[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP3235741B2 - Spatial light switch device - Google Patents

Spatial light switch device

Info

Publication number
JP3235741B2
JP3235741B2 JP19105292A JP19105292A JP3235741B2 JP 3235741 B2 JP3235741 B2 JP 3235741B2 JP 19105292 A JP19105292 A JP 19105292A JP 19105292 A JP19105292 A JP 19105292A JP 3235741 B2 JP3235741 B2 JP 3235741B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
optical
diffraction grating
switch
spatial
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
Application number
JP19105292A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05196971A (en
Inventor
雅之 加藤
伊藤  裕康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP19105292A priority Critical patent/JP3235741B2/en
Publication of JPH05196971A publication Critical patent/JPH05196971A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3235741B2 publication Critical patent/JP3235741B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】(目次) 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 (a)第1実施例の説明(図1〜図5) (b)第2実施例の説明(図6〜図9) (c)第3実施例の説明(図10〜図13) (d)第4実施例の説明(図15〜図17) (e)第5実施例の説明(図18〜図22) (f)第6実施例の説明(図23〜図24) (g)その他(図14) 発明の効果(Contents) Industrial application field Conventional technology Problems to be solved by the invention Means for solving the problem Actions Embodiment (a) Description of first embodiment (FIGS. 1 to 5) (b) Description of the second embodiment (FIGS. 6 to 9) (c) Description of the third embodiment (FIGS. 10 to 13) (d) Description of the fourth embodiment (FIGS. 15 to 17) (e) Fifth Description of the embodiment (FIGS. 18 to 22) (f) Description of the sixth embodiment (FIGS. 23 to 24) (g) Others (FIG. 14)

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は、一次元もしくは二次元
の空間多重化された光信号の可変接続を行なう空間光ス
イッチ装置に関する。近年、4Kバイトから6Mバイト
程度までの大容量画像データを10Gビット/秒程度の
超高速伝送路を通して転送する必要性が生じているが、
かかる場合の可変接続可能なクロスコネクト装置とし
て、空間光スイッチ装置を使用することが提案されてい
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial light switch device for variably connecting one-dimensional or two-dimensional spatially multiplexed optical signals. In recent years, it has become necessary to transfer large-capacity image data of about 4 Kbytes to about 6 Mbytes through an ultra-high-speed transmission line of about 10 Gbit / sec.
It has been proposed to use a spatial light switch device as a variably connectable cross-connect device in such a case.

【0003】また、空間光スイッチ装置は、その他、並
列処理コンピュータのプロセッサやメモリ間の結合網や
ATM交換機の多段スイッチなどのサブシステムを光通
話路で実現する用途にも利用できるものとして注目され
ている。
In addition, the spatial optical switch device has attracted attention as a device that can be used for realizing a subsystem such as a connection network between processors and memories of a parallel processing computer and a multistage switch of an ATM switch on an optical communication path. ing.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来より、この種の空間光スイッチ装置
として、例えばAPPLIED OPTICS/Vo
l.29,No.26 pp3848〜3854/10
Setember 1990に開示されているよう
に、液晶による偏光制御素子と、ホログラムによる偏光
分離機能とを組み合わせた光スイッチが提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of spatial optical switch device, for example, APPLIED OPTICS / Vo
l. 29, No. 26 pp3848-3854 / 10
As disclosed in Setmber 1990, an optical switch combining a polarization control element using liquid crystal and a polarization separation function using a hologram has been proposed.

【0005】また、面入力を受ける液晶パネルのような
偏光制御面素子と、複屈折率結晶を使用したルーチング
エレメントとを組み合わせた光スイッチも提案されてい
る(Photonic Switching II:P
roceedings ofthe Internat
ional Topical Meeting,Kob
e,Japan,April 12−14,199
0)。
An optical switch combining a polarization controlling surface element such as a liquid crystal panel receiving a plane input and a routing element using a birefringent crystal has also been proposed (Photonic Switching II: P).
rosedings of the Internet
ionic Topical Meeting, Kob
e, Japan, April 12-14, 199
0).

【0006】さらに、偏光分離器,偏光制御器,λ/4
板と光路変更素子とからなる第1反射ブロック,λ/4
板と反射鏡とからなる第2反射ブロックとを組み合わせ
た空間光スイッチが提案されている(Photonic
Switching Vol.8:Proceedi
ngs ofthe InternationalTo
pical Meeting,Salt Lake C
ity Utah,March 6−8,1991)。
Further, a polarization separator, a polarization controller, and a λ / 4
First reflection block composed of a plate and an optical path changing element, λ / 4
A spatial light switch combining a plate and a second reflecting block including a reflecting mirror has been proposed (Photonic).
Switching Vol. 8: Proceedi
ngs of the InternationalTo
pical Meeting, Salt Lake C
ity Utah, March 6-8, 1991).

【0007】さらには、誘電体(LiNbO3 )基板に
形成された導波路上にマトリックス上に配置された光ク
ロスバスイッチも提案されている。
Further, there has been proposed an optical crossbar switch arranged in a matrix on a waveguide formed on a dielectric (LiNbO 3 ) substrate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の空間光スイッチ装置では、構造が複雑であ
るとか、高価であるとか、研磨工程が必要でこのため製
造工数がかかるという課題がある。また、偏光分離器,
偏光制御器,λ/4板と光路変更素子とからなる第1反
射ブロック,λ/4板と反射鏡とからなる第2反射ブロ
ックとを組み合わせた空間光スイッチでは、光路変更素
子として、プリズムアレイが用いられているが、多チャ
ネルビームの入力に伴い、プリズムアレイのサイズが大
きくなり、光路およびビーム経路による光路差の増大に
よって、挿入損失とクロストークが大きくなるおそれも
あり、更には2入力2出力の構成しかとれないという課
題がある。
However, the conventional spatial light switch device as described above has a problem that its structure is complicated, that it is expensive, that a polishing step is required, and that the number of manufacturing steps is increased. . Also, a polarization separator,
In a spatial light switch combining a polarization controller, a first reflection block including a λ / 4 plate and a light path changing element, and a spatial light switch including a second reflection block including a λ / 4 plate and a reflection mirror, a prism array is used as the light path changing element. However, the size of the prism array increases with the input of a multi-channel beam, and the insertion loss and crosstalk may increase due to the increase in the optical path difference between the optical path and the beam path. There is a problem that only a two-output configuration can be used.

【0009】さらには、2次元信号(面的入力)の扱い
が不可能であるという課題もある。
There is another problem that it is impossible to handle a two-dimensional signal (area input).

【0010】本発明の空間光スイッチ装置は、このよう
な課題に鑑み創案されたもので、多入力多出力の構成を
容易にとることができ、しかも、挿入損失やクロストー
クも小さくできるようにすることを目的とする。また、
本発明の空間光スイッチ装置は、構成部材に共通性をも
たせて、製作する上での部品の種類を削減することを目
的とする。
The spatial light switch device of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can easily adopt a multi-input multi-output configuration, and can reduce insertion loss and crosstalk. The purpose is to do. Also,
It is an object of the present invention to provide a spatial light switch device having common components so as to reduce the number of types of parts required for manufacturing.

【0011】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
チャネル間隔を小さくできるようにすることも目的とす
る。また、製造あるいは取付けのための位置決めを容易
にすることも目的とする。さらに、本発明の空間光スイ
ッチ装置は、偏光制御手段と光路シフト手段とを有する
2入力2出力光スイッチを基本スイッチとして、非閉塞
クロスコネクトルーチングを実現する偏光制御アルゴリ
ズムを実現できるようにすることを目的とする。
Further, the spatial light switch device of the present invention comprises:
It is another object of the present invention to reduce the channel interval. Another object is to facilitate positioning for manufacturing or mounting. Further, the spatial light switch device of the present invention can realize a polarization control algorithm for realizing non-blocking cross-connect routing using a two-input two-output optical switch having polarization control means and optical path shift means as a basic switch. With the goal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の空間光スイッチ装置は、2本の互いに平行
な光軸中に、直線偏光面を直交する2方向のいずれかの
状態に切り換える偏光制御手段と、該偏光制御手段から
の上記2本の光軸に沿う光をそれぞれ入力すると、それ
ぞれ対応する光軸に沿いバイパスモードで光を出力する
とともに、一方の光軸に沿って伝播する光束が前記2つ
の偏光方向の一方の状態において、他方の光軸に沿って
伝播するように回折により光路シフトさせるイクスチェ
ンジモードで光を出力する光路シフト手段とを有する2
入力2出力光スイッチをそなえ、該2入力2出力光スイ
ッチにおける2本の互いに平行な光軸のつくる面がそれ
ぞれ平行となるように、該2入力2出力光スイッチを複
数個配列することにより、空間光スイッチ段部を形成
し、該空間光スイッチ段部を所要段数分積層して、多入
力多出力空間光スイッチを構成していることを特徴とし
ている(請求項1)。
In order to achieve the above-mentioned object, a spatial light switch device according to the present invention is provided in one of two optical axes parallel to each other in one of two directions orthogonal to a linear polarization plane. The polarization control means for switching to and the light along the two optical axes from the polarization control means are respectively input, and the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axes, and along one of the optical axes. Light path shifting means for outputting light in an exchange mode in which the light flux is shifted by diffraction so that the propagating light flux propagates along the other optical axis in one of the two polarization directions.
By providing a two-input two-output optical switch and arranging a plurality of two-input two-output optical switches such that two mutually parallel optical axes of the two-input two-output optical switch are parallel to each other, A spatial optical switch step is formed, and the spatial optical switch steps are stacked by a required number of stages to constitute a multi-input multi-output spatial optical switch (claim 1).

【0013】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
該偏光制御手段が、液晶を透明電極で挟み、電圧をかけ
ることによって偏光状態を制御する手段として構成さ
れ、且つ、該偏光制御手段をチャネル配置に合わせてセ
グメント化しそれぞれを独立に制御できるように一体に
形成している(請求項2)。
Further, the spatial light switch device according to the present invention comprises:
The polarization control means is configured as a means for controlling the polarization state by sandwiching the liquid crystal between transparent electrodes and applying a voltage, and the polarization control means is segmented according to the channel arrangement so that each can be independently controlled. It is formed integrally (claim 2).

【0014】また、本発明の空間光スイッチ装置は、光
路シフト手段が、互いに間隔をあけて平行に配置された
第1の回折格子層および第2の回折格子層をそなえると
ともに、各層の回折格子が異なる格子ベクトルを持つ2
つの平面回折格子で構成され、S偏光に対しては、上記
の第1の回折格子層および第2の回折格子層で回折させ
ることによってビームをシフトさせ、P偏光に対して
は、上記の第1の回折格子層および第2の回折格子層と
も透過させる構成としたものにおいて、上記の第1の回
折格子層および第2の回折格子層がそれぞれ異なる格子
ベクトルを持つ2つの平面回折格子セグメント対を複数
組、二次元的に配置するようにして構成され、前記偏光
状態によるビームシフトを近接チャネル間で行なうよう
にして、多入力多出力空間光スイッチを構成している
(請求項3)。
Further, in the spatial light switch device of the present invention, the optical path shifting means includes a first diffraction grating layer and a second diffraction grating layer which are arranged in parallel at a distance from each other, and the diffraction grating of each layer is provided. Have different lattice vectors 2
The first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer shift the beam for S-polarized light, and shift the beam for P-polarized light. In a configuration in which both the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer are transmitted, the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer each have two plane diffraction grating segment pairs having different grating vectors. Are arranged two-dimensionally, and the beam shift according to the polarization state is performed between adjacent channels to constitute a multi-input multi-output spatial optical switch (Claim 3).

【0015】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
該光路シフト手段が、互いに間隔をあけて平行に配置さ
れた第1の回折格子層および第2の回折格子層をそなえ
るとともに、各層の回折格子が異なる格子ベクトルを持
つ2つの平面回折格子で構成され、S偏光に対しては、
上記の第1の回折格子層および第2の回折格子層で回折
させることによってビームをシフトさせ、P偏光に対し
ては、上記の第1の回折格子層および第2の回折格子層
とも透過させる構成としたものにおいて、上記の偏光制
御手段,第1の回折格子層,第2の回折格子層が空気層
を介さずに一体積層されて空間光スイッチ段部を構成
し、且つ、該空間光スイッチ段部を複数、空気層を介さ
ずに一体積層して、多入力多出力空間光スイッチを構成
している(請求項4)。
Further, the spatial light switch device according to the present invention comprises:
The optical path shifting means comprises a first diffraction grating layer and a second diffraction grating layer which are arranged in parallel at an interval from each other, and each of the diffraction gratings of each layer comprises two plane diffraction gratings having different grating vectors. And for S-polarized light:
The beam is shifted by being diffracted by the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer, and P-polarized light is transmitted through both the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer. In this configuration, the polarization control means, the first diffraction grating layer, and the second diffraction grating layer are integrally laminated without an air layer therebetween to form a spatial light switch step portion, and A multi-input, multi-output spatial optical switch is formed by integrally laminating a plurality of switch steps without interposing an air layer.

【0016】なお、本発明の空間光スイッチ装置は、光
入力側の空間光スイッチ段部に、入射光を平行光に変換
するコリメート手段が設けられるとともに、光出力側の
空間光スイッチ段部に、出射光を集光する集光手段が設
けられている(請求項5)。
In the spatial light switch device of the present invention, the spatial light switch step on the light input side is provided with collimating means for converting incident light into parallel light, and the spatial light switch step on the light output side is provided on the light output side. And a light condensing means for converging the emitted light.

【0017】また、上述の目的を達成するため、本発明
の空間光スイッチ装置は、該2入力2出力光スイッチを
2つ、互いに入射面が平行になるように並列に配置して
空間光スイッチ段部を構成し、第1の空間光スイッチ段
部に対して第2の空間光スイッチ段部を90度回転させ
た状態で積層して、4入力4出力空間光スイッチを構成
していることを特徴としている(請求項6)。
In order to achieve the above object, a spatial light switch device according to the present invention comprises two two-input two-output optical switches arranged in parallel so that their incident surfaces are parallel to each other. A four-input four-output spatial optical switch is formed by forming a stepped part and stacking the second spatial optical switch stepped part by 90 degrees with respect to the first spatial optical switch stepped part; (Claim 6).

【0018】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明の空間光スイッチ装置は、2入力2出力光スイッチを
2つ、互いに入射面が平行になるように並列に配置して
空間光スイッチ段部を構成して、これらの空間光スイッ
チ段部を4段に重ねた構造の空間光スイッチ装置であっ
て、光入力面において、第1近接チャネル間隔をdと
し、チャネル0を(0,d),チャネル1を(d,
d),チャネル2を(d,2d),チャネル3を(2
d,2d),チャネル4を(d,0),チャネル5を
(2d,0),チャネル6を(2d,d),チャネル7
を(3d,d)に配置し、第1の空間光スイッチ段部
で、チャネル0−チャネル4,チャネル1−チャネル
5,チャネル2−チャネル6,チャネル3−チャネル7
間のビームシフト構造を設け、第2の空間光スイッチ段
部および第3の空間光スイッチ段部で、それぞれチャネ
ル0−チャネル2,チャネル1−チャネル3,チャネル
4−チャネル6,チャネル5−チャネル7間のビームシ
フト構造を設け、第4の空間光スイッチ段部で、チャネ
ル0−チャネル1,チャネル2−チャネル3,チャネル
4−チャネル5,チャネル6−チャネル7間のビームシ
フト構造を設けて、8入力8出力のバンヤン網型空間光
スイッチを構成していることを特徴としている(請求項
7)。
Further, in order to achieve the above object, the spatial light switch device of the present invention comprises two two-input two-output optical switches which are arranged in parallel so that their incident surfaces are parallel to each other. A spatial optical switch device having a structure in which these spatial optical switch steps are superposed in four stages, wherein a first adjacent channel interval is d on the optical input surface, and channel 0 is (0, d). ), Channel 1 to (d,
d), channel 2 is (d, 2d), and channel 3 is (2,
d, 2d), channel 4 is (d, 0), channel 5 is (2d, 0), channel 6 is (2d, d), channel 7
Are arranged at (3d, d), and the first spatial optical switch stage section performs channel 0-channel 4, channel 1-channel 5, channel 2-channel 6, channel 3-channel 7
The second spatial optical switch stage and the third spatial optical switch stage respectively provide channel 0-channel 2, channel 1-channel 3, channel 4-channel 6, and channel 5-channel. 7, a beam shift structure between channels 0-channel 1, channel 2-channel 3, channel 4-channel 5, and channel 6-channel 7 is provided in the fourth spatial light switch stage. , An eight-input, eight-output banyan-network-type spatial optical switch (claim 7).

【0019】なお、本発明の空間光スイッチ装置は、該
第3の空間光スイッチ段部と該第4の空間光スイッチ段
部との間に、偏光面を45度回転させるための手段が介
装されている(請求項8)。また、上述の目的を達成す
るため、本発明の空間光スイッチ装置は、上記の2入力
2出力光スイッチにおける2本の互いに平行な光軸のつ
くる面がそれぞれ平行となるように、該2入力2出力光
スイッチを複数個配列することにより、空間光スイッチ
段部を形成し、該空間光スイッチ段部を11段分積層し
て、11段クロス−バンヤン網の等価回路構造を有する
空間光スイッチ装置であって、 光入力面において、d
を隣接チャネル間隔とし、チャネル0を(0,0),チ
ャネル1を(0,−2d),チャネル2を(2d,
0),チャネル3を(2d,−2d),チャネル4を
(d,−d),チャネル5を(d,−3d),チャネル
6を(3d,−d),チャネル7を(3d,−3d),
チャネル8を(d,0),チャネル9を(d,−2
d),チャネル10を(3d,0),チャネル11を
(3d,−2d),チャネル12を(0,−d),チャ
ネル13を(0,−3d),チャネル14を(2d,−
d),チャネル15を(2d,−3d)の位置に配置
し、第1,4,7,10の空間光スイッチ段部では、チ
ャネル0−2,4−6,1−3,5−7,8−10,1
2−14,9−11,13−15間でスイッチ可能に構
成し、第2,5,8,11の空間光スイッチ段部では、
チャネル0−1,4−5,2−3,6−7,12−1
3,8−9,14−15,10−11間でスイッチ可能
に構成し、第3,9の空間光スイッチ段部では、チャネ
ル0−4,1−5,2−6,3−7,8−12,9−1
3,10−14,11−15間でスイッチ可能に構成
し、且つ、第6の空間光スイッチ段部では、チャネル0
−8,12−4,1−9,13−5,2−10,14−
6,3−11,15−7間でスイッチ可能に構成し、N
B(I)を各段部における各ノードの2進表示のI番目
のビットとし、FB(J)を到達目的ノードの2進表示
のJ番目のビットとし、PSをあるノードに入射するビ
ームの偏光がP偏光で0,S偏光で1とし、SCを偏光
制御スイッチ状態として、 第1,4,7,10の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(3)XOR FB(3)) 第2,5,8,11の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(4)XOR FB(4)) 第3,9の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(2)XOR FB(2)) 第6の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(1)XOR FB(1)) のように偏光スイッチ設定を付与することを特徴として
いる(請求項9)。
In the spatial light switch device of the present invention, means for rotating the polarization plane by 45 degrees is provided between the third spatial light switch step and the fourth spatial light switch step. (Claim 8). In order to achieve the above object, the spatial light switch device of the present invention is arranged so that two mutually parallel optical axes in the two-input two-output optical switch are parallel to each other. A spatial optical switch step is formed by arranging a plurality of two-output optical switches, and the spatial optical switch steps are stacked in 11 stages to form a spatial optical switch having an equivalent circuit structure of an 11-stage cross-banyan network. An apparatus, wherein at the light input surface, d
Is the adjacent channel interval, channel 0 is (0, 0), channel 1 is (0, -2d), and channel 2 is (2d,
0), channel 3 is (2d, -2d), channel 4 is (d, -d), channel 5 is (d, -3d), channel 6 is (3d, -d), and channel 7 is (3d, -d). 3d),
Channel 8 is (d, 0) and channel 9 is (d, -2).
d), channel 10 is (3d, 0), channel 11 is (3d, -2d), channel 12 is (0, -d), channel 13 is (0, -3d), and channel 14 is (2d, -2).
d), the channel 15 is arranged at the position (2d, -3d), and the first, fourth, seventh and tenth spatial optical switch stages have channels 0-2, 4-6, 1-3 and 5-7. , 8-10,1
2-14, 9-11, and 13-15 can be switched. In the second, fifth, eighth, and eleventh spatial light switch stages,
Channels 0-1, 4-5, 2-3, 6-7, 12-1
3, 8-9, 14-15, and 10-11 are configured to be switchable. In the third and ninth spatial optical switch stages, channels 0-4, 1-5, 2-6, 3-7, 8-12, 9-1
3, 10-14, and 11-15, and the sixth spatial optical switch stage has channel 0
-8,12-4,1-9,13-5,2-10,14-
6, 3-11, and 15-7 so as to be switchable.
Let B (I) be the I-th bit in binary notation of each node in each stage, FB (J) be the J-th bit in binary notation of the destination node, and PS be the The polarization is set to 0 for P-polarized light and 1 for S-polarized light, and SC is set to the polarization control switch state. In the first, fourth, seventh, and tenth spatial light switch stages, SC = PS XOR (NB (3) XOR FB (3 )) In the second, fifth, eighth and eleventh spatial optical switch stages, SC = PS XOR (NB (4) XOR FB (4)) In the third and ninth spatial optical switch stages, SC = PS XOR ( NB (2) XOR FB (2)) The sixth spatial light switch stage is characterized in that a polarization switch setting is given as SC = PS XOR (NB (1) XOR FB (1)) ( Claim 9).

【0020】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明の空間光スイッチ装置は、2入力2出力光スイッチを
複数個配列することにより、空間光スイッチ段部を形成
し、該空間光スイッチ段部を9段分積層して、9段拡張
変形バンヤン網の等価回路構造を有する空間光スイッチ
装置であって、光入力面において、dを隣接チャネル間
隔とし、チャネル0を(0,0),チャネル1を(d,
−d),チャネル2を(0,−2d),チャネル3を
(d,−3d),チャネル4を(2d,0),チャネル
5を(3d,−d),チャネル6を(2d,−2d),
チャネル7を(3d,−3d),チャネル8を(d,
0),チャネル9を(0,−d),チャネル10を
(d,−2d),チャネル11を(0,−3d),チャ
ネル12を(3d,0),チャネル13を(2d,−
d),チャネル14を(3d,−2d),チャネル15
を(2d,−3d)の位置に配置し、第1,6の空間光
スイッチ段部では、チャネル0−4,1−5,2−6,
3−7,8−12,9−13,10−14,11−15
間でスイッチ可能に構成して、第2,3,7,8の空間
光スイッチ段部では、チャネル0−2,1−3,4−
6,5−7,9−11,8−10,13−15,12−
14間でスイッチ可能に構成し、第4,9の空間光スイ
ッチ段部では、チャネル0−1,2−3,4−5,6−
7,8−9,10−11,12−13,14−15間で
スイッチ可能に構成し、第5の空間光スイッチ段部で
は、チャネル0−8,1−9,2−10,3−11,4
−12,5−13,6−14,7−15間でスイッチ可
能に構成して、NB(I)を各段各ノードの2進表示の
I番目のビットとし、FB(J)を到達目的ノードの2
進表示のJ番目のビットとし、PSをあるノードに入射
するビームの偏光がP偏光で0,S偏光で1とし、SC
を偏光制御スイッチ状態とすると、 第1,3,4,6,8,9の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(M)XOR FB(M)) (各段部の順にM=2,3,4,2,3,4) 第2,7の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(3)XOR FB(3)) 第5の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(1)XOR FB(1)) のように偏光スイッチ設定を付与することを特徴として
いる(請求項10)。
Further, in order to achieve the above object, the spatial optical switch device of the present invention forms a spatial optical switch step by arranging a plurality of two-input, two-output optical switches. 9 is a spatial optical switch device having an equivalent circuit structure of a nine-stage extended deformed banyan network, wherein d is an adjacent channel interval, and channel 0 is (0,0), Channel 1 is set to (d,
-D), channel 2 at (0, -2d), channel 3 at (d, -3d), channel 4 at (2d, 0), channel 5 at (3d, -d), and channel 6 at (2d, -d). 2d),
Channel 7 is (3d, -3d), and channel 8 is (d, -3d).
0), channel 9 at (0, -d), channel 10 at (d, -2d), channel 11 at (0, -3d), channel 12 at (3d, 0), and channel 13 at (2d, -d).
d), channel 14 is (3d, -2d), channel 15
At the position of (2d, -3d), and channels 0-4, 1-5, 2-6,
3-7,8-12,9-13,10-14,11-15
And the second, third, seventh, and eighth spatial optical switch stages have channels 0-2, 1-3, and 4-.
6,5-7,9-11,8-10,13-15,12-
14, and the fourth and ninth spatial light switch stages have channels 0-1, 2-3, 4-5, and 6-, respectively.
7, 8-9, 10-11, 12-13, and 14-15 so as to be switchable. In the fifth spatial optical switch stage, channels 0-8, 1-9, 2-10, and 3- 11,4
NB (I) is the I-th bit of the binary representation of each node at each stage, and FB (J) is the destination. Node 2
The J-th bit in hexadecimal notation, PS is 0 for P-polarized light, 1 for S-polarized light, and SC
Let the polarization control switch state be: SC = PS XOR (NB (M) XOR FB (M)) in the first, third, fourth, sixth, ninth spatial light switch stages (M in the order of each stage) = 2,3,4,2,3,4) In the second and seventh spatial optical switch stages, SC = PS XOR (NB (3) XOR FB (3)) In the fifth spatial optical switch stage, A polarization switch setting is given as SC = PS XOR (NB (1) XOR FB (1)) (claim 10).

【0021】また、上述の目的を達成するため、本発明
の空間光スイッチ装置は、2入力2出力光スイッチを複
数個配列することにより、空間光スイッチ段部を形成
し、該空間光スイッチ段部を4段分積層した8入力変形
バンヤン網の等価回路構造を有し、該8入力変形バンヤ
ン網を複数組み合わせて拡張することにより、2n 入力
拡張変形バンヤン網の等価回路構造を有するように構成
された空間光スイッチ装置であって、該8入力変形バン
ヤン網について、NB(I)を各段部における各ノード
の2進表示のI番目のビットとし、FB(J)を到達目
的ノードの2進表示のJ番目のビットとし、PSをある
ノードに入射するビームの偏光がP偏光で0,S偏光で
1とし、SCを偏光制御スイッチ状態として、 第1,3,4の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(M)XOR FB(M)) (各段部の順にM=1,2,3) 第2の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR FB(2) のように偏光スイッチ設定を付与することを特徴として
いる(請求項11)。
In order to achieve the above object, the spatial light switch device of the present invention forms a spatial light switch step by arranging a plurality of 2-input, 2-output optical switches. Has an equivalent circuit structure of an eight-input modified banyan network in which the parts are stacked in four stages, and expands by combining a plurality of the eight-input modified banyan networks to have an equivalent circuit structure of a 2 n -input extended modified banyan network. In the spatial light switch device thus configured, NB (I) is the I-th bit of the binary representation of each node in each stage, and FB (J) is the destination node of the 8-input modified Banyan network. The first, third, and fourth spatial light switches are set as the J-th bit in the binary representation, PS is set as 0 for P-polarized light, 1 for S-polarized light, and SC as the polarization control switch state. In the step, SC = PS XOR FB (NB (M) XOR FB (M)) (M = 1, 2, 3 in order of each step) In the second spatial light switch step, SC = PS XOR FB (2 The present invention is characterized in that a polarization switch setting is given as in (11).

【0022】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
N+2 入力のNが奇数の場合において、まず2N+2 チャ
ネルの配置と左右対称な配置を別につくり、この別につ
くったチャネル配置に、もとのチャネル配置と行と行内
の順序を保存して2N+2 以上のチャネル番号をつけてか
ら、2つのチャネル配置を重合わせ2N+3 チャネルの配
置をつくることにより、該8入力変形バンヤン網を複数
組み合わせて拡張することを特徴としている(請求項1
2)。
Further, the spatial light switch device of the present invention comprises:
When N of 2 N + 2 inputs is an odd number, first, a 2 N + 2 channel arrangement and a left-right symmetric arrangement are separately formed, and the original channel arrangement, the row and the order within the row are added to the separately formed channel arrangement. By storing and assigning channel numbers of 2 N + 2 or more and then superimposing the two channel arrangements to create an arrangement of 2 N + 3 channels, a plurality of the 8-input modified Banyan networks are combined and expanded. (Claim 1
2).

【0023】本発明の空間光スイッチ装置は、2N+2
力のNが偶数の場合において、まず2N+2 チャネルの配
置と同じ配置を別につくり、この別につくったチャネル
配置に、元のチャネル配置の行と行内の順序を保存して
N+2 以上のチャネル番号をつけてから、2つのチャネ
ル配置を最小チャネル間隔dの半分だけ2方向にずらし
て重合わせ、2N+3 チャネルの配置をつくることによ
り、該8入力変形バンヤン網を複数組み合わせて拡張す
ることを特徴としている(請求項13)。
In the spatial optical switch device of the present invention, when N of 2 N + 2 inputs is an even number, first, the same arrangement as that of 2 N + 2 channels is separately formed, and the original channel arrangement is added to the original channel arrangement. The rows of the channel arrangement and the order in the rows are preserved, the channel numbers are assigned 2 N + 2 or more, and then the two channel arrangements are overlapped by shifting in two directions by half the minimum channel interval d, and 2 N + 3 channels In this case, a plurality of the 8-input modified banyan nets are combined and expanded (claim 13).

【0024】また、上述の目的を達成するため、本発明
の空間光スイッチ装置は、2本の互いに平行な光軸中
に、直線偏光面を直交する2方向のいずれかの状態に切
り換える偏光制御手段と、該偏光制御手段からの上記2
本の光軸に沿う光をそれぞれ入力すると、それぞれ対応
する光軸に沿いバイパスモードで光を出力するととも
に、一方の光軸に沿って伝播する光束が前記2つの偏光
方向の一方の状態において、他方の光軸に沿って伝播す
るように回折により光路シフトさせるイクスチェンジモ
ードで光を出力する光路シフト手段とを有することによ
り、2入力2出力光スイッチを構成していることを特徴
としている(請求項14)。
In order to achieve the above-mentioned object, the spatial light switch device of the present invention provides a polarization control that switches a linear polarization plane to one of two directions orthogonal to each other in two mutually parallel optical axes. Means from said polarization control means.
When light is input along the optical axis of each of the books, light is output in a bypass mode along the corresponding optical axis, and a light beam propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions. A light path shifting means for outputting light in an exchange mode in which the light path is shifted by diffraction so as to be propagated along the other optical axis, thereby constituting a two-input two-output optical switch. Claim 14).

【0025】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
該光路シフト手段が、互いに間隔をあけて平行に配置さ
れた第1の回折格子層および第2の回折格子層をそなえ
るとともに、各層の回折格子が異なる格子ベクトルを持
つ2つの平面回折格子で構成し、S偏光に対しては、上
記の第1の回折格子層および第2の回折格子層で回折さ
せることによってビームをシフトさせ、P偏光に対して
は、上記の第1の回折格子層および第2の回折格子層と
も透過させるように構成されている(請求項15)。
Further, the spatial light switch device according to the present invention comprises:
The optical path shifting means comprises a first diffraction grating layer and a second diffraction grating layer which are arranged in parallel at an interval from each other, and each of the diffraction gratings of each layer comprises two plane diffraction gratings having different grating vectors. The beam is shifted by diffracting the first and second diffraction grating layers for S-polarized light, and the first and second diffraction grating layers for P-polarized light. The second diffraction grating layer is also configured to transmit light (claim 15).

【0026】また、本発明の空間光スイッチは、前記回
折格子が垂直に入射する光束をブラッグ回折により所要
の角度だけ偏させるように、格子縞を厚み方向に傾斜
させて構成されている(請求項16)。
Further, space optical switch of the present invention, a light beam the diffraction grating is incident vertically with the only polarized direction required angle by Bragg diffraction, and is configured by inclining the plaid in the thickness direction (according Item 16).

【0027】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
前記回折格子が垂直に入射する光束をブラッグ回折によ
り所要の角度だけ偏させるように、格子の断面形状に
非対称性をもたせて構成されている(請求項17)。ま
た、本発明の空間光スイッチ装置は、前記回折格子が垂
直に入射する光束をブラッグ回折により偏する角度
が、48.2度に設定されている(請求項18)。
Further, the spatial light switch device of the present invention comprises:
Said diffraction grating is constituted by remembering asymmetry the light beam incident perpendicularly to cause only partial countercurrent required angle by Bragg diffraction, the gratings of the cross-sectional shape (claim 17). Further, the spatial optical switch device of the present invention, the angle of the diffraction grating is polarization direction by Bragg diffraction of light beam incident perpendicularly is set to 48.2 degrees (claim 18).

【0028】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
該回折格子の屈折率変調Δn,波長λ,該回折格子の厚
みDとの間に、Δn・D・cos48.2°=π・λが
成立するように構成されている(請求項19)。また、
本発明の空間光スイッチ装置は、上記の各回折格子層と
して、ホログラフィック回折格子が用いられている(請
求項20)。
Further, the spatial light switch device of the present invention comprises:
It is configured such that Δn · D · cos 48.2 ° = π · λ is established between the refractive index modulation Δn of the diffraction grating, the wavelength λ, and the thickness D of the diffraction grating (claim 19). Also,
In the spatial light switch device of the present invention, a holographic diffraction grating is used as each of the diffraction grating layers.

【0029】また、本発明の空間光スイッチ装置は、該
偏光制御手段が、液晶を透明電極で挟み、電圧をかける
ことによって偏光状態を制御する手段として構成され、
且つ、該液晶を挟み透明電極が形成された基板に、該回
折格子層が一体形成されている(請求項21)。
Further, in the spatial light switch device of the present invention, the polarization control means is configured as means for controlling the polarization state by sandwiching the liquid crystal between transparent electrodes and applying a voltage.
Further, the diffraction grating layer is integrally formed on a substrate on which a transparent electrode is formed with the liquid crystal interposed therebetween (claim 21).

【0030】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
該第1の回折格子層および第2の回折格子層において、
同一空間周波数を持ち、格子ベクトルの方向が等しい、
近接する回折格子の領域をつなぐことにより境界をなく
すようにして構成されている(請求項22)。
Further, the spatial light switch device of the present invention comprises:
In the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer,
Have the same spatial frequency and the same lattice vector direction,
It is configured such that boundaries are eliminated by connecting adjacent diffraction grating regions (claim 22).

【0031】また、本発明の空間光スイッチ装置は、該
第1の回折格子層および第2の回折格子層において、全
てのチャネルが、回折格子が形成されていない所定の幅
をもつ境界で囲まれるように構成されている(請求項2
3)。
Further, in the spatial light switch device of the present invention, in the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer, all the channels are surrounded by boundaries having a predetermined width where no diffraction grating is formed. (Claim 2)
3).

【0032】さらに、本発明の空間光スイッチ装置は、
該第1の回折格子層が透明平板の一面に一体に設けられ
るとともに、該第2の回折格子層が該透明平板の他面に
一体に設けられている(請求項24)。
Further, the spatial light switch device according to the present invention comprises:
The first diffraction grating layer is provided integrally on one surface of the transparent flat plate, and the second diffraction grating layer is provided integrally on the other surface of the transparent flat plate.

【0033】[0033]

【作用】上述の本発明の空間光スイッチ装置(請求項
1)では、各空間光スイッチ段部を構成する2入力2出
力光スイッチによって、その偏光制御手段で、直線偏光
面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換えられ、
更に光路シフト手段によって、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トせしめられる。これにより、バイパスモードとイクス
チェンジモードとの両モードによる光路の切換が行なわ
れる。このような動作を各空間光スイッチ段部で繰り返
し行なって、空間多重化された光信号の可変接続を行な
う。
In the above-mentioned spatial light switch device of the present invention (claim 1), the two-input two-output optical switch constituting each spatial light switch step is controlled by its polarization control means in two directions orthogonal to the linear polarization plane. Is switched to one of the states
Further, by the optical path shifting means, the light beam propagating along one optical axis is shifted in one of the two polarization directions.
The optical path is shifted by diffraction so as to propagate along the other optical axis. As a result, the optical path is switched in both the bypass mode and the exchange mode. Such an operation is repeated in each of the spatial optical switch stages to variably connect spatially multiplexed optical signals.

【0034】さらに、この場合、液晶を透明電極で挟
み、電圧をかけることによって偏光状態を制御する手段
として構成された偏光制御手段を、チャネル配置に合わ
せてセグメント化することもでき、この場合は更にそれ
ぞれを独立に制御する(請求項2)。
Further, in this case, the polarization control means configured to control the polarization state by sandwiching the liquid crystal between transparent electrodes and applying a voltage can be segmented in accordance with the channel arrangement. Furthermore, each is controlled independently (claim 2).

【0035】また、本発明の空間光スイッチ装置(請求
項3)では、S偏光に対しては、上記の第1の回折格子
層および第2の回折格子層で回折させることによってビ
ームをシフトさせ、P偏光に対しては、上記の第1の回
折格子層および第2の回折格子層とも透過させ、更に前
記偏光状態によるビームシフトを近接チャネル間で行な
う。
In the spatial light switch device of the present invention (claim 3), the beam is shifted by diffracting the S-polarized light by the first and second diffraction grating layers. , P-polarized light is transmitted through both the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer, and a beam shift due to the polarization state is performed between adjacent channels.

【0036】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項4)では、S偏光に対しては、上記の第1の回折格
子層および第2の回折格子層で回折させることによって
ビームをシフトさせ、P偏光に対しては、上記の第1の
回折格子層および第2の回折格子層とも透過させ、これ
らの光信号は、空気層を介さずに複数の空間光スイッチ
段部を通って、空間多重化された光信号の可変接続を行
なう。
Further, in the spatial light switch device according to the present invention (claim 4), the beam is shifted by diffracting the s-polarized light by the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer. , P-polarized light are transmitted through both the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer, and these optical signals pass through a plurality of spatial light switch steps without passing through the air layer. Variable connection of spatially multiplexed optical signals is performed.

【0037】本発明の空間光スイッチ装置(請求項5)
では、光入力側の空間光スイッチ段部におけるコリメー
ト手段で、入射光が平行光に変換されるとともに、光出
力側の空間光スイッチ段部における集光手段で、出射光
が集光される。
The spatial light switch device of the present invention (Claim 5)
Then, the incident light is converted into parallel light by the collimating means in the spatial light switch step on the light input side, and the emitted light is condensed by the light condensing means in the spatial light switch step on the light output side.

【0038】また、本発明の空間光スイッチ装置(請求
項6)では、第1の空間光スイッチ段部に対して第2の
空間光スイッチ段部を90度回転させた状態で積層し
て、4入力光信号の可変接続を行なう。
Further, in the spatial light switch device of the present invention (claim 6), the second spatial light switch step is laminated with the first spatial light switch step rotated by 90 degrees with respect to the first spatial light switch step. Variable connection of four input optical signals is performed.

【0039】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項7)では、8チャネル入力に対して、第1の空間光
スイッチ段部において、チャネル0−チャネル4,チャ
ネル1−チャネル5,チャネル2−チャネル6,チャネ
ル3−チャネル7間でビームシフトを行ない、第2の空
間光スイッチ段部および第3の空間光スイッチ段部にお
いて、それぞれチャネル0−チャネル2,チャネル1−
チャネル3,チャネル4−チャネル6,チャネル5−チ
ャネル7間でビームシフトを行ない、第4の空間光スイ
ッチ段部において、チャネル0−チャネル1,チャネル
2−チャネル3,チャネル4−チャネル5,チャネル6
−チャネル7間でビームシフトを行なう。
Further, in the spatial light switch device of the present invention (claim 7), for the 8-channel input, the first spatial light switch stage has channels 0-channel 4, channel 1-channel 5, channel 2 A beam shift is performed between channel 6, channel 3 and channel 7, and in the second spatial optical switch stage and the third spatial optical switch stage, channel 0-channel 2 and channel 1-
A beam shift is performed among channel 3, channel 4-channel 6, channel 5-channel 7, and in the fourth spatial optical switch stage, channel 0-channel 1, channel 2-channel 3, channel 4-channel 5, channel 6
Performing a beam shift between the channels 7;

【0040】また、本発明の空間光スイッチ装置(請求
項8)では、第3の空間光スイッチ段部と第4の空間光
スイッチ段部との間において、光信号は45度回転せし
められる。さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請求
項9)では、各段部の対応するビームスポットのチャネ
ル番号の順列で経路を表示すると、等価回路のエクスチ
ェンジ経路は、つぎの16通りある。 (1)0−2−3−7−5−4−12−14−15−1
1−9−8 (2)1−3−2−6−4−5−13−15−14−1
0−8−9 (3)2−0−1−5−7−6−14−12−13−9
−11−10 (4)3−1−0−4−6−7−15−13−12−8
−10−11 (5)4−6−7−3−1−0−8−10−11−15
−13−12 (6)5−7−6−2−0−1−9−11−10−14
−12−13 (7)6−4−5−1−3−2−10−8−9−13−
15−14 (8)7−5−4−0−2−3−11−9−8−12−
14−15 (9)8−10−11−15−13−12−4−6−7
−3−1−0 (10)9−11−10−14−12−13−5−7−
6−2−0−1 (11)10−8−9−13−15−14−6−4−5
−1−3−2 (12)11−9−8−12−14−15−7−5−4
−0−2−3 (13)12−14−15−11−9−8−0−2−3
−7−5−4 (14)13−15−14−10−8−9−1−3−2
−6−4−5 (15)14−12−13−9−11−10−2−0−
1−5−7−6 (16)15−13−12−8−10−11−3−1−
0−4−6−7
In the spatial light switch device of the present invention (claim 8), the optical signal is rotated by 45 degrees between the third spatial light switch step and the fourth spatial light switch step. Furthermore, in the spatial light switch device of the present invention (claim 9), when the paths are displayed in the permutation of the channel numbers of the corresponding beam spots of each step, there are 16 exchange paths of the equivalent circuit as follows. (1) 0-2-3-7-5-4-12-14-15-1
1-9-8 (2) 1-3-2-6-4-5-13-15-14-1
0-8-9 (3) 2-0-1-5-7-6-14-12-13-9
-11-10 (4) 3-1-0-4-6-7-15-13-12-8
-10-11 (5) 4-6-7-3-1-0-8-10-11-15
-13-12 (6) 5-7-6-2-0-1-9-11-1-10-14
12-13 (7) 6-4-5-1-3-2-10-8-9-13
15-14 (8) 7-5-4-0-2-3-11-9-8-12-
14-15 (9) 8-10-11-15-13-12-4-6-7
-3-1-0 (10) 9-11-10-14-12-13-5-7-
6-2-0-1 (11) 10-8-9-13-15-14-6-4-5
-1-3-2 (12) 11-9-8-12-14-15-7-5-4
-0-2-3 (13) 12-14-15-11-9-8-0-2-3
-7-5-4 (14) 13-15-14-10-8-9-1-3-2
-6-4-5 (15) 14-12-13-9-11-10-2-0-
1-5-7-6 (16) 15-13-12-8-10-11-3-3-1
0-4-6-7

【0041】これらの経路は、偏光制御手段のON/O
FF制御によって非閉塞なクロスコネクトルーチングで
きる経路である。従って、各チャネルのエクスチェンジ
経路をたどっていくと、等価回路と二次元多層スイッチ
の経路とが一致することで、効果的な構成になることが
わかる。実際には16階乗通りのクロスコネクト経路が
存在するが、4入力4出力の非閉塞かつクロスコネクト
ルーチング性を持つ網構造を、非閉塞を保ちながらバタ
フライ接続によって16入力16出力に拡張した構造で
あるので、非閉塞は保証される。
These paths correspond to the ON / O of the polarization control means.
This is a path where non-blocking cross-connect routing can be performed by FF control. Therefore, it can be understood that, following the exchange path of each channel, the equivalent circuit matches the path of the two-dimensional multilayer switch, and an effective configuration is obtained. Actually, there is a cross-connect route on the 16th floor, but a structure in which a 4-input 4-output non-blocking and cross-connect routing network structure is extended to 16-input 16-output by butterfly connection while maintaining non-blocking. Therefore, non-occlusion is guaranteed.

【0042】また、本発明の空間光スイッチ装置(請求
項10)では、各段部の対応するビームスポットのチャ
ネル番号の順列で経路を表示すると、等価回路のエクス
チェンジ経路は、つぎの16通りである。 (1)0−4−6−4−5−13−9−11−9−8 (2)1−5−7−5−4−12−8−10−8−9 (3)2−6−4−6−7−15−11−9−11−1
0 (4)3−7−5−7−6−14−10−8−10−1
1 (5)4−0−2−0−1−9−13−15−13−1
2 (6)5−1−3−1−0−8−12−14−12−1
3 (7)6−2−0−2−3−11−15−13−15−
14 (8)7−3−1−3−2−10−14−12−14−
15 (9)8−12−14−12−13−5−1−3−1−
0 (10)9−13−15−13−12−4−0−2−0
−1 (11)10−14−12−14−15−7−3−1−
3−2 (12)11−15−13−15−14−6−2−0−
2−3 (13)12−8−10−8−9−1−5−7−5−4 (14)13−9−11−9−8−0−4−6−4−5 (15)14−10−8−10−11−3−7−5−7
−6 (16)15−11−9−11−10−2−6−4−6
−7
In the spatial light switch device of the present invention (claim 10), when the paths are displayed in the permutation of the channel numbers of the corresponding beam spots of each step, the exchange paths of the equivalent circuit are as follows. is there. (1) 0-4-6-4-5-13-9-11-9-8 (2) 1-5-7-5-4-12-8-8-10-8-9 (3) 2-6 -4-6-7-15-11-11-9-1-1
0 (4) 3-7-5-7-6-14-10-10-8-10-1
1 (5) 4-0-2-0-1-9-13-15-13-1
2 (6) 5-1-3-1-0-8-12-14-12-1
3 (7) 6-2-0-2--3-11-15-13-15-
14 (8) 7-3-1-3-2-2-10-14-12-14
15 (9) 8-12-14-12-13-5-3-1-3-1
0 (10) 9-13-15-13-12-4-0-2-0
-1 (11) 10-14-12-14-15-7-3-1-
3-2 (12) 11-15-13-15-14-6-2-0-
2-3 (13) 12-8-10-8-9-1-5-7-5-4 (14) 13-9-11-9-8-0-4-6-4-5 (15) 14-10-8-10-11-3-7-5-5-7
-6 (16) 15-11-9-11-10-2-6-4-6
-7

【0043】これらの経路も、偏光制御手段のON/O
FF制御によって非閉塞なクロスコネクトルーチングで
きる経路である。従って、各チャネルのエクスチェンジ
経路をたどっていくと、等価回路と二次元多層スイッチ
の経路とが一致することで、効果的な構成となることが
わかる。実際には、16階乗通りのクロスコネクト経路
が存在するが、上記同様の理由で、非閉塞性は保証され
る。
These paths also correspond to the ON / O of the polarization control means.
This is a path where non-blocking cross-connect routing can be performed by FF control. Therefore, it can be understood that, following the exchange path of each channel, the equivalent circuit matches the path of the two-dimensional multilayer switch, and an effective configuration is obtained. In practice, there is a cross-connect route on the 16th floor, but for the same reason as above, non-blocking is guaranteed.

【0044】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項11)においては、8入力変形バニヤン網の等価回
路のエクスチェンジ経路に沿い複数存在するが、これら
の経路も、偏光制御手段のON/OFF制御によって非
閉塞なクロスコネクトルーチングできる経路である。ま
た、本発明の空間光スイッチ装置(請求項12)では、
N+2 入力のNが奇数の場合において、まず2N+2 チャ
ネルの配置と左右対称な配置を別につくり、この別につ
くったチャネル配置に、もとのチャネル配置と行と行内
の順序を保存して2N+2 以上のチャネル番号をつけてか
ら、2つのチャネル配置を重合わせ2N+3 チャネルの配
置をつくることにより、該8入力変形バンヤン網を複数
組み合わせて拡張する。
Further, in the spatial light switch device according to the present invention (claim 11), there are a plurality of exchange paths along the exchange path of the equivalent circuit of the eight-input modified banyan network, and these paths are also ON / OFF of the polarization control means. This is a route that allows non-blocking cross-connect routing by control. In the spatial light switch device of the present invention (claim 12),
When N of 2 N + 2 inputs is an odd number, first, a 2 N + 2 channel arrangement and a left-right symmetric arrangement are separately formed, and the original channel arrangement, the row and the order within the row are added to the separately formed channel arrangement. After storing and assigning a channel number of 2 N + 2 or more, the two channel arrangements are overlapped to form an arrangement of 2 N + 3 channels, thereby extending the combination of the 8-input modified Banyan network.

【0045】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項13)では、2N+2 入力のNが偶数の場合におい
て、まず2N+2 チャネルの配置と同じ配置を別につく
り、この別につくったチャネル配置に、元のチャネル配
置の行と行内の順序を保存して2N+2 以上のチャネル番
号をつけてから、2つのチャネル配置を最小チャネル間
隔dの半分だけ2方向にずらして重合わせ、2N+3 チャ
ネルの配置をつくることにより、該8入力変形バンヤン
網を複数組み合わせて拡張する。
Furthermore, in the spatial optical switch device of the present invention (claim 13), when N of 2 N + 2 inputs is an even number, the same arrangement as that of the 2 N + 2 channels is first made separately, and this is made separately. In the channel arrangement, the rows of the original channel arrangement and the order in the rows are preserved, and channel numbers of 2 N + 2 or more are assigned. Then, the two channel arrangements are shifted in two directions by half the minimum channel interval d to overlap. In addition, by forming an arrangement of 2 N + 3 channels, a plurality of the 8-input modified Banyan networks are combined and expanded.

【0046】本発明の空間光スイッチ装置(請求項1
4)では、偏光制御手段で、直線偏光面を直交する2方
向のいずれかの状態に切り換えられ、更に光路シフト手
段によって、一方の光軸に沿って伝播する光束が前記2
つの偏光方向の一方の状態において、他方の光軸に沿っ
て伝播するように回折により光路シフトせしめられる。
これにより、バイパスモードとイクスチェンジモードと
の両モードによる光路の切替が行なわれる。
The spatial light switch device of the present invention (Claim 1)
In 4), the polarization control means switches the linear polarization plane to one of two directions orthogonal to each other, and furthermore, the light path shift means causes the light beam propagating along one optical axis to be in the two directions.
In one state of the two polarization directions, the light path is shifted by diffraction so as to propagate along the other optical axis.
As a result, the optical path is switched in both the bypass mode and the exchange mode.

【0047】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項15)では、S偏光に対しては、上記の第1の回折
格子層および第2の回折格子層(各回折格子層として、
ホログラフィック回折格子を用いることもできる;請求
項20)で回折させることによってビームをシフトさ
せ、P偏光に対しては、上記の第1の回折格子層および
第2の回折格子層とも透過させる。
Further, in the spatial light switch device according to the present invention (claim 15), the first and second diffraction grating layers (each of which is a diffraction grating layer) for S-polarized light.
A holographic diffraction grating can also be used; the beam is shifted by diffracting in claim 20), and P-polarized light is transmitted through both the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer.

【0048】また、本発明の空間光スイッチ装置(請求
項16,17)では、前記回折格子が垂直に入射する光
束をブラッグ回折により所要の角度だけ偏させる。そ
のとき、回折格子が垂直に入射する光束をブラッグ回折
により偏する角度が、48.2度に設定される(請求
項18)。また、このとき回折格子の屈折率変調Δn,
波長λ,該回折格子の厚みDとの間に、Δn・D・co
s48.2°=π・λが成立するように構成される(請
求項19)。
[0048] In the optical space switch device of the present invention (Claim 16, 17), by a required angle causes polarization direction by Bragg diffraction light beams the diffraction grating is incident perpendicularly. Then, the angle at which the diffraction grating is polarization direction by Bragg diffraction of light beam incident perpendicularly is set to 48.2 degrees (claim 18). Also, at this time, the refractive index modulation Δn of the diffraction grating,
Δn · D · co between the wavelength λ and the thickness D of the diffraction grating
s48.2 ° = π · λ is established (claim 19).

【0049】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項21)では、偏光制御手段を構成する液晶を挟み透
明電極が形成された基板に、回折格子層が一体形成され
ているので、製造が楽になる。
Further, in the spatial light switch device of the present invention (claim 21), since the diffraction grating layer is integrally formed on the substrate on which the transparent electrode is formed with the liquid crystal constituting the polarization control means interposed therebetween, it is possible to manufacture the device. It will be easier.

【0050】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項22)では、第1の回折格子層および第2の回折格
子層において、同一空間周波数を持ち、格子ベクトルの
方向が等しい、近接する回折格子の領域がつながれてい
るので、多くの光信号を入力する場合に適している。
Further, in the spatial light switch device according to the present invention (claim 22), the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer have the same spatial frequency and the same diffraction vector in the same direction. Since the lattice areas are connected, it is suitable for inputting many optical signals.

【0051】また、本発明の空間光スイッチ装置(請求
項23)では、第1の回折格子層および第2の回折格子
層において、全てのチャネルが、回折格子が形成されて
いない所定の幅をもつ境界で囲まれているので、クロス
トークが起きにくい。
Further, in the spatial light switch device of the present invention (claim 23), in the first diffraction grating layer and the second diffraction grating layer, all the channels have a predetermined width where no diffraction grating is formed. Crosstalk is less likely to occur because of the boundary between

【0052】さらに、本発明の空間光スイッチ装置(請
求項24)では、第1の回折格子層が透明平板の一面に
一体に設けられるとともに、第2の回折格子層が透明平
板の他面に一体に設けられているので、組付け時の位置
決めが容易且つ正確に行なえる。
Further, in the spatial light switch device of the present invention (claim 24), the first diffraction grating layer is provided integrally on one surface of the transparent flat plate, and the second diffraction grating layer is provided on the other surface of the transparent flat plate. Since they are provided integrally, positioning during assembly can be performed easily and accurately.

【0053】[0053]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 (a)第1実施例の説明 図1(a)は本空間光スイッチ装置の単位スイッチとし
ての2入力2出力光スイッチを示す模式図であるが、こ
の2入力2出力光スイッチは、2本の互いに平行な光軸
(一方をチャネルAとし、他方をチャネルBとする)中
に、直線偏光面を直交する2方向のいずれかの状態に切
り換える偏光制御手段10と、一方の光軸に沿って伝播
する光束が2つの偏光方向の一方の状態において、他方
の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフトさ
せる光路シフト手段20とを有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (A) Description of First Embodiment FIG. 1A is a schematic diagram showing a two-input two-output optical switch as a unit switch of the present spatial optical switch device. A polarization control means 10 for switching the linear polarization plane to one of two orthogonal directions during an optical axis parallel to each other (one is channel A and the other is channel B); Optical path shifting means 20 for shifting the optical path by diffraction so that the light beam propagated along one of the two polarization directions propagates along the other optical axis.

【0054】ここで、偏光制御手段10は、液晶を透明
電極10A,10Bで挟み、電圧をかけることによって
偏光状態を制御する手段として構成されている。また、
光路シフト手段20は、ガラス板のごとき透明平板21
を介し互いに間隔をあけて平行に配置された第1の回折
格子層22および第2の回折格子層23をそなえるとと
もに、各層22,23の回折格子が異なる格子ベクトル
を持つ2つの平面回折格子で構成され、S偏光に対して
は、第1の回折格子層22および第2の回折格子層23
で回折させることによってビームをシフトさせ、P偏光
に対しては、第1の回折格子層22および第2の回折格
子層23とも透過させるように構成されている。そし
て、この場合、各回折格子層22,23としては、ホロ
グラフィック回折格子を用いたものが使用される。
Here, the polarization control means 10 is configured as means for controlling the polarization state by sandwiching the liquid crystal between the transparent electrodes 10A and 10B and applying a voltage. Also,
The optical path shifting means 20 includes a transparent flat plate 21 such as a glass plate.
And a first diffraction grating layer 22 and a second diffraction grating layer 23 which are arranged in parallel at a distance from each other, and the diffraction gratings of the respective layers 22, 23 are formed by two plane diffraction gratings having different grating vectors. For the S-polarized light, the first diffraction grating layer 22 and the second diffraction grating layer 23
The beam is shifted by diffracting the light in the first direction, and the first and second diffraction grating layers 22 and 23 transmit the P-polarized light. In this case, a layer using a holographic diffraction grating is used as each of the diffraction grating layers 22 and 23.

【0055】なお、この場合、回折格子が垂直に入射す
る光束をブラッグ回折により所要の角度だけ偏させる
ように、格子縞を厚み方向に傾斜させて構成されてい
る。また、図2に示すように、格子の断面形状に非対称
性をもたせるように構成して、回折格子が垂直に入射す
る光束をブラッグ回折により所要の角度だけ偏するよ
うにしてもよい。
[0055] In this case, the light beam diffraction grating is incident vertically with the only polarized direction required angle by Bragg diffraction, and is configured by inclining the plaid in the thickness direction. Further, as shown in FIG. 2, configured to impart asymmetry in the grating of the cross-sectional shape, a light beam the diffraction grating is incident vertically may be only partial countercurrent required angle by Bragg diffraction.

【0056】さらに、この場合、液晶を挟み透明電極が
形成された基板11に、回折格子層22が一体に形成さ
れている。これにより、製造が楽になる。また、第1の
回折格子層22を透明平板21の一面に一体に設け、第
2の回折格子層23を透明平板21の他面に一体に設け
てもよい。このようにすれば、組付け時の位置決めが容
易且つ正確に行なえる。
Further, in this case, the diffraction grating layer 22 is integrally formed on the substrate 11 on which the transparent electrode is formed with the liquid crystal interposed therebetween. This simplifies manufacturing. Further, the first diffraction grating layer 22 may be provided integrally on one surface of the transparent flat plate 21, and the second diffraction grating layer 23 may be provided integrally on the other surface of the transparent flat plate 21. In this way, positioning at the time of assembly can be performed easily and accurately.

【0057】なお、図1(a),図2において、回折格
子層22,23はその存在を明確にするため、実際と異
なり、肉厚に描かれているが、基板11,透明平板2
1,回折格子層22,23の厚さの比は図1(a),図
2のようではない。
In FIGS. 1A and 2, the diffraction grating layers 22 and 23 are drawn to be thicker in order to clarify their existence.
The thickness ratio between the diffraction grating layers 22 and 23 is not as shown in FIGS.

【0058】このようにして、この2入力2出力光スイ
ッチは、2本の平行なチャネルA,B間で光路を交換可
能にすることができる。すなわち、チャネルA,Bから
直線偏光を入射させた時に、紙面に平行な場合(P偏
光)と偏光面が紙面に垂直な場合(S偏光)とで、光路
が交換されずに直進させたり(バイパスモード)、光路
を交換させたり(イクスチェンジモード)するスイッチ
ングを行なわせることができるのである。
In this way, the two-input two-output optical switch can switch the optical path between the two parallel channels A and B. That is, when linearly polarized light is made incident from the channels A and B, when the light is parallel to the paper surface (P-polarized light) and when the polarization plane is perpendicular to the paper surface (S-polarized light), the light is made to travel straight without exchanging the optical path ( It is possible to perform switching for changing the optical path (bypass mode) or switching (exchange mode).

【0059】そして、偏光状態をSからPに、またはP
からSに能動的に変えるために、前記の偏光制御手段1
0が使用され、偏光状態に応じて光ビームを回折させる
ために、前記の第1,第2の回折格子層22,23が使
用される。
Then, the polarization state is changed from S to P or P
In order to actively change from
0 is used, and the first and second diffraction grating layers 22 and 23 are used to diffract the light beam according to the polarization state.

【0060】また、互いに平行な光チャネルと、光軸に
垂直に平面的な手段を積層した構成は、これを単位とし
て複数個を二次元的に並列に構造化することが可能であ
り、更にこうして構成した構造を複数組、光軸方向に多
段に積み重ねることも可能であり、多チャネルスイッチ
を構成するに際して有利な構成である。
Further, in the configuration in which the optical channels parallel to each other and the plane means perpendicular to the optical axis are stacked, it is possible to two-dimensionally structure a plurality of units by using this as a unit. It is also possible to stack a plurality of sets of the structure thus configured in multiple stages in the optical axis direction, which is an advantageous configuration when configuring a multi-channel switch.

【0061】なお、第1,第2の回折格子層22,23
として、前述のように、ホログラフィック回折格子が用
いられているが、この回折格子は、平行な格子縞から成
る平面回折格子(プレーングレーティング)を用い、回
折格子に垂直に入射する光を他方のチャネルに向けて回
折させるようにしている。
The first and second diffraction grating layers 22, 23
As described above, a holographic diffraction grating is used. This diffraction grating uses a plane diffraction grating (plane grating) composed of parallel grating fringes, and transmits light incident perpendicular to the diffraction grating to the other channel. Diffracted toward.

【0062】そして、この時、光を効率良くブラッグ回
折させるために、断面における格子縞を前述のごとく傾
斜させた構造にしている。また、光の回折方向は、チャ
ネルA,Bで異なるため、それぞれの領域で格子縞の傾
斜方向を対称的に変えている。即ち、チャネルの境界面
に関して対称となるようにしている。
At this time, in order to efficiently perform the Bragg diffraction of the light, the structure is such that the lattice fringes in the cross section are inclined as described above. Further, since the diffraction direction of the light is different between the channels A and B, the inclination direction of the lattice fringe is changed symmetrically in each region. That is, it is symmetrical with respect to the boundary surface of the channel.

【0063】さらに、回折格子が、S偏光に対しては作
用して光を回折させ、P偏光に対しては作用しないで光
を透過させるようにするため、特殊な条件でこのホログ
ラフィック回折格子を作成している。この条件に関して
は後述する。
Further, since the diffraction grating acts on S-polarized light to diffract light and transmits light without acting on P-polarized light, the holographic diffraction grating is required under special conditions. Has been created. This condition will be described later.

【0064】なお、今後の説明の便宜を図るため、図1
(a)の構成を光の入射方向から見た様子を、図1
(b)に示すように2つの黒丸を線で結んだ略式記号を
表現することにする。黒丸はチャネルを表し、線分はそ
の両端のチャネル間で光路交換可能であることを示す。
It is to be noted that FIG.
FIG. 1 shows the configuration of FIG. 1A viewed from the light incident direction.
As shown in (b), a simplified symbol in which two black circles are connected by a line will be represented. Black circles represent channels, and line segments indicate that optical paths can be exchanged between channels at both ends.

【0065】ところで、結合波理論より回折効率の近似
式は、S偏光、P偏光のそれぞれにつき以下の通りに表
される。 ηS =sin2 〔(πΔnD)/(λcos1/2 θ)〕 ・・(1) ηP =sin2 〔(πΔnDcos1/2 θ)/λ〕 ・・(2) (1),(2)式からわかるように、両者ともsin2
の関数であり、周期が異なっている。ここで、Δnは屈
折率変調でり、Dはホログラム媒体の厚み、λは光の波
長、θは回折角である(図4参照)。
By the way, the approximate expression of the diffraction efficiency according to the coupled wave theory is expressed as follows for each of the S-polarized light and the P-polarized light. η S = sin 2 [(πΔnD) / (λcos 1/2 θ)] (1) η P = sin 2 [(πΔnDcos 1/2 θ) / λ] (2) (1), (2) As can be seen from the equation, both are sin 2
And the periods are different. Here, Δn is the refractive index modulation, D is the thickness of the hologram medium, λ is the wavelength of light, and θ is the diffraction angle (see FIG. 4).

【0066】S偏光をほぼ100%回折し、P偏光を殆
ど透過させる偏光ビームスプリッタ(PBS)機能をホ
ログラフィック回折格子で実現するためには、図3(体
積型ホログラフィック回折格子の回折効率と、屈折率変
調の関係を示す図)に示すように、S偏光に対する効率
が最大になる2つ目のピークと、P偏光に対する効率が
最少になる谷が一致するようにホログラムの条件を決定
する。
To realize a polarizing beam splitter (PBS) function of diffracting S-polarized light by almost 100% and transmitting almost P-polarized light by a holographic diffraction grating, FIG. Hologram conditions are determined such that the second peak at which the efficiency with respect to S-polarized light is maximized matches the valley at which the efficiency with respect to P-polarized light is minimized, as shown in FIG. .

【0067】 (πΔnD)/(λcos1/2 θ)=(3/2)・π ・・ (3) (πΔnDcos1/2 θ)/λ=π ・・ (4) いま、(4)式を(3)式で除すると、cosθ=2/
3が得られ、θ=48.2度となる。更に、(3)
(4)式が成り立つように、DとΔnの組合せを選択す
る。例えば、D=15μmとすれば、Δn=0.069
を実現すればよいことになる。
(ΠΔnD) / (λcos 1/2 θ) = (3/2) · π (3) (πΔnDcos 1/2 θ) / λ = π (4) By dividing by equation (3), cos θ = 2 /
3 is obtained, and θ = 48.2 degrees. Furthermore, (3)
A combination of D and Δn is selected so that equation (4) holds. For example, if D = 15 μm, Δn = 0.069
Should be realized.

【0068】図5は光の波長が変化した場合のビームシ
フト現象の説明図であるが、光源として半導体レーザを
用いる場合には、温度,駆動電流,個体差等により、波
長が変化することを考慮する必要がある。
FIG. 5 is an explanatory view of the beam shift phenomenon when the wavelength of light changes. When a semiconductor laser is used as a light source, the wavelength changes due to temperature, drive current, individual difference, and the like. It needs to be considered.

【0069】いま、波長λの時に、実線で示す光路をと
るものとすると、波長がλ+Δλ(Δλ>0)の時に
は、回折角が増大して(θからθ′になる)、光路は点
線で示すように変化する。2層のホログラムで回折した
結果、ビームはΔxだけ並進シフトするが、伝播方向は
変わらない。
Now, assuming that an optical path indicated by a solid line is taken at the wavelength λ, when the wavelength is λ + Δλ (Δλ> 0), the diffraction angle increases (from θ to θ ′), and the optical path is indicated by a dotted line. Changes as shown. As a result of diffraction by the two-layer hologram, the beam is translated by Δx, but the propagation direction is not changed.

【0070】そして、ビームのシフト量Δxは、2つの
ホログラム層の間隔tg=1mm、θ=48.2度、n
=1.6とした場合に、Δλ=10nmで、Δx=40
μmとなる。また、Δλ<0の場合は、ビームシフトが
逆方向(Δx<0)に発生する。しかし、以上述べた波
長変化に伴うビームシフトは、チャネル間隔にその分の
余裕をもたせておくことによって、実用上問題とならな
い。
Then, the beam shift amount Δx is determined as follows: the interval between the two hologram layers tg = 1 mm, θ = 48.2 degrees, n
= 1.6, Δx = 40 nm, Δx = 40
μm. When Δλ <0, the beam shift occurs in the opposite direction (Δx <0). However, the beam shift caused by the wavelength change described above does not pose a problem in practical use by providing a margin for the channel interval.

【0071】(b)第2実施例の説明 図6は4入力4出力(4×4)クロスコネクトスイッチ
の配線構造を示す図である。この図6においては、4つ
のチャネルに0,1,2,3と番号を付している。そし
て、配線構造は2段である。
(B) Description of the Second Embodiment FIG. 6 is a diagram showing a wiring structure of a 4-input / 4-output (4 × 4) cross-connect switch. In FIG. 6, four channels are numbered 0, 1, 2, and 3. The wiring structure has two stages.

【0072】すなわち、この場合は、図1(a)または
図2に示す2入力2出力光スイッチを2つ、互いに入射
面が平行になるように並列に配置して空間光スイッチ段
部を構成し、第1の空間光スイッチ段部NW1(単に第
1段NW1ということがある)に対して第2の空間光ス
イッチ段部NW2(単に第2段NW2ということがあ
る)を90度回転させた状態で積層して、4入力4出力
空間光スイッチを構成しているのである。
That is, in this case, the two-input, two-output optical switches shown in FIG. 1A or FIG. 2 are arranged in parallel so that their incident surfaces are parallel to each other to form a spatial optical switch step portion. Then, the second spatial light switch step NW2 (which may be simply referred to as the second step NW2) is rotated by 90 degrees with respect to the first spatial light switch step NW1 (which may be simply referred to as the first step NW1). The four-input four-output spatial optical switch is formed by laminating the switches in a state where they are placed in the same state.

【0073】これを更に詳述すると、この4入力4出力
空間光スイッチは、図7のように構成できる。即ち、第
1段NW1においては、図7(a)に示すように、チャ
ネル0−2,1−3間でスイッチ可能に構成され、第2
段NW2では、図7(b)に示すように、チャネル0−
1,2−3間でスイッチできるように構成されている。
このようにして、図6の配線が実現できるのである。
More specifically, this 4-input 4-output space optical switch can be configured as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 7A, the first stage NW1 is configured to be switchable between the channels 0-2 and 1-3, and
In the stage NW2, as shown in FIG.
It is configured to be able to switch between 1 and 3.
Thus, the wiring of FIG. 6 can be realized.

【0074】これにより、偏光状態によるビームシフト
を最近接チャネル間のみで行なうことができるようにし
て、4入力4出力空間光スイッチが構成されているので
ある。そして、各段は図8(a)〜(f)に示した素子
を積層して構成する。なお、図8(a)〜(f)は何れ
もビームの入射方向から見た模式図である。
Thus, a four-input four-output spatial optical switch is configured such that the beam shift due to the polarization state can be performed only between the closest channels. Each stage is formed by laminating the elements shown in FIGS. FIGS. 8A to 8F are schematic diagrams viewed from the incident direction of the beam.

【0075】まず、図8(a)に示すものは4つのチャ
ネルを伝播するビームの偏光状態を独立に制御するため
の偏光制御素子SW1である。これは、前述の2入力2
出力光スイッチのところで説明したように、例えば液晶
を透明電極で挟み、電圧を印加することによって偏光を
90度回転する構成を用いる。そして、透明電極は各チ
ャネルごとに設け、独立に制御する。即ち、偏光制御手
段をチャネル配置に合わせてセグメント化しそれぞれを
独立に制御できるように一体に形成されているのであ
る。
First, FIG. 8A shows a polarization control element SW1 for independently controlling the polarization state of a beam propagating through four channels. This is the 2 input 2
As described for the output optical switch, for example, a configuration is used in which the liquid crystal is sandwiched between transparent electrodes and the polarization is rotated by 90 degrees by applying a voltage. A transparent electrode is provided for each channel and controlled independently. That is, the polarization control means is segmented in accordance with the channel arrangement and integrally formed so that each can be controlled independently.

【0076】図8(b)に示すものは第1の回折格子層
H1である。この場合、4つのセグメントに分割して描
いてあるが、実際は2種類の格子で構成される。これは
チャネル0,1およびチャネル2,3用の格子の間には
境界線は無くてもよいことを意味する。なお、同一の図
形で示したセグメントは同一の格子ベクトルをもつホロ
グラフィック回折格子を表している。
FIG. 8B shows the first diffraction grating layer H1. In this case, the image is divided into four segments, but is actually composed of two types of lattices. This means that there may be no boundaries between the grids for channels 0,1 and channels 2,3. The segments shown by the same figure represent holographic diffraction gratings having the same grating vector.

【0077】図8(c)に示すものは第2の回折格子層
H1′である。この第2の回折格子層H1′は第1の回
折格子層H1をX−X′軸の回りに回転して裏返しにし
た構造である。この場合も、チャネル0,1およびチャ
ネル2,3用の格子の間には境界線は無くてもよい。
FIG. 8C shows the second diffraction grating layer H1 '. The second diffraction grating layer H1 'has a structure in which the first diffraction grating layer H1 is rotated around the XX' axis and turned upside down. Also in this case, there may be no boundary between the grids for channels 0 and 1 and channels 2 and 3.

【0078】すなわち、この場合、第1の回折格子層H
1および第2の回折格子層H1′において、同一空間周
波数を持ち、格子ベクトルの方向が等しい、近接する回
折格子の領域をつなぐことにより境界をなくすように構
成されていることになる。
That is, in this case, the first diffraction grating layer H
In the first and second diffraction grating layers H1 ', the boundary is eliminated by connecting adjacent diffraction grating regions having the same spatial frequency and the same grating vector direction.

【0079】以上の図8(a)〜(c)に示すもの(偏
光制御素子SW1,第1の回折格子層H1および第2の
回折格子層H1′)を積層したものが第1段NW1の構
造である。
8A to 8C (the polarization control element SW1, the first diffraction grating layer H1 and the second diffraction grating layer H1 ') are stacked to form the first stage NW1. Structure.

【0080】つぎに、第2段NW2は、図8(d)〜
(f)に示した素子を積層して構成する。即ち、図8
(d)に示すものは図8(a)と同様の偏光制御素子S
W2である。また、図8(e),(f)に示すものはそ
れぞれ図8(b),(c)と同一の回折格子層である
が、図8(e)の第1の回折格子層H2は、図8(b)
の第1の回折格子層H1を90度面内回転した配置とす
る。また、図8(f)の第2の回折格子層H2′は図8
(c)の第2の回折格子層H1′を90度内面回転した
配置とする。
Next, the second stage NW2 is shown in FIG.
The element shown in FIG. That is, FIG.
FIG. 8D shows a polarization control element S similar to that shown in FIG.
W2. 8E and 8F are the same diffraction grating layers as FIGS. 8B and 8C, respectively, but the first diffraction grating layer H2 in FIG. FIG. 8B
Is arranged such that the first diffraction grating layer H1 is rotated by 90 degrees in the plane. Further, the second diffraction grating layer H2 'in FIG.
The (c) second diffraction grating layer H1 'is arranged to be rotated by 90 degrees on the inner surface.

【0081】以上の図8(d)〜(f)に示すもの(偏
光制御素子SW2,第1の回折格子層H2および第2の
回折格子層H2′)を積層したものが第2段NW2の構
造である。
A stack of the above-mentioned components (polarization control element SW2, first diffraction grating layer H2 and second diffraction grating layer H2 ') shown in FIGS. 8 (d) to 8 (f) corresponds to the second stage NW2. Structure.

【0082】従って、上記から第1の回折格子層H1
(H2)および第2の回折格子層H1′(H2′)がそ
れぞれ異なる格子ベクトルを持つ2つの平面回折格子セ
グメント対を2組、二次元的に配置するようにして構成
されていることがわかる。
Therefore, from the above, the first diffraction grating layer H1
It can be seen that (H2) and the second diffraction grating layer H1 ′ (H2 ′) are configured to two-dimensionally arrange two pairs of two plane diffraction grating segment pairs having different grating vectors. .

【0083】図9は2つの段構造を積層して構成した上
記の4×4光スイッチを示す模式図であるが、この場合
は、上記の第1の空間光スイッチ段部NW1,第2の空
間光スイッチ段部NW2からなる4入力4出力空間光ス
イッチの入力側に、4本の光ファイバLFから出射する
光をコリメートするマイクロレンズアレイ(コリメート
手段)31を設けるとともに、4入力4出力空間光スイ
ッチの出力側に、収束させて4本の光ファイバLFに入
射させるためのマイクロレンズアレイ(集光手段)32
を設けている。なお、この図9中において、G1,G2
は透明平板である。
FIG. 9 is a schematic view showing the above 4 × 4 optical switch formed by laminating two step structures. In this case, the first spatial light switch step portion NW1 and the second A microlens array (collimating means) 31 for collimating the light emitted from the four optical fibers LF is provided on the input side of the four-input four-output spatial optical switch including the spatial optical switch step NW2, and a four-input four-output space is provided. A microlens array (light condensing means) 32 for converging and entering the four optical fibers LF on the output side of the optical switch
Is provided. In FIG. 9, G1 and G2
Is a transparent flat plate.

【0084】このようにして、この4入力4出力空間光
スイッチは、偏光制御手段,第1の回折格子層,第2の
回折格子層が空気層を介さずに一体積層されて空間光ス
イッチ段部を構成し、且つ、空間光スイッチ段部を2
つ、空気層を介さずに一体積層して構成されていること
になる。
As described above, this four-input four-output spatial optical switch is composed of a polarization control means, a first diffraction grating layer, and a second diffraction grating layer which are integrally laminated without interposing an air layer. And the spatial light switch stepped part is 2
First, it is configured to be integrally laminated without interposing an air layer.

【0085】このように直線偏光面を直交する2方向の
いずれかの状態に切り換える手段と、2つの回折格子層
によって、偏光状態を制御することにより、光路をシフ
トさせる構造を単位として、同構造を2次元的に複数組
み合わせて段構造を形作り、さらに異なる方向に光路シ
フトさせる複数の段構造を積層することにより、近接チ
ャネル間の光路をシフトだけで2次元チャネル配置の、
多段光クロスコネクトスイッチを実現することができ、
更に空間光スイッチの光路変更部は、偏光制御素子、回
折格子の積層構造であるため、簡素であり、二次元に配
列されたチャネルに向いた構成であり、各段を構成する
回折格子層は、複数のセグメントを有しているが、向き
や表裏が異なるだけで共通なものが多く、製作する上で
の部品の種類は、回折格子層の数ほどはない点、有利で
あり、また、各段における光路偏光が、近接のチャネル
間で行なわれるため光路長が最短ですみ、チャネル間隔
を小さくすることも可能である。
As described above, the means for switching the linear polarization plane to one of two directions orthogonal to each other and the structure for shifting the optical path by controlling the polarization state by two diffraction grating layers are the same. Are two-dimensionally combined to form a stepped structure, and by stacking a plurality of stepped structures that shift the optical path in different directions, a two-dimensional channel arrangement is achieved by only shifting the optical path between adjacent channels.
A multi-stage optical cross-connect switch can be realized,
Further, since the optical path changing portion of the spatial light switch has a laminated structure of a polarization control element and a diffraction grating, it is simple and has a configuration suitable for channels arranged two-dimensionally. , Has a plurality of segments, but there are many things that are common only with different orientations and front and back, and the types of parts to be manufactured are advantageous in that they are not as many as the number of diffraction grating layers, Since the optical path polarization in each stage is performed between adjacent channels, the optical path length can be minimized and the channel interval can be reduced.

【0086】なお、各面的な要素を積層する方法として
は、例えば透明なガラス平板の両面に第1,第2の回折
格子層を形成したものと、液晶偏光制御素子とを交互に
接着することが行なわれるが、その他の手段でもよい。
As a method of laminating each planar element, for example, a method in which first and second diffraction grating layers are formed on both surfaces of a transparent glass plate and a liquid crystal polarization controlling element are alternately bonded. However, other means may be used.

【0087】(c)第3実施例の説明 図10は8入力8出力(8×8)クロスコネクトスイッ
チの配線構造を示す図である。この図10においては、
8つのチャネルに0〜7の番号を付している。そして、
配線構造は4段である。
(C) Description of the Third Embodiment FIG. 10 is a diagram showing a wiring structure of an 8-input / 8-output (8 × 8) cross-connect switch. In this FIG.
The eight channels are numbered 0-7. And
The wiring structure has four stages.

【0088】すなわち、この場合は、第1の空間光スイ
ッチ段部(第1段)NW1〜第4の空間光スイッチ段部
(第4段)NW4とも、図1(a)または図2の構成の
2入力2出力光スイッチを4つ平行に並べた構造として
いるのであるが、更に詳細には、図11に示すように、
光入力面において、第1近接チャネル間隔をdとし、原
点Oの座標を(0,0)とした場合、チャネル0を
(0,d),チャネル1を(d,d),チャネル2を
(d,2d),チャネル3を(2d,2d),チャネル
4を(d,0),チャネル5を(2d,0),チャネル
6を(2d,d),チャネル7を(3d,d)に配置
し、図11(a)に示すように、第1の空間光スイッチ
段部(第1段)NW1で、チャネル0−チャネル4,チ
ャネル1−チャネル5,チャネル2−チャネル6,チャ
ネル3−チャネル7間のビームシフト構造を設け、図1
1(b),(c)に示すように、第2の空間光スイッチ
段部(第2段)NW2および第3の空間光スイッチ段部
(第3段)NW3で、それぞれチャネル0−チャネル
2,チャネル1−チャネル3,チャネル4−チャネル
6,チャネル5−チャネル7間のビームシフト構造を設
け、図11(d)に示すように、第4の空間光スイッチ
段部(第4段)NW4で、チャネル0−チャネル1,チ
ャネル2−チャネル3,チャネル4−チャネル5,チャ
ネル6−チャネル7間のビームシフト構造を設けて、8
入力8出力のバンヤン網型空間光スイッチを構成してい
るのである。
That is, in this case, the first spatial light switch step (first stage) NW1 to the fourth spatial light switch step (fourth stage) NW4 have the configuration shown in FIG. 1A or FIG. The four-input two-output optical switches are arranged in parallel, and more specifically, as shown in FIG.
On the optical input surface, when the first adjacent channel interval is d and the coordinates of the origin O are (0, 0), channel 0 is (0, d), channel 1 is (d, d), and channel 2 is ( d, 2d), channel 3 to (2d, 2d), channel 4 to (d, 0), channel 5 to (2d, 0), channel 6 to (2d, d), and channel 7 to (3d, d). As shown in FIG. 11A, the first spatial optical switch stage (first stage) NW1 has channels 0-channel 4, channel 1-channel 5, channel 2-channel 6, and channel 3- A beam shift structure between channels 7 is provided, and FIG.
As shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c), the second spatial optical switch stage (second stage) NW2 and the third spatial optical switch stage (third stage) NW3 have channel 0-channel 2 respectively. , Channel 1-channel 3, channel 4-channel 6, and channel 5-channel 7 are provided, and as shown in FIG. 11 (d), a fourth spatial light switch stage (fourth stage) NW4 Then, a beam shift structure is provided between channel 0-channel 1, channel 2-channel 3, channel 4-channel 5, channel 6-channel 7, and
This constitutes a banyan net-type space optical switch having eight inputs and eight outputs.

【0089】これにより、偏光状態によるビームシフト
を最近接チャネル,第2近接チャネル間のみで行なえる
ようにして、8入力8出力空間光スイッチを構成してい
るのである。
Thus, an eight-input eight-output spatial optical switch is configured so that the beam shift due to the polarization state can be performed only between the nearest channel and the second adjacent channel.

【0090】なお、上記から第2段NW2と第3段NW
3は同じ配線構造であることがわかるが、これは、ブロ
ッキングを防ぐための迂回路を発生させるためである。
また、各段は、図12(a)〜(i)に示した素子を積
層して構成する。何れも、ビームの入射方向から見た模
式図である。
From the above, the second stage NW2 and the third stage NW
3 shows the same wiring structure, but this is to generate a detour to prevent blocking.
Each stage is formed by stacking the elements shown in FIGS. All are schematic diagrams viewed from the incident direction of the beam.

【0091】まず、図12(a)に示すものは4つのチ
ャネルを伝播するビームの偏光状態を独立に制御するた
めの偏光制御素子SW1である。この場合、セグメント
の数が8であるが、その構造は前述の4×4スイッチの
場合に述べたものと同じである。即ち、偏光制御手段を
チャネル配置に合わせてセグメント化しそれぞれを独立
に制御できるように一体に形成されている。
First, FIG. 12A shows a polarization control element SW1 for independently controlling the polarization state of a beam propagating through four channels. In this case, the number of segments is 8, but the structure is the same as that described for the 4 × 4 switch. In other words, the polarization control means is segmented in accordance with the channel arrangement and integrally formed so that each can be controlled independently.

【0092】図12(b)に示すものは第1の回折格子
層H1であり、この場合、8 セグメントに分割して描い
てあるが、2種類の格子で構成されている。また、チャ
ネル0,1,2,3用およびチャネル4,5,6,7用
の格子の間には、境界線は無くてもよい。なお、この場
合も、同一の図形で示したセグメントは同一の格子ベク
トルをもつホログラフィック回折格子を表している。
FIG. 12B shows a first diffraction grating layer H1, which is divided into eight segments in this case, but is composed of two types of gratings. Also, there may be no boundary line between the grids for channels 0, 1, 2, 3 and for channels 4, 5, 6, 7. Also in this case, the segments shown by the same figure represent holographic diffraction gratings having the same lattice vector.

【0093】図12(c)に示すものは第2の回折格子
層H1′である。そして、この場合も、チャネル0,
1,2,3用およびチャネル4,5,6,7用の格子の
間には、境界線は無くてもよい。
FIG. 12C shows the second diffraction grating layer H1 '. And also in this case, channels 0,
There may be no boundaries between the grids for 1,2,3 and the channels 4,5,6,7.

【0094】すなわち、第1の回折格子層H1および第
2の回折格子層H1′において、同一空間周波数を持
ち、格子ベクトルの方向が等しい、近接する回折格子の
領域をつなぐことにより境界をなくすように構成されて
いることになる。
That is, in the first diffraction grating layer H1 and the second diffraction grating layer H1 ', boundaries are eliminated by connecting adjacent diffraction grating regions having the same spatial frequency and the same direction of the grating vector. It will be comprised in.

【0095】以上の図12(a)〜(c)に示すもの
(偏光制御素子SW1,第1の回折格子層H1および第
2の回折格子層H1′)を積層したものが第1段NW1
の構造である。
12A to 12C (the polarization control element SW1, the first diffraction grating layer H1 and the second diffraction grating layer H1 ') are stacked in the first stage NW1.
The structure is as follows.

【0096】つぎに、第2段NW2は図12(a)及び
(d),(e)に示した素子SW2,H2,H2′を積
層して構成する。第3段NW3は図12(a)及び
(f),(g)に示した素子SW3,H3,H3′を積
層する。
Next, the second stage NW2 is formed by laminating the elements SW2, H2 and H2 'shown in FIGS. 12 (a), 12 (d) and 12 (e). In the third stage NW3, the elements SW3, H3, and H3 'shown in FIGS. 12A, 12F, and 12G are stacked.

【0097】この場合、図12(d)と(f),図12
(e)と(g)は同一の回折格子層であり、それぞれ図
12(c),(b)をY−Y′の回りに回転して裏返し
にした構造になっている。また、第3段NW3と第4段
NW4の間には、偏光面を45度回転させるための1/
2波長板を挟む。
In this case, FIGS. 12D and 12F and FIG.
(E) and (g) are the same diffraction grating layer, and have a structure in which FIGS. 12 (c) and 12 (b) are rotated around YY 'and turned upside down. In addition, between the third stage NW3 and the fourth stage NW4, 1/45 for rotating the polarization plane by 45 degrees is used.
A two-wave plate is sandwiched.

【0098】さらに、第4段NW4は図12(a)及び
(h),(i)に示した素子SW4,H4,H4′を積
層して構成する。図12(i)は図12(h)をY−
Y′の回りに回転して裏返しにした構造になっている。
Further, the fourth stage NW4 is formed by stacking the elements SW4, H4, H4 'shown in FIGS. 12 (a), (h) and (i). FIG. 12 (i) shows FIG.
The structure is turned around Y 'and turned upside down.

【0099】上記のように、ホログラフィック回折格子
層は図12(b)〜(i)の8層あるが、パターンとし
ては図12(b),(c),(h)に示す3種である。
従って、上記から第1の回折格子層H1(H2〜H4)
および第2の回折格子層H1′(H2′〜H4′)がそ
れぞれ異なる格子ベクトルを持つ2つの平面回折格子セ
グメント対を4組、二次元的に配置するようにして構成
されているのである。
As described above, there are eight holographic diffraction grating layers as shown in FIGS. 12 (b) to (i), and there are three patterns as shown in FIGS. 12 (b), (c) and (h). is there.
Therefore, from the above, the first diffraction grating layer H1 (H2 to H4)
The second diffraction grating layer H1 '(H2' to H4 ') is configured so that two sets of two plane diffraction grating segment pairs each having a different grating vector are arranged two-dimensionally.

【0100】図13は以上説明した4つの段構造を積層
して構成した8×8光スイッチをチャネルに垂直な方向
から見た構成図である。各段の第1の回折格子層H1〜
H4,第2の回折格子層H1′〜H4′は共通の透明平
板G1〜G4の両面に形成した形で表現してある(太線
参照)。
FIG. 13 is a configuration diagram of an 8 × 8 optical switch formed by laminating the above-described four-stage structure, viewed from a direction perpendicular to the channel. First diffraction grating layers H1 to H1 of each stage
H4, the second diffraction grating layers H1 'to H4' are represented by being formed on both sides of a common transparent flat plate G1 to G4 (see a thick line).

【0101】そして、この場合も、上記の第1の空間光
スイッチ段部NW1〜第4の空間光スイッチ段部NW4
からなる8入力8出力空間光スイッチの入力側に、8本
の光ファイバLFから出射する光をコリメートするマイ
クロレンズアレイ(コリメート手段)31を設けるとと
もに、8入力8出力空間光スイッチの出力側に、収束さ
せて8本の光ファイバLFに入射させるためのマイクロ
レンズアレイ(集光手段)32を設けているのである。
なお、図13中の40は1/2波長板である。
Also in this case, the first spatial light switch step NW1 to the fourth spatial light switch step NW4 are also used.
A microlens array (collimating means) 31 for collimating the light emitted from the eight optical fibers LF is provided on the input side of the 8-input 8-output spatial optical switch composed of , A microlens array (light collecting means) 32 for converging and entering the eight optical fibers LF.
In addition, 40 in FIG. 13 is a 1/2 wavelength plate.

【0102】図13に示した積層構造の寸法は、例えば
チャネル間隔を1.8mmとすると、入力面が7.2×
5.4mm、厚み方向の長さが約18mm程度にでき
る。但し、光路偏光スイッチ部の有効部分のみの寸法で
あり、偏光制御素子を駆動するための配線、光ファイバ
との結合部の寸法は含まない。
The dimensions of the laminated structure shown in FIG. 13 are, for example, when the channel spacing is 1.8 mm, the input surface is 7.2 ×
5.4 mm, the length in the thickness direction can be about 18 mm. However, it is the dimension of only the effective portion of the optical path polarization switch section, and does not include the dimensions of the wiring for driving the polarization control element and the coupling section with the optical fiber.

【0103】このようにして、この8入力8出力空間光
スイッチは、偏光制御手段,第1の回折格子層,第2の
回折格子層が空気層を介さずに一体積層されて空間光ス
イッチ段部を構成し、且つ、空間光スイッチ段部を4
つ、空気層を介さずに一体積層して構成されていること
になる。
As described above, this eight-input eight-output spatial optical switch is composed of a polarization control means, a first diffraction grating layer, and a second diffraction grating layer which are integrally laminated without interposing an air layer. And the space optical switch step is 4
First, it is configured to be integrally laminated without interposing an air layer.

【0104】このように直線偏光面を直交する2方向の
いずれかの状態に切り換える手段と、2つの回折格子層
によって、偏光状態を制御することにより、光路をシフ
トさせる構造を単位として、同構造を2次元的に複数組
み合わせて段構造を形作り、さらに異なる方向に光路シ
フトさせる複数の段構造と波長板を積層することによ
り、近接チャネル間の光路をシフトだけで2次元チャネ
ル配置の、多段光クロスコネクトスイッチを実現するこ
とができ、更に空間光スイッチの光路変更部は、偏光制
御素子、回折格子の積層構造であるため、簡素であり、
二次元に配列されたチャネルに向いた構成であり、各段
を構成する回折格子層は、複数のセグメントを有してい
るが、向きや表裏が異なるだけで共通なものが多く、製
作する上での部品の種類は、回折格子層の数ほどはない
点、有利であり、また、各段における光路偏光が、近接
のチャネル間で行なわれるため光路長が最短ですみ、チ
ャネル間隔を小さくすることも可能である。
As described above, the means for switching the linear polarization plane to one of two directions orthogonal to each other and the structure for shifting the optical path by controlling the polarization state by the two diffraction grating layers are the same. Are two-dimensionally combined to form a stepped structure, and furthermore, by stacking a plurality of stepped structures for shifting the optical path in different directions and a wave plate, a multi-stage optical arrangement of a two-dimensional channel arrangement only by shifting the optical path between adjacent channels. A cross-connect switch can be realized, and the optical path changing unit of the spatial light switch is simple because it has a laminated structure of a polarization control element and a diffraction grating.
The structure is suitable for channels arranged two-dimensionally, and the diffraction grating layer constituting each stage has a plurality of segments, but many are common only with different orientations and front and back. Is advantageous in that the number of components is not as large as the number of diffraction grating layers, and the optical path polarization in each stage is performed between adjacent channels, so that the optical path length is shortest and the channel spacing is reduced. It is also possible.

【0105】(d)第4実施例の説明 さて、この第4実施例は、図15に示すような11段ク
ロス−バンヤン網の等価回路構造を有する空間光スイッ
チ装置についてのものである。なお、この空間光スイッ
チ装置の単位スイッチとしての2入力2出力光スイッチ
は、図1(a)を用いて説明したものと同様のものであ
る。
(D) Description of the Fourth Embodiment The fourth embodiment relates to a spatial light switch device having an equivalent circuit structure of an eleven-stage cross-banyan network as shown in FIG. The two-input two-output optical switch as a unit switch of this spatial optical switch device is the same as that described with reference to FIG.

【0106】この実施例にかかる11段クロス−バンヤ
ン網の等価回路構造を有する空間光スイッチ装置は、前
述のような直線偏光ビームを直交する2方向のいずれか
の状態に切り換える手段10と、2つの回折格子層2
2,23によって、偏光状態を制御することによって、
光路をシフトさせる構造を単位として、同構造を2次元
的に複数組み合わせて、段構造を形作り、さらに、異な
る方向に光路シフトさせる複数の段構造と波長板を薄膜
積層することにより構成されるものであるが、このよう
にすることにより、ビーム長を各ビームの光路長差を最
少化することが可能で、近隣チャネル間の光路差をシフ
トさせるだけで、2次元チャネル配置の多段光クロスコ
ネクトスイッチの実現をはかることができる。
The spatial light switch device having the equivalent circuit structure of the eleven-stage cross-banyan network according to this embodiment includes the means 10 for switching the linearly polarized beam to one of two orthogonal directions, as described above. Diffraction grating layers 2
By controlling the polarization state according to 2, 23,
Using a structure that shifts the optical path as a unit, two-dimensionally combining the same structures to form a stepped structure, and further, stacking a plurality of stepped structures that shift the optical path in different directions and a wave plate into thin films. However, by doing so, it is possible to minimize the beam length and the optical path length difference of each beam, and only by shifting the optical path difference between adjacent channels, a multi-stage optical cross-connect in a two-dimensional channel arrangement. The switch can be realized.

【0107】すなわち、前述の図1(a),図2に示す
ような2入力2出力光スイッチにおける2本の互いに平
行な光軸のつくる面がそれぞれ平行となるように、2入
力2出力光スイッチを複数個配列することにより、空間
光スイッチ段部を形成し、この空間光スイッチ段部を1
1段分積層して、11段クロス−バンヤン網の等価回路
構造を有する空間光スイッチ装置を構成しているのであ
る。
That is, in the two-input two-output optical switch as shown in FIGS. 1A and 2 described above, the two-input two-output light switch is set so that the surfaces formed by two mutually parallel optical axes are parallel to each other. By arranging a plurality of switches, a spatial light switch step is formed.
By stacking one stage, a spatial optical switch device having an equivalent circuit structure of an 11-stage cross-banyan network is configured.

【0108】そして、図15に示す16入力16出力1
1段のクロスコネクトスイッチの配線構造と等価なこの
配線構造を上記基本構成となる2入力2出力光スイッチ
で実現するためには、各段ごとに適切なビーム偏光用の
ホログラムアレイを積層することが必要で、しかも、1
6入力ビームを2次元配置にして、上記のホログラムア
レイによる多チャネル多段スイッチング動作と整合をと
る構成になっている。
Then, the 16 inputs, 16 outputs 1 shown in FIG.
In order to realize this wiring structure equivalent to the wiring structure of the one-stage cross-connect switch with the two-input two-output optical switch having the above-described basic configuration, an appropriate hologram array for beam polarization is laminated for each stage. Is necessary, and 1
The configuration is such that the six input beams are arranged two-dimensionally and matched with the multi-channel multi-stage switching operation by the hologram array.

【0109】図16にように16入力ビームを2次元配
置にしたとき、即ち、光入力面において、dを隣接チャ
ネル間隔とし、チャネル0(CH0)を原点(0,0)
として、更にチャネル1(CH1)を(0,−2d),
チャネル2(CH2)を(2d,0),チャネル3(C
H3)を(2d,−2d),チャネル4(CH4)を
(d,−d),チャネル5(CH5)を(d,−3
d),チャネル6(CH6)を(3d,−d),チャネ
ル7(CH7)を(3d,−3d),チャネル8(CH
8)を(d,0),チャネル9(CH9)を(d,−2
d),チャネル10(CH10)を(3d,0),チャ
ネル11(CH11)を(3d,−2d),チャネル1
2(CH12)を(0,−d),チャネル13(CH1
3)を(0,−3d),チャネル14(CH14)を
(2d,−d),チャネル15(CH15)を(2d,
−3d)の位置に配置したとき、図17に示すように、
第1,4,7,10の空間光スイッチ段部(1段,4
段,7段,10段)では、チャネル0−2,4−6,1
−3,5−7,8−10,12−14,9−11,13
−15間でスイッチ可能に構成し、第2,5,8,11
の空間光スイッチ段部(2段,5段,8段,11段)で
は、チャネル0−1,4−5,2−3,6−7,12−
13,8−9,14−15,10−11間でスイッチ可
能に構成し、第3,9の空間光スイッチ段部(3段,9
段)では、チャネル0−4,1−5,2−6,3−7,
8−12,9−13,10−14,11−15間でスイ
ッチ可能に構成し、且つ、第6の空間光スイッチ段部
(6段)では、チャネル0−8,12−4,1−9,1
3−5,2−10,14−6,3−11,15−7間で
スイッチ可能に構成している。
When 16 input beams are arranged two-dimensionally as shown in FIG. 16, that is, on the optical input surface, d is an adjacent channel interval, and channel 0 (CH0) is the origin (0, 0).
Further, channel 1 (CH1) is set to (0, -2d),
Channel 2 (CH2) is assigned to (2d, 0) and channel 3 (C
H3) is (2d, -2d), channel 4 (CH4) is (d, -d), and channel 5 (CH5) is (d, -3).
d), channel 6 (CH6) is (3d, -d), channel 7 (CH7) is (3d, -3d), and channel 8 (CH
8) at (d, 0) and channel 9 (CH9) at (d, -2).
d), channel 10 (CH10) is (3d, 0), channel 11 (CH11) is (3d, -2d), channel 1
2 (CH12) to (0, -d) and channel 13 (CH1
3) is (0, -3d), channel 14 (CH14) is (2d, -d), and channel 15 (CH15) is (2d,
-3d), as shown in FIG.
The first, fourth, seventh and tenth spatial light switch steps (1 step, 4
Channels 0-2, 4-6, 1)
-3,5-7,8-10,12-14,9-11,13
-15 can be switched between the second, fifth, eighth and eleventh
In the spatial light switch stages (2 stages, 5 stages, 8 stages, and 11 stages), channels 0-1, 4-5, 2-3, 6-7 and 12-
13, 8-9, 14-15, and 10-11 so as to be switchable, and the third and ninth spatial light switch steps (3 steps, 9 steps)
Stage), channels 0-4, 1-5, 2-6, 3-7,
8-12, 9-13, 10-14, and 11-15 so as to be switchable, and in the sixth spatial optical switch stage (six stages), channels 0-8, 12-4, 1- 9,1
3-5, 2-10, 14-6, 3-11, and 15-7 can be switched.

【0110】これにより、図15の等価回路ができる。
さらに、この等価回路を上記の薄膜多段空間光スイッチ
の基本構成の組み合わせで実現できる光通話路構造で
は、S偏光入射を過程すると、非閉塞クロスコネクトル
ーチングアルゴリズムが存在し、次のように記述でき
る。
Thus, the equivalent circuit shown in FIG. 15 is obtained.
Furthermore, in the optical communication path structure that can realize this equivalent circuit by combining the basic configuration of the thin-film multi-stage spatial optical switch, there is a non-blocking cross-connect routing algorithm when the S-polarized light is incident, and can be described as follows. .

【0111】NB(I)を各段各ノードの2進表示の1
番目のビットとし、FB(J)を到達目的ノードの2進
表示のJ番目のビットとし、PSをあるノードに入射す
るビームの偏光がP偏光で0,S偏光で1とし、SCを
偏光制御スイッチ状態(0=OFF,1=ON)とする
と、 1段,4段,7段,10段目では SC=PS XOR(NB(3)XOR FB(3)) 2段,5段,8段,11段目では SC=PS XOR(NB(4)XOR FB(4)) 3段,9段目では SC=PS XOR(NB(2)XOR FB(2)) 6段目では SC=PS XOR(NB(1)XOR FB(1)) のように偏光スイッチ設定が与えられる。
NB (I) is represented by 1 in binary notation of each node at each stage.
FB (J) is the J-th bit in the binary representation of the destination node, PS is 0 for P-polarized light, 1 for S-polarized light, and SC for polarization control. Assuming the switch state (0 = OFF, 1 = ON), SC = PS XOR (NB (3) XOR FB (3)) at the first, fourth, seventh, and tenth stages, two, five, and eight stages , At stage 11, SC = PS XOR (NB (4) XOR FB (4)) 3rd stage, at stage 9 SC = PS XOR (NB (2) XOR FB (2)) At stage 6, SC = PS XOR The polarization switch setting is given as (NB (1) XOR FB (1)).

【0112】なお、 X XOR YはXとYの排他論
理和をとることを意味する。
Note that X XOR Y means that X and Y are exclusive ORed.

【0113】このような構成により、上記のように入力
ビームの各チャネルの二次元配置を決めた場合、各層の
対応するビームスポットのチャネル番号の順列で経路を
表示すると、当該等価回路のエクスチェンジ経路は、つ
ぎの16通りある。 (1)0−2−3−7−5−4−12−14−15−1
1−9−8 (2)1−3−2−6−4−5−13−15−14−1
0−8−9 (3)2−0−1−5−7−6−14−12−13−9
−11−10 (4)3−1−0−4−6−7−15−13−12−8
−10−11 (5)4−6−7−3−1−0−8−10−11−15
−13−12 (6)5−7−6−2−0−1−9−11−10−14
−12−13 (7)6−4−5−1−3−2−10−8−9−13−
15−14 (8)7−5−4−0−2−3−11−9−8−12−
14−15 (9)8−10−11−15−13−12−4−6−7
−3−1−0 (10)9−11−10−14−12−13−5−7−
6−2−0−1 (11)10−8−9−13−15−14−6−4−5
−1−3−2 (12)11−9−8−12−14−15−7−5−4
−0−2−3 (13)12−14−15−11−9−8−0−2−3
−7−5−4 (14)13−15−14−10−8−9−1−3−2
−6−4−5 (15)14−12−13−9−11−10−2−0−
1−5−7−6 (16)15−13−12−8−10−11−3−1−
0−4−6−7
When the two-dimensional arrangement of each channel of the input beam is determined as described above, the path is displayed in the permutation of the channel number of the corresponding beam spot on each layer. Are the following 16 types. (1) 0-2-3-7-5-4-12-14-15-1
1-9-8 (2) 1-3-2-6-4-5-13-15-14-1
0-8-9 (3) 2-0-1-5-7-6-14-12-13-9
-11-10 (4) 3-1-0-4-6-7-15-13-12-8
-10-11 (5) 4-6-7-3-1-0-8-10-11-15
-13-12 (6) 5-7-6-2-0-1-9-11-1-10-14
12-13 (7) 6-4-5-1-3-2-10-8-9-13
15-14 (8) 7-5-4-0-2-3-11-9-8-12-
14-15 (9) 8-10-11-15-13-12-4-6-7
-3-1-0 (10) 9-11-10-14-12-13-5-7-
6-2-0-1 (11) 10-8-9-13-15-14-6-4-5
-1-3-2 (12) 11-9-8-12-14-15-7-5-4
-0-2-3 (13) 12-14-15-11-9-8-0-2-3
-7-5-4 (14) 13-15-14-10-8-9-1-3-2
-6-4-5 (15) 14-12-13-9-11-10-2-0-
1-5-7-6 (16) 15-13-12-8-10-11-3-3-1
0-4-6-7

【0114】これらの経路は、図15の等価回路で実現
可能な経路であり、また、図17のホログラムアレイに
よって構成されるチャネル結線と一体一対応しており、
偏光制御素子のON/OFF制御によって非閉塞なクロ
スコネクトルーチングできる経路である。
These paths are paths that can be realized by the equivalent circuit of FIG. 15, and also integrally correspond to the channel connection constituted by the hologram array of FIG.
This is a path that allows non-blocking cross-connect routing by ON / OFF control of the polarization control element.

【0115】したがって、各チャネルのエクスチェンジ
経路をたどっていくと、等価回路と二次元多層スイッチ
の経路とが一致することで、効果的な構成になることが
わかる。
Therefore, it is understood that, when the exchange path of each channel is followed, the equivalent circuit and the path of the two-dimensional multilayer switch coincide with each other, resulting in an effective configuration.

【0116】この場合、実際には、16階乗通りのクロ
スコネクト経路が存在するが、4入力4出力の非閉塞か
つクロスコネクトルーチング性を持つ網構造を、非閉塞
を保ちながらバタフライ接続によって16入力16出力
に拡張した構造した構造であるので、非閉塞は保証され
るのである。
In this case, there are actually 16 floors of cross-connect routes, but a 4-input 4-output non-blocking and cross-connect routing network structure is provided by butterfly connection while maintaining non-blocking. Since the structure is expanded to 16 inputs and 16 outputs, non-blocking is guaranteed.

【0117】このように偏向制御素子とホログラム回折
素子の組み合わせによって、薄膜積層構造の小型な多入
力多出力空間光スイッチを構成することにより、16ビ
ームの2次元配列が可能であり、偏向制御によって16
入力11段のクロス−バンヤン網の非閉塞クロスコネク
トルーチングを光学的に実現できるのである。
As described above, by combining the deflection control element and the hologram diffraction element, a small-sized multi-input multi-output spatial light switch having a thin-film laminated structure is formed, thereby enabling a two-dimensional array of 16 beams. 16
It is possible to optically realize the non-blocking cross-connect routing of the 11-stage cross-banyan network.

【0118】(e)第5実施例の説明 次に、第5実施例について説明する。この第5実施例
は、図18に示すような9段拡張変形バンヤン網の等価
回路(この等価回路は16入力16出力9段のクロスコ
ネクトスイッチの配線構造と等価である)構造を有する
空間光スイッチ装置についてのものであるが、この場合
は、前述の図1(a),図2に示すような2入力2出力
光スイッチ(基本スイッチ)における2本の互いに平行
な光軸のつくる面がそれぞれ平行となるように、2入力
2出力光スイッチを複数個配列することにより、空間光
スイッチ段部を形成し、この空間光スイッチ段部を9段
分積層して、9段拡張変形バンヤン網の等価回路構造を
有する空間光スイッチ装置を構成しているのである。
(E) Description of Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment has a spatial light structure having an equivalent circuit of a nine-stage expanded modified Banyan network as shown in FIG. 18 (this equivalent circuit is equivalent to a wiring structure of a nine-stage 16-input / 16-output cross-connect switch). In the case of the switch device, in this case, the surface formed by two mutually parallel optical axes in the two-input two-output optical switch (basic switch) as shown in FIGS. By arranging a plurality of two-input and two-output optical switches so as to be parallel to each other, a spatial optical switch step is formed, and nine spatial optical switch steps are laminated to form a nine-stage expanded deformed banyan net. This constitutes a spatial light switch device having the equivalent circuit structure described above.

【0119】この場合、上記の配線構造を、図1
(a),図2に示す基本構成で実現するために各段ごと
のホログラムアレイは、図19のように16入力ビーム
を2次元配置にしたとき、即ち、光入力面において、d
を隣接チャネル間隔とし、チャネル0(CH0)を原点
(0,0)として、更にチャネル1(CH0)を(d,
−d),チャネル2(CH2)を(0,−2d),チャ
ネル3(CH3)を(d,−3d),チャネル4(CH
4)を(2d,0),チャネル5(CH5)を(3d,
−d),チャネル6(CH6)を(2d,−2d),チ
ャネル7(CH7)を(3d,−3d),チャネル8
(CH8)を(d,0),チャネル9(CH9)を
(0,−d),チャネル10(CH10)を(d,−2
d),チャネル11(CH11)を(0,−3d),チ
ャネル12(CH12)を(3d,0),チャネル13
(CH13)を(2d,−d),チャネル14(CH1
4)を(3d,−2d),チャネル15(CH15)を
(2d,−3d)の位置に配置し、第1,6の空間光ス
イッチ段部(1段,6段)では、チャネル0−4,1−
5,2−6,3−7,8−12,9−13,10−1
4,11−15間でスイッチ可能に構成し、第2,3,
7,8の空間光スイッチ段部(2段,3段,7段,8
段)では、チャネル0−2,1−3,4−6,5−7,
9−11,8−10,13−15,12−14間でスイ
ッチ可能に構成し、第4,9の空間光スイッチ段部(4
段,9段)では、チャネル0−1,2−3,4−5,6
−7,8−9,10−11,12−13,14−15間
でスイッチ可能に構成し、第5の空間光スイッチ段部
(5段)では、チャネル0−8,1−9,2−10,3
−11,4−12,5−13,6−14,7−15間で
スイッチ可能に構成している。
In this case, the above wiring structure is
(A) In order to realize the basic configuration shown in FIG. 2, the hologram array for each stage is arranged such that when 16 input beams are arranged two-dimensionally as shown in FIG.
Is the adjacent channel interval, channel 0 (CH0) is the origin (0, 0), and channel 1 (CH0) is (d,
-D), channel 2 (CH2) is (0, -2d), channel 3 (CH3) is (d, -3d), and channel 4 (CH
4) at (2d, 0) and channel 5 (CH5) at (3d, 0).
-D), channel 6 (CH6) is (2d, -2d), channel 7 (CH7) is (3d, -3d), channel 8
(CH8) is (d, 0), channel 9 (CH9) is (0, -d), and channel 10 (CH10) is (d, -2).
d), channel 11 (CH11) is (0, -3d), channel 12 (CH12) is (3d, 0), channel 13
(CH13) is changed to (2d, -d) and channel 14 (CH1
4) is arranged at the position of (3d, -2d) and the channel 15 (CH15) is arranged at the position of (2d, -3d). In the first and sixth spatial optical switch steps (1st and 6th steps), the channels 0- 4,1-
5,2-6,3-7,8-12,9-13,10-1
Switchable between 4, 11 and 15
7, 8 spatial optical switch steps (2 steps, 3 steps, 7 steps, 8 steps)
Stage), channels 0-2, 1-3, 4-6, 5-7,
9-11, 8-10, 13-15, and 12-14. The fourth and ninth spatial light switch steps (4
Channels, 9 stages), channels 0-1, 2-3, 4-5, 6
-7, 8-9, 10-11, 12-13, and 14-15 so as to be switchable. In the fifth spatial light switch stage (five stages), channels 0-8, 1-9, 2 -10,3
It can be switched between -11, 4-12, 5-13, 6-14 and 7-15.

【0120】このようにして図18の等価回路ができる
が、更にこの等価回路を上記の薄膜多段空間光スイッチ
の基本構成の組み合わせで実現できる光通話路構造で
は、S偏光入射を仮定すると、非閉塞クロスコネクトル
ーチングアルゴリズムが存在し、次のように記述され
る。
In this way, the equivalent circuit shown in FIG. 18 can be obtained. However, in an optical communication path structure in which this equivalent circuit can be realized by a combination of the basic configuration of the above-mentioned thin-film multi-stage spatial optical switch, if the S-polarized light incidence is assumed, An occlusion cross-connect routing algorithm exists and is described as follows:

【0121】NB(I)を各段各ノードの2進表示のI
番目のビットとし、FB(J)を到達目的ノードの2進
表示のJ番目のビットとし、PSをあるノードに入射す
るビームの偏光がP偏光で0,S偏光で1とし、SCを
偏光制御スイッチ状態(0=OFF,1=ON)とする
と、 1段,3段,4段,6段,8段,9段では SC=PS XOR(NB(M)XOR FB(M)) (各段の順にM=2,3,4,2,3,4) 2段,7段では SC=PS XOR(NB(3)XOR FB(3)) 5段では SC=PS XOR(NB(1)XOR FB(1)) のように偏光スイッチ設定が与えられる。
NB (I) is expressed by the binary notation I of each node at each stage.
FB (J) is the J-th bit in the binary representation of the destination node, PS is 0 for P-polarized light, 1 for S-polarized light, and SC for polarization control. Assuming the switch state (0 = OFF, 1 = ON), SC = PS XOR (NB (M) XOR FB (M)) at the first, third, fourth, sixth, eighth, and ninth stages (each stage) M = 2,3,4,2,3,4) SC = PS XOR (NB (3) XOR FB (3)) at 2nd and 7th stages SC = PS XOR (NB (1) XOR at 5th stage FB (1)) polarization switch settings are provided.

【0122】なお、この場合も、 X XOR YはX
とYの排他論理和をとることを意味する。
Note that also in this case, X XOR Y is X
And Y are exclusive-ORed.

【0123】このような構成により、上記のように入力
ビームの各チャネルの二次元配置を決めた場合、各層の
対応するビームスポットのチャネル番号の順列で経路を
表示すると、当該等価回路のエクスチェンジ経路は、つ
ぎの16通りある。 (1)0−4−6−4−5−13−9−11−9−8 (2)1−5−7−5−4−12−8−10−8−9 (3)2−6−4−6−7−15−11−9−11−1
0 (4)3−7−5−7−6−14−10−8−10−1
1 (5)4−0−2−0−1−9−13−15−13−1
2 (6)5−1−3−1−0−8−12−14−12−1
3 (7)6−2−0−2−3−11−15−13−15−
14 (8)7−3−1−3−2−10−14−12−14−
15 (9)8−12−14−12−13−5−1−3−1−
0 (10)9−13−15−13−12−4−0−2−0
−1 (11)10−14−12−14−15−7−3−1−
3−2 (12)11−15−13−15−14−6−2−0−
2−3 (13)12−8−10−8−9−1−5−7−5−4 (14)13−9−11−9−8−0−4−6−4−5 (15)14−10−8−10−11−3−7−5−7
−6 (16)15−11−9−11−10−2−6−4−6
−7
When the two-dimensional arrangement of each channel of the input beam is determined as described above, the path is displayed in the permutation of the channel number of the corresponding beam spot on each layer. Are the following 16 types. (1) 0-4-6-4-5-13-9-11-9-8 (2) 1-5-7-5-4-12-8-10-8-9 (3) 2-6 -4-6-7-15-11-11-9-1-1
0 (4) 3-7-5-7-6-14-10-10-8-10-1
1 (5) 4-0-2-0-1-9-13-15-13-1
2 (6) 5-1-3-1-0-8-12-14-12-1
3 (7) 6-2-0-2--3-11-15-13-15-
14 (8) 7-3-1-3-2-2-10-14-12-14
15 (9) 8-12-14-12-13-5-3-1-3-1
0 (10) 9-13-15-13-12-4-0-2-0
-1 (11) 10-14-12-14-15-7-3-1-
3-2 (12) 11-15-13-15-14-6-2-0-
2-3 (13) 12-8-10-8-9-1-5-7-5-4 (14) 13-9-11-9-8-0-4-6-4-5 (15) 14-10-8-10-11-3-7-5-5-7
-6 (16) 15-11-9-11-10-2-6-4-6
-7

【0124】そして、これらの経路は、図18の等価回
路で実現可能な経路であり、また、図11のホログラム
アレイによって構成されるチャネル結線と一体一対応し
ており、偏光制御素子のON/OFF制御によって非閉
塞なクロスコネクトルーチングできる経路である。
These paths are paths that can be realized by the equivalent circuit of FIG. 18, and correspond to the channel connection constituted by the hologram array of FIG. This is a route that allows non-blocking cross-connect routing by OFF control.

【0125】したがって、この場合も、各チャネルのエ
クスチェンジ経路をたどっていくと、等価回路と二次元
多層スイッチの経路とが一致することで、効果的な構成
となることがわかる。そして、この場合も、実際には、
16階乗通りのクロスコネクト経路が存在するが、上記
同様の理由で、非閉塞性は保証されるのである。
Therefore, also in this case, it can be understood that, following the exchange path of each channel, the equivalent circuit and the path of the two-dimensional multilayer switch coincide with each other, resulting in an effective configuration. And, in this case, too,
Although there is a cross-connect route on the 16th floor, non-blocking is guaranteed for the same reason as described above.

【0126】なお、このホログラフィックバンヤン空間
光スイッチは、図22に示すように、9段の積層構造で
実施される。ここで、各段NWiの偏向制御素子SWi
は、2次元の透明電極で囲まれて形成されており、更に
透明ガラス板Giの両面に第1の回折格子層Hi,第2
の回折格子層Hi′を形成したものと、上記液晶偏向制
御素子SWiを交互に接着することにより積層構造を形
成している。なお、段部間の所要箇所には、1/2波長
板Wjが介装されている。また、入射光、出射光は、光
ファイバアレイFAで行ない、コリメート光にするため
に、マイクロレンズアレイ31,32を両端に用いた構
成にしている。さらに、図21は、9段の積層立体構造
を示している。
The holographic banyan spatial light switch is implemented with a nine-stage laminated structure as shown in FIG. Here, the deflection control element SWi of each stage NWi
Are formed so as to be surrounded by a two-dimensional transparent electrode, and the first diffraction grating layer Hi and the second diffraction grating layer
Are formed alternately and the above-mentioned liquid crystal deflection control element SWi is adhered alternately to form a laminated structure. In addition, a 所 要 wavelength plate Wj is interposed at a required portion between the steps. The incident light and the outgoing light are transmitted by an optical fiber array FA, and are configured to use microlens arrays 31 and 32 at both ends in order to form collimated light. Further, FIG. 21 shows a nine-layer stacked three-dimensional structure.

【0127】このようにしても、16ビームの2次元配
列が可能であり、偏向制御によって16入力9段の拡張
変形バンヤン網の非閉塞クロスコネクトルーチングを光
学的に実現できる。
Even in this case, a two-dimensional array of 16 beams is possible, and non-blocking cross-connect routing of a 16-input, 9-stage extended deformed Banyan net can be optically realized by deflection control.

【0128】(f)第6実施例の説明 次に、第6実施例について説明する。この第6実施例
は、2n (nは4以上の整数)入力拡張変形バンヤン網
の等価回路構造を有する空間光スイッチ装置についての
ものである。
(F) Description of Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment will be described. The sixth embodiment relates to a spatial optical switch device having an equivalent circuit structure of a 2 n (n is an integer of 4 or more) input extended modified Banyan network.

【0129】ところで、本発明の基本原理は、多段接続
網の等価回路が与えられると、それが2入力2出力のス
イッチの組合せで構成されるものであれば、その構築に
応用可能であるが、特に、8入力変形バンヤン網型の薄
膜多段空間光スイッチを基本構成モジュールとして、図
23のように8入力変形バンヤン網の非閉塞性を保ちな
がら、16入力,32入力,64入力というように拡張
することができ、このようにして構成されたのが、図2
3に示す2n 入力拡張変形バンヤン網である。
By the way, the basic principle of the present invention can be applied to the construction of a multi-stage connection network provided that the circuit is composed of a combination of two-input, two-output switches. In particular, an 8-input modified banyan network type thin film multi-stage spatial optical switch is used as a basic component module, and as shown in FIG. FIG. 2 shows a configuration that can be extended and configured in this way.
3 is a 2 n -input extended modified Banyan network.

【0130】なお、図23において、100は8入力変
形バンヤン網の集合と考えられる図9に示す16入力9
段の拡張変形バンヤン網と等価な回路であり、200は
この16入力9段の拡張変形バンヤン網100が4つ集
まった回路である。
In FIG. 23, reference numeral 100 denotes a set of 16 inputs 9 shown in FIG.
This is a circuit equivalent to the extended modified Banyan network of stages, and 200 is a circuit in which four 16-input 9-stage extended modified Banyan networks 100 are assembled.

【0131】そして、この場合は、8入力変形バンヤン
網の偏光制御アルゴリズムを基に順次拡張して、2n
場合について、非閉塞クロスコネクトルーチングを可能
にしている。
In this case, the non-blocking cross-connect routing is enabled in the case of 2 n by sequentially expanding based on the polarization control algorithm of the 8-input modified Banyan network.

【0132】すなわち、8入力変形バンヤン網の偏光制
御アルゴリズムは次のとおりである。まず、NB(I)
を各段部における各ノードの2進表示のI番目のビット
とし、FB(J)を到達目的ノードの2進表示のJ番目
のビットとし、PSをあるノードに入射するビームの偏
光がP偏光で0,S偏光で1とし、SCを偏光制御スイ
ッチ状態(0=OFF,1=ON)として、 1段,3段,4段では、 SC=PS XOR(NB(M)XOR FB(M)) (各段部の順にM=1,2,3) 2段では、 SC=PS XOR FB(2) のように偏光スイッチ設定を付与するのてある。
That is, the polarization control algorithm of the 8-input modified Banyan net is as follows. First, NB (I)
Is the I-th bit in binary notation of each node in each stage, FB (J) is the J-th bit in binary notation of the destination node, and PS is the polarization of the beam incident on a certain node. , And 1 for S-polarized light, and SC as a polarization control switch state (0 = OFF, 1 = ON). In one, three, and four stages, SC = PS XOR (NB (M) XOR FB (M) (M = 1, 2, 3 in the order of each step) In the two steps, a polarization switch setting is given as SC = PS XOR FB (2).

【0133】なお、この場合も、 X XOR YはX
とYの排他論理和をとることを意味する。
In this case, X XOR Y is equal to X
And Y are exclusive-ORed.

【0134】また、図24に示すように、8入力の2次
元配置から16,32,64入力の2次元配置を順次、
拡張する方式が存在し、次のように表される。まず、2
N+2 入力のNが奇数のとき、 (1)2N+2 チャネルの配置と左右対称な配置を別につ
くる。 (2)別につくったチャネル配置に、もとのチャネル配
置と行と行内の順序を保存して2N+2 以上のチャネル番
号をつける。 (3)2つのチャネル配置を重合わせ2N+3 チャネルの
配置をつくる。
As shown in FIG. 24, the two-dimensional arrangement of 16, 32, and 64 inputs is sequentially changed from the two-dimensional arrangement of eight inputs.
There is an extension scheme, which is expressed as: First, 2
When N of N + 2 inputs is an odd number, (1) Create an arrangement of 2 N + 2 channels and a symmetric arrangement separately. (2) Assign the channel number of 2 N + 2 or more to the separately created channel arrangement while preserving the original channel arrangement and the line and the order within the line. (3) Overlay two channel arrangements to create an arrangement of 2 N + 3 channels.

【0135】また、2N+2 入力のNが偶数のとき、 (1)2N+2 チャネルの配置と同じ配置を別につくる。 (2)別につくったチャネル配置に、元のチャネル配置
の行と行内の順序を保存して2N+2 以上のチャネル番号
をつける。 (3)2つのチャネル配置を最小チャネル間隔dの半分
だけ2方向にずらして重合わせ、2N+3 チャネルの配置
をつくる。
When N of 2 N + 2 inputs is an even number, the same arrangement as that of (1) 2 N + 2 channels is made separately. (2) A channel number of 2 N + 2 or more is added to a separately created channel arrangement while preserving the original channel arrangement row and the order within the row. (3) The two channel arrangements are shifted by half the minimum channel interval d in two directions and overlapped to create an arrangement of 2 N + 3 channels.

【0136】すなわち、この第6実施例では、図1
(a)等に示す基本スイッチをベースにして構成される
多入力多出力空間光スイッチにおいて、その組み合わせ
によって実現される8入力変形バンヤン網を基本構成モ
ジュールをバタフライ接続によって順次拡張して実現さ
れる2n 入力拡張変形バンヤン網の等価回路を持つ空間
光スイッチ装置であり、さらに、8入力変形バンヤン網
の非閉塞クロスコネクトルーチングを実現する偏光制御
アルゴリズムを基に、2n 入力拡張変形バンヤン網に、
順次拡張して、適用可能な偏光制御アルゴリズムを持つ
空間光スイッチ装置であり、更に上記2n 入力拡張変形
バンヤン網の等価回路に則して実現できる光通話構造に
入射する2n+2 ビームの2次元配置構成の拡張に係わる
ものであるということができる。
That is, in the sixth embodiment, FIG.
In the multi-input multi-output spatial optical switch configured based on the basic switch shown in (a) or the like, the 8-input modified banyan network realized by the combination is realized by sequentially expanding the basic configuration modules by butterfly connection. an optical space switch device having an equivalent circuit of the 2 n input expansion deformation banyan network, further, on the basis of the polarization control algorithm to achieve a non-blocking cross connect routing of 8 input variations banyan network, the 2 n input expansion deformation Banyan network ,
A spatial optical switch device having a polarization control algorithm that can be sequentially extended and applied, and furthermore, a 2 n + 2 beam incident on an optical communication structure that can be realized in accordance with the equivalent circuit of the above 2 n input extended modified Banyan network. It can be said that this relates to expansion of the two-dimensional arrangement.

【0137】このように、この第3実施例にかかる2次
元配置の拡張性を持つ空間光スイッチは、2N+2 入力の
拡張変形バンヤン網の等価回路であらわされる光通話路
をもち、非閉塞なクロスコネクトルーチングを可能にす
る偏向制御アルゴリズムを持つのである。
As described above, the spatial optical switch having the expandability of the two-dimensional arrangement according to the third embodiment has an optical communication path represented by an equivalent circuit of a 2 N + 2 input extended modified Banyan network, It has a deflection control algorithm that enables closed cross-connect routing.

【0138】このようにしても、2N+2 入力の拡張変形
バンヤン網の非閉塞クロスコネクトルーチングを光学的
に実現できる。 (g)その他 なお、セグメントの大きさは、ビーム径や波長変動にと
もなうビームシフトやマージンを考慮した寸法に設計す
ればよく、このため、前記の図8(第2実施例),図1
2(第3実施例)においては、回折格子が存在する領域
を接した形で図示したが、できるだけ小さく構成したい
点を考慮すると、図14に示すごとく、マージンが小さ
くてもよいように、セグメントの境界に回折格子が存在
しない領域を設けて、即ち、第1の回折格子層Hi(i
は自然数)および第2の回折格子層Hi′において、全
てのチャネルが、回折格子が形成されていない所定の幅
をもつ境界で囲まれるように構成することにより、クロ
ストークを低減するようにしてもよい。
In this way, the non-blocking cross-connect routing of the 2 N + 2 input extended modified Banyan network can be realized optically. (G) Others The size of the segment may be designed in consideration of a beam shift or a margin due to a beam diameter or a wavelength variation, and therefore, the size of the segment may be adjusted. For this reason, FIG. 8 (second embodiment) and FIG.
In the second embodiment (third embodiment), the region where the diffraction grating is present is illustrated as being in contact with each other. However, considering the point that it is desired to make the structure as small as possible, as shown in FIG. Is provided at the boundary of the first diffraction grating layer Hi (i
Is a natural number) and in the second diffraction grating layer Hi ′, all channels are surrounded by a boundary having a predetermined width where no diffraction grating is formed, thereby reducing crosstalk. Is also good.

【0139】[0139]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の空間光ス
イッチ装置によれば、バイパスモードとイクスチェンジ
モードとを有する2入力2出力光スイッチをそなえ、こ
の2入力2出力光スイッチにおける2本の互いに平行な
光軸のつくる面がそれぞれ平行となるように、2入力2
出力光スイッチを複数個配列することにより、空間光ス
イッチ段部を形成し、空間光スイッチ段部を所要段数分
積層して、多入力多出力空間光スイッチを構成し、特に
空間光スイッチの光路変更部を、偏光制御素子、回折格
子の積層構造とすることができるため、簡素であり、二
次元に配列されたチャネルに向いた構成をとることがで
きる。
As described above in detail, according to the spatial optical switch device of the present invention, a two-input two-output optical switch having a bypass mode and an exchange mode is provided. The two inputs 2 so that the surfaces formed by the optical axes parallel to each other are parallel to each other.
By arranging a plurality of output optical switches, a spatial optical switch step is formed, and a required number of spatial optical switch steps are stacked to form a multi-input multi-output spatial optical switch, and in particular, an optical path of the spatial optical switch. Since the change unit can be a laminated structure of a polarization control element and a diffraction grating, it is simple and can have a configuration suitable for channels arranged two-dimensionally.

【0140】また、各段を構成する回折格子層は、複数
のセグメントを有しているが、向きや表裏が異なるだけ
で共通なものが多く、製作する上での部品の種類は、回
折格子層の数ほどはない点でも有利である。
The diffraction grating layer constituting each step has a plurality of segments, but many of them are common only with different orientations and front and back sides. It is also advantageous in that there are not as many layers.

【0141】さらに、各段における光路変更が、近接の
チャネル間で行なわれるため光路長が最短ですみ、チャ
ネル間隔を小さくすることも可能である。その他、回折
格子層の取付け方を工夫して、製造あるいは取付けのた
めの位置決めを容易にすることもできる。また、偏
御素子とホログラム回折素子との組み合わせによって、
薄膜積層構造の小型な多入力多出力空間光スイッチ装置
を容易に構成して、挿入損失やクロストークを小さくし
た、非バンヤン網(拡張変形バンヤン網を含む)の非閉
塞クロスコネクトルーチングを光学的に実現できる効果
が得られるのである。
Further, since the optical path in each stage is changed between adjacent channels, the optical path length can be minimized, and the channel interval can be reduced. In addition, the method of mounting the diffraction grating layer can be devised to facilitate positioning for manufacturing or mounting. Further, the combination of the polarizing system <br/> control element and the hologram diffraction element,
A small multi-input multi-output spatial optical switch device with a thin-film laminated structure can be easily configured to reduce insertion loss and crosstalk, and to provide non-banyan networks (including extended deformed banyan networks) for non-blocking cross-connect routing. The effect that can be realized is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例としての2入力2出力光ス
イッチを示すもので、(a)はその構成を示す模式図で
あり、(b)はその略式記号の表現方法を説明する図で
ある。
FIGS. 1A and 1B show a two-input two-output optical switch according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic diagram showing the configuration, and FIG. FIG.

【図2】本発明の第1実施例としての2入力2出力光ス
イッチの変形例の構成を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a modified example of the two-input two-output optical switch as the first embodiment of the present invention.

【図3】ホログラフィック回折格子の効率特性を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing efficiency characteristics of a holographic diffraction grating.

【図4】ホログラフィック回折格子の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a holographic diffraction grating.

【図5】波長変動に伴うビームシフトを説明する図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a beam shift accompanying a wavelength change.

【図6】本発明の第2実施例としての4入力4出力空間
光スイッチ装置のチャネル間配線を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating inter-channel wiring of a four-input four-output spatial optical switch device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施例としての4入力4出力空間
光スイッチ装置の各段の配線構造図である。
FIG. 7 is a wiring structure diagram of each stage of a four-input four-output spatial optical switch device as a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施例としての4入力4出力空間
光スイッチ装置の各段構成素子を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing constituent elements of each stage of a four-input four-output spatial optical switch device as a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施例としての4入力4出力空間
光スイッチ装置の積層構造を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a laminated structure of a four-input four-output spatial optical switch device as a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3実施例としての8入力8出力空
間光スイッチ装置のチャネル間配線を説明する図であ
る。
FIG. 10 is a diagram for explaining wiring between channels of an 8-input / 8-output spatial optical switch device according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3実施例としての8入力8出力空
間光スイッチ装置の各段の配線構造図である。
FIG. 11 is a wiring structure diagram of each stage of an 8-input / 8-output spatial optical switch device as a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3実施例としての8入力8出力空
間光スイッチ装置の各段構成素子を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing constituent elements at each stage of an 8-input / 8-output spatial optical switch device as a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3実施例としての8入力8出力空
間光スイッチ装置の積層構造を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic view showing a laminated structure of an 8-input / 8-output spatial optical switch device as a third embodiment of the present invention.

【図14】ホログラフィック回折格子層の他の例を示す
模式図である。
FIG. 14 is a schematic view showing another example of the holographic diffraction grating layer.

【図15】本発明の第4実施例にかかる11段クロス−
バンヤン網の等価回路図である。
FIG. 15 shows an 11-stage cross according to a fourth embodiment of the present invention.
It is an equivalent circuit diagram of a Banyan network.

【図16】本発明の第4実施例にかかる11段16×1
6クロスコネクトスイッチの入力ビームの2次元配置を
説明する図である。
FIG. 16 shows an 11 × 16 × 1 according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a figure explaining the two-dimensional arrangement of the input beam of a 6 cross connect switch.

【図17】本発明の第4実施例にかかる11段16×1
6クロスコネクトスイッチを構成する各段の並列通話路
アレイを説明する図である。
FIG. 17 shows an 11 × 16 × 1 according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a figure explaining the parallel speech path array of each stage which comprises 6 cross connect switches.

【図18】本発明の第5実施例にかかる9段拡張変形バ
ンヤン網の等価回路図である。
FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of a nine-stage extended modified Banyan network according to a fifth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第5実施例にかかる9段16×16
クロスコネクトスイッチの入力ビームの2次元配置を説
明する図である。
FIG. 19 shows a 9 × 16 × 16 according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a two-dimensional arrangement of input beams of a cross-connect switch.

【図20】本発明の第5実施例にかかる9段16×16
クロスコネクトスイッチを構成する各段の並列通話路ア
レイを説明する図である。
FIG. 20 shows a 9 × 16 × 16 according to a fifth embodiment of the present invention.
It is a figure explaining the parallel speech path array of each stage which constitutes a cross connect switch.

【図21】本発明の第5実施例にかかる9段変形バンヤ
ン網の立体構造を示す模式図である。
FIG. 21 is a schematic diagram showing a three-dimensional structure of a nine-stage deformed banyan net according to a fifth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第5実施例についての積層構造例を
示す模式図である。
FIG. 22 is a schematic view showing an example of a laminated structure according to a fifth embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第6実施例にかかる2n 段拡張バン
ヤン網の等価回路の例を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing an example of an equivalent circuit of a 2 n -stage extended Banyan network according to a sixth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第6実施例について、2N+2 入力の
ときの2次元配置構成の拡張方式を説明する図である。
FIG. 24 is a diagram for explaining an extension method of a two-dimensional arrangement configuration when 2 N + 2 inputs are performed according to the sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 偏光制御手段 10A,10B 透明電極 11 基板 20 光路シフト手段 21 透明平板 22 第1の回折格子層 23 第2の回折格子層 31,32 マイクロレンズアレイ 40 1/2波長板 100 16入力9段の拡張変形バンヤン網と等価な回
路 200 16入力9段の拡張変形バンヤン網4つ集ま
った回路 Gi 透明平板(透明ガラス板) Hi,Hi′ 回折格子層 LA 光ファイバアレイ LF 光ファイバ NWi 空間光スイッチ段部 SWi 偏光制御素子 Wj 1/2波長板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Polarization control means 10A, 10B Transparent electrode 11 Substrate 20 Optical path shift means 21 Transparent flat plate 22 First diffraction grating layer 23 Second diffraction grating layer 31, 32 Micro lens array 40 1/2 wavelength plate 100 16 input 9 steps Circuit equivalent to extended deformed banyan network 200 A circuit in which four 16-input 9-stage extended deformed banyan networks are collected Gi Transparent flat plate (transparent glass plate) Hi, Hi 'Diffraction grating layer LA Optical fiber array LF Optical fiber NWi Space optical switch Step Swi Polarization control element Wj 1/2 wavelength plate

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−63631(JP,A) 特開 平3−33725(JP,A) 特開 平2−308229(JP,A) 山本 毅,et.al.,C−392 偏光制御型空間光スイッチの小型化に関 する検討,1991年電子情報通信学会春季 全国大会講演論文集,Part 4,p p.4−409 山本 毅,et.al.,C−435 偏光制御によるバニヤン網型光スイッチ の検討,1990年電子情報通信学会春季全 国大会講演論文集,Part 3,p p.3−13 RAYMOND K.,et.a l.,Polarization pr operties of substr ate−mode holograph ic interconnects,A PPLIED OPTICS,Vol. 29,No.26(September 1990),pp.3848−3854 J.BARRY MCMANUS,e t.al.,Switched hol ograms for reconfi gurable optical in terconnection: dem onstration of a pr ototype device,APP LIED OPTICS,Vol.27, No.20(October 1988)p p.4244−4250 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/31 H04B 10/02 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-3-63631 (JP, A) JP-A-3-33725 (JP, A) JP-A-2-308229 (JP, A) Takeshi Yamamoto, et. al. , C-392 Study on miniaturization of polarization control type spatial optical switch, Proceedings of the 1991 IEICE Spring National Convention, Part 4, pp. 146-64. 4-409 Takeshi Yamamoto, et. al. , C-435 Study of banyan network type optical switch by polarization control, Proc. Of the 1990 IEICE Spring Conference, Part 3, pp. 1-95. 3-13 RAYMOND K. , Et. a l. , Polarization components of substrate-mode holographic interconnects, A PPLIED OPTICS, Vol. 26 (Septmber 1990) pp. 3848-3854 J.P. BARRY MCMANUS, et. al. , Switched hol programs for reconfigurable gurable optical interconnection: demonstration of a prototype type device, APP LIED OPTICS, Vol. 27, No. 20 (October 1988) p.p. 4244-4250 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/31 H04B 10/02 JICST file (JOIS)

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2本の互いに平行な光軸中に、直線偏光
面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換える偏光
制御手段と、 該偏光制御手段からの上記2本の光軸に沿う光をそれぞ
れ入力すると、それぞれ対応する光軸に沿いバイパスモ
ードで光を出力するとともに、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トさせるイクスチェンジモードで光を出力する光路シフ
ト手段とを有する2入力2出力光スイッチをそなえ、 該2入力2出力光スイッチにおける2本の互いに平行な
光軸のつくる面がそれぞれ平行となるように、該2入力
2出力光スイッチを複数個配列することにより、空間光
スイッチ段部を形成し、 該空間光スイッチ段部を所要段数分積層して、多入力多
出力空間光スイッチを構成していることを特徴とする、
空間光スイッチ装置。
During 1. A two mutually parallel optical axes, and the polarization control hand stage switching to either state of the two directions perpendicular linear polarization plane, the polarization control hand stage or al of the two optical When the light along the axes is input, the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axis, and the luminous flux propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions.
Equipped with two inputs and two output optical switch having an optical path shift means to output the light in extensin-change mode to the optical path shift by the diffraction to propagate along the other optical axes, two of the 2 input 2 output optical switch of so that the surface to create a mutually parallel optical axes to be parallel, respectively, by arranging a plurality said two inputs and two output optical switch, to form a spatial light switch stage unit, the required number of spatial light switch stage unit Characterized by being stacked and stacked to form a multi-input multi-output space optical switch,
Spatial light switch device.
【請求項2】 該偏光制御手段が、液晶を透明電極で
み、電圧をかけることによって偏光状態を制御する手段
として構成され、 且つ、該偏光制御手段をチャネル配置に合わせてセグメ
ント化しそれぞれを独立に制御できるように一体に形成
したことを特徴とする、請求項1記載の空間光スイッチ
装置。
2. A polarization control hand stage, see clamping <br/> the liquid crystal at the transparent electrodes, are configured as a means of controlling the polarization state by applying a voltage, and, channel arrangement the polarization control hand stage 2. The spatial light switch device according to claim 1, wherein the space optical switch device is integrally formed so as to be segmented in accordance with the length of the light source and controlled independently of each other.
【請求項3】 該光路シフト手段が、互いに間隔をあけ
て平行に配置された第1の回折格子層および第2の回折
格子層をそなえるとともに、各層の回折格子が異なる格
子ベクトルを持つ2つの平面回折格子で構成され、S偏
光に対しては、上記の第1の回折格子層および第2の回
折格子層で回折させることによってビームをシフトさ
せ、P偏光に対しては、上記の第1の回折格子層および
第2の回折格子層とも透過させる構成としたものにおい
て、 上記の第1の回折格子層および第2の回折格子層がそれ
ぞれ異なる格子ベクトルを持つ2つの平面回折格子セグ
メント対を複数組、二次元的に配置するようにして構成
され、前記偏光状態によるビームシフトを近接チャネル
間で行なうようにして、多入力多出力空間光スイッチを
構成していることを特徴とする、請求項1記載の空間光
スイッチ装置。
3.該光Ro shift hands stage provided with a first diffraction grating layer contact and the second diffraction grating layer arranged in parallel at intervals from each other, with grating vector diffraction grating is different for each layer consists of two plane diffraction grating, S with respect to the polarization shifts the beam by diffracting the second diffraction grating layer and contact the first diffraction grating layer above, for the P-polarized light, the first in first ones where the structure also transmits the diffraction grating layer contact and the second diffraction grating layer, different from the first diffraction grating layer contact and the second diffraction grating layer described above, respectively it <br/> of A multi-input multi-output spatial optical switch configured to two-dimensionally arrange a plurality of pairs of two planar diffraction grating segment pairs having a lattice vector, and to perform a beam shift according to the polarization state between adjacent channels. Make up The spatial light switch device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 該光路シフト手段が、互いに間隔をあけ
て平行に配置された第1の回折格子層および第2の回折
格子層をそなえるとともに、各層の回折格子が異なる格
子ベクトルを持つ2つの平面回折格子で構成され、S偏
光に対しては、上記の第1の回折格子層および第2の回
折格子層で回折させることによってビームをシフトさ
せ、P偏光に対しては、上記の第1の回折格子層および
第2の回折格子層とも透過させる構成としたものにおい
て、 上記の偏光制御手段,第1の回折格子層,第2の回折格
層が空気層を介さずに一体積層されて空間光スイッチ
部を構成し、且つ、該空間光スイッチ段部を複数、空
気層を介さずに一体積層して、多入力多出力空間光スイ
ッチを構成していることを特徴とする、請求項1記載の
空間光スイッチ装置。
4.該光Ro shift hands stage provided with a first diffraction grating layer contact and the second diffraction grating layer arranged in parallel at intervals from each other, with grating vector diffraction grating is different for each layer consists of two plane diffraction grating, S with respect to the polarization shifts the beam by diffracting the second diffraction grating layer and contact the first diffraction grating layer above, for the P-polarized light, the in the first one where the structure is also to transmit the diffraction grating layer contact and the second diffraction grating layer, said polarization control hand stage, the first diffraction grating layer, the second diffraction grating layer through the air layer configure the optical space switch step portion is integrally laminated without, and, to a spatial light switch stage unit more, integrally laminated without passing through the air layer, constitute a multi-input multi-output optical space switch 2. The spatial light switch according to claim 1, wherein: Location.
【請求項5】 光入力側の空間光スイッチ段部に、入射
光を平行光に変換するコリメート手段が設けられるとと
もに、 光出力側の空間光スイッチ段部に、出射光を集光する集
光手段が設けらていることを特徴とする、請求項1記載
の空間光スイッチ装置。
5. A spatial optical switch step of the light input side, along with a collimating means to convert the incident light into parallel light are provided, the optical space switch stage of the light output side, focusing for focusing the emitted light wherein the light hand stage is al provided, the spatial optical switch apparatus according to claim 1.
【請求項6】 2本の互いに平行な光軸中に、直線偏光
面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換える偏光
制御手段と、 該偏光制御手段からの上記2本の光軸に沿う光をそれぞ
れ入力すると、それぞれ対応する光軸に沿いバイパスモ
ードで光を出力するとともに、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トさせるイクスチェンジモードで光を出力する光路シフ
ト手段とを有する2入力2出力光スイッチをそなえ、 該2入力2出力光スイッチを2つ、互いに入射面が平行
になるように並列に配置して空間光スイッチ段部を構成
し、 第1の空間光スイッチ段部に対して第2の空間光スイッ
チ段部を90度回転させた状態で積層して、4入力4出
力空間光スイッチを構成していることを特徴とする、空
間光スイッチ装置。
6. A in two mutually parallel optical axes, and the polarization control hand stage switching to either state of the two directions perpendicular linear polarization plane, the polarization control hand stage or al of the two optical When the light along the axes is input, the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axis, and the luminous flux propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions.
Equipped with two inputs and two output optical switch having an optical path shift means to output the light in extensin-change mode to the optical path shift by the diffraction to propagate along the other optical axes, two the two inputs and two outputs optical switch constitute the optical space switch stage portion arranged in parallel such that the incident surface to each other is parallel to the second optical space switch step portion for the first optical space switch stage section is rotated 90 degrees state A spatial light switch device comprising: a spatial light switch;
【請求項7】 2本の互いに平行な光軸中に、直線偏光
面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換える偏光
制御手段と、 該偏光制御手段からの上記2本の光軸に沿う光をそれぞ
れ入力すると、それぞれ対応する光軸に沿いバイパスモ
ードで光を出力するとともに、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トさせるイクスチェンジモードで光を出力する光路シフ
ト手段とを有する2入力2出力光スイッチをそなえ、 該2入力2出力光スイッチを2つ、互いに入射面が平行
になるように並列に配置して空間光スイッチ段部を構成
して、これらの空間光スイッチ段部を4段に重ねた構造
の空間光スイッチ装置であって、 光入力面において、第1近接チャネル間隔をdとし、チ
ャネル0を(0,d),チャネル1を(d,d),チャ
ネル2を(d,2d),チャネル3を(2d,2d),
チャネル4を(d,0),チャネル5を(2d,0),
チャネル6を(2d,d),チャネル7を(3d,d)
に配置し、 第1の空間光スイッチ段部で、チャネル0−チャネル
4,チャネル1−チャネル5,チャネル2−チャネル
6,チャネル3−チャネル7間のビームシフト構造を設
け、 第2の空間光スイッチ段部および第3の空間光スイッチ
部で、それぞれチャネル0−チャネル2,チャネル1
−チャネル3,チャネル4−チャネル6,チャネル5−
チャネル7間のビームシフト構造を設け、 第4の空間光スイッチ段部で、チャネル0−チャネル
1,チャネル2−チャネル3,チャネル4−チャネル
5,チャネル6−チャネル7間のビームシフト構造を設
けて、 8入力8出力のバンヤン網型空間光スイッチを構成して
いることを特徴とする、空間光スイッチ装置。
7. A in two mutually parallel optical axes, and the polarization control hand stage switching to either state of the two directions perpendicular linear polarization plane, the polarization control hand stage or al of the two optical When the light along the axes is input, the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axis, and the luminous flux propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions.
Equipped with two inputs and two output optical switch having an optical path shift means to output the light in extensin-change mode to the optical path shift by the diffraction to propagate along the other optical axes, two the two inputs and two outputs optical switch A spatial light switch device having a structure in which the spatial light switch steps are arranged in parallel so that their incident surfaces are parallel to each other, and these spatial light switch steps are stacked in four stages; In the plane, the first adjacent channel interval is d, channel 0 is (0, d), channel 1 is (d, d), channel 2 is (d, 2d), channel 3 is (2d, 2d),
Channel 4 is (d, 0), channel 5 is (2d, 0),
Channel 6 is (2d, d), Channel 7 is (3d, d)
Disposed in the first optical space switch stage unit, the channel 0 channel 4, channel 1 channel 5, the channel 2 channel 6, a beam shift structure between the channel 3 channel 7 is provided, the second spatial light in the third optical space switch stage unit and Contact switch stage portion, respectively the channel 0 channel 2, channel 1
−Channel 3, Channel 4−Channel 6, Channel 5−
A beam shift structure between channel 7 provided, arranged at the fourth optical space switch stage unit, the channel 0 channel 1, channel 2 channel 3, channel 4 channel 5, a beam shift structure between the channel 6 channel 7 A spatial optical switch device comprising an eight-input eight-output banyan net-type spatial optical switch.
【請求項8】 該第3の空間光スイッチ段部と該第4の
空間光スイッチ段部との間に、偏光面を45度回転させ
るための手段が介装されたことを特徴とする、請求項7
記載の空間光スイッチ装置。
Between 8. optical space switch stage of the third spatial light switch stage of the fourth hand stage for rotating the plane of polarization 45 degrees and wherein the interposed , Claim 7
The spatial light switch device according to claim 1.
【請求項9】 2本の互いに平行な光軸中に、直線偏光
面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換える偏光
制御手段と、 該偏光制御手段からの上記2本の光軸に沿う光をそれぞ
れ入力すると、それぞれ対応する光軸に沿いバイパスモ
ードで光を出力するとともに、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トさせるイクスチェンジモードで光を出力する光路シフ
ト手段とを有する2入力2出力光スイッチをそなえ、 該2入力2出力光スイッチにおける2本の互いに平行な
光軸のつくる面がそれぞれ平行となるように、該2入力
2出力光スイッチを複数個配列することにより、空間光
スイッチ段部を形成し、 該空間光スイッチ段部を11段分積層して、11段クロ
ス−バンヤン網の等価回路構造を有する空間光スイッチ
装置であって、 光入力面において、dを隣接チャネル間隔とし、チャネ
ル0を(0,0),チャネル1を(0,−2d),チャ
ネル2を(2d,0),チャネル3を(2d,−2
d),チャネル4を(d,−d),チャネル5を(d,
−3d),チャネル6を(3d,−d),チャネル7を
(3d,−3d),チャネル8を(d,0),チャネル
9を(d,−2d),チャネル10を(3d,0),チ
ャネル11を(3d,−2d),チャネル12を(0,
−d),チャネル13を(0,−3d),チャネル14
を(2d,−d),チャネル15を(2d,−3d)の
位置に配置し、 第1,4,7,10の空間光スイッチ段部では、チャネ
ル0−2,4−6,1−3,5−7,8−10,12−
14,9−11,13−15間でスイッチ可能に構成
し、 第2,5,8,11の空間光スイッチ段部では、チャネ
ル0−1,4−5,2−3,6−7,12−13,8−
9,14−15,10−11間でスイッチ可能に構成
し、 第3,9の空間光スイッチ段部では、チャネル0−4,
1−5,2−6,3−7,8−12,9−13,10−
14,11−15間でスイッチ可能に構成し、且つ、 第6の空間光スイッチ段部では、チャネル0−8,12
−4,1−9,13−5,2−10,14−6,3−1
1,15−7間でスイッチ可能に構成し、 NB(I)を各段部における各ノードの2進表示のI番
目のビットとし、FB(J)を到達目的ノードの2進表
示のJ番目のビットとし、PSをあるノードに入射する
ビームの偏光がP偏光で0,S偏光で1とし、SCを偏
光制御スイッチ状態として、 第1,4,7,10の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(3)XOR FB(3)) 第2,5,8,11の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(4)XOR FB(4)) 第3,9の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(2)XOR FB(2)) 第6の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(1)XOR FB(1)) のように偏光スイッチ設定を付与することを特徴とす
る、空間光スイッチ装置。
9. A in two mutually parallel optical axes, and the polarization control hand stage switching to either state of the two directions perpendicular linear polarization plane, the polarization control hand stage or al of the two optical When the light along the axes is input, the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axis, and the luminous flux propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions.
Equipped with two inputs and two output optical switch having an optical path shift means to output the light in extensin-change mode to the optical path shift by the diffraction to propagate along the other optical axes, two of the 2 input 2 output optical switch A spatial light switch step is formed by arranging a plurality of the two-input and two-output optical switches so that the surfaces formed by the optical axes parallel to each other are parallel to each other. A spatial optical switch device having an 11-stage cross-banyan network equivalent circuit structure, wherein d is an adjacent channel interval, channel 0 is (0, 0), and channel 1 is (0, 0). 0, -2d), channel 2 at (2d, 0), and channel 3 at (2d, -2).
d), channel 4 is (d, -d), and channel 5 is (d, -d).
-3d), channel 6 is (3d, -d), channel 7 is (3d, -3d), channel 8 is (d, 0), channel 9 is (d, -2d), and channel 10 is (3d, 0). ), Channel 11 is (3d, -2d), and channel 12 is (0,
-D), channel 13 is (0, -3d), channel 14
At (2d, -d) and channel 15 at (2d, -3d). In the first, fourth, seventh and tenth spatial optical switch stages, channels 0-2, 4-6, 1- 3,5-7,8-10,12-
14, 9-11, and 13-15 are switchable. In the second, fifth, eighth, and eleventh spatial optical switch stages, channels 0-1, 4-5, 2-3, 6-7, 12-13, 8-
9, 14-15, and 10-11. The third and ninth spatial optical switch stages have channels 0-4,
1-5, 2-6, 3-7, 8-12, 9-13, 10-
14, 11-15, and in the sixth spatial optical switch stage, channels 0-8, 12
-4,1-9,13-5,2-10,14-6,3-1
NB (I) is the I-th bit in the binary representation of each node in each stage, and FB (J) is the J-th binary representation of the destination node. , And PS is 0 for P-polarized light and 1 for S-polarized light, and SC is a polarization control switch state. In the first, fourth, seventh and tenth spatial light switch stages, SC = PS XOR (NB (3) XOR FB (3)) In the second, fifth, eighth and eleventh spatial optical switch stages, SC = PS XOR (NB (4) XOR FB (4)) third and ninth SC = PS XOR (NB (2) XOR FB (2)) in the spatial light switch stage of the above. SC = PS XOR (NB (1) XOR FB (1)) in the sixth spatial optical switch stage Characterized in that a polarization switch setting is given to the Optical switching device.
【請求項10】 2本の互いに平行な光軸中に、直線偏
光面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換える偏
光制御手段と、 該偏光制御手段からの上記2本の光軸に沿う光をそれぞ
れ入力すると、それぞれ対応する光軸に沿いバイパスモ
ードで光を出力するとともに、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トさせるイクスチェンジモードで光を出力する光路シフ
ト手段とを有する2入力2出力光スイッチをそなえ、 該2入力2出力光スイッチにおける2本の互いに平行な
光軸のつくる面がそれぞれ平行となるように、該2入力
2出力光スイッチを複数個配列することにより、空間光
スイッチ段部を形成し、 該空間光スイッチ段部を9段分積層して、9段拡張変形
バンヤン網の等価回路構造を有する空間光スイッチ装置
であって、 光入力面において、dを隣接チャネル間隔とし、チャネ
ル0を(0,0),チャネル1を(d,−d),チャネ
ル2を(0,−2d),チャネル3を(d,−3d),
チャネル4を(2d,0),チャネル5を(3d,−
d),チャネル6を(2d,−2d),チャネル7を
(3d,−3d),チャネル8を(d,0),チャネル
9を(0,−d),チャネル10を(d,−2d),チ
ャネル11を(0,−3d),チャネル12を(3d,
0),チャネル13を(2d,−d),チャネル14を
(3d,−2d),チャネル15を(2d,−3d)の
位置に配置し、 第1,6の空間光スイッチ段部では、チャネル0−4,
1−5,2−6,3−7,8−12,9−13,10−
14,11−15間でスイッチ可能に構成して、 第2,3,7,8の空間光スイッチ段部では、チャネル
0−2,1−3,4−6,5−7,9−11,8−1
0,13−15,12−14間でスイッチ可能に構成
し、 第4,9の空間光スイッチ段部では、チャネル0−1,
2−3,4−5,6−7,8−9,10−11,12−
13,14−15間でスイッチ可能に構成し、 第5の空間光スイッチ段部では、チャネル0−8,1−
9,2−10,3−11,4−12,5−13,6−1
4,7−15間でスイッチ可能に構成して、 NB(I)を各段各ノードの2進表示のI番目のビット
とし、FB(J)を到達目的ノードの2進表示のJ番目
のビットとし、PSをあるノードに入射するビームの偏
光がP偏光で0,S偏光で1とし、SCを偏光制御スイ
ッチ状態とすると、 第1,3,4,6,8,9の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(M)XOR FB(M)) (各段部の順にM=2,3,4,2,3,4) 第2,7の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(3)XOR FB(3)) 第5の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(1)XOR FB(1)) のように偏光スイッチ設定を付与することを特徴とす
る、空間光スイッチ装置。
During 10. Two mutually parallel optical axes, and the polarization control hand stage switching to either state of the two directions perpendicular linear polarization plane, the polarization control hand stage or al of the two optical When the light along the axes is input, the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axis, and the luminous flux propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions.
Equipped with two inputs and two output optical switch having an optical path shift means to output the light in extensin-change mode to the optical path shift by the diffraction to propagate along the other optical axes, two of the 2 input 2 output optical switch A spatial light switch step is formed by arranging a plurality of the two-input and two-output optical switches so that the surfaces formed by the parallel optical axes are parallel to each other. A spatial optical switch device having an equivalent circuit structure of a nine-stage expanded deformed Banyan network which is separated and stacked, where d is an adjacent channel interval, channel 0 is (0, 0), and channel 1 is ( d, -d), channel 2 is (0, -2d), channel 3 is (d, -3d),
Channel 4 is (2d, 0) and channel 5 is (3d,-
d), channel 6 is (2d, -2d), channel 7 is (3d, -3d), channel 8 is (d, 0), channel 9 is (0, -d), and channel 10 is (d, -2d). ), Channel 11 is (0, -3d), and channel 12 is (3d,
0), the channel 13 is arranged at (2d, -d), the channel 14 is arranged at (3d, -2d), and the channel 15 is arranged at (2d, -3d). In the first and sixth spatial optical switch stages, Channels 0-4,
1-5, 2-6, 3-7, 8-12, 9-13, 10-
14, 11-15, and the second, third, seventh, and eighth spatial optical switch stages have channels 0-2, 1-3, 4-6, 5-7, and 9-11. , 8-1
0, 13-15, and 12-14. The fourth and ninth spatial optical switch stages have channels 0-1,
2-3, 4-5, 6-7, 8-9, 10-11, 12-
13, 14-15, and the fifth spatial optical switch stage has channels 0-8, 1-
9, 2-10, 3-11, 4-12, 5-13, 6-1
NB (I) is the I-th bit in the binary representation of each node at each stage, and FB (J) is the J-th binary representation of the destination node. When the polarization of a beam incident on a certain node is P-polarized light and S-polarized light is 1 and SC is a polarization control switch state, the first, third, fourth, sixth, ninth spatial light switches In the step section, SC = PS XOR (NB (M) XOR FB (M)) (M = 2,3,4,2,3,4 in the order of each step section) In the second and seventh spatial light switch steps, SC = PS XOR (NB (3) XOR FB (3)) In the fifth spatial light switch stage, the polarization switch setting is given as SC = PS XOR (NB (1) XOR FB (1)) A spatial light switch device, characterized in that:
【請求項11】 2本の互いに平行な光軸中に、直線偏
光面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換える偏
光制御手段と、 該偏光制御手段からの上記2本の光軸に沿う光をそれぞ
れ入力すると、それぞれ対応する光軸に沿いバイパスモ
ードで光を出力するとともに、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トさせるイクスチェンジモードで光を出力する光路シフ
ト手段とを有する2入力2出力光スイッチをそなえ、 該2入力2出力光スイッチにおける2本の互いに平行な
光軸のつくる面がそれぞれ平行となるように、該2入力
2出力光スイッチを複数個配列することにより、空間光
スイッチ段部を形成し、 該空間光スイッチ段部を4段分積層した8入力変形バン
ヤン網の等価回路構造を有し、該8入力変形バンヤン網
を複数組み合わせて拡張することにより、2n入力拡張
変形バンヤン網の等価回路構造を有するように構成され
た空間光スイッチ装置であって、 該8入力変形バンヤン網について、NB(I)を各段部
における各ノードの2進表示のI番目のビットとし、F
B(J)を到達目的ノードの2進表示のJ番目のビット
とし、PSをあるノードに入射するビームの偏光がP偏
光で0,S偏光で1とし、SCを偏光制御スイッチ状態
として、 第1,3,4の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR(NB(M)XOR FB(M)) (各段部の順にM=1,2,3) 第2の空間光スイッチ段部では、 SC=PS XOR FB(2) のように偏光スイッチ設定を付与することを特徴とす
る、空間光スイッチ装置。
11. A in two mutually parallel optical axes, and the polarization control hand stage switching to either state of the two directions perpendicular linear polarization plane, the polarization control hand stage or al of the two optical When the light along the axes is input, the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axis, and the luminous flux propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions.
Equipped with two inputs and two output optical switch having an optical path shift means to output the light in extensin-change mode to the optical path shift by the diffraction to propagate along the other optical axes, two of the 2 input 2 output optical switch By arranging a plurality of the two-input and two-output optical switches so that the surfaces formed by the optical axes parallel to each other are parallel to each other, a spatial optical switch step is formed. A space configured to have an equivalent circuit structure of an eight-input modified banyan network divided and stacked, and to expand by combining a plurality of the eight-input modified banyan networks, thereby to have an equivalent circuit structure of a 2 n -input extended modified banyan network. An optical switch device, wherein for the 8-input modified Banyan network, NB (I) is an I-th bit in a binary representation of each node in each stage, and
Let B (J) be the J-th bit of the binary representation of the destination node, let PS be 0 for P-polarized light, 1 for S-polarized light, and let SC be the polarization control switch state, In the spatial light switch stages 1, 3, and 4, SC = PS XOR (NB (M) XOR FB (M)) (M = 1, 2, 3 in order of each stage) Second spatial optical switch stage A spatial light switch device, wherein a polarization switch setting is provided as in SC = PS XOR FB (2).
【請求項12】 2N+2入力のNが奇数の場合におい
て、まず2N+2チャネルの配置と左右対称な配置を別に
つくり、この別につくったチャネル配置に、もとのチャ
ネル配置と行と行内の順序を保存して2N+2以上のチャ
ネル番号をつけてから、2つのチャネル配置を重合わせ
N+3チャネルの配置をつくることにより、該8入力変
形バンヤン網を複数組み合わせて拡張することを特徴と
する、請求項11記載の空間光スイッチ装置。
12. In the case where N of 2 N + 2 inputs is an odd number, first, a 2 N + 2 channel arrangement and a left-right symmetric arrangement are separately formed, and the original channel arrangement and row arrangement are added to the separately formed channel arrangement. And the order in the row is preserved, and a channel number of 2 N + 2 or more is assigned, and then the two channel arrangements are overlapped to form an arrangement of 2 N + 3 channels. The spatial light switch device according to claim 11, wherein the spatial light switch device is extended.
【請求項13】 2N+2入力のNが偶数の場合におい
て、まず2N+2チャネルの配置と同じ配置を別につく
り、この別につくったチャネル配置に、元のチャネル配
置の行と行内の順序を保存して2N+2以上のチャネル番
号をつけてから、2つのチャネル配置を最小チャネル間
隔dの半分だけ2方向にずらして重合わせ、2N+3チャ
ネルの配置をつくることにより、該8入力変形バンヤン
網を複数組み合わせて拡張することを特徴とする、請求
項11記載の空間光スイッチ装置。
13. In a case where N of 2 N + 2 inputs is an even number, first, the same arrangement as the 2 N + 2 channel arrangement is separately formed, and the newly formed channel arrangement is added to the original channel arrangement row and the row in the row. By preserving the order and assigning channel numbers of 2 N + 2 or more, the two channel arrangements are shifted in two directions by half of the minimum channel interval d and overlapped to form an arrangement of 2 N + 3 channels, 12. The spatial light switch device according to claim 11, wherein a plurality of said eight-input modified Banyan nets are combined and extended.
【請求項14】 2本の互いに平行な光軸中に、直線偏
光面を直交する2方向のいずれかの状態に切り換える偏
光制御手段と、 該偏光制御手段からの上記2本の光軸に沿う光をそれぞ
れ入力すると、それぞれ対応する光軸に沿いバイパスモ
ードで光を出力するとともに、一方の光軸に沿って伝播
する光束が前記2つの偏光方向の一方の状態において、
他方の光軸に沿って伝播するように回折により光路シフ
トさせるイクスチェンジモードで光を出力する光路シフ
ト手段とを有することにより、 2入力2出力光スイッチを構成していることを特徴とす
る、空間光スイッチ装置。
To 14. In two mutually parallel optical axes, and the polarization control hand stage switching to either state of the two directions perpendicular linear polarization plane, the polarization control hand stage or al of the two optical When the light along the axes is input, the light is output in the bypass mode along the corresponding optical axis, and the luminous flux propagating along one optical axis is in one of the two polarization directions.
By having an optical path shift means to output the light in extensin-change mode to the optical path shift by the diffraction to propagate along the other optical axis, characterized in that it constitutes a 2-input 2-output optical switches , Spatial light switch device.
【請求項15】 該光路シフト手段が、互いに間隔をあ
けて平行に配置された第1の回折格子層および第2の回
折格子層をそなえるとともに、各層の回折格子が異なる
格子ベクトルを持つ2つの平面回折格子で構成し、S偏
光に対しては、上記の第1の回折格子層および第2の回
折格子層で回折させることによりビームをシフトさせ、
P偏光に対しては、上記の第1の回折格子層および第2
の回折格子層とも透過させるように構成されたことを特
徴とする、請求項14記載の空間光スイッチ装置。
15.該光Ro shift hands stage provided with a first diffraction grating layer contact and the second diffraction grating layer arranged in parallel at intervals from each other, with grating vector diffraction grating is different for each layer constituted by two planes diffraction grating, for the S-polarized light, is shifted beams by diffracting the second diffraction grating layer and contact the first diffraction grating layer above,
For P-polarized light, the first and the first diffraction grating layer up for the 2
Characterized in that it is configured to transmit also the diffraction grating layer, optical space switch device according to claim 14.
【請求項16】 前記回折格子が垂直に入射する光束を
ブラッグ回折により所要の角度だけ偏させるように、
格子縞を厚み方向に傾斜させて構成されたことを特徴と
する、請求項14記載の空間光スイッチ装置。
16. The light beam the diffraction grating is incident vertically with the only polarized direction required angle by Bragg diffraction,
The spatial light switch device according to claim 14, wherein the lattice stripes are inclined in a thickness direction.
【請求項17】 前記回折格子が垂直に入射する光束を
ブラッグ回折により所要の角度だけ偏させるように、
格子の断面形状に非対称性をもたせて構成されたことを
特徴とする、請求項15記載の空間光スイッチ装置。
17. The light beam the diffraction grating is incident vertically with the only polarized direction required angle by Bragg diffraction,
16. The spatial light switch device according to claim 15, wherein the cross-sectional shape of the grating is configured to have asymmetry.
【請求項18】 前記回折格子が垂直に入射する光束を
ブラッグ回折により偏する角度が、48.2度に設定
されていることを特徴とする、請求項17記載の空間光
スイッチ装置。
18. The angle of polarization direction by Bragg diffraction light beams the diffraction grating is incident perpendicularly, characterized in that it is set to 48.2 degrees, the spatial light switching device according to claim 17.
【請求項19】 該回折格子の屈折率変調Δn,波長
λ,該回折格子の厚みDとの間に、Δn・D・cos4
8.2°=π・λが成立するように構成されたことを特
徴とする、請求項18記載の空間光スイッチ装置。
19. The difference between the refractive index modulation Δn of the diffraction grating, the wavelength λ, and the thickness D of the diffraction grating is Δn · D · cos4.
19. The spatial light switch device according to claim 18, wherein 8.2 ° = π · λ is established.
【請求項20】 上記の各回折格子層として、ホログラ
フィック回折格子が用いられていることを特徴とする、
請求項15記載の空間光スイッチ装置。
20. a respective diffraction grating layer above, wherein the holographic diffraction grating is used,
The spatial light switch device according to claim 15.
【請求項21】 該偏光制御手段が、液晶を透明電極で
挟み、電圧をかけることによって偏光状態を制御する手
段として構成され、 且つ、該液晶を挟み透明電極が形成された基板に、該回
折格子層が一体形成れていることを特徴とする、請求項
15記載の空間光スイッチ装置。
21. polarizing control hand stage, liquid crystals sandwiched between a transparent electrode, is constructed as a means of controlling the polarization state by applying a voltage, and, on a substrate transparent electrodes sandwiching the liquid crystal is formed, said The spatial light switch device according to claim 15, wherein the diffraction grating layer is formed integrally.
【請求項22】 該第1の回折格子層および第2の回折
格子層において、同一空間周波数を持ち、格子ベクトル
の方向が等しい、近接する回折格子の領域をつなぐこと
により境界をなくすようにして構成されたことを特徴と
する、請求項15記載の空間光スイッチ装置。
22. Oite the second diffraction grating layer and contact the first diffraction grating layer has the same spatial frequency, the direction of the grating vector are equal, eliminating boundary by connecting the area of the diffraction grating proximate The spatial light switch device according to claim 15, wherein the spatial light switch device is configured as described above.
【請求項23】 該第1の回折格子層および第2の回折
格子層において、全てのチャネルが、回折格子が形成さ
れていない所定の幅をもつ境界で囲まれるように構成さ
れたことを特徴とする、請求項15記載の空間光スイッ
チ装置。
23. Oite the second diffraction grating layer and contact the first diffraction grating layer, all channels are configured so as to be surrounded by boundaries having a predetermined width where the diffraction grating is not formed The spatial light switch device according to claim 15, wherein:
【請求項24】 該第1の回折格子層が透明平板の一面
に一体に設けられるとともに、該第2の回折格子層が
透明平板の他面に一体に設けられたことを特徴とする、
請求項15記載の空間光スイッチ装置。
24. Along with the first diffraction grating layer is formed integrally on one surface of the transparent flat plate, and wherein the diffraction grating layer of said second integrally provided on the other surface of the transparent Akirataira plate Do
The spatial light switch device according to claim 15.
JP19105292A 1991-07-17 1992-07-17 Spatial light switch device Expired - Fee Related JP3235741B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19105292A JP3235741B2 (en) 1991-07-17 1992-07-17 Spatial light switch device

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20239291 1991-07-17
JP20239391 1991-07-17
JP3-202392 1991-07-17
JP3-202393 1991-07-17
JP19105292A JP3235741B2 (en) 1991-07-17 1992-07-17 Spatial light switch device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05196971A JPH05196971A (en) 1993-08-06
JP3235741B2 true JP3235741B2 (en) 2001-12-04

Family

ID=27326438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19105292A Expired - Fee Related JP3235741B2 (en) 1991-07-17 1992-07-17 Spatial light switch device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3235741B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007025143A (en) * 2005-07-14 2007-02-01 Asahi Glass Co Ltd Liquid crystal optical element and device
JP7101954B2 (en) * 2017-10-30 2022-07-19 株式会社フォトニックラティス Optical matrix switch

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.BARRY MCMANUS,et.al.,Switched holograms for reconfigurable optical interconnection: demonstration of a prototype device,APPLIED OPTICS,Vol.27,No.20(October 1988)pp.4244−4250
RAYMOND K.,et.al.,Polarization properties of substrate−mode holographic interconnects,APPLIED OPTICS,Vol.29,No.26(September 1990),pp.3848−3854
山本 毅,et.al.,C−392 偏光制御型空間光スイッチの小型化に関する検討,1991年電子情報通信学会春季全国大会講演論文集,Part 4,pp.4−409
山本 毅,et.al.,C−435 偏光制御によるバニヤン網型光スイッチの検討,1990年電子情報通信学会春季全国大会講演論文集,Part 3,pp.3−13

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05196971A (en) 1993-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5430561A (en) Optical space switch employing 2 parallel diffraction gratings and a polarization rotating element
US5619601A (en) Optical switch and optical distributor using polarization control and partial reflection
US7787720B2 (en) Wavelength selective reconfigurable optical cross-connect
EP0435296B1 (en) Optical space switch and network with such optical space switches
US8867016B2 (en) Wavelength selective switch
JP4368286B2 (en) Optical switch device
JP2001519052A (en) 1 × N digitally programmable optical route changeover switch
JPH05508718A (en) optical interconnect equipment
JPH11326688A (en) Multiport optical device
JP5861130B2 (en) Wavelength selective optical cross-connect equipment
US6714339B2 (en) Optical switch based on light spatial modulators
JP3235741B2 (en) Spatial light switch device
TWI240841B (en) Scalable and mass-manufacturable OXC using liquid crystal cells
US6430329B1 (en) Integrated optical switch array
US6585382B1 (en) Optical systems using switched mirrors
US7302130B2 (en) Optical multistage networks
GB2618397A (en) Optical switch
JP7126259B2 (en) light switch
JPH063606A (en) Spatial light switch device
JP3040883B2 (en) Multi-terminal optical switch
US6263125B1 (en) Integrated optical switch array
JP3197611B2 (en) Multi-terminal optical switch
JPH11174253A (en) Wavelength router and manufacture therefor
JP3040884B2 (en) Optical path conversion element
JP3043908B2 (en) Optical path conversion element

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010911

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080928

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080928

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090928

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090928

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100928

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees