液体の沸騰現象によって構成
の簡略化、小型化を実現することができる光スィッチに
関するものである。
（ｂ） 従来技術と問題点
第１図は従来技術を説明するための図で、（ａ）は機械
化、（ｂｌは電子式の光スィッチで、図中１は光導波路
、２はレンズ、３は可ｙｂプリズム、４はプリズム駆動
用電磁石、５は偏光プリズム、６は結晶を示す。
化、（ｂｌは電子式の光スィッチで、図中１は光導波路
、２はレンズ、３は可ｙｂプリズム、４はプリズム駆動
用電磁石、５は偏光プリズム、６は結晶を示す。
従来の光スィッチとしては、プリズム等の光学素子を電
磁力等により移動させて光路を切り換える機械式のもの
と、電気光学効果、磁気光学効果等の結晶を用いた電子
式のものとがあるが、前者は駆動部が大型で、後者は光
学系が複雑であり、共に光ＩＣに絹み込む程の小型化は
困難で、構成部品も多いため、低価格化も実現しにくい
という欠点がある。
磁力等により移動させて光路を切り換える機械式のもの
と、電気光学効果、磁気光学効果等の結晶を用いた電子
式のものとがあるが、前者は駆動部が大型で、後者は光
学系が複雑であり、共に光ＩＣに絹み込む程の小型化は
困難で、構成部品も多いため、低価格化も実現しにくい
という欠点がある。
（Ｃ）発明の目的
本発明の目的は上記の欠点を除去し、良好な超小型の光
スィッチを提供することである。
スィッチを提供することである。
（ｄ） 発明の構成
上、ｉ己の目的は本発明によれば、光導波路において、
導波光が全反射するよう一端面を加工された導派路と光
が該導波路を伝搬してきて全反射した場合及び直進した
場合の夫々の光路上に受光用導波路を配置した構成にお
いて、該全反射面及び元が１６進した場合の受光用導波
路を垂直に切断する端面とを含む空間に屈折率整合用液
体を充填し、該空間の他の一面に発熱素子を設置し、該
屈折率整合用液体を加熱することにより、該空間に沸騰
現象による気化気泡を発生させ、該全反射面を屈折率非
整合状態にすることにより、導波光を全反徴 躬させて、光路を切り換えることを特〃とする光スイッ
チを提供することにより達成される。
導波光が全反射するよう一端面を加工された導派路と光
が該導波路を伝搬してきて全反射した場合及び直進した
場合の夫々の光路上に受光用導波路を配置した構成にお
いて、該全反射面及び元が１６進した場合の受光用導波
路を垂直に切断する端面とを含む空間に屈折率整合用液
体を充填し、該空間の他の一面に発熱素子を設置し、該
屈折率整合用液体を加熱することにより、該空間に沸騰
現象による気化気泡を発生させ、該全反射面を屈折率非
整合状態にすることにより、導波光を全反徴 躬させて、光路を切り換えることを特〃とする光スイッ
チを提供することにより達成される。
（ｅ） 発明の実施例
以下本発明の実施ｆ＋１１＆図面によって詳述する。
第２図は本発明を説明するための図で、（ａｌはスイッ
チ部を上から見た図で、左の導波路から来る光は右の導
波路に直進する。（ｂｌは（ａ）のＡＡ’断面図、（Ｃ
）は全反射した場合の図、（ｄ）は（Ｃ）のＡＡ！ＩＦ
ｒ而ｔ、７１面（ｅｌは立体図である。第３図の（ａｌ
は本発明の他の実施［＋ｌＩを示すものであり、（ｂ）
は（ａ）の８１３断面図である。図中７は送光導波路、
８は＠進光受光導波路、９は全反射光受光１．ｆＪ波路
、１０は７と８との間の空間、１１は１０の一面に固着
された発熱素子、１２は低屈折率透明体（クラッド）、
１３は屈折率１に台用液体、１４は拡大した４、１泡、
」５は圧力調整室である。
チ部を上から見た図で、左の導波路から来る光は右の導
波路に直進する。（ｂｌは（ａ）のＡＡ’断面図、（Ｃ
）は全反射した場合の図、（ｄ）は（Ｃ）のＡＡ！ＩＦ
ｒ而ｔ、７１面（ｅｌは立体図である。第３図の（ａｌ
は本発明の他の実施［＋ｌＩを示すものであり、（ｂ）
は（ａ）の８１３断面図である。図中７は送光導波路、
８は＠進光受光導波路、９は全反射光受光１．ｆＪ波路
、１０は７と８との間の空間、１１は１０の一面に固着
された発熱素子、１２は低屈折率透明体（クラッド）、
１３は屈折率１に台用液体、１４は拡大した４、１泡、
」５は圧力調整室である。
本発明は、三種Ｊ力の物質の境界面における屈折率によ
る光の屈折を利用し７、光路を二方向に確実に切り換え
る手段として、送光導波路端面に配：ｆ’１されている
屈折率整合用液体により通常はこの１１０折率整合用液
体の屈折率が整合しているため、低損失で導波光が直進
するが、加熱さｆｌて気体となった場合は、臨界角以上
に加工されているので、導波光が全反射するようにした
ものである。
る光の屈折を利用し７、光路を二方向に確実に切り換え
る手段として、送光導波路端面に配：ｆ’１されている
屈折率整合用液体により通常はこの１１０折率整合用液
体の屈折率が整合しているため、低損失で導波光が直進
するが、加熱さｆｌて気体となった場合は、臨界角以上
に加工されているので、導波光が全反射するようにした
ものである。
Ｄ、１４（５８９３Ａ）における屈折率は光ファイバー
１．４７４、光学ガンスＢ Ｋ ７は１５１７、である
から、例えはグリセリン１．４７３、四塩化炭素１．４
６１、ベンゼｙ１．５０１等が適し、更に沸点はグリセ
リン２９０℃、四塩化炭素７７℃、ベンゼン８０℃で、
この場合四塩化炭素、ベンゼンがより適し、これらの気
化熱は四塩化炭素４６ｃａｌ／ｇ。
１．４７４、光学ガンスＢ Ｋ ７は１５１７、である
から、例えはグリセリン１．４７３、四塩化炭素１．４
６１、ベンゼｙ１．５０１等が適し、更に沸点はグリセ
リン２９０℃、四塩化炭素７７℃、ベンゼン８０℃で、
この場合四塩化炭素、ベンゼンがより適し、これらの気
化熱は四塩化炭素４６ｃａｌ／ｇ。
ベンゼン９４ｃａｌ／ｇで、ベンゼンは１００℃で１．
８気りに、１２０℃で３気圧の蒸気圧を生じる。
８気りに、１２０℃で３気圧の蒸気圧を生じる。
一方ベンゼンは有毒であり四塩化炭素がより適轟である
。
。
第２図で、送光導波路７には直進光受光導波路８及び全
反射光受光導波路９が配置され、７と８の間の空間１０
の一面には発熱素子Ｉｆが因島−され、空間１０の他の
一曲及び力彼路の周辺は低屈折率透明体（クラット）１
２で暴れており、その中のを間には屈折率整合用液体１
３を充・具する。
反射光受光導波路９が配置され、７と８の間の空間１０
の一面には発熱素子Ｉｆが因島−され、空間１０の他の
一曲及び力彼路の周辺は低屈折率透明体（クラット）１
２で暴れており、その中のを間には屈折率整合用液体１
３を充・具する。
このように屈扛１元整合用液体を充填された状態では込
光界波路７かもの光はフレネル反射」ハ失も殆どなく直
進光受光導波路８に伝達される。発熱素子１１に通電す
ると、その表面が急激に加熱されて、これに接する液体
との間に蒸気層か生じ、更にこの蒸気圧によって、この
蒸気層は拡大した気泡１４となり、空間１０を満たす。
光界波路７かもの光はフレネル反射」ハ失も殆どなく直
進光受光導波路８に伝達される。発熱素子１１に通電す
ると、その表面が急激に加熱されて、これに接する液体
との間に蒸気層か生じ、更にこの蒸気圧によって、この
蒸気層は拡大した気泡１４となり、空間１０を満たす。
気体の屈折率は殆ど１．００であるので、導波光は送光
導仮路７の端面で全反射し、全反射受光導波路９に結合
される。その際送光導波路７のクラッドを通るが、垂直
入射或いはそれに近い状態であるため、フレネル反射で
僅かに損失するのみで全反射受光導波路９に結合される
。発熱素子１１えの通電を停止すると、気泡は周囲の液
体で冷却されて急速に収縮消滅する。発熱素子は熱容量
の小さいものを使い、急速な温度移動を可能とし、また
スイッチ部分は導波路の径を２００μｍとすると、空間
１０は実質的に４ Ｘ １０−７．という微小容量とな
り、気泡で満たすのは容易であり、゛冷却も液体の容量
をある程度にすれば、急速に行われる。
導仮路７の端面で全反射し、全反射受光導波路９に結合
される。その際送光導波路７のクラッドを通るが、垂直
入射或いはそれに近い状態であるため、フレネル反射で
僅かに損失するのみで全反射受光導波路９に結合される
。発熱素子１１えの通電を停止すると、気泡は周囲の液
体で冷却されて急速に収縮消滅する。発熱素子は熱容量
の小さいものを使い、急速な温度移動を可能とし、また
スイッチ部分は導波路の径を２００μｍとすると、空間
１０は実質的に４ Ｘ １０−７．という微小容量とな
り、気泡で満たすのは容易であり、゛冷却も液体の容量
をある程度にすれば、急速に行われる。
このようにして送光導波路７よりの導波光は再び直進光
受光導波路８に伝達される。
受光導波路８に伝達される。
周囲温度の影響は屈折率整合用液体の沸点が８０°Ｃ位
であることから通常の温度では動作に影響を与えない。
であることから通常の温度では動作に影響を与えない。
第３図は本発明の他の実施例を示すもので、第２図と異
なるのは、マトリックス・スイッチとした点で、動作発
熱素子の他の発熱素子（或いは屈折率整合用液体）えの
影響は、ガラスを導波路として使用するならば、ガラス
の熱伝導率が低いため、少ない。この実施例では、（Ｃ
１１えば１４）ＯＸ１００マトリクス・スイッチが１０
α四方、厚み０．５儂の大きさで実現できる。また構成
部品は光導波路、発熱素子、屈折率整合用液体が主なも
ので大幅な価格低下をすることができる。
なるのは、マトリックス・スイッチとした点で、動作発
熱素子の他の発熱素子（或いは屈折率整合用液体）えの
影響は、ガラスを導波路として使用するならば、ガラス
の熱伝導率が低いため、少ない。この実施例では、（Ｃ
１１えば１４）ＯＸ１００マトリクス・スイッチが１０
α四方、厚み０．５儂の大きさで実現できる。また構成
部品は光導波路、発熱素子、屈折率整合用液体が主なも
ので大幅な価格低下をすることができる。
（ｆ） 発明の効果
以上詳細に説明したように、本発明によれば従来の機械
式、１１℃子式等に比較して簡略極まる４７ｆ成で超小
ス（１遍の光スィッチを実現することが出来る。
式、１１℃子式等に比較して簡略極まる４７ｆ成で超小
ス（１遍の光スィッチを実現することが出来る。
第１図の（３１図は従来の可動プリズムを使用する機械
式光スィッチ、（１））図は同じ（従来の電子式光スィ
ッチを示す図である。 図中１は光導波路、２はレンズ、３は可動プリズムＰ（
へ動用′）ｉＩ、磁石、５は偏光プリズム、６は結晶を
示す。 第２図は本発明を説明するための図で、（ａ＋はスイッ
チ部を上から見た図で、左の導波路から来る元は右の４
波路に直進する。（ｂ）は（ａ）のＡＡ断面図、（Ｃ）
は全反射した場合の図、（ｄ）は（Ｃ）のＡＡ断面図、
（ｅ）は立体図である。第３図の（ａ）は本発明の他の
実施例を示すものであり、（ｂｌは（ａ）のＢＢ断面図
である。図中７は送光導波路、８は直進光受光導波路、
９は全反射光受光導波路、１０は７と８との間の空間、
１１は１０の一面に固着された発熱素子、１２は低屑折
率透明体（クラッド）、工３は屈折率整合用液体、１４
は拡大した気泡、１５は圧力調整室である。 １ −ｊ、ｉ 第１図 ／ｄ） （ｅ）
式光スィッチ、（１））図は同じ（従来の電子式光スィ
ッチを示す図である。 図中１は光導波路、２はレンズ、３は可動プリズムＰ（
へ動用′）ｉＩ、磁石、５は偏光プリズム、６は結晶を
示す。 第２図は本発明を説明するための図で、（ａ＋はスイッ
チ部を上から見た図で、左の導波路から来る元は右の４
波路に直進する。（ｂ）は（ａ）のＡＡ断面図、（Ｃ）
は全反射した場合の図、（ｄ）は（Ｃ）のＡＡ断面図、
（ｅ）は立体図である。第３図の（ａ）は本発明の他の
実施例を示すものであり、（ｂｌは（ａ）のＢＢ断面図
である。図中７は送光導波路、８は直進光受光導波路、
９は全反射光受光導波路、１０は７と８との間の空間、
１１は１０の一面に固着された発熱素子、１２は低屑折
率透明体（クラッド）、工３は屈折率整合用液体、１４
は拡大した気泡、１５は圧力調整室である。 １ −ｊ、ｉ 第１図 ／ｄ） （ｅ）
Claims (1)
- 光導波路において、導波光が全反射するよ５一端面を加
工された導波路と光が該導波路を伝搬してきて全反射し
た場合及び直進した場合の夫々の光路上に受光用導波路
を配置した構成において、該全反射面及び光が直進した
場合の受光用導波路を垂直に切断する端面とを含む空間
に屈折率整合用液体を充填し、該空間の他の一面に発熱
素子を設置し、該屈折率整合用液体を加熱することによ
り、該空間に沸騰現象による気化気泡を発生させ、該全
反射面を屈折率非整合状態にすることにより、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57216456A JPS59105603A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57216456A JPS59105603A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105603A true JPS59105603A (ja) | 1984-06-19 |
Family
ID=16688783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57216456A Pending JPS59105603A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59105603A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63315U (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-05 | ||
| JPH04146402A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-05-20 | Hitachi Cable Ltd | 光スイッチ及びその製造方法 |
| EP0813088A1 (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | Hewlett-Packard Company | Total internal reflection optical switches employing thermal activation |
| EP0871053A1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-14 | Hewlett-Packard Company | A method for making fluid optical switches |
| JP2003042102A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Nabco Ltd | 車両の戸閉め装置及びそのオプション弁 |
-
1982
- 1982-12-10 JP JP57216456A patent/JPS59105603A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63315U (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-05 | ||
| JPH04146402A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-05-20 | Hitachi Cable Ltd | 光スイッチ及びその製造方法 |
| EP0813088A1 (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-17 | Hewlett-Packard Company | Total internal reflection optical switches employing thermal activation |
| EP0871053A1 (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-14 | Hewlett-Packard Company | A method for making fluid optical switches |
| JP2003042102A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Nabco Ltd | 車両の戸閉め装置及びそのオプション弁 |
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