JP2774346B2 - 空間光マトリックススイッチデバイス - Google Patents
空間光マトリックススイッチデバイスInfo
- Publication number
- JP2774346B2 JP2774346B2 JP1862490A JP1862490A JP2774346B2 JP 2774346 B2 JP2774346 B2 JP 2774346B2 JP 1862490 A JP1862490 A JP 1862490A JP 1862490 A JP1862490 A JP 1862490A JP 2774346 B2 JP2774346 B2 JP 2774346B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- substrate
- reflecting mirror
- function
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光通信、光情報処理システム等の分野で用
いられる空間光変調器、並列光スイッチ、光交換器等の
空間光マトリックススイッチデバイスに関する。
いられる空間光変調器、並列光スイッチ、光交換器等の
空間光マトリックススイッチデバイスに関する。
従来の技術 従来、この種の空間光マトリックススイッチデバイス
として特開昭58−111019号公報に示されるものがある。
第４図はその構成を示すもので、感光媒質１上に光の干
渉を利用して回折格子（図示せず）を形成し、フォトエ
ミッタ回路２から出た光をコリメート手段３を通してコ
リメートし、感光媒質１上に形成された回折格子により
フォトレセプタ回路４上の所定位置に光ビームを出射さ
せて光学的結合を得るようにしたものである。このデバ
イスでは、感光媒質１にBSO結晶のような光導電効果と
電気光学効果とを併せ持つ結晶を用いることにより、回
折格子を可変にして書込み光により任意の回折格子を形
成できるため、フォトエミッタ回路２とフォトレセプタ
回路４との間の光学的結合を任意に選択することが可能
となる。
として特開昭58−111019号公報に示されるものがある。
第４図はその構成を示すもので、感光媒質１上に光の干
渉を利用して回折格子（図示せず）を形成し、フォトエ
ミッタ回路２から出た光をコリメート手段３を通してコ
リメートし、感光媒質１上に形成された回折格子により
フォトレセプタ回路４上の所定位置に光ビームを出射さ
せて光学的結合を得るようにしたものである。このデバ
イスでは、感光媒質１にBSO結晶のような光導電効果と
電気光学効果とを併せ持つ結晶を用いることにより、回
折格子を可変にして書込み光により任意の回折格子を形
成できるため、フォトエミッタ回路２とフォトレセプタ
回路４との間の光学的結合を任意に選択することが可能
となる。
発明が解決しようとする課題 ところが、このような空間光マトリックススイッチデ
バイスでは、基本的に回折格子を形成するための書込み
系や、書込み光と信号光とを分離させるための光学系な
どが必要であり、素子自体が大きくなってしまう。ま
た、BSOなどの電気光学結晶は一般にその電気光学効果
が小さく、光の作用によって誘起される格子の回折効率
も小さいものである。よって、光路変換などに用いた場
合、その変換が不十分となりスイッチ特性を悪化させる
一因ともなる。
バイスでは、基本的に回折格子を形成するための書込み
系や、書込み光と信号光とを分離させるための光学系な
どが必要であり、素子自体が大きくなってしまう。ま
た、BSOなどの電気光学結晶は一般にその電気光学効果
が小さく、光の作用によって誘起される格子の回折効率
も小さいものである。よって、光路変換などに用いた場
合、その変換が不十分となりスイッチ特性を悪化させる
一因ともなる。
課題を解決するための手段 熱光学効果を有する物質により形成された基板と、２
次元アレイ状に配列された入力側光導波路間に規則的に
配設させて前記基板の一面に形成された加熱機能及び反
射鏡機能を持つ単層又は複数層の加熱側反射鏡と、前記
入力側光導波路に対応する出力側光導波路用の出射窓を
備えて前記基板の他面に形成された放熱機能及び反射鏡
機能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡と、前記加熱
側反射鏡の各々に選択的に電力を供給する電力供給手段
とよりなり、加熱側反射鏡に選択的に電力を供給したと
きの加熱による基板の熱光学効果により入・出力側光導
波路間の結合を切換え制御するようにした。
次元アレイ状に配列された入力側光導波路間に規則的に
配設させて前記基板の一面に形成された加熱機能及び反
射鏡機能を持つ単層又は複数層の加熱側反射鏡と、前記
入力側光導波路に対応する出力側光導波路用の出射窓を
備えて前記基板の他面に形成された放熱機能及び反射鏡
機能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡と、前記加熱
側反射鏡の各々に選択的に電力を供給する電力供給手段
とよりなり、加熱側反射鏡に選択的に電力を供給したと
きの加熱による基板の熱光学効果により入・出力側光導
波路間の結合を切換え制御するようにした。
作用 加熱側反射鏡に対して電力を供給しない状態では基板
が加熱されず熱光学効果を発揮しないため、入射光は基
板を直進透過し対応する出射窓の出力側光導波路に結合
される。一方、注目するある入力側光導波路に近接した
ある加熱側反射鏡に電力を供給して加熱すると、対応す
る放熱側反射鏡部分との間で基板内部が加熱される。こ
れにより、この部分の基板は熱光学効果によって屈折率
が変化して屈折率分布を持つため、基板内部で入射光を
屈折させる。屈折された光は、放熱側反射鏡と加熱側反
射鏡との間で反射を繰返しながら進路を変えて伝搬し、
近接する別の出射側光導波路に切換え結合される。これ
により、確実かつ高速の光スイッチングが可能となり、
かつ、熱光学効果を利用しているため、偏光や波長に依
存しないスイッチングが可能となる。構成的にも基板両
面に対して所定の加熱側、放熱側反射鏡の膜を面内に一
括に形成すればよく、薄型構造として小型デバイス化が
可能で、製作も容易なものとなる。
が加熱されず熱光学効果を発揮しないため、入射光は基
板を直進透過し対応する出射窓の出力側光導波路に結合
される。一方、注目するある入力側光導波路に近接した
ある加熱側反射鏡に電力を供給して加熱すると、対応す
る放熱側反射鏡部分との間で基板内部が加熱される。こ
れにより、この部分の基板は熱光学効果によって屈折率
が変化して屈折率分布を持つため、基板内部で入射光を
屈折させる。屈折された光は、放熱側反射鏡と加熱側反
射鏡との間で反射を繰返しながら進路を変えて伝搬し、
近接する別の出射側光導波路に切換え結合される。これ
により、確実かつ高速の光スイッチングが可能となり、
かつ、熱光学効果を利用しているため、偏光や波長に依
存しないスイッチングが可能となる。構成的にも基板両
面に対して所定の加熱側、放熱側反射鏡の膜を面内に一
括に形成すればよく、薄型構造として小型デバイス化が
可能で、製作も容易なものとなる。
実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説
明する。本実施例の空間光マトリックススイッチデバイ
スは、熱光学効果を有する物質、例えばガラス、PLZTな
どにより形成されて使用する波長光に対して透明な基板
11をベースとして構成される。この基板11の入射側一面
には加熱機能と反射鏡機能とを持つ加熱側反射鏡12の膜
が単層又は複数層構造で複数個個別に形成されている。
これらの加熱側反射鏡12は２次元アレイ状配列の入力側
光導波路、ここでは入射光ファイバ13による入射位置14
間を埋めるように規則的に正しく配設されている。即
ち、基板11の一面において縦横に一定の間隔で配列され
ている。また、基板11の出射側他面には放熱機能（ヒー
トシンク）と反射鏡機能とを持つ放熱側反射鏡15の膜、
例えば金属膜が形成されている。ここに、この放熱側反
射鏡15には前記入射位置14に対応させて２次元アレイ状
に正しく配列させた円形の出射窓16が形成されている。
ここに、前記加熱側反射鏡12は例えば第１図に示すよう
にTiやNi/Crによる薄膜ヒータ12AとAuを用いた薄膜反射
鏡12Bとを保護膜12Cで分離した３層構造として形成され
ている。また、放熱側反射鏡15は熱伝導率の高いAuを用
いた厚膜反射鏡構造とされている。このような反射鏡1
2,15はスパッタリング法、蒸着法等の通常の薄膜形成技
術やフォトリソグラフィ等の加工技術によって、高精度
かつ簡単に形成できる。
明する。本実施例の空間光マトリックススイッチデバイ
スは、熱光学効果を有する物質、例えばガラス、PLZTな
どにより形成されて使用する波長光に対して透明な基板
11をベースとして構成される。この基板11の入射側一面
には加熱機能と反射鏡機能とを持つ加熱側反射鏡12の膜
が単層又は複数層構造で複数個個別に形成されている。
これらの加熱側反射鏡12は２次元アレイ状配列の入力側
光導波路、ここでは入射光ファイバ13による入射位置14
間を埋めるように規則的に正しく配設されている。即
ち、基板11の一面において縦横に一定の間隔で配列され
ている。また、基板11の出射側他面には放熱機能（ヒー
トシンク）と反射鏡機能とを持つ放熱側反射鏡15の膜、
例えば金属膜が形成されている。ここに、この放熱側反
射鏡15には前記入射位置14に対応させて２次元アレイ状
に正しく配列させた円形の出射窓16が形成されている。
ここに、前記加熱側反射鏡12は例えば第１図に示すよう
にTiやNi/Crによる薄膜ヒータ12AとAuを用いた薄膜反射
鏡12Bとを保護膜12Cで分離した３層構造として形成され
ている。また、放熱側反射鏡15は熱伝導率の高いAuを用
いた厚膜反射鏡構造とされている。このような反射鏡1
2,15はスパッタリング法、蒸着法等の通常の薄膜形成技
術やフォトリソグラフィ等の加工技術によって、高精度
かつ簡単に形成できる。
ここに、加熱側反射鏡12は各々個別に電力供給手段
（図示せず）により選択的な電力の供給を受けて加熱作
用を示す。また、入射位置14に対しては第１図に示すよ
うに、入射光ファイバ13とともにコリメートレンズ17が
結合され、出射窓16に対しては集光レンズ18を介して出
射側光導波路としての出射側光ファイバ19が結合される
ものである。
（図示せず）により選択的な電力の供給を受けて加熱作
用を示す。また、入射位置14に対しては第１図に示すよ
うに、入射光ファイバ13とともにコリメートレンズ17が
結合され、出射窓16に対しては集光レンズ18を介して出
射側光導波路としての出射側光ファイバ19が結合される
ものである。
このような構成において、本実施例の動作原理を第１
図により説明する。いま、ある入射光ファイバ13aを伝
搬してきた入射光20aがコリメートレンズ17aによりコリ
メートされて基板11に入射する場合を考える。この時、
加熱側反射鏡12に電力が供給されず加熱されていないと
すると、入射光20aは一点鎖線で示すように基板11中を
直進透過して、対応する出射窓16aの集光レンズ18aを通
り、出射光21aとして出射光ファイバ19a中に出射され
る。一方、直下の加熱側反射鏡12aに電力を供給して加
熱すると、この加熱側反射鏡12aと対応する放熱側反射
鏡15部分との間で基板11内部が加熱される。この時、基
板11の熱光学効果により屈折率が変化して屈折率分布が
形成される。よって、入射位置14aから入射した入射光2
0aは実線で示すように基板11内部で屈折されるととも
に、反射鏡12a,15により反射を繰返して伝搬し、近接し
た出射側の出射窓16bの集光レンズ18bbに結合して対応
する出射光ファイバ19b中に出射光21bとして出射され
る。この場合、偏光や波長には依存しない。
図により説明する。いま、ある入射光ファイバ13aを伝
搬してきた入射光20aがコリメートレンズ17aによりコリ
メートされて基板11に入射する場合を考える。この時、
加熱側反射鏡12に電力が供給されず加熱されていないと
すると、入射光20aは一点鎖線で示すように基板11中を
直進透過して、対応する出射窓16aの集光レンズ18aを通
り、出射光21aとして出射光ファイバ19a中に出射され
る。一方、直下の加熱側反射鏡12aに電力を供給して加
熱すると、この加熱側反射鏡12aと対応する放熱側反射
鏡15部分との間で基板11内部が加熱される。この時、基
板11の熱光学効果により屈折率が変化して屈折率分布が
形成される。よって、入射位置14aから入射した入射光2
0aは実線で示すように基板11内部で屈折されるととも
に、反射鏡12a,15により反射を繰返して伝搬し、近接し
た出射側の出射窓16bの集光レンズ18bbに結合して対応
する出射光ファイバ19b中に出射光21bとして出射され
る。この場合、偏光や波長には依存しない。
従って、一般論としては、第３図に示すように、入射
側のある１つの入射光ファイバ13に注目した場合、その
周り（上下左右）の４つの加熱側反射鏡を12b〜12eと
し、出射側において入射光ファイバ13に対応する出射光
ファイバを19a、出射光ファイバ19aの周り（上下左右）
の４つの出射光ファイバを19b〜19eとすると、加熱側反
射鏡12b〜12eに対する電力供給の制御により、出射光フ
ァイバ19a〜19eの任意のものに結合させることができ
る。即ち、何れの加熱側反射鏡12b〜12eにも電力を供給
しなければ出射光ファイバ19aに結合させ、加熱側反射
鏡12bのみに電力を供給すれば出射光ファイバ19bに結合
させ、…、同様にして、加熱側反射鏡12eのみに電力を
供給すれば出射光ファイバ19eに結合させることができ
る。
側のある１つの入射光ファイバ13に注目した場合、その
周り（上下左右）の４つの加熱側反射鏡を12b〜12eと
し、出射側において入射光ファイバ13に対応する出射光
ファイバを19a、出射光ファイバ19aの周り（上下左右）
の４つの出射光ファイバを19b〜19eとすると、加熱側反
射鏡12b〜12eに対する電力供給の制御により、出射光フ
ァイバ19a〜19eの任意のものに結合させることができ
る。即ち、何れの加熱側反射鏡12b〜12eにも電力を供給
しなければ出射光ファイバ19aに結合させ、加熱側反射
鏡12bのみに電力を供給すれば出射光ファイバ19bに結合
させ、…、同様にして、加熱側反射鏡12eのみに電力を
供給すれば出射光ファイバ19eに結合させることができ
る。
なお、図示例に限らず、例えば加熱側反射鏡12等の構
成、配列を工夫することにより、入出力光ファイバ間の
接続を任意に変えることができる。
成、配列を工夫することにより、入出力光ファイバ間の
接続を任意に変えることができる。
発明の効果 本発明は、上述したように熱光学効果を有する物質に
よる基板の両面に、各々、加熱機能及び反射鏡機能を持
つ単層又は複数層の加熱側反射鏡と、放熱機能及び反射
鏡機能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡とを形成し
て、加熱側反射鏡の各々に選択的に電力を供給すること
により基板の熱光学効果を利用して入・出力側光導波路
間の結合を切換え制御するようにしたので、確実かつ高
速の光スイッチングが可能で、特に、熱光学効果を利用
しているため、偏光や波長に依存しないスイッチングも
可能で、また、構成的にも基板両面に対して所定の加熱
側、放熱側反射鏡の膜を面内に一括に形成すればよく、
薄型構造として小型デバイス化が可能で、製作も容易な
ものとすることができる。
よる基板の両面に、各々、加熱機能及び反射鏡機能を持
つ単層又は複数層の加熱側反射鏡と、放熱機能及び反射
鏡機能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡とを形成し
て、加熱側反射鏡の各々に選択的に電力を供給すること
により基板の熱光学効果を利用して入・出力側光導波路
間の結合を切換え制御するようにしたので、確実かつ高
速の光スイッチングが可能で、特に、熱光学効果を利用
しているため、偏光や波長に依存しないスイッチングも
可能で、また、構成的にも基板両面に対して所定の加熱
側、放熱側反射鏡の膜を面内に一括に形成すればよく、
薄型構造として小型デバイス化が可能で、製作も容易な
ものとすることができる。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は動作原理を示す概略断面構造図、第２図は空間
光マトリックススイッチ単体の構造を示す斜視図、第３
図は動作原理の一般論を説明するための斜視図、第４図
は従来例を示す概略斜視図である。 11……基板、12……加熱側反射鏡、13……入射側光導波
路、15……放熱側反射鏡、16……出射窓、19……出射側
光導波路
第１図は動作原理を示す概略断面構造図、第２図は空間
光マトリックススイッチ単体の構造を示す斜視図、第３
図は動作原理の一般論を説明するための斜視図、第４図
は従来例を示す概略斜視図である。 11……基板、12……加熱側反射鏡、13……入射側光導波
路、15……放熱側反射鏡、16……出射窓、19……出射側
光導波路
Claims (1)
- 【請求項１】熱光学効果を有する物質により形成された
基板と、２次元アレイ状に配列された入力側光導波路間
に規則的に配設させて前記基板の一面に形成された加熱
機能及び反射鏡機能を持つ単層又は複数層の加熱側反射
鏡と、前記入力側光導波路に対応する出力側光導波路用
の出射窓を備えて前記基板の他面に形成された放熱機能
及び反射鏡機能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡
と、前記加熱側反射鏡の各々に選択的に電力を供給する
電力供給手段とよりなり、加熱側反射鏡に選択的に電力
を供給したときの加熱による基板の熱光学効果により入
・出力側光導波路間の結合を切換え制御するようにした
ことを特徴とする空間光マトリックススイッチデバイ
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1862490A JP2774346B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 空間光マトリックススイッチデバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1862490A JP2774346B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 空間光マトリックススイッチデバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221925A JPH03221925A (ja) | 1991-09-30 |
| JP2774346B2 true JP2774346B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=11976779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1862490A Expired - Fee Related JP2774346B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 空間光マトリックススイッチデバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2774346B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580845B1 (en) | 2000-08-11 | 2003-06-17 | General Nutronics, Inc. | Method and device for switching wavelength division multiplexed optical signals using emitter arrays |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP1862490A patent/JP2774346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03221925A (ja) | 1991-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3522117B2 (ja) | 自己導波光回路 | |
| US5337183A (en) | Distributed resonant cavity light beam modulator | |
| US5630004A (en) | Controllable beam director using poled structure | |
| US5781670A (en) | Optical frequency channel selection filter with electronically-controlled grating structures | |
| US5852688A (en) | Method for manipulating optical energy using poled structure | |
| US5835458A (en) | Solid state optical data reader using an electric field for routing control | |
| US20190033684A1 (en) | Saw Modulator Having Optical Power Component for Extended Angular Redirection of Light | |
| US5007694A (en) | Light wavelength converter | |
| JP2774346B2 (ja) | 空間光マトリックススイッチデバイス | |
| US4830448A (en) | Light modulator and wave guide device | |
| US7515804B2 (en) | Optical waveguide device | |
| JP2004212979A (ja) | 光波分割プリズム、光波分割プリズムの製造方法、及び光−光スイッチ装置 | |
| JP3555888B2 (ja) | 自己導波光回路 | |
| US6894851B2 (en) | Optical device | |
| JP2837511B2 (ja) | 光スイッチアレイ | |
| JP2834844B2 (ja) | 光スイッチアレイ | |
| Nishizawa et al. | Micro-optics research activities in Japan | |
| JPS58159503A (ja) | 光スイツチ | |
| JP2848209B2 (ja) | 導波路型ｎ×ｎ光スイッチ | |
| JP2946056B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JP3887552B2 (ja) | 波長管理装置及び光変調器の管理方法 | |
| JPS63174002A (ja) | 光集積回路 | |
| JPS6050518A (ja) | 光変調装置 | |
| JPS60182425A (ja) | 光制御回路の製造方法 | |
| JPS60257423A (ja) | 導波路型焦点可変レンズ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |