JPH03221925A - 空間光マトリックススイッチデバイス - Google Patents
空間光マトリックススイッチデバイスInfo
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- JPH03221925A JPH03221925A JP1862490A JP1862490A JPH03221925A JP H03221925 A JPH03221925 A JP H03221925A JP 1862490 A JP1862490 A JP 1862490A JP 1862490 A JP1862490 A JP 1862490A JP H03221925 A JPH03221925 A JP H03221925A
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- reflecting mirrors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光通信、光情報処理システム等の分野で用い
られる空間光変調器、並列光スイッチ、光交換器等の空
間光マＩ・リックススイッチデバイスに関する。
られる空間光変調器、並列光スイッチ、光交換器等の空
間光マＩ・リックススイッチデバイスに関する。
従来の技術
従来、この種の空間光マトリックススイッチデバイスと
して特開昭５８−１１１０１９号公報に示されるものが
ある。第４図はその構成を示すもので、感光媒質ｌ上に
光の干渉を利用して回折格子（図示せず）を形成し、フ
ォトエミッタ回路２から出た光をコリメート手段３を通
してコリメートし、感光媒質ｌ上に形成された回折格子
によりフ第１・レセプタ回路４上の所定位置に光ビーム
を出射させて光学的結合を得るようにしたものである。
して特開昭５８−１１１０１９号公報に示されるものが
ある。第４図はその構成を示すもので、感光媒質ｌ上に
光の干渉を利用して回折格子（図示せず）を形成し、フ
ォトエミッタ回路２から出た光をコリメート手段３を通
してコリメートし、感光媒質ｌ上に形成された回折格子
によりフ第１・レセプタ回路４上の所定位置に光ビーム
を出射させて光学的結合を得るようにしたものである。
このデバイスでは、感光媒質１にＢＳ○結晶のような光
導電効果と電気光学効果とを併せ持つ結晶を用いること
により、回折格子を可変にして書込み光により任意の回
折格子を形成できるため、フオ）・エミッタ回路２とフ
ォト１ノセプタ回路４との間の光学的結合を任意に選択
することが可能となる。
導電効果と電気光学効果とを併せ持つ結晶を用いること
により、回折格子を可変にして書込み光により任意の回
折格子を形成できるため、フオ）・エミッタ回路２とフ
ォト１ノセプタ回路４との間の光学的結合を任意に選択
することが可能となる。
発明が解決しようとする課題
ところが、このような空間光マトリックススイッチデバ
イスでは、基本的に回折格子を形成するための書込み系
や、書込み光と信号光とを分離させるための光学系など
が必要であり、素子自体が大きくなってしまう。また、
ＢＳＯなどの電気光学結晶は一般にその電気光学効果が
小さく、光の作用によって誘起される格子の回折効率も
小さいものである。よって、光路変換などに用いた場合
、その変換が不十分となりスイッチ特性を悪化させる一
因ともなる。
イスでは、基本的に回折格子を形成するための書込み系
や、書込み光と信号光とを分離させるための光学系など
が必要であり、素子自体が大きくなってしまう。また、
ＢＳＯなどの電気光学結晶は一般にその電気光学効果が
小さく、光の作用によって誘起される格子の回折効率も
小さいものである。よって、光路変換などに用いた場合
、その変換が不十分となりスイッチ特性を悪化させる一
因ともなる。
３−
課題を解決するための手段
熱光学効果を有する物質により形成された基板と、２次
元アレイ状に配列された入力側光導波路間に規則的に配
設させて前記基板の一面に形成された加熱機能及び反射
鏡機能を持つ単層又は複数層の加熱側反射鏡と、前記入
力側先導波路に対応する出力側光導波路用の出射窓を備
えて前記基板の他面に形成された放熱機能及び反射鏡機
能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡と、前記加熱側
反射鏡の各々に選択的に電力を供給する電力供給手段と
よりなり、加熱側反射鏡に選択的に電力を供給したとき
の加熱による基板の熱光学効果により入・出射側光導波
路間の結合を切換え制御するようにした。
元アレイ状に配列された入力側光導波路間に規則的に配
設させて前記基板の一面に形成された加熱機能及び反射
鏡機能を持つ単層又は複数層の加熱側反射鏡と、前記入
力側先導波路に対応する出力側光導波路用の出射窓を備
えて前記基板の他面に形成された放熱機能及び反射鏡機
能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡と、前記加熱側
反射鏡の各々に選択的に電力を供給する電力供給手段と
よりなり、加熱側反射鏡に選択的に電力を供給したとき
の加熱による基板の熱光学効果により入・出射側光導波
路間の結合を切換え制御するようにした。
作用
加熱側反射鏡に対して電力を供給しない状態では基板が
加熱されず熱光学効果を発揮しないため、入射光は基板
を直進透過し対応する出射窓の出力４ 側光導波路に結合される。一方、注目するある入力側光
導波路に近接したある加熱側反射鏡に電ツノを供給して
加熱すると、対応する放熱側反射鏡部分との間で基板内
部が加熱される。これにより、この部分の基板は熱光学
効果によって屈折率が変化して屈折率分布を持つため、
基板内部で入射光を屈折させる。屈折された光は、放熱
側反射鏡と加熱側反射鏡との間で反射を繰返しながら進
路を変えて伝搬し、近接する別の出射側光導波路に切換
え結合される。これにより、確実かつ高速の光スイッチ
ングが可能となり、かつ、熱光学効果を利用しているた
め、偏光や波長に依存しないスイッチングが可能となる
。構成的にも基板両面に対して所定の加熱側、放熱側反
射鏡の膜を形成すればよく、薄型構造として小型デバイ
ス化が可能で、製作も容易なものとなる。
加熱されず熱光学効果を発揮しないため、入射光は基板
を直進透過し対応する出射窓の出力４ 側光導波路に結合される。一方、注目するある入力側光
導波路に近接したある加熱側反射鏡に電ツノを供給して
加熱すると、対応する放熱側反射鏡部分との間で基板内
部が加熱される。これにより、この部分の基板は熱光学
効果によって屈折率が変化して屈折率分布を持つため、
基板内部で入射光を屈折させる。屈折された光は、放熱
側反射鏡と加熱側反射鏡との間で反射を繰返しながら進
路を変えて伝搬し、近接する別の出射側光導波路に切換
え結合される。これにより、確実かつ高速の光スイッチ
ングが可能となり、かつ、熱光学効果を利用しているた
め、偏光や波長に依存しないスイッチングが可能となる
。構成的にも基板両面に対して所定の加熱側、放熱側反
射鏡の膜を形成すればよく、薄型構造として小型デバイ
ス化が可能で、製作も容易なものとなる。
実施例
本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。本実施例の空間光マトリックススイッチデバイス
は、熱光学効果を有する物質、例えばガラス、ＰＬＺＴ
などにより形成されて使用する波長光に対して透明な基
板１１をベースとして構成される。この基板１１の入射
側−面には加熱機能と反射鏡機能とを持つ加熱側反射鏡
１２の膜が単層又は複数層構造で複数個個別に形成され
ている。これらの加熱側反射鏡１２は２次元アレイ状況
列の入力側光導波路、ここでは入射光ファイバ１３によ
る入射位置１４間を埋めるように規則的に正しく配設さ
れている。即ち、基板１１の一面において縦横に一定の
間隔で配列されている。
する。本実施例の空間光マトリックススイッチデバイス
は、熱光学効果を有する物質、例えばガラス、ＰＬＺＴ
などにより形成されて使用する波長光に対して透明な基
板１１をベースとして構成される。この基板１１の入射
側−面には加熱機能と反射鏡機能とを持つ加熱側反射鏡
１２の膜が単層又は複数層構造で複数個個別に形成され
ている。これらの加熱側反射鏡１２は２次元アレイ状況
列の入力側光導波路、ここでは入射光ファイバ１３によ
る入射位置１４間を埋めるように規則的に正しく配設さ
れている。即ち、基板１１の一面において縦横に一定の
間隔で配列されている。
また、基板１１の出射側他面には放熱機能（ヒートシン
ク）と反射鏡機能とを持つ放熱側反射鏡１５の膜、例え
ば金属膜が形成されている。ここに、この放熱側反射鏡
１５には前記入射位置１４に対応させて２次元アレイ状
に正しく配列させた円形の出射窓１６が形成されている
。ここに、前記加熱情反射鏡１２は例えば第１図に示す
ようにＴ】やＮ ｊ／ Ｃｒによる薄膜ヒータ１２Ａと
Ａｕを用いた薄膜反射鏡１２８とを保護膜１２ｏで分離
した３層構造として形成されている。また、放熱側反射
鏡１５は熱伝導率の高いＡｕを用いた厚膜反射鏡構造と
されている。このような反射鏡１２，１５はスパッタリ
ング法、蒸着法等の通常の薄膜形成技術やフォトリソグ
ラフィ等の加工技術によって、高精度かつ簡単に形成で
きる。
ク）と反射鏡機能とを持つ放熱側反射鏡１５の膜、例え
ば金属膜が形成されている。ここに、この放熱側反射鏡
１５には前記入射位置１４に対応させて２次元アレイ状
に正しく配列させた円形の出射窓１６が形成されている
。ここに、前記加熱情反射鏡１２は例えば第１図に示す
ようにＴ】やＮ ｊ／ Ｃｒによる薄膜ヒータ１２Ａと
Ａｕを用いた薄膜反射鏡１２８とを保護膜１２ｏで分離
した３層構造として形成されている。また、放熱側反射
鏡１５は熱伝導率の高いＡｕを用いた厚膜反射鏡構造と
されている。このような反射鏡１２，１５はスパッタリ
ング法、蒸着法等の通常の薄膜形成技術やフォトリソグ
ラフィ等の加工技術によって、高精度かつ簡単に形成で
きる。
ここに、加熱側反射鏡１２は各々個別に電力供給手段（
図示せず）により選択的な電力の供給を受けて加熱作用
を示す。また、入射位置１４に対しては第１図に示すよ
うに、入射光ファイバ１３とともにコリメートレンズ１
７が結合され、出射窓１６に対しては集光レンズ１８を
介して出射側先導波路としての出射側光ファイバ１９が
結合されるものである。
図示せず）により選択的な電力の供給を受けて加熱作用
を示す。また、入射位置１４に対しては第１図に示すよ
うに、入射光ファイバ１３とともにコリメートレンズ１
７が結合され、出射窓１６に対しては集光レンズ１８を
介して出射側先導波路としての出射側光ファイバ１９が
結合されるものである。
このような構成において、本実施例の動作原理７−
を第１図により説明する。いま、ある入射光ファイバ１
３ａを伝搬してきた入射光２０ａがコリメートレンズ１
７ａによりコリメートされて基板１１に入射する場合を
考える。この時、加熱側反射鏡１２に電力が供給されず
加熱されていないとすると、入射光２０ａは一点鎖線で
示すように基板１１中を直進透過して、対応する出射窓
１６ａの集光レンズ１８ａを通り、出射光２ ］、 ａ
として出射光ファイバ１９ａ中に出射される。一方、直
下の加熱側反射鏡１２ａに電力を供給して加熱すると、
この加熱側反射鏡１２ａと苅応する放熱側反射鏡１５部
分との間で基板１１内部が加熱される。
３ａを伝搬してきた入射光２０ａがコリメートレンズ１
７ａによりコリメートされて基板１１に入射する場合を
考える。この時、加熱側反射鏡１２に電力が供給されず
加熱されていないとすると、入射光２０ａは一点鎖線で
示すように基板１１中を直進透過して、対応する出射窓
１６ａの集光レンズ１８ａを通り、出射光２ ］、 ａ
として出射光ファイバ１９ａ中に出射される。一方、直
下の加熱側反射鏡１２ａに電力を供給して加熱すると、
この加熱側反射鏡１２ａと苅応する放熱側反射鏡１５部
分との間で基板１１内部が加熱される。
この時、基板１１の熱光学効果により屈折率が変化して
屈折率分布が形成される。よって、入射位置１４ａから
入射した入射光２０ａは実線で示すように基板１１内部
で屈折されるとともに、反射鏡１２ａ、１５により反射
を繰返して伝搬し、近接した出射側の出射窓１６ｂの集
光レンズ１８ｂ８− すに結合して対応する出射光ファイバ１９ｂ中に出射光
２１ｂとして出射される。この場合、偏光や波長には依
存しない。
屈折率分布が形成される。よって、入射位置１４ａから
入射した入射光２０ａは実線で示すように基板１１内部
で屈折されるとともに、反射鏡１２ａ、１５により反射
を繰返して伝搬し、近接した出射側の出射窓１６ｂの集
光レンズ１８ｂ８− すに結合して対応する出射光ファイバ１９ｂ中に出射光
２１ｂとして出射される。この場合、偏光や波長には依
存しない。
従って、一般論としては、第３図に示すように、入射側
のある１つの入射光ファイバ１３に注目した場合、その
周り（上下左右）の４つの加熱側反射鏡を１２ｂ〜］、
２ｅとし、出射側において入射光ファイバ１３に対応す
る出射光ファイバを１９ａ、出射光ファイバ］、 ９
ａの周り（上下左右）の４つの出射光ファイバを１９ｂ
〜１９ｅとすると、加熱側反射鏡］、 ２ ｂ〜１２ｅ
に則する電力供給の制御により、出射光ファイバ１９ａ
〜１９ｅの任意のものに結合させることができる。即ち
、何れの加熱側反射鏡１２ｂ−１２ｅにも電力を供給し
なければ出射光ファイバ１９ａに結合させ、加熱側反射
鏡１２１〕のみに電力を供給すれば出射光ファイバ１９
ｂに結合させ、・・・、同様にして、加熱側反射鏡１２
ｅのみに電力を供給すれば出射光ファイバ１９ｅに結合
させることができる。
のある１つの入射光ファイバ１３に注目した場合、その
周り（上下左右）の４つの加熱側反射鏡を１２ｂ〜］、
２ｅとし、出射側において入射光ファイバ１３に対応す
る出射光ファイバを１９ａ、出射光ファイバ］、 ９
ａの周り（上下左右）の４つの出射光ファイバを１９ｂ
〜１９ｅとすると、加熱側反射鏡］、 ２ ｂ〜１２ｅ
に則する電力供給の制御により、出射光ファイバ１９ａ
〜１９ｅの任意のものに結合させることができる。即ち
、何れの加熱側反射鏡１２ｂ−１２ｅにも電力を供給し
なければ出射光ファイバ１９ａに結合させ、加熱側反射
鏡１２１〕のみに電力を供給すれば出射光ファイバ１９
ｂに結合させ、・・・、同様にして、加熱側反射鏡１２
ｅのみに電力を供給すれば出射光ファイバ１９ｅに結合
させることができる。
なお、図示例に限らず、例えば加熱側反射鏡１２等の構
成、配列を工夫することにより、入出力光ファイバ間の
接続を任意に変えることができる。
成、配列を工夫することにより、入出力光ファイバ間の
接続を任意に変えることができる。
発明の効果
本発明は、上述したように熱光学効果を有する物質によ
る基板の両面に、各々、加熱機能及び反射鏡機能を持つ
単層又は複数層の加熱側反射鏡と、放熱機能及び反射鏡
機能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡とを形成して
、加熱側反射鏡の各々に選択的に電力を供給することに
より基板の熱光学効果を利用して入・出力側光導波路間
の結合を切換え制御するようにしたので、確実かつ高速
の光スイッチングが可能で、特に、熱光学効果を利用し
ているため、偏光や波長に依存しないスイッチングも可
能で、また、構成的にも基板両面に対して所定の加熱側
、放熱側反射鏡の膜を形成すればよく、薄型構造として
小型デバイス化が可能で、製作も容易なものとすること
ができる。
る基板の両面に、各々、加熱機能及び反射鏡機能を持つ
単層又は複数層の加熱側反射鏡と、放熱機能及び反射鏡
機能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡とを形成して
、加熱側反射鏡の各々に選択的に電力を供給することに
より基板の熱光学効果を利用して入・出力側光導波路間
の結合を切換え制御するようにしたので、確実かつ高速
の光スイッチングが可能で、特に、熱光学効果を利用し
ているため、偏光や波長に依存しないスイッチングも可
能で、また、構成的にも基板両面に対して所定の加熱側
、放熱側反射鏡の膜を形成すればよく、薄型構造として
小型デバイス化が可能で、製作も容易なものとすること
ができる。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は動作原理を示す概略断面構造図、第２図は空間
光マトリックススイッチ単体の構造を示す斜視図、第３
図は動作原理の一般論を説明するための斜視図、第４図
は従来例を示す概略斜視図である。 １１・・・基板、１２・・・加熱側反射鏡、１３・・・
入射側光導波路、１５・・・放熱側反射鏡、１６・・・
出射窓、１９・・・出射側先導波路 出 願 人 株式会社 リ コ １１ −
第１図は動作原理を示す概略断面構造図、第２図は空間
光マトリックススイッチ単体の構造を示す斜視図、第３
図は動作原理の一般論を説明するための斜視図、第４図
は従来例を示す概略斜視図である。 １１・・・基板、１２・・・加熱側反射鏡、１３・・・
入射側光導波路、１５・・・放熱側反射鏡、１６・・・
出射窓、１９・・・出射側先導波路 出 願 人 株式会社 リ コ １１ −
Claims (1)
- 熱光学効果を有する物質により形成された基板と、２次
元アレイ状に配列された入力側光導波路間に規則的に配
設させて前記基板の一面に形成された加熱機能及び反射
鏡機能を持つ単層又は複数層の加熱側反射鏡と、前記入
力側光導波路に対応する出力側光導波路用の出射窓を備
えて前記基板の他面に形成された放熱機能及び反射鏡機
能を持つ単層又は複数層の放熱側反射鏡と、前記加熱側
反射鏡の各々に選択的に電力を供給する電力供給手段と
よりなり、加熱側反射鏡に選択的に電力を供給したとき
の加熱による基板の熱光学効果により入・出力側光導波
路間の結合を切換え制御するようにしたことを特徴とす
る空間光マトリックススイッチデバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1862490A JP2774346B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 空間光マトリックススイッチデバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1862490A JP2774346B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 空間光マトリックススイッチデバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03221925A true JPH03221925A (ja) | 1991-09-30 |
| JP2774346B2 JP2774346B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=11976779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1862490A Expired - Fee Related JP2774346B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 空間光マトリックススイッチデバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2774346B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580845B1 (en) | 2000-08-11 | 2003-06-17 | General Nutronics, Inc. | Method and device for switching wavelength division multiplexed optical signals using emitter arrays |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP1862490A patent/JP2774346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580845B1 (en) | 2000-08-11 | 2003-06-17 | General Nutronics, Inc. | Method and device for switching wavelength division multiplexed optical signals using emitter arrays |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2774346B2 (ja) | 1998-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |