JPS626211B2

JPS626211B2 -

Info

Publication number: JPS626211B2
Application number: JP54018985A
Authority: JP
Inventors: Haurando Makumappon Donarudo
Original assignee: ABERCOM AFRICA Ltd
Current assignee: ABERCOM AFRICA Ltd
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1987-02-09
Also published as: US4175827A; JPS54126060A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、全般的には光エネルギの伝搬を制御
する光電装置に関し、またさらに特定すれば、伝
搬光流によつて運ばれるデータのマルチプレツク
スおよびデマルチプレツクスを行う光案内装置に
関する。

LiTaO₃またはLiNbO₃等のような光電材料から
成る板において重複モードの光学ビームを案内す
る装置は、当発明者およびそのグループによつて
論文「エレクトロ―オプテイツク・チヤネル・ウ
エーブガイド・モデユレータ・フオー・マルチモ
ード・フアイバ」アプライド・フイジツクス・レ
ターズ第28巻、第６号、1976年３月15日、第321
頁に説明されている。このような装置において対
向する金属ストリツプ電極は、透明な光電的に能
動的な板の両方の大きな面にはり付けることがで
きる。光は、電極の対向端部に隣接する能動板の
端部に垂直入射で当たるようにガラス繊維ガイド
によつて板に入りかつ取出される。対向電極に適
当な電圧を供給した時光電板に生じるわずかな屈
折率の変化が、出力繊維ガイドに対する入力繊維
ガイドからの光の伝搬を制御する。従つてこのよ
うな案内波光学系の種々の構成を利用して、変調
器、ハイブリツド結合器およびスイツチが考えら
れている。また複数の電気的にスイツチ可能な３
ポートハイブリツド結合器を組合せて、マルチプ
レツクスおよびデマルチプレツクス装置も形成さ
れている。このようなスイツチ可能な２つのハイ
ブリツド結合器は、高絶縁性単極双投スイツチを
形成するように組合せることができ、またＮ個の
このような結合器は、電気的に制御可能なＮ：１
マルチプレクサまたはデマルチプレクサを構成す
るために使用できる。

電気的にスイツチ可能な３ポート光学ハイブリ
ツド結合器は公知である。論文「マルチモード・
アクロマテイツク・エレクトロオプテイツク・ウ
エーブガイド・スイツチ・フオー・フアイバオプ
テイツク・コミユニケーシヨンズ」アプライド・
フイジツクス・レターズ第28巻、第12号、1976年
６月15日、第716頁において当発明者およびその
グループによつて説明された結合器を除いて、こ
れら公知技術のスイツチ可能なハイブリツド結合
器は、一般に光学エネルギ伝搬の単一モードでし
か動作せず、従つて所定の所望の構造的特徴およ
び重複モード結合器の当然の利点を持たない。こ
の論文のスイツチ可能な重複モード結合器は、再
び入出力繊維および対になつた電極を有し、これ
ら電極は、主光学チヤネルおよび分岐チヤネルを
形成するため間にあるギヤツプによつて電気的に
減結合されている。電圧は、屈折率を増大させか
つ同じ電極の下に光波ガイドを形成するように、
結晶の厚みにわたつて主チヤネル電極に加えられ
る。分岐ガイド電極に電圧を加えないかまたは逆
電圧を加えることによつて、光エネルギは、大体
において分岐チヤネルには結合されない。電圧が
分岐ガイド電極に供給されると、主チヤネルに伝
搬する光エネルギは、２つの光チヤネルに分割さ
れる。

これらおよびその他の光電的にスイツチ可能な
重複モード装置は、本発明によれば効果的なマル
チプレツクスまたはデマルチプレツクス装置を提
供するために使用できる。例えばこの目的に適し
たその他のスイツチ可能な結合装置は、「エレク
トロオプテイツク・マルチプレクサ・ウイズ・ハ
イ・インターチヤネル・イソレイシヨン」として
1977年５月12日に出願されかつスペリー・ランド
社に属する、エー・アール・ネルソンの米国特許
出願第796103号明細書に示されている。この装置
は、電極間の結晶の屈折率を減少するため、従つ
て電極によつて外形を決められた光学波ガイドを
形成するため、光電結晶の上面および下面に配置
された電極に電圧を加えることによつて形成され
た光学障壁波ガイドに結合された入出力繊維ガイ
ドを使用する。電極は、例えば主光学波ガイド、
分岐光学波ガイドおよび光学ゲートを形成するた
め、主および分岐波ガイドの交点に配置してもよ
い。主波ガイドから分岐波ガイドへの光学エネル
ギの結合は、ゲート電極から電圧を除去すること
によつて、従つて２つの光学波ガイドの間にある
障壁を除去することによつて行われる。光学エネ
ルギは、主波ガイドに第２のゲート電極を設け、
かつ２つのゲート電極の間で交互に電圧を供給す
ることによつてスイツチできる。

これらおよびその他のスイツチ可能な結合装置
は、単一モードまたは重複モードにかかわりなく
一般にスイツチ電極を励起するために比較的大き
な電圧および電力レベルを必要とする。例えば
400Vのオーダであるこれら電圧レベルは、例え
ば表面波形式のスイツチ、マルチプレクサおよび
デマルチプレクサに関して公知の電気的にスイツ
チ可能な装置を使用するため根本的な制限を生じ
る。本当に有用な光学マルチプレクサ構成を実現
するため、簡単な通常の半導体装置段から供給で
きる低いスイツチ電圧レベルが必要であり、この
ようなレベルは、ほぼ5Vである。マルチプレツ
クスのための光学的な要件は、供給可能な公知の
スイツチ可能な光学結合器によつて合理的な程度
に満たされるが、一方電圧、従つて電力の要件
は、経済的には満たされていない。それ故に本発
明の第１の目的は、光学マルチプレクサおよびデ
マルチプレクサにおいて、比較的低い励起電圧ま
たはスイツチ電圧および低い電力を有効に使用で
きるように、電気的にスイツチされる結合装置を
動作させる系を提供することにある。

本発明は、光信号の伝搬を制御する光電装置特
に伝搬光流によつて運ばれる符号化された形のデ
ータのマルチプレツクスおよびデマルチプレツク
スを行う光案内装置に関する。本発明によるマル
チプレクサまたはデマルチプレクサの実施例は、
光電的に能動的な板の対向する面上に配置された
複数の光案内電極を利用し、これら電極は、光電
板の実効屈折率を選択的に変化するため、基本波
および調波周波数で共振励起される。このように
して光は、入力光学ガイドと複数の光学信号伝搬
ガイドの選ばれた１つとの間に連続的に結合され
る。

本発明の実施例を以下図面によつて説明する。

第１Ａ図および第１Ｂ図において本発明は、前
記引用文献に示された一般的な形式の電気的にス
イツチ可能な３ポート結合器を使用したマルチプ
レクサまたはデマルチプレクサ１５の形でスイツ
チ可能な光学結合装置として示されている。この
ような３つの光学ハイブリツド結合器は、１：４
装置を生じるために使用され、従つて１つの通常
の入力繊維ガイド３２は、デマルチプレツクスの
ため選択的に光学信号を同様な４つの出力光学繊
維ガイド５０，５１，５２，５３のいずれにも結
合することができる。他方において４つの繊維光
学ガイド５０，５１，５２，５３内に生じる分離
された入力信号は、選択的かつ排他的に繊維光学
ガイド３２内へ伝搬することができ、このガイド
は、この時にはマルチプレクサ出力端子として使
用される。

本発明の光電部品は、Ｚ切断LiTaO₃，LiNbO₃
またはすでに供給可能な光電反応材料であつても
よい薄板３３上に形成される。導電性電極は、透
明な板３３のそれぞれの広い面上に蒸着されまた
は通常の技術を適用して形成される。板３３の下
面にある電極３１は、下面全範囲を覆つた薄い金
属フイルムにするだけでよく、従つてアースまた
は上面電極に対する別の基準電位板として線２０
および端子２１を介してそのまま使用され、かつ
上面電極と共に個々のコンデンサを形成する。

複数の上面電極３４，３７，３８，４３，４
４，４５，４６は、適当なマスクによつて金、銀
またはアルミニウムのような導電性金属を通常の
ように蒸着して、同時に互いに絶縁して容易に形
成される。チヤネルＡをなす第１の電極３４は、
板３３の入力面から１対の電気的に絶縁するギヤ
ツプ３５，３６へ延びており、適当な電圧を供給
した場合、電極３４は下側電極板３１と共動し、
波ガイドを形成し、このガイド内において光学エ
ネルギは、板３３の平らな入力面に突合せ結合さ
れた繊維光学ガイド３２に関して容易に伝搬す
る。光学結合器の対称的な分岐チヤネルＡおよび
チヤネルＢ構造を形成するため、電極３４は、小
さな角度の対称的な頂部３４ａを有し、かつそれ
ぞれの電極３７および３８の傾斜部３７ａおよび
３８ａは、図示したように頂部３４ａの両側に配
置されている。頂部３４ａおよび傾斜部３７ａお
よび３８ａの角度は、便宜上典形的なもので示さ
れているが、角度が小さい程、使用上有利なの
で、ギヤツプ３５および３６は、図示したものよ
りずつと長く、また入力光の大部分が、一層容易
にチヤネルＢまたはチヤネルＣに分岐できること
は明らかである。電気的に絶縁するギヤツプ３
５，３６を起えて電極３４とは反対側の電極３７
および３８の端部に、４つの出力チヤネルＤ，
Ｅ，ＦまたはＧへ選択的に光を供給する付加的な
２つのスイツチ可能な結合器が配置されている。
これらのチヤネルは、全体的に扇状パターンに配
置された付加的な電気的に選択可能な４つの光伝
搬路を定義するため、付加的な４つの金属電極を
含んでいる。このような電極４３，４４，４５，
４６は、それぞれ第１または入力光学スイツチの
頂部３４ａおよび傾斜部３７ａ，３８ａについて
説明したものと同様なギヤツプおよび分岐ガイド
構造を用いて電極３７および３８にスイツチ可能
に結合されている。このようにして電極３７のと
とがつた出力端部は、電気的に制御可能なスイツ
チを形成するため出力ガイド電極４３および４４
の傾斜部と共動し、それぞれの出力繊維ガイド５
０または５１の選ばれた１つへ通じるそれぞれの
電極４３または４４の一方または他方の下の流れ
に連続させるように、電極３７の下およびギヤツ
プ３９またはギヤツプ４０の下に流れる光の方向
を指示する。さらに電極３８のとがつた出力端部
は、別の電気的に制御可能なスイツチを形成する
ため出力ガイド電極４５または４６の傾斜部と共
動し、それぞれの出力繊維ガイド５２または５３
の選ばれた１つへ通じるそれぞれの電極４５また
は４６の一方または他方の下に選択的に伝搬する
ため、電極３８の下およびギヤツプ４１またはギ
ヤツプ４２の下に流れるいずれかの光の方向を指
示する。繊維光学ガイド３２のような繊維光学ガ
イド５０ないし５３は、板３３の平らな出力面に
突き合せて取付けられており、ここにおいて有利
な通常の方法で保持されていることが明らかであ
る。

第１Ａ図は、本発明の特別の形態を示してお
り、それにより３つのスイツチ可能な結合器に関
して光経路をスイツチするための電圧および電力
レベルはかなり低下できる。前記のように下側金
属板３１は、複数の上側電極のそれぞれと共にコ
ンデンサを形成しており、例えばコンデンサは、
電極３１および３７が存在するので板３３に形成
された容量Ｃを有する。このような容量Ｃを電圧
レベルＶに充電するのに必要なエネルギＵは、1/
２CV²である。容量Ｃは、典形的なマルチプレツ
クスおよびデマルチプレツクス動作において、周
波数で周期的に充放電されるものであり、その
結果電力損失Ｐ＝CV²を生じる。

例えば装置が、それぞれの電極毎に20PFの容
量Ｃを有するものとし、かつ電極が1.2MHzの速
度で400Vのレベルに励起されることが必要であ
るものとする。消費される電力Ｐは、ほぼ4.0W
になる。1.2MHzの速度は、スイツチ速度がデー
タ流の速度より早くなければならないので仮定す
るものである。このモデルはあまりに簡単化しす
ぎるが、実際の容量負荷は、電極の容量Ｃを含む
だけでなく、駆動回路および電線等の容量を含む
はずである。実際には１つの電極あたりの実際の
容量負荷のさらに現実的な見積りは10³PFであ
り、この値は、例えば１：４光学マルチプレクサ
においてほぼ200Wの観察された無効電力損失か
ら得られたものである。

本発明によれば電極あたりの不都合な電力損失
は、共振点で励起される同調された回路内にそれ
ぞれの電極対の実効容量Ｃおよびこれに結合され
た回路を含むことによつてＱによつて減少される
ので、fCV²／Ｑの大きさの程度によつて電力損
失は減少する。Ｑの値100は容易に得られるの
で、例えばこのようにして励起される４：１マル
チプレクサに対して電力損失は、0.04Wにしかな
らない。さらにそれぞれの電極容量が同調された
回路の一部として含まれるならば、それぞれの電
極において板３３にかかる電圧は、同調された回
路の端子にかかる電圧よりも比Ｑだけ大きい。
100のＱによつて容易に供給可能な5Vの駆動器出
力信号は、周調された回路によつてマルチプレク
サ電極対にかかる500Vの信号に変換される。従
つて共振駆動によつて装置は、適度な駆動電力だ
けを供給可能な通常の5V半導体駆動回路から困
難なく直接励起できる。

本発明によればスイツチ電極系の駆動は、さら
に第１Ａ図の調波駆動回路によつて行われ、その
際主発振器１は、例えば1.2MHzの周波数２で
動作するようになつている。発振器１の直接２
出力端子は、並列コンデンサ１６および１６ａを
共振励起するためインダクタンス２ａおよび端子
７を介して接続されており、コンデンサ１６およ
び１６ａは、第１Ｂ図の電極４４と３１の間およ
び電極４６と３１の間のそれぞれの容量を表わし
ている。発振器１の直接出力端子は、並列コンデ
ンサ１７および１７ｂを励起するためインバータ
４およびインダクタンス２ｂを介しても接続され
ており、コンデンサ１７および１７ａは、第１Ｂ
図の電極４３と３１の間および電極４５と３１の
間のそれぞれの容量を表わしている。間接バイア
ス源２１は、必要ならば前記のコンデンサ１６，
１６ａ，１７，１７ａに接続してもよく、かつ線
２３を介して接地されている。

発振器１は、通常の２分割カウンタ３にも信号
を供給し、このカウンタのｆ出力端子は、インダ
クタンス６ａおよび端子９を介して直接コンデン
サ１８に接続されている。分周器３の出力は、イ
ンバータ５によつてインダクタンス６ｂおよび端
子１０を介してコンデンサ１９にも供給される。
コンデンサ１８および１９は、それぞれ第1B図
において電極３８と３１の間および電極３７と３
１の間に形成されるそれぞれの容量を表わしてい
る。

および２信号の間の位相関係は、大体にお
いて第３図に波形を示すように調節されているの
で、チヤネルＢおよびＣ（第１Ｂ図）を形成する
電極３７および３８は、周波数で正弦波状に励
起され、一方電極４３，４４，４５および４６
は、周波数２で正弦波状に励起される。電極３
７および３８を周波数でスイツチ励起すること
によつて光は、マルチプレクサ１５の動作中に周
波数の半サイクル毎に、電極３７および３８の
下にあるそれぞれの分岐チヤネルＢおよびＣの一
方または他方へ方向指示される。

ギヤツプ３９，４０およびそれぞれの電極４
３，４４と組合わされた出力分岐チヤネルＦおよ
びＧは、周波数２で励起される電極によつて動
作する。例えば周波数の初めの半サイクルに光
がチヤネルＣに向けられたものとする。電極４３
および４４に加えられた２電圧が相応する全サ
イクルを経過する場合、光は、例えばまずチヤネ
ルＣから左へチヤネルＧへ向けられる。周波数
のこの半サイクルの間光は、チヤネルＢへ流れな
いようになつており、一方電極４３，４４に加え
られた電圧Ｖ_2fは、全サイクルにわたつて、まず
光をチヤネルＧに伝搬させ、かつそれからチヤネ
ルＦへ伝搬させ、従つて繊維光ガイド５１へ伝搬
させるように経過する。

すぐ次に入力スイツチは、電極３７，３８上の
周波数の位相の変化によつて動作し、光をチヤ
ネルＡからチヤネルＢへ向ける。それ枯に光は、
今度は電極３８およびギヤツプ４１，４２の下の
チヤネルＢに向けられる。この時電極４５および
４６の２電圧によつて、まず繊維光ガイド５２
に向けられ、それから周波数２が後続の半サイ
クルを経過する際に繊維光ガイド５３に向けられ
る。このサイクルはくり返し行われ、繊維光ガイ
ド３２における入力を出力ガイド５０ないし５３
へ順にデマルチプレツクスが行われ、またはマル
チプレツクスの際にはその反対に行われる。光が
相当するチヤネルＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇに流れているか
どうかに関係なく、実効コンデンサ１６，１６
ａ，１７，１７ａに２信号が生じるので、２
共振回路は常にこの周波数に同調したままである
ことは明らかである。

マルチプレツクスおよびデマルチプレツクスの
間の動作は、板３３が４つの繊維光学ガイド５
０，５１，５２，５３のいずれか１つに関して２
つのＹ結合器のタンデム構成のように動作すると
いうことによつて明らかである。電極３１に供給
される特定の直流バイアスによつてチヤネルＡか
らチヤネルＢまたはＣに伝達される光信号は、大
体においてそれぞれの関数1/2（１＋Sinft）また
は1/2（１−Sinft）によつて表わすことができ
る。その他のＹ結合器に対して同様な関数表現を
使用し、かつ出力端子５０，５１，５２または５
３に達する信号が２つの中間Ｙ結合器に対する伝
達係数の積であることがわかれば、４つの出力端
子のそれぞれに達する光信号は、大体において1/
４（１±sinft）（１±sin2ft）によつて示される４
つの係数によつて表わすことができる。実際に両
極性の電圧は、十分に光をＹ結合器へ２つの方向
のうちの１つに向けるように使われる。従つて大
きな交流電圧によつて光信号レベルは、第３図に
さらに明確に示すようにオンおよびオフの両方の
状態において飽和する。

このようなスイツチを使用して、調波関係にあ
りかつ適当な位相関係に制御された２つの正弦波
周波数は、到来光信号を４つの出力ポート５０な
いし５３の選ばれた１つへ順に分配するため使わ
れ、従つて４：１分割のマルチプレツクスが可能
である。相互関係の規則によれば、同じ装置が、
マルチプレクサまたはデマルチプレクサとして交
換可能に動作する。さらに当業者にとつて本発明
が、Ｎ：１の比が２_Nであるようなマルチプレク
サおよびデマルチプレクサを提供するために容易
に拡張できることは明らかであり、その際Ｎは、
装置の連続スイツチ段の数であり、２_Nは、１つ
の出力または入力ポートに結合される入力または
出力ポートの数である。この場合必要なＮ個の励
起電圧は、それぞれ、２、４…2Nであ
る。当業者にとつて第１Ｂ図の２段励起回路がよ
り多くのスイツチ段を含むように容易に拡張でき
ることは明らかである。

本発明の新しい方式は、その他の電気的にスイ
ツチ可能な結合装置に基くマルチプレクサ・デマ
ルチプレクサ装置の構成に容易に適用できる。例
えば第２図の構成は、電気的に変更可能な結合器
を用いた相対的に対称の構成を示しており、これ
は、前記のネルソンの米国特許出願第796103号明
細書に記載された結合器の変形である。

ネルソンの明細書には、ここでも電気的に能動
の材料から成る板３３上で使用するのに適した独
自の光経路スイツチ装置が示されているが、第１
Ｂ図のスイツチに使われたものとは異つた光案内
方式が適用されている。第２図においてチヤネル
Ａを形成を形成する入力光学波ガイドは、透明な
板３３の両面に蒸着できる２つの障壁電極６０お
よび６１から成る。電極６０，６１と対向電極ま
たは電極３１との間に加えられる電圧は、電極の
電界によつて作用を受ける空間内で屈折率を減少
するような極性を有する。屈折率の変化によつ
て、障壁の間の範囲に発射された入射光を反射す
る電極構造によつて定義される障壁が生じ、従つ
て全搬的に障壁電極パターンによつて定義される
光学波ガイドが形成される。

第２図において入力繊維ガイド３２と共動する
典形的なネルソンのスイツチの説明において、障
壁電極６０，６１に電圧が加えられると、入力波
案内チヤネルＡが形成される。障壁電極６４およ
び６５は、同様に励起された時に伝搬チヤネルＢ
およびＣを形成するため、それぞれの電極６０，
６１と共動する。２つの分岐光ガイドが、このよ
うにしてチヤネルＡに対して対称に形成されるこ
とは明らかである。絶縁されたゲート電極６２，
６３は、チヤネルＢおよびＣの口のところに対向
して配置され、例えばゲート電極６３は、閉じた
または連続した光学ガイドとして根本的に障壁電
極６１および６４を実効的に結合する連結部であ
るかのように、チヤネルＢの口のところに配置さ
れている。従つて障壁形成電圧が、ゲート電極６
３に加えられ、かつゲート６２に加えられないな
らば、チヤネルＡ内の光は、なめらかにチヤネル
Ｃ内へ伝搬する。他方においてスイツチ電圧が反
対のゲート電極６２に加えられ、かつゲート６３
に加えられないと、光は、チヤネルＡからチヤネ
ルＢへ伝搬する。

マルチプレツクスまたはデマルチプレツクス動
作を行うため、４つの出力繊維光学ガイド５０な
いし53に関連して、ネルソンスイツチのような付
加的なスイツチ６６および６７の対がチヤネルＢ
およびＣに結合されている。このようにしてスイ
ツチ６６内のゲート電極は、周波数２で励起し
た際、チヤネルＣに流れる光をチヤネルＧまたは
チヤネルＥに分岐する。同様にスイツチ６７内の
ゲート電極は、光がチヤネルＢ内に流れている
時、かつゲートが周波数２で励起された時、光
をチヤネルＥまたはチヤネルＤに分岐する。従つ
て第１Ａ図および第１Ｂ図の構成におけるよう
に、線９および１０に加えられた周波数の信号
と線１１および１２に加えられた周波数２の信
号とは、繊維光学ガイド３２に存在するどのよう
な光もガイド５０，５１，５２および５３へ連続
的にくり返して走査するように共動する。

第１Ｂ図および第２図の装置に関するこのよう
な動作は、前記のことから全く明らかである。第
３図において板３３の実効屈折率の所望の連続的
かつ周期的な変化を行う個々の波形が示されてい
る。波８０は、両方の装置の端子９に加えられる
電圧波＋Ｖを表わしており、また波８２は、端
子１０に結合される反転波−Ｖを表わしてい
る。波８１および８３は、連続的にチヤネルＡか
らチヤネルＢおよびＣへ向けられた相応する光パ
ルスを表わしている。波８４および８８は、端子
７に加えられた電圧波＋V2であり、かつ波８
６および９０は、端子８に加えられた対応する電
圧波−V2である。および２波間の共動の
結果として、連続的な位相を有する光パルス８
５，８７，８９および９１が、装置のそれぞれの
出力チヤネルＤ，Ｅ，ＦおよびＧに生じる。

第１Ｂ図の実施例の正常動作においてスイツチ
極性は、複数のチヤネルに関して板３３の部分の
屈折率を増大するようになつている。従つて通常
加えられる交流電圧は、常に屈折率を増大するよ
うに、０と正しい極性の電圧尖頭値との間で変化
する。Ｓ／Ｎ比を最大にすべき特定の情況におい
て複数チヤネルのそれぞれを、ＶかまたはV2
かに関係なく、励起電圧の非伝搬位相において
わずかに阻止するように強制することは望まし
い。この場合正弦波８０，８２，８４，８６，８
８および９０は、０電圧軸に単に接する代りに、
この軸を起えてわずかに低下するようにしてもよ
い。第２図の構造において障壁電極６０，６１，
６４，６５等に加えられる電圧は、能動板３３の
屈折率を減少するような極性であることも指摘し
ておく。ゲート電極６２，６３等は、OVと板３
３の屈折率の低下を生じる尖頭電圧との間で動作
し、それ故に光の通過を禁止する。さらに高次の
マルチプレツクスまたはデマルチプレツクスが本
発明により実施できることは明らかである。その
ため付加的なスイツチ部または配列を図示された
第１および第２の配列に加えてもよい。第１Ｂ図
において例えばチヤネルＤ，Ｅ，ＦおよびＧは、
例えば８つの出力チヤネルに関するマルチプレツ
クスのため、４つのスイツチの第３の配列内へ１
つずつ加えてもよい。この時スイツチ周波数は、
１：２：４の比になるようにする。さらに一般的
に本発明は、例えば２_Nの比を有するマルチプレ
クサの構成を提供するように拡張でき、その際Ｎ
は、段数であり、２_Nは、信号入力（または出
力）ポートに結合された出力（または入力）ポー
トの数である。この場合それぞれ周波数，２
，４…2NのＮ個の励起電圧が必要であ
る。本発明のその他の変形は、当業者にとつて容
易に明らかである。

従つて本発明が、複数の共振励起される光案内
電極を用いて多重モード光信号のマルチプレツク
スおよびデマルチプレツクスを行う改善された系
であることは明らかであり、その際電極は、光電
的に能動的な板の対向面上に配置される。基本波
および調波周波数における励起によつて、板の実
効的な屈折率を選択的に変えることができ、光流
は、連続的に一方の光学波ガイドと光学波ガイド
の配列の選ばれた１つとの間に結合される。本発
明によれば、低電圧交流電源を用いて電極を十分
に励起することができる。時分割多重スイツチま
たはマルチプレツクスまたはデマルチプレツクス
動作が、高圧スイツチ電圧を必要とすることなく
こじんまりした集積構造物で行われ、電力および
電圧の需要は、組込まれた共振回路のＱに等しい
係数だけ低下する。

本発明を有利な実施例について説明したが、こ
こで使われた言葉が限定というよりはむしろ表現
のための言葉であり、また特許請求の範囲の枠内
における変更が本発明の枠からはずれることなく
可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、調波関係の周波数の励起電圧を発
生する系の配線図、第１Ｂ図は、本発明の１実施
例の斜視図、第２図は、本発明の第２の実施例の
平面図、第３図は、本発明の動作を説明するため
に使用する波形図である。符号の説明、１：発振器、２，６：インダクタ
ンス、３：カウンタ、４，５：インバータ、１
６，１７，１８，１９：コンデンサ、３１：下側
電極、３２，５０，５１，５２，５３：繊維光学
ガイド、３３：板、３４，３７，３８，４３，４
４，４５，４６：上面電極。

Claims

【特許請求の範囲】１電気的に可変の実効屈折率を有する光学的に
透明な材料から成る板が設けられており、第１の位置において実効屈折率を変えるため、
前記板を通る第１の電界を形成する第１の絶縁さ
れた電極手段が設けられており、それにより前記
可変電界に対して垂直に前記板内において選択可
能な分岐光経路の第１の対を形成し、第１の絶縁された電極手段が、基本周波数正弦
波電圧によつて励起され、かつ第２および第３の絶縁された電極手段が、前記
第１の位置から離れたそれぞれ第２および第３の
位置において実効屈析率を変えるため、前記板を
通る第２および第３の電界を形成するように、そ
れぞれ前記第１の対の選択可能な分岐光経路と共
働関係に配置されており、それによりそれぞれ前
記第２および第３の可変電界に対して垂直に前記
板内において選択可能な分岐光経路の第２および
第３の対を形成し、前記第２および第３の絶縁された電極手段が、
前記基本周波数正弦波電圧の調波の周波数で励起
され、前記基本周波数および調波周波数の正弦波電圧
が、所定の位相関係を有し、それにより前記第２
および第３の対の選択可能な分岐光経路の個別的
な１つが選ばれることを特徴とする、切り換え可能な光学結合装
置。２調波および基本正弦波電圧が、２：１の比の
周波数を有する、特許請求の範囲第１項記載の装
置。３調波および基本正弦波電圧の振幅が、ほぼ等
しい、特許請求の範囲第２項記載の装置。４板は、第１および第２の対向した大きな面、
および第１および第２の対向した小さな面を有
し、これら小さな面は、前記大きな面に対してほ
ぼ垂直な関係に配置されている、特許請求の範囲
第１項記載の装置。５第１の光ガイド手段が、第１の小さな面にお
いて板と光を交換する関係を有し、かつ複数の光
ガイド手段が、第２の小さな面において板と光を
交換する関係を有する、特許請求の範囲第４項記
載の装置。６第１、第２および第３の絶縁された電極手段
が、少なくとも１つの対向する大きな面に配置さ
れており、第１の光ガイド手段と複数の光ガイド
手段の間で板を通して第１、第２および第３の対
の選択可能な分岐光経路を形成する、特許請求の
範囲第５項記載の装置。７第１、第２および第３の絶縁された電極手段
が、板手段と共にそれぞれ第１、第２および第３
の容量手段を形成しており、発振器手段が設けら
れており、かつ第１の誘導手段が、前記発振器手
段に直列接続されており、基本電圧の周波数で前
記第１の容量手段と共振する、特許請求の範囲第
６項記載の装置。８発振器手段に応答する分周器手段が設けられ
ており、かつ第２の誘導手段が、前記分周器手段
に直列接続されており、調波電圧の周波数で少な
くとも第２の容量手段と共振する、特許請求の範
囲第７項記載の装置。９第１、第２および第３の絶縁された電極手段
が、それぞれ板手段と共働してそれぞれ第１、第
２および第３の容量手段を形成しており、信号発
生器手段が設けられており、かつ第１および第２
の誘導手段が、前記信号発生器手段に応答し、第
１の容量手段と第１の誘導手段が、基本周波数で
共振する手段を形成し、かつ第２および第３の容
量手段と第２の誘導手段が、調波周波数で共振す
る手段を形成している、特許請求の範囲第６項記
載の装置。１０第１の光ガイド手段と複数の光ガイド手段
が、板に突き合わせて取り付けたフアイバオプチ
ツク光ガイド手段から成る、特許請求の範囲第５
項記載の装置。１１電気的に可変の屈折率を有する光学的に透
明な材料から成る板が、第１および第２の対向す
る大さな面、およびほぼこれら大きな面に対して
垂直な第１および第２の対向する小さな面を有
し、第１の光ガイド手段が、第１の小さな面におい
て板と光を交換し、複数の光ガイド手段が、それぞれ第２の小さな
面において板と光を交換し、複数の電極手段が、前記対向する大きな面に配
置されており、前記第１の光ガイド手段と前記複
数の光ガイド手段のうち１つとの間で板手段を通
して複数の選択可能な光経路を形成し、前記複数の電極手段のうち少なくとも第１の対
が、前記複数の選択可能な光経路のうち第１およ
び第２のものに対して第１の光ガイド手段内を伝
わる光を基本周波数で切り換える手段を有し、前記複数の電極手段のうち少なくとも第２の対
が、前記複数の光経路のうち第３および第４のも
のに対して前記複数の選択可能な光経路のうち前
記第１のもの内を伝わる光を前記基本周波数の調
波で切り換える手段を有する、特許請求の範囲第１項記載の装置。１２調波および基本正弦波電圧が、２：１の比
の周波数を有する、特許請求の範囲第１１項記載
の装置。１３調波および基本正弦波電圧の振幅が、ほぼ
等しい、特許請求の範囲第１２項記載の装置。１４複数の電極手段のうち少なくとも第３の対
が、複数の光経路のうち第５および第６のものに
対して複数の光経路のうち第２のものを伝わる光
を基本周波数の調波で切り換える手段を有する、
特許請求の範囲第１１項記載の装置。１５対向する大きな面および対向する小さな面
を有し電気的に可変の屈折率を有する光学的に透
明な材料から成る板、前記小さな面のうち一方にある光学ポート手
段、これと対向する小さな面にある複数の光学ポー
ト手段、前記大きな面のうち一方にある電極手段、およ
びこれと対向する大きな面にある複数の電極手段
が設けられており、これら複数の電極手段は、前記光学ポート手段
に対して光を結合する第１の電極手段、前記第１
の電極手段に対して電気的には絶縁されているが
連続して並べて配置された第２および第３の電極
手段、前記第２の電極手段に対して電気的には絶
縁されているが連続して並べて配置された第４お
よび第５の電極手段、および前記第３の電極手段
に対して電気的には絶縁されているが連続して並
べて配置された第６および第７の電極手段から成
り、基本正弦波周波数で第２および第３の電極手段
を励起する信号発生器手段が設けられており、こ
の信号発生器手段は付加的に第４、第５、第６お
よび第７の電極手段を前記基本周波数の調波で励
起し、それにより光の流れが、前記ポート手段と前記
複数のポート手段のうち連続した１つとに対し
て、連続的に切り換えられる、特許請求の範囲第１項記載の装置。１６相反する位相の基本周波数が、それぞれ第
２および第３の電極手段に供給される、特許請求
の範囲第１５項記載の装置。１７相反する位相の調波周波数が、それぞれ第
４および第６と第５および第７の電極手段に供給
される、特許請求の範囲第１６項記載の装置。１８第１および第２の端部を有しかつ電界によ
り可変の屈折率を有する光学的に透明な材料から
成る板が設けられており、前記第１の端部に第１の光学ポート手段が設け
られており、前記第２の端部に複数の光学ポート手段が設け
られており、板内において前記第１の光学ポート手段と前記
複数の光学ポート手段との間に複数の独立した電
位の光経路を形成する手段が設けられており、前記第１の光学ポート手段と共働する第１の光
学スイツチ手段が設けられており、前記第１の光
学スイツチ手段が、前記第１および第２の光経路
と前記光学ポート手段との間の光の流れを方向付
けるため基本周波数正弦波電圧で励起される第１
の対の電極手段を有し、かつ前記第１の光学スイツチ手段と共働する第２の
光学スイツチ手段が設けられており、前記第２の
光学スイツチ手段が、前記第１および第２の光経
路と前記複数の光学ポート手段とに対して光の流
れを方向付けるため前記基本周波数電圧の調波で
励起される第２および第３の電極手段を有する、特許請求の範囲第１項記載の装置。１９調波電圧が、基本周波数電圧の２倍の周波
数を有する、特許請求の範囲第１８項記載の装
置。２０調波電圧の振幅が、基本周波数電圧のほぼ
Ｎ倍であり、その際Ｎが、ほぼ２―2.1の値の範
囲にある、特許請求の範囲第１８項記載の装置。