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JP2742550B2 - Multi-terminal optical switch - Google Patents
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JP2742550B2 - Multi-terminal optical switch - Google Patents

Multi-terminal optical switch

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JP2742550B2
JP2742550B2 JP1184256A JP18425689A JP2742550B2 JP 2742550 B2 JP2742550 B2 JP 2742550B2 JP 1184256 A JP1184256 A JP 1184256A JP 18425689 A JP18425689 A JP 18425689A JP 2742550 B2 JP2742550 B2 JP 2742550B2
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light
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、空間を伝搬する複数のコリメート光ビーム
の空間的配列順序を任意に変換する機能を持った多端子
光スイッチに関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multi-terminal optical switch having a function of arbitrarily converting the spatial arrangement order of a plurality of collimated light beams propagating in space.

「従来の技術」 空間を伝搬する光ビームの偏光状態をP波→S波また
はS波→P波へ変換することによって、多数の入力端子
と多数の出力端子との間を任意にスイッチングする光マ
トリクススイッチが、従来提案されている。第8図に、
この光マトリクススイッチの構造を示す。この図におい
て、I,I…は入力光ビーム、OT,OT…は出力光ビーム、1,
1…は入力側偏光面制御素子、2,2…は出力側偏光面制御
素子、3,3…は偏光ビームスプリッタである。偏光ビー
ムスプリッタ3は、図の横方向および縦方向に通過する
P波を通過し、S波を90度屈折させる。また、偏光面制
御素子1および2は、OFF状態では通過する光の偏光面
に影響を与えず、ON状態では通過する光の偏光面を90度
回転することによってP波をS波に、またS波をP波に
変換する。なお、この光マトリックススイッチの入力光
ビームIはすべてP波であるものとする。
2. Description of the Related Art Light that arbitrarily switches between a number of input terminals and a number of output terminals by converting the polarization state of a light beam propagating in space from a P wave to an S wave or an S wave to a P wave. A matrix switch has been conventionally proposed. In FIG.
The structure of this optical matrix switch is shown. In this figure, I, I ... are input light beams, OT, OT ... are output light beams, 1,
Are input-side polarization plane control elements, 2, 2 are output-side polarization plane control elements, and 3, 3 are polarization beam splitters. The polarizing beam splitter 3 passes the P wave passing in the horizontal direction and the vertical direction in the drawing, and refracts the S wave by 90 degrees. In the OFF state, the polarization plane control elements 1 and 2 do not affect the polarization plane of the passing light, and in the ON state, rotate the polarization plane of the passing light by 90 degrees to convert the P wave into the S wave. Convert S wave to P wave. It is assumed that all input light beams I of the optical matrix switch are P waves.

この光マトリックススイッチを用いて図中のi番目の
入力光ビームをj番目の出力光ビームとして取り出すた
めには、i番目の入力光ビームとj番目の出力光ビーム
との交点に位置する偏光ビームスプリッタ3の入力側偏
光面制御素子1および出力側偏光面制御素子2をともに
ONとし、その他の偏光面制御素子1,2をすべてOFFとすれ
ば良い。この時、上記の偏光ビームスプリッタ3に達し
た光ビームは、入力側偏光面制御素子1によってS波に
変換され、偏光ビームスプリッタ3によって90度屈折さ
れ、出力側偏光面制御素子2によって再びP波に変換さ
れ、出力光ビームOTとして出力される。
In order to take out the i-th input light beam in the figure as the j-th output light beam using this optical matrix switch, a polarized beam located at the intersection of the i-th input light beam and the j-th output light beam Both the input-side polarization plane control element 1 and the output-side polarization plane control element 2 of the splitter 3
What is necessary is just to set it to ON, and to set all other polarization plane control elements 1 and 2 to OFF. At this time, the light beam that has reached the polarization beam splitter 3 is converted into an S-wave by the input-side polarization plane control element 1, refracted by 90 degrees by the polarization beam splitter 3, and again output by the output-side polarization plane control element 2. It is converted into a wave and output as an output light beam OT.

このマトリックススイッチは、入力端子数n、出力端
子数nのスイッチング回路を簡単な構成で実現できる。
しかし端子数nに対してn2個の偏光ビームスプリッタが
必要となるため、nの増大に伴って部品の数が非常に大
きくなる。また、光ビームは多くの偏光ビームスプリッ
タ3、入力側および出力側偏光面制御素子1,2を通過す
るため通過損失が大きくなるという欠点を有する。
This matrix switch can realize a switching circuit having n input terminals and n output terminals with a simple configuration.
However, since n 2 polarization beam splitters are required for the number of terminals n, the number of components becomes very large as n increases. In addition, since the light beam passes through many polarization beam splitters 3 and the input-side and output-side polarization plane control elements 1 and 2, there is a disadvantage that a transmission loss increases.

一方、2入力2出力の単位スイッチを多段に接続し、
2n個の入力端子と2n個の出力端子との間を1対1で接続
するすべての組合わせを実現することのできるスイッチ
網の構成法が考案されている。第9図は上記の構成法に
基づく8入力/8出力のスイッチ回路網の配線図である。
この図において実線は網内の配線を示す。また、長方形
は2入力/2出力の単位スイッチであり、外部からの制御
によって入力1−出力1,入力2−出力2の接続形態(ス
ルー)と、入力1−出力2,入力2−出力1の接続形態
(クロス)のいずれか一方の形態をとる。
On the other hand, unit switches of 2 inputs and 2 outputs are connected in multiple stages,
The 2 n input terminals and the 2 n Configuration of switching network which can realize all combinations of connecting one-to-one between the output terminal has been devised. FIG. 9 is a wiring diagram of an 8-input / 8-output switch network based on the above configuration method.
In this figure, solid lines indicate wiring in the network. The rectangle is a unit switch having two inputs and two outputs, and a connection form (through) between input 1 and output 1 and input 2 and output 2 and input 1 and output 2 and input 2 and output 1 are controlled by external control. (Cross).

第9図に示したスイッチ網は、2n個の入力端子と2n
の出力端子を持ったスイッチ網に容易に拡張できる。こ
の拡張は、端子数2n-1個のスイッチ網を2個並列に並
べ、その前段に2本の出力を1本ずつ上記2個のスイッ
チ網のおのおのに分配する単位スイッチ段を設け、後段
に上記2個のスイッチ網のおのおのから1本ずつの入力
を受ける単位スイッチ段を設けることにより実現され
る。ここで、初段のi番目の単位スイッチの2本の出力
端子を、次段のi番目の単位スイッチとi+2n-1番目
(i≦2n-1の時)またはi−2n-1番目(i>2n-1の時)
の単位スイッチとにそれぞれ接続し、最終段の前段のi
番目の単位スイッチの2本の出力端子を、最終段のi番
目の単位スイッチとi+2n-1番目(i≦2n-1の時)また
はi−2n-1番目(i>2n-1の時)に接続すれば、上記の
条件は満たされる。
Switch network shown in FIG. 9 can be easily extended to the 2 n input terminals and switch network having a 2 n pieces of output terminals. This expansion is achieved by arranging two switch networks each having 2 n-1 terminals in parallel, providing a unit switch stage in front of the switch network for distributing two outputs one by one to each of the two switch networks, and a subsequent stage. Is provided by providing a unit switch stage for receiving one input from each of the two switch networks. Here, the two output terminals of the i-th unit switch of the first stage are connected to the i-th unit switch of the next stage and the i + 2 n-1 (when i ≦ 2 n-1 ) or i−2 n−1 (When i> 2 n-1 )
And the unit switch of the last stage, i
The two output terminals of the i-th unit switch are connected to the i-th unit switch of the last stage and the (i + 2 n-1) -th (when i ≦ 2 n-1 ) or i-2 n-1 (i> 2 n-) If the connection is made at 1 ), the above condition is satisfied.

第10図に、上記のスイッチ網の拡張の例として、入力
端子数および出力端数を25=32個とした時の配線を示し
たものである。図中で符号Gで示した領域は、第9図に
示した8入力/8出力のスイッチ網と同一の構成となって
いる。また、符号G1で示した領域は上記の拡張アルゴリ
ズムに従って構成した16入力/16出力のスイッチ網を形
成している。また、第10図のスイッチ網全体は、このス
イッチ網を上記アルゴリズムによってさらに拡張したも
のである。上記のアルゴリズムおよび第10図から明らか
なように、一般的に、2n個の入力端子および出力端子を
持ったスイッチ網は、1段当り2n-1個の単位スイッチを
含む(2n−1)段の単位スイッチアレイと、各クロスコ
ネクトスイッチの出力の一方を、次段のスイッチアレイ
中で1個分、2個分、4個分……2n-2個分空間的に位置
がシフトしたスイッチに接続する配線網をそれぞれ2段
ずつ、合計(2n−2)段の配線網によって構成される。
FIG. 10 shows wiring when the number of input terminals and the number of output terminals are set to 25 = 32 as an example of the above-mentioned expansion of the switch network. The area indicated by reference numeral G in the figure has the same configuration as the 8-input / 8-output switch network shown in FIG. The area indicated by reference numeral G1 forms a 16-input / 16-output switch network configured according to the above-described extended algorithm. The entire switch network shown in FIG. 10 is obtained by further expanding this switch network by the above algorithm. As is apparent from the above algorithm and FIG. 10, in general, a switch network having 2 n input terminals and output terminals includes 2 n-1 unit switches per stage (2n-1 ) The position of one unit switch array and one of the outputs of each cross-connect switch are spatially shifted by one, two, four... 2n-2 in the next-stage switch array. Each of the wiring networks connected to the switches is constituted by a total of (2n-2) wiring networks.

上記のスイッチ網を光学的に実現するための単位スイ
ッチとして、偏光面制御素子による通過光ビームの偏光
面の回転を単位スイッチの動作に対応させたものがあ
る。第11図は、このような単位光スイッチの構成を示す
図であり、この図において、11−1,11−2は偏光ビーム
スピリッタ、12は偏光面制御素子である。Ip,Isは各々
入射偏光ビームであり、IpはP波、IsはS波である。ま
た、OTp,OTsは各々出射偏光ビームであり、OTpはP波、
OTsはS波である。
As a unit switch for optically realizing the above switch network, there is a unit switch in which the rotation of the polarization plane of the passing light beam by the polarization plane control element corresponds to the operation of the unit switch. FIG. 11 is a diagram showing the configuration of such a unit optical switch. In FIG. 11, reference numerals 11-1 and 11-2 denote polarization beam splitters, and reference numeral 12 denotes a polarization plane control element. Ip and Is are incident polarization beams, respectively, Ip is a P wave, and Is is an S wave. OTp and OTs are respectively outgoing polarized beams, OTp is a P wave,
OTs are S waves.

第11図において、偏光面制御素子12がOFFの場合、通
過する光ビームの偏光面は変化せず、P波である入射光
ビームIpはそのままP波として出射光ビームOTpとな
り、S波である入射光ビームIsは出射光ビームOTsとな
る。一方、偏光面制御素子12がONの場合、通過する光ビ
ームの偏光面が90度回転し、P波である入射光ビームIp
はS波に変換されて出射光ビームOTsとなり、S波であ
る入射光ビームIsはP波に変換されて出射光ビームOTp
となる。この動作は、入射光ビームIp,Isを2つの入力
とし、出射光ビームOTp,OTsを2つの出力と考えると、
第9図の説明において定義した単位スイッチの動作と全
く同一である。
In FIG. 11, when the polarization plane control element 12 is OFF, the plane of polarization of the passing light beam does not change, and the incident light beam Ip, which is a P wave, becomes the outgoing light beam OTp as a P wave as it is, and is an S wave. The incident light beam Is becomes the output light beam OTs. On the other hand, when the polarization plane control element 12 is ON, the polarization plane of the passing light beam is rotated by 90 degrees, and the incident light beam
Is converted into an S-wave to be an outgoing light beam OTs, and the incident light beam Is, which is an S-wave, is converted into a P-wave and output light beam OTp
Becomes This operation is based on the assumption that the input light beams Ip and Is are two inputs and the output light beams OTp and OTs are two outputs.
The operation is exactly the same as the operation of the unit switch defined in the description of FIG.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、偏光面制御素子をスイッチ用の素子とし
て、前述したスイッチ網(第9図,第10図)を構成する
場合、各単位光スイッチ段の間の配線を設定する必要が
ある。一般的に、この配線は、各単位光スイッチから出
射光ビームをP波とS波に分離し、それぞれを次段の単
位光スイッチのもう一方の入射光ビームと合成して、次
段の単位光スイッチに入射する必要がある。2n個の入力
端子および出力端子を持ったスイッチ網に対して、この
光ビームの分離と合成を偏光ビームスプリッタを用いて
行うと、配線網1段当り2n個の偏光ビームスプリッタが
必要となる。従って、偏光ビームスプリッタによる配線
網を採用すると、スイッチ網全体で2n(2n−2)個の偏
光ビームスプリッタが必要となり、端子数の増加ととも
に必要な部品数が非常に大きくなるという欠点が生じ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, when the above-described switch network (FIGS. 9 and 10) is configured using the polarization plane control element as a switch element, wiring between the unit optical switch stages is required. Must be set. Generally, this wiring separates outgoing light beams from each unit optical switch into P-waves and S-waves, synthesizes each with the other incident light beam of the next-stage unit optical switch, and forms the next-stage unit light switch. It needs to be incident on the optical switch. For a switch network having 2 n input terminals and output terminals, if this light beam is separated and combined using a polarization beam splitter, 2 n polarization beam splitters are required per wiring network stage. Become. Therefore, when the wiring network using the polarization beam splitters is adopted, 2 n (2n−2) polarization beam splitters are required in the entire switch network, and the number of required components becomes very large as the number of terminals increases. .

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、自由空
間を伝搬する複数のコリメート光ビームをスイッチング
する簡便かつ小型化可能な多端子光スイッチを提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a simple and compact multi-terminal optical switch for switching a plurality of collimated light beams propagating in free space.

「課題を解決するための手段」 第1発明は、互いに90度異なる第1,第2の直線偏光成
分の内の第1の直線偏光成分のみを有する複数の入射信
号光が入射される偏光面制御素子であって、外部からの
制御に応じて該入射信号光をそのままあるいは偏光面を
90度回転させて通過させる偏光面制御素子と、前記偏光
面制御素子を通過した光が入射され、前記第1,第2の直
線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を有する信号光
の光路を直角方向に変換し、他方の直線偏光成分を有す
る信号光をそのまま通過させる光路変換素子と、前記光
路変換素子によって90度の光路変換が行なわれた光が入
射され、入射された信号光の光路を平行に変更し、その
進行方向を逆方向とし、かつ、偏光面を90度回転させる
第1の反射素子と、前記光路変換素子を直進して通過し
た光が入射され、入射された信号光の進行方向を逆方向
とし、かつ、偏光面を90度回転させ第2の反射素子とを
有することを特徴としている。
Means for Solving the Problems The first invention is directed to a polarization plane on which a plurality of incident signal lights having only a first linear polarization component among first and second linear polarization components different from each other by 90 degrees are incident. A control element, which receives the incident signal light as it is or changes its polarization plane in accordance with external control.
A polarization plane control element that is rotated by 90 degrees to pass therethrough, and an optical path of signal light into which light that has passed through the polarization plane control element is incident and has one of the first and second linear polarization components Is converted to a right angle direction, and the other light path conversion element that passes the signal light having the linear polarization component as it is, the light path conversion of 90 degrees by the light path conversion element is made incident light, of the incident signal light An optical path is changed to be parallel, the traveling direction is reversed, and a first reflection element for rotating the polarization plane by 90 degrees, and light that has passed straight through the optical path conversion element and is incident, the incident signal The present invention is characterized in that a light is made to travel in the opposite direction, the polarization plane is rotated by 90 degrees, and a second reflection element is provided.

また、第2発明は、互いに90度異なる第1,第2の直線
偏光成分の内の第1の直線偏光成分を有する複数の第1
信号光が平行に入射され、これら第1信号光の光路と90
度異なる方向から第2の直線偏光成分を有する複数の第
2信号光が入射され、前記第1信号光を直進させる一方
前記第2信号光の光路を90度変換して前記第1信号光お
よび第2信号光を合成して出射する第1の光路変換素子
と、前記第1の光路変換素子から出射された信号光が入
射される多段接続された請求項(1)記載の多端子光ス
イッチと、これらの多端子光スイッチを通過した信号光
が入射され、外部からの制御により信号光をそのままあ
るいは偏光面を90度回転させて通過させる偏光面制御素
子と、前記偏光面制御素子の出射光が入射され、第1,第
2の直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を有する
信号光の光路を直角方向に変換し、他方の直線偏光成分
を有する信号光を直進させる光路変換素子とを有するこ
とを特徴としている。
Further, the second invention provides a plurality of first linear polarization components having a first linear polarization component among the first and second linear polarization components different from each other by 90 degrees.
The signal light is incident in parallel, and the optical path of the first signal light is
A plurality of second signal lights having a second linearly polarized light component are incident from different directions, and while the first signal light is traveling straight, the optical path of the second signal light is converted by 90 degrees to convert the first signal light and the first signal light. The multi-terminal optical switch according to claim 1, wherein the first optical path conversion element that combines and emits the second signal light and the signal light emitted from the first optical path conversion element are connected in multiple stages. Signal light passing through these multi-terminal optical switches is incident, and a polarization plane control element for passing the signal light as it is or by rotating the polarization plane by 90 degrees under external control, and an output of the polarization plane control element. An optical path conversion element that receives incident light, converts the optical path of the signal light having one of the first and second linearly polarized light components into a right angle direction, and straightly advances the signal light having the other linearly polarized light component. Characterized by having

「作用」 従来の光スイッチは、2n個の入力端子および出力端子
をもったスイッチ網に対して、光ビームの分離と合成の
ために配線網1段当り2n個の偏光ビームスプリッタを必
要としていたのに対し、本発明では配線網1段当り1個
の偏光ビームスプリッタで従来の光スイッチと同等の機
能を実現でき、したがって、端子数の多い光スイッチを
容易に実現できる。
Conventional optical switch "action" is needed for the 2 n switching network having an input terminal and an output terminal, the 2 n pieces of the polarizing beam splitter wiring network per stage for the separation of the light beam combining On the other hand, in the present invention, one polarization beam splitter per one stage of the wiring network can realize the same function as the conventional optical switch, so that an optical switch having a large number of terminals can be easily realized.

「実施例1」 以下、図面を参照し本発明の実施例について説明す
る。第1図は本発明の第1の実施例の構成を示す図であ
る。この図において、21は偏光面制御素子、22は偏光ビ
ームスプリッタ(光路変換素子)である。23,55は2つ
の直交する直線偏光成分を、素子を2度通過させること
により互いに交換する偏光面回転素子である。24は入射
光の信号方向を逆方向にすると共にその光路をシフト
し、任意の2信号間でその光路を交換する傘型反射板、
26は全反射ミラーである。ここで、偏光面回転素子23お
よび反射板24が第1の反射素子27を、偏光面回転素子25
および全反射ミラー26が第2の反射素子を構成してい
る。
Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention. In this figure, 21 is a polarization plane control element, and 22 is a polarization beam splitter (optical path conversion element). Reference numerals 23 and 55 denote polarization plane rotating elements that exchange two orthogonal linearly polarized light components by passing through the element twice. Reference numeral 24 denotes an umbrella-shaped reflector that reverses the signal direction of incident light and shifts its optical path, and exchanges the optical path between any two signals.
26 is a total reflection mirror. Here, the polarization plane rotation element 23 and the reflection plate 24 replace the first reflection element 27 with the polarization plane rotation element 25.
The total reflection mirror 26 constitutes a second reflection element.

このような構成において、図に示す矢印Y1方向から入
射され、偏光面制御素子21を通過した入射信号光がP波
(Ip)の場合は、同信号光Ipが偏光ビームスプリッタ22
をそのまま通過し、矢印Y3方向へ出射される。一方、偏
光面制御素子21を通過した入射信号光がS波(Is)の場
合は、同信号光Isが偏光ビームスプリッタ22によって90
度屈折され、偏光面回転素子23、反射板24、偏光面回転
素子23を経て、P波に変換されると共に光路が平行にシ
フトされ、再び偏光ビームスプリッタ22に入射される。
そして、入射された信号光は偏光ビームスプリッタ22を
そのまま通過し、偏光面回転素子25、全反射ミラー26、
偏光面回転素子25を経てS波に変換され、再び偏光ビー
ムスプリッタ22に入射される。この信号光(S波)は偏
光ビームスプリッタ22により90度屈折され、矢印Y4方向
へ出射される。
In such a configuration, when the incident signal light that is incident from the direction of the arrow Y1 shown in the drawing and passes through the polarization plane control element 21 is a P wave (Ip), the signal light Ip is transmitted to the polarization beam splitter 22.
And exits in the direction of arrow Y3. On the other hand, when the incident signal light that has passed through the polarization plane control element 21 is an S-wave (Is),
The light is refracted, passes through the polarization plane rotation element 23, the reflection plate 24, and the polarization plane rotation element 23, is converted into a P-wave, the optical path is shifted in parallel, and then enters the polarization beam splitter 22 again.
Then, the incident signal light passes through the polarization beam splitter 22 as it is, and a polarization plane rotation element 25, a total reflection mirror 26,
The light is converted into an S-wave through the polarization plane rotation element 25, and is again incident on the polarization beam splitter 22. This signal light (S wave) is refracted by 90 degrees by the polarization beam splitter 22 and emitted in the direction of arrow Y4.

同様に、矢印Y2方向から入射され、偏光面制御素子21
を通過した信号光がP波の場合には、矢印Y4方向へ出射
され、S波の場合には矢印Y3方向へ出射される。
Similarly, the light is incident from the direction of the arrow Y2,
If the signal light that has passed through is a P-wave, it is emitted in the direction of arrow Y4, and if it is an S-wave, it is emitted in the direction of arrow Y3.

以上の結果、矢印Y1,Y2方向から各々P波を入射し、
偏光面制御素子21をOFF状態としておくと、矢印Y1から
の信号光が矢印Y3方向へ、また矢印Y2からの信号光が矢
印Y4方向へ各々出射され(スルー)、一方、偏光面制御
素子21をON状態とすると、矢印Y1からの信号光が矢印Y4
方向へ、また矢印Y2からの信号光が矢印Y3方向へ各々出
射される(クロス)。すなわち、第1図の構成により、
2入力/2出力の単位光スイッチが構成される。
As a result, P waves are respectively incident from the directions of arrows Y1 and Y2,
When the polarization plane control element 21 is set to the OFF state, the signal light from the arrow Y1 is emitted in the direction of the arrow Y3 and the signal light from the arrow Y2 is emitted in the direction of the arrow Y4 (through). Is turned on, the signal light from arrow Y1
Signal light from the arrow Y2 is emitted in the direction of arrow Y2 (cross). That is, according to the configuration of FIG.
A two-input / two-output unit optical switch is configured.

なお、上述した構造によれば、第1図に示す1つの構
成によって、第6図に示すように、2入力/2出力の単位
光スイッチを複数組(第6図の場合は2組)実現するこ
とができる。
According to the above-described structure, a plurality of sets (two sets in the case of FIG. 6) of two-input / 2-output unit optical switches are realized by one configuration shown in FIG. 1, as shown in FIG. can do.

「実施例2」 第2図は本発明の第2の実施例を示す図である。この
図において、31は偏光面制御素子、32は偏光ビームスプ
リッタ(光路変換素子)、33,35は第1図において説明
した偏光面回転素子、34は傘型反射板、36は全反射ミラ
ーである。ここで、偏光面回転素子33および反射板34が
第1の反射素子37を、偏光面回転素子35および全反射ミ
ラー36が第2の反射素子を構成している。
Embodiment 2 FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the present invention. In this figure, 31 is a polarization plane control element, 32 is a polarization beam splitter (optical path conversion element), 33 and 35 are the polarization plane rotation elements described in FIG. 1, 34 is an umbrella-type reflector, and 36 is a total reflection mirror. is there. Here, the polarization plane rotation element 33 and the reflection plate 34 constitute a first reflection element 37, and the polarization plane rotation element 35 and the total reflection mirror 36 constitute a second reflection element.

このような構成において、矢印Y1方向から入射され、
偏光面制御素子31を通過した信号光がP波(Ip)の場合
は、同信号光Ipが偏光ビームスプリッタ32をそのまま通
過し、偏光面回転素子35、全反射ミラー36によってS偏
光に変換されて再び偏光ビームスプリッタ32に入射さ
れ、同偏光ビームスプリッタ32によって90度の方向に屈
折され、矢印Y3方向へ出射される。一方、入射信号光が
S波(Is)の場合は、同信号光Isが偏光ビームスプリッ
タ32により90度方向に屈折され、偏光面回転素子33、反
射板34によってその光路が平行移動し、さらにP波に変
換されて偏光ビームスプリッタ32を透過し、図の矢印Y4
方向へ出射される。
In such a configuration, light is incident from the arrow Y1 direction,
When the signal light passing through the polarization plane control element 31 is a P wave (Ip), the signal light Ip passes through the polarization beam splitter 32 as it is, and is converted into S-polarized light by the polarization plane rotation element 35 and the total reflection mirror 36. The beam again enters the polarization beam splitter 32, is refracted by the polarization beam splitter 32 in a direction of 90 degrees, and is emitted in the direction of the arrow Y3. On the other hand, when the incident signal light is an S-wave (Is), the signal light Is is refracted in the 90-degree direction by the polarization beam splitter 32, and its optical path moves in parallel by the polarization plane rotation element 33 and the reflection plate 34. The light is converted into a P-wave and transmitted through the polarizing beam splitter 32, and is indicated by an arrow Y4 in FIG.
It is emitted in the direction.

同様に、矢印Y2方向から入射され、偏光面制御素子21
を通過した信号光がP波の場合には、矢印Y4方向へ出射
され、S波の場合には矢印Y3方向へ出射される。
Similarly, the light is incident from the direction of the arrow Y2,
If the signal light that has passed through is a P-wave, it is emitted in the direction of arrow Y4, and if it is an S-wave, it is emitted in the direction of arrow Y3.

しかして、上記の構成によっても、第1図のものと同
様な2入力/2出力の単位光スイッチが構成される。な
お、上述した構造によっても、第7図に示すように、1
つの構成で2入力/2出力の単位光スイッチを複数組(第
7図の場合は2組)実現することが可能である。
Thus, even with the above configuration, a two-input / two-output unit optical switch similar to that of FIG. 1 is configured. In addition, according to the above-described structure, as shown in FIG.
With one configuration, it is possible to realize a plurality of sets (two sets in the case of FIG. 7) of two-input / two-output unit optical switches.

次に、上記第1,第2の実施例において用いられている
反射素子27,37の構成例を説明する。第3図、第4図、
第5図に、二つの直交する直線偏光成分を、素子を2度
通過させることにより互いに交換する偏光面回転素子
と、入射光の進行方向を逆方向にすると共にその経路を
シフトし、任意の2信号間でその光路を交換する反射板
を組み合わせた反射素子の構成例を示す。なお、これら
の例においては、傘型反射板がダブルになっている。
Next, a configuration example of the reflecting elements 27 and 37 used in the first and second embodiments will be described. FIG. 3, FIG. 4,
FIG. 5 shows a polarization plane rotation element that exchanges two orthogonal linear polarization components by passing through the element twice, an incident light traveling direction is reversed, and its path is shifted. An example of the configuration of a reflective element combining a reflector for exchanging the optical path between two signals is shown. In these examples, the umbrella-type reflector is doubled.

第3図において、41〜44は反射板、45,46は1/2波長板
(偏光面回転素子)である。入射光Iは、始めに入射光
Iに対し45度傾けられた法線を持つ反射板41に入射さ
れ、その光路が90度変換され、次いで反射板42に入射さ
れ、その光路が再び90度変換される。すなわち、入射信
号光Iは、2枚の反射板41,42により2回90度の屈折を
受け、その進行方向が逆方向になると共にその光路がシ
フトされて出射される。出射信号光は1/2波長板45へ入
射され、ここでその偏光面が90度回転される。
In FIG. 3, 41 to 44 are reflection plates, and 45 and 46 are half-wave plates (polarization plane rotating elements). The incident light I is first incident on a reflector 41 having a normal inclined at 45 degrees to the incident light I, its optical path is changed by 90 degrees, and then incident on the reflector 42, and its optical path is again turned by 90 degrees. Is converted. In other words, the incident signal light I is refracted twice by 90 degrees by the two reflectors 41 and 42, the traveling direction is reversed, and the optical path is shifted and emitted. The output signal light enters the half-wave plate 45, where its polarization plane is rotated by 90 degrees.

第4図、第5図のものは、第3図の反射素子のにおけ
る1/2波長板45,46(偏光面回転素子)に代えて、1/4波
長板51、ファラデー回転素子52を用いたものであり、2
つの反射板への入射光と出射光がこれらの偏波面回転素
子を通過する事によって、反射素子の出射信号光を入射
信号光の偏光面と直交する偏光面をもつ光とする。
FIGS. 4 and 5 use a quarter-wave plate 51 and a Faraday rotator 52 instead of the half-wave plates 45 and 46 (polarization plane rotators) in the reflection element of FIG. And 2
When the incident light and the outgoing light to the two reflectors pass through these polarization plane rotation elements, the outgoing signal light of the reflecting element is converted to light having a polarization plane orthogonal to the polarization plane of the incident signal light.

「実施例3」 第6図は本発明の第3の実施例を示す図であり、第1
図に示した単位光スイッチを多段に縦続接続して、第9
図に示した8入力/8出力の光スイッチ回路網と同等の機
能を実現した例である。第6図において、61−1〜61−
6は偏光ビームスプリッタ、62−1〜62−5は偏光面制
御素子、63−1〜63−8は偏光面回転素子、64−1〜64
−4は入射光の進行方向を逆方向にすると共にその経路
をシフトさせる反射板、65−1〜65−4は全反射ミラー
である。また、66−1〜66−4はP波の入射信号光であ
り、第9図における入射信号光26−1、26−3,26−7、
26−5にそれぞれ対応している。67−1〜67−4はS波
の入射信号光であり、第9図における入射信号光26−
2、26−4、26−8、26−6にそれぞれ対応している。
68−1〜68−4はP波の出射信号光、69−1〜69−4は
S波の出射信号光である。
Embodiment 3 FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the present invention, and FIG.
The unit optical switches shown in FIG.
This is an example in which functions equivalent to those of the 8-input / 8-output optical switch network shown in the figure are realized. In FIG. 6, 61-1 to 61-
6 is a polarization beam splitter, 62-1 to 62-5 are polarization plane control elements, 63-1 to 63-8 are polarization plane rotation elements, and 64-1 to 64.
Reference numeral -4 denotes a reflection plate that reverses the traveling direction of the incident light and shifts its path, and reference numerals 65-1 to 65-4 denote total reflection mirrors. Reference numerals 66-1 to 66-4 denote P-wave incident signal lights, which are incident signal lights 26-1, 26-3, 26-7, and FIG.
26-5 respectively. Reference numerals 67-1 to 67-4 denote incident signal light of S-wave, and the incident signal light 26- in FIG.
2, 26-4, 26-8 and 26-6 respectively.
68-1 to 68-4 are emission signal lights of P wave, and 69-1 to 69-4 are emission signal lights of S wave.

このような構成において、入射信号光66−1、67−1
は、偏光ビームスプリッタ61−1によって合波され、偏
光面制御素子62−1に入射される。偏光面制御素子62−
1がOFFの場合、P波の入射信号光66−1は偏光ビーム
スプリッタ61−2をそまま通過し、次段の偏光面制御素
子62−2に入射する。また、S波の入射信号光67−1
は、偏光ビームスプリッタ61−2によって光路が90度変
更され、偏光面回転素子63−1および反射板64−1から
構成される反射素子によって、光路が平行にシフトされ
ると共にその方向が逆とされ、かつ、P波に変換され、
次いで、偏光ビームスプリッタ61−2を直進し、偏光面
回転素子63−1および全反射ミラー64−1によって構成
される反射素子によってその方向が逆方向とされると共
にS波に変換され、偏光ビームスプリッタ62において再
び光路が90度変更され、P波の入射信号光66−4と合波
されて次段の偏光面制御素子62−2に入射される。以上
の動作は第9図において光スイッチ21−1がスルー状態
にあることと等価である。
In such a configuration, the incident signal light 66-1, 67-1
Are combined by the polarization beam splitter 61-1 and are incident on the polarization plane control element 62-1. Polarization control element 62−
When 1 is OFF, the incident signal light 66-1 of the P wave passes through the polarization beam splitter 61-2 as it is and enters the polarization plane control element 62-2 at the next stage. Also, the incident signal light 67-1 of the S wave
The optical path is changed by 90 degrees by the polarization beam splitter 61-2, and the optical path is shifted in parallel and the direction is reversed by the reflection element composed of the polarization plane rotation element 63-1 and the reflection plate 64-1. And converted to a P-wave,
Next, the light goes straight through the polarization beam splitter 61-2, and its direction is reversed by a reflection element constituted by the polarization plane rotation element 63-1 and the total reflection mirror 64-1, and is converted into an S wave. In the splitter 62, the optical path is changed by 90 degrees again, multiplexed with the P-wave incident signal light 66-4, and is incident on the polarization plane control element 62-2 in the next stage. The above operation is equivalent to the optical switch 21-1 in the through state in FIG.

一方、偏光面制御素子62−1がONの場合、入射信号光
67−1は偏光面制御素子62−1によってP波とされ、偏
光ビームスプリッタ61−2をそのまま通過し、次段の偏
光面制御素子62−2に入射する。一方、入射信号光66−
1は偏光面制御素子62−1によってS波とされて偏光ビ
ームスプリッタ61−2に入射され、ここで屈折され、結
果として入射信号光66−4と合波されて次段の偏光面制
御素子62−2に入射する。以上の状態は、第9図におい
て光スイッチ21−1がクロス状態にあることと等価であ
る。
On the other hand, when the polarization plane control element 62-1 is ON, the incident signal light
67-1 is converted into a P wave by the polarization plane control element 62-1 and passes through the polarization beam splitter 61-2 as it is, and enters the polarization plane control element 62-2 at the next stage. On the other hand, the incident signal light 66−
1 is converted into an S-wave by the polarization plane control element 62-1 and is incident on the polarization beam splitter 61-2, where it is refracted and, as a result, is multiplexed with the incident signal light 66-4, so that the next stage polarization plane control element It is incident on 62-2. The above state is equivalent to the optical switch 21-1 in the cross state in FIG.

しかして、以上の動作は他の入射信号光についても同
様であり、また、多段接続された各単位光スイッチにつ
いても同様である。そして、第6図の構成によれば、入
射信号光66−1〜66−4,67−1〜67−4を各々、出射信
号光68−1〜68−4,69−1〜69−4の内の望みの出射信
号光に接続することができる。例えば、入射信号光66−
1を出射信号光68−1に接続するには、偏光面制御素子
62−1〜62−5を全てOFFとすればよく、同入射信号光6
6−1を出射信号光68−2に接続するには、偏光面制御
素子66−1,66−4,66−5をOFF、66−2,66−3をONとす
ればよく、同入射信号光66−1を出射信号光69−3に接
続するには、偏光面制御素子66−1,66−5をOFF、66−
2〜66−4をONとすればよい。
The above operation is the same for other incident signal lights, and also for each unit optical switch connected in multiple stages. According to the configuration of FIG. 6, the incident signal lights 66-1 to 66-4, 67-1 to 67-4 are respectively output from the output signal lights 68-1 to 68-4, 69-1 to 69-4. Can be connected to the desired outgoing signal light. For example, the incident signal light 66−
1 is connected to the output signal light 68-1, the polarization plane control element
It is sufficient that all of 62-1 to 62-5 are turned off.
In order to connect 6-1 to the outgoing signal light 68-2, the polarization plane control elements 66-1, 66-4, 66-5 may be turned off and 66-2, 66-3 may be turned on. In order to connect the signal light 66-1 to the output signal light 69-3, the polarization plane control elements 66-1 and 66-5 are turned off and 66-
2 to 66-4 may be turned ON.

なお、第6図のスイッチ網では初段のi番目の単位光
スイッチの2本の出力端子が、次段i番目の単位光スイ
ッチと、2n(i−1)番目の単位光スイッチとにそれぞ
れ接続し、最終段の前段のi番目の単位光スイッチの2
本の出力端子は、最終段のi番目の単位光スイッチと2n
−(i−1)番目の単位光スイッチとにそれぞれ接続し
ているところが第9図と異なるが、これは第9図におい
て、単位光スイッチ21−3と21−4、22−3と22−4、
23−3と23−4、24−3と24−4、25−3と25−4の位
置をそれぞれ交換したスイッチ網に相当し、本質的に第
6図のスイッチ網は第9図のスイッチ網と等価である。
第6図のスイッチ網は、位置シフト量が異なる(n−
1)個の単位スイッチを2個ずつ、合計2(n−1)個
の単位スイッチを縦続に並べるだけで、2n個の入力端子
と2n個の出力端子を持ったスイッッチ網に容易に拡張で
きる。本実施例による多端子光スイッチは光の偏光面制
御素子と、偏光ビームスプリッタを利用したものであ
り、これらは信号光の信号速度に何ら制約を与えるもの
ではない。従って、本実施例は光の持つ高速性を損なう
事なく、簡便な構成により小型の多端子光スイッチの実
現を可能としている。
In the switch network of FIG. 6, the two output terminals of the i-th unit optical switch in the first stage are respectively connected to the i-th unit optical switch in the next stage and the 2 n (i-1) -th unit optical switch. Connected and connected to the i-th unit optical switch 2
The output terminals of this are the i-th unit optical switch of the last stage and 2 n
FIG. 9 is different from FIG. 9 in that it is connected to the (i-1) th unit optical switch, respectively. This is because the unit optical switches 21-3 and 21-4, 22-3 and 22- in FIG. 4,
23-3 and 23-4, 24-3 and 24-4, and 25-3 and 25-4 correspond to the switch network, respectively. The switch network of FIG. 6 is essentially the switch network of FIG. It is equivalent to a net.
The switch network shown in FIG. 6 has different position shift amounts (n−
1) The number of unit switches two by two, a total of 2 (n-1) pieces unit switches only Tile cascade, readily to the 2 n input terminals and Suittchi network having a 2 n pieces of output terminals Can be extended. The multi-terminal optical switch according to the present embodiment utilizes a polarization plane control element for light and a polarization beam splitter, and does not impose any restrictions on the signal speed of signal light. Therefore, in this embodiment, it is possible to realize a small-sized multi-terminal optical switch with a simple configuration without impairing the high speed of light.

なお、第6図は一次元配列された入射信号光間のスイ
ッチングを表わしているが、入射信号光66−1〜66−
4、67−1〜67−4をそれぞれ格子配列とし、反射板64
−1、64−4を、反射板の頂点を通り反射板への入射光
と平行な線を軸として90度回転させれば、格子配列され
た信号光間のスイッチングを実現できることがわかる。
従って本実施例は2次元配列された入射信号光間の任意
のスイッチングを可能としており、スイッチ網の高密度
化、小型化を容易に実現できる。
FIG. 6 shows the switching between the one-dimensionally arranged incident signal lights, but the incident signal lights 66-1 to 66-.
4, 67-1 to 67-4 are respectively arranged in a grid pattern,
It can be seen that switching between -1 and 64-4 by 90 degrees around a line passing through the vertex of the reflector and parallel to the light incident on the reflector allows switching between the signal lights arranged in a lattice.
Therefore, the present embodiment enables arbitrary switching between two-dimensionally arranged incident signal lights, and can easily realize a high-density and small-sized switch network.

「実施例4」 第7図に第4の実施例を示す。この図に示すものは、
前述した実施例2に示した単位光スイッチを多段に接続
して第9図に示した8入力/8出力のスイッチ回路網を実
現した場合である。この図において、71−1〜71−6は
偏光ビームスプリッタ、72−1〜72−5は偏光面制御素
子、73−1〜73−8は偏光面回転素子、74−1〜74−4
は反射板、75−1〜75−4は全反射ミラーである。ま
た、76−1〜76−4はP波の入射信号光、77−1〜77−
4はS波の入射信号光、78−1〜78−4はP波の出射信
号光、79−1〜79−4はS波の出射信号光である。
Embodiment 4 FIG. 7 shows a fourth embodiment. What is shown in this figure is
In this case, the unit optical switches shown in the second embodiment are connected in multiple stages to realize the 8-input / 8-output switch network shown in FIG. In this figure, 71-1 to 71-6 denote polarization beam splitters, 72-1 to 72-5 denote polarization plane control elements, 73-1 to 73-8 denote polarization plane rotation elements, and 74-1 to 74-4.
Is a reflection plate, and 75-1 to 75-4 are total reflection mirrors. 76-1 to 76-4 are P-wave incident signal light, and 77-1 to 77-
Reference numeral 4 denotes an S-wave incident signal light, 78-1 to 78-4 denote P-wave output signal lights, and 79-1 to 79-4 denote S-wave output signal lights.

このような構成において、P波の入射信号光76−1、
76−2、76−3、76−4が第9図における入射信号光26
−1、26−3、26−7、26−5にそれぞれ対応し、ま
た、S波の入射信号光77−1、77−2、77−3、77−4
が第9図における入射信号光26−2、26−4、26−8、
26−6にそれぞれ対応している。そして、入射信号光76
−1、77−1は、偏光ビームスプリッタ71−1によって
合波され、偏光面制御素子72−1に入射される。偏光面
制御素子72−1が入射信号光76−1,77−1の偏光面をそ
れぞれ変化させる事なく通過させる場合、P波の入射信
号光76−1は偏光ビームスプリッタ71−2をそのまま通
過し、偏光面回転素子73−2、全反射ミラー75−1によ
ってS偏光に変換されて再び偏光ビームスプリッタ71−
2に入射され、今度は同偏光ビームスプリッタ71−2に
よって90度の方向に屈折され、図の下方向に出射され
る。また、S偏光の入射信号光77−1は、偏光ビームス
プリッタ71−2により90度方向に屈折され、偏光面回転
素子73−1、反射板74−1によってその経路が平行移動
し、さらにP偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ71
−2を直進し、図の下方向に出射される。これら入射信
号光76−1、77−1の出射光の光路は、偏光面制御素子
72−1が入射信号光の偏光面をそれぞれ変化させる事な
く通過させる場合の入射信号光77−4、76−4の出射光
の光路と一致する。これは第9図において光スイッチ21
−1がスルー状態にあることと等価である。一方偏光面
制御素子72−1が入射信号光76−1,77−1の偏光面をそ
れぞれ変換し、入射信号光76−1をS波とし、77−1を
P波とした場合、P波とされた入射信号光77−1は偏光
ビームスプリッタ71−2をそのまま通過し、偏光面回転
素子73−2、全反射ミラー75−1によってS偏光に変換
されて再び偏光ビームスプリッタ71−2に入射され、今
度は偏光ビームスプリッタ71−2によって90度の方向に
屈折され図の下方向に出射される。また、S波に変換さ
れた入射信号光76−1は、偏光ビームスプリッタ71−2
により90度方向に屈折され、偏光面回転素子73−1、反
射板7−41によってその光路が平行移動し、さらにP波
に変換されて偏光ビームスプリッタ71−2を直進し、図
の下方向に出射される。これら入射信号光76−1、77−
1の出射光の光路は、偏光面制御素子72−1が入射信号
光の偏光面をそれぞれ交換しない場合の入射信号光76−
4、77−4の出射光の光路と一致する。これは第9図に
おいて光スイッチ21−1がクロス状態にあることと等価
である。
In such a configuration, the incident signal light 76-1 of the P wave,
76-2, 76-3, and 76-4 are the incident signal lights 26 in FIG.
-1, 26-3, 26-7, and 26-5, respectively, and S-wave incident signal light 77-1, 77-2, 77-3, 77-4.
Are incident signal lights 26-2, 26-4, 26-8,
26-6 respectively. Then, the incident signal light 76
-1, 77-1 are multiplexed by the polarization beam splitter 71-1 and are incident on the polarization plane control element 72-1. When the polarization plane control element 72-1 passes the polarization planes of the incident signal lights 76-1 and 77-1 without changing each, the incident signal light 76-1 of the P wave passes through the polarization beam splitter 71-2 as it is. Then, the light is converted into S-polarized light by the polarization plane rotation element 73-2 and the total reflection mirror 75-1, and is again converted to the polarization beam splitter 71-
2, and then refracted in the direction of 90 degrees by the same polarization beam splitter 71-2, and emitted downward in the figure. The S-polarized incident signal light 77-1 is refracted in the 90-degree direction by the polarization beam splitter 71-2, and its path moves in parallel by the polarization plane rotation element 73-1 and the reflection plate 74-1. Polarized beam splitter 71
-2, and is emitted downward in the figure. The optical path of the outgoing light of these incident signal lights 76-1 and 77-1 is a polarization plane control element.
72-1 coincides with the optical path of the outgoing light of the incident signal light 77-4, 76-4 when the incident signal light passes through the polarization plane without being changed. This is the optical switch 21 in FIG.
-1 is equivalent to being in a through state. On the other hand, when the polarization plane control element 72-1 converts the polarization planes of the incident signal lights 76-1 and 77-1 respectively, and sets the incident signal light 76-1 to the S wave and 77-1 to the P wave, the P wave The incident signal light 77-1 passed through the polarization beam splitter 71-2 as it is, is converted into S-polarized light by the polarization plane rotation element 73-2 and the total reflection mirror 75-1, and is again transmitted to the polarization beam splitter 71-2. The light is then refracted in the direction of 90 degrees by the polarizing beam splitter 71-2 and emitted downward in the figure. Further, the incident signal light 76-1 converted into the S wave is transmitted to the polarization beam splitter 71-2.
Is refracted in the 90-degree direction by the polarization plane rotating element 73-1 and the reflection plate 7-41, the optical path of which is parallel-translated, further converted into a P-wave, and goes straight through the polarization beam splitter 71-2. Is emitted. These incident signal lights 76-1, 77-
The optical path of the outgoing light 1 is the incident signal light 76-7 when the polarization plane control element 72-1 does not exchange the polarization plane of the incident signal light.
4, 77-4. This is equivalent to the optical switch 21-1 in the cross state in FIG.

以上の動作は他の入射信号光についても同様であり、
また、多段接続された各単位光スイッチについても同様
である。そして、第7図の構成によれば、入射信号光76
−1〜76−4,77−1〜77−4を各々、出射信号光78−1
〜78−4,79−1〜79−4の内の望みの出射信号光に接続
することができる。
The above operation is the same for other incident signal light,
The same applies to each unit optical switch connected in multiple stages. Then, according to the configuration of FIG. 7, the incident signal light 76
-1 to 76-4 and 77-1 to 77-4 are respectively output signal lights 78-1.
78-4, 79-1 to 79-4.

なお、第7図のスイッチ網では初段のi番目の単位光
スイッチの2本の出力端子が、次段i番目の単位スイッ
チと、2n−(i−1)番目の単位スイッチとにそれぞれ
接続し、最終段の前段のi番目の単位光スイッチの2本
の出力端は、最終段のi番目の単位光スイッチと2n
(i−1)番目の単位光スイッチとにそれぞれ接続して
いるところが第9図と異なるが、これは第9図におい
て、単位光スイッチ21−3と21−4、22−3と22−4、
23−3と23−4、24−3と24−4、25−3と25−4の位
置をそれぞれ交換したスイッチ網に相当し、本質的に第
7図のスイッチ網は第9図のスイッチ網と等価である。
第7図のスイッチ網は、位置シフト量が異なる(n−
1)個の単位光スイッチを2個ずつ、合計2(n−1)
個の単位スイッチを多段に並べるだけで、2n個の入力端
子と2n個の出力端子を持ったスイッチ網に容易に拡張で
きる。また本実施例の構成では、単位光スイッチの状態
がスルー状態の時とクロス状態の時の、単位光スイッチ
を通過する信号光の光路長差を最小限にすることができ
る。
In the switch network of FIG. 7, two output terminals of the i-th unit optical switch in the first stage are connected to the i-th unit switch in the next stage and the 2 n- (i-1) -th unit switch, respectively. The two output terminals of the i-th unit optical switch in the preceding stage of the last stage are connected to the i-th unit optical switch in the last stage and 2 n
FIG. 9 is different from FIG. 9 in that it is connected to the (i-1) th unit optical switch, respectively. This is because the unit optical switches 21-3 and 21-4, 22-3 and 22-4 in FIG. ,
23-3 and 23-4, 24-3 and 24-4, and 25-3 and 25-4 correspond to the switch network, respectively. The switch network of FIG. 7 is essentially the switch network of FIG. It is equivalent to a net.
The switch network of FIG. 7 has different position shift amounts (n-
1) 2 unit optical switches, 2 (n-1) in total
In a number of unit switches only arranged in multiple stages, can be readily extended to the 2 n input terminals and switch network having a 2 n pieces of output terminals. Further, in the configuration of the present embodiment, it is possible to minimize the optical path length difference of the signal light passing through the unit optical switch when the state of the unit optical switch is the through state and the cross state.

また、本実施例で示した構成による多端子光スイッチ
は光の偏光面制御素子と、偏光ビームスプリッタを利用
したものであり、これらは信号光の信号速度に何ら制約
を与えるものではない。従って、本実施例は光の持つ高
速性を損なう事なく、簡便な構成により小型の多端子光
スイッチの実現を可能としている。
Further, the multi-terminal optical switch having the configuration shown in the present embodiment uses a polarization plane control element of light and a polarization beam splitter, and these do not limit the signal speed of signal light at all. Therefore, in this embodiment, it is possible to realize a small-sized multi-terminal optical switch with a simple configuration without impairing the high speed of light.

また、第7図は一次元配列された入射信号光間のスイ
ッチングを表わしているが、入射信号光76−1〜76−
4、77−1〜77−4をそれぞれ格子配列とし、反射板74
−1、74−4を、反射板の頂点を通り反射板への入射光
と平行な線を軸として90度回転させれば、格子配列され
た信号光間のスイッチングを実現できることがわかる。
従って本実施例は2次元配列された入射信号光間の任意
のスイッチングを可能としており、スイッチング網の高
密度化、小型化を容易に実現できる。
FIG. 7 shows the switching between the one-dimensionally arranged incident signal lights.
4, 77-1 to 77-4 are arranged in a lattice arrangement,
It can be seen that if the −1 and 74-4 are rotated by 90 degrees around a line passing through the vertex of the reflector and parallel to the light incident on the reflector, switching between the signal lights arranged in a lattice can be realized.
Therefore, this embodiment enables arbitrary switching between two-dimensionally arranged incident signal lights, and can easily realize a high-density and small-sized switching network.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明による多端子光スイッチ
は、光路変換素子と反射位置をシフトする反射板を用い
るとともに、偏光面回転素子と全反射ミラーを用いてス
イッチングされる2つの信号光がスルー状態の時とクロ
ス状態の時の両方の場合について、2つの出力信号光の
経路を2つの入射信号光の経路と一致させる工夫をした
ことにより、製作の簡単さおよび装置の小型化を実現す
ることができる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the multi-terminal optical switch according to the present invention uses the optical path conversion element and the reflection plate for shifting the reflection position, and is switched using the polarization plane rotation element and the total reflection mirror. In both cases when the two signal lights are in the through state and in the cross state, the path of the two output signal lights is made coincident with the path of the two incident signal lights, thereby simplifying the manufacturing and improving the device. There is an effect that the size can be reduced.

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

第1図,第2図は各々本発明の第1,第2の実施例の構成
を示すブロック図、第3図〜第5図は各々本発明の各実
施例において用いられる第1の反射素子の構成例を示す
ブロック図、第6図,第7図は各々本発明の第3,第4の
実施例の構成を示すブロック図、第8図〜第10図は従来
の多端子光スイッチの構成例を示すブロック図、第11図
は第9図,第10図の各実施例において用いられる2入力
/2出力の単位光スイッチの構成例を示す図である。 21,31……偏光面制御素子、22,32……偏光ビームスプリ
ッタ(光路変換素子)、27,37……第1の反射素子、28,
38……第2の反射素子 61−1,71−1……偏光ビームスプリッタ、62−5,72−5
……偏光面制御素子、61−6,71−6……偏光ビームスプ
リッタ。
FIGS. 1 and 2 are block diagrams showing the structure of the first and second embodiments of the present invention, respectively. FIGS. 3 to 5 are first reflection elements used in the respective embodiments of the present invention. FIGS. 6 and 7 are block diagrams showing configurations of third and fourth embodiments of the present invention, respectively. FIGS. 8 to 10 are diagrams of a conventional multi-terminal optical switch. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example. FIG. 11 shows two inputs used in each embodiment of FIGS. 9 and 10.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a unit output switch of / 2 output. 21, 31 ... polarization plane control element, 22, 32 ... polarization beam splitter (optical path conversion element), 27, 37 ... first reflection element, 28,
38 second reflecting element 61-1, 71-1 polarizing beam splitter, 62-5, 72-5
... Polarization plane control element, 61-6, 71-6... Polarization beam splitter.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】互いに90度異なる第1,第2の直線偏光成分
の内の第1の直線偏光成分のみを有する複数の入射信号
光が入射される偏光面制御素子であって、外部からの制
御に応じて該入射信号光をそのままあるいは偏光面を90
度回転させて通過させる偏光面制御素子と、 前記偏光面制御素子を通過した光が入射され、前記第1,
第2の直線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を有す
る信号光の光路を直角方向に変換し、他方の直線偏光成
分を有する信号光をそのまま通過させる光路変換素子
と、 前記光路変換素子によって90度の光路変換が行なわれた
光が入射され、入射された信号光の光路を平行に変更
し、その進行方向を逆方向とし、かつ、偏光面を90度回
転させる第1の反射素子と、 前記光路変換素子を直進して通過した光が入射され、入
射された信号光の進行方向を逆方向とし、かつ、偏光面
を90度回転させ第2の反射素子とを具備してなる多端子
光スイッチ。
1. A polarization plane control element to which a plurality of incident signal lights having only a first linear polarization component among first and second linear polarization components different from each other by 90 degrees are incident. Depending on the control, the incident signal light can be used as it is or the polarization plane
A polarization plane control element that passes through the polarization plane control element after being rotated by degrees,
An optical path conversion element that converts the optical path of the signal light having one linear polarization component of the second linear polarization component in the orthogonal direction and passes the signal light having the other linear polarization component as it is, A first reflection element that receives the light that has undergone the 90-degree optical path conversion, changes the optical path of the incident signal light to be parallel, reverses the traveling direction thereof, and rotates the polarization plane by 90 degrees; A second reflection element that receives light that has passed straight through the optical path conversion element, makes the traveling direction of the incident signal light reverse, and rotates the polarization plane by 90 degrees. Terminal optical switch.
【請求項2】互いに90度異なる第1,第2の直線偏光成分
の内の第1の直線偏光成分を有する複数の第1信号光が
平行に入射され、これら第1信号光の光路と90度異なる
方向から第2の直線偏光成分を有する複数の第2信号光
が入射され、前記第1信号光を直進させる一方前記第2
信号光の光路を90度変換して前記第1信号光および第2
信号光を合成して出射する第1の光路変換素子と、 前記第1の光路変換素子から出射された信号光が入射さ
れる多段接続された請求項(1)記載の多端子光スイッ
チと、 これらの多端子光スイッチを通過した信号光が入射さ
れ、外部からの制御により信号光をそのままあるいは偏
光面を90度回転させて通過させる偏光面制御素子と、 前記偏光面制御素子の出射光が入射され、第1,第2の直
線偏光成分のうちの一方の直線偏光成分を有する信号光
の光路を直角方向に変換し、他方の直線偏光成分を有す
る信号光を直進させる光路変換素子と、 を具備してなる多端子光スイッチ。
2. A plurality of first signal lights having a first linearly polarized light component among first and second linearly polarized light components different from each other by 90 degrees are incident in parallel, and an optical path of the first signal light and a plurality of first signal light beams having a first linearly polarized light component. A plurality of second signal lights having a second linear polarization component are incident from different directions, and the second signal light is caused to travel straight, while the second signal light is caused to travel straight.
The optical path of the signal light is converted by 90 degrees and the first signal light and the second
The multi-terminal optical switch according to claim 1, wherein the first optical path conversion element combines and emits the signal light, and the multi-terminal optical switch according to claim 1, wherein the signal light emitted from the first optical path conversion element is connected in multiple stages. The signal light that has passed through these multi-terminal optical switches is incident, and a polarization plane control element that passes the signal light as it is or by rotating the polarization plane by 90 degrees under the control of the outside, and the output light of the polarization plane control element is An optical path conversion element that is incident and converts the optical path of the signal light having one linear polarization component of the first and second linear polarization components in the orthogonal direction, and straightly advances the signal light having the other linear polarization component, A multi-terminal optical switch comprising:
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