JP5036513B2 - Switch cross point and optical switching device - Google Patents
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Description
この発明は、通信ネットワークにおける光切替に用いられるスイッチクロスポイント及び光切替装置に関するものである。 The present invention relates to a switch cross point and an optical switching device used for optical switching in a communication network.
従来、この種の光スイッチとして、第一の導波路と、第一の導波路と交差する第二の導波路と、第一及び第二の導波路と所定の角度を持って第一と第二の導波路の交差部に形成される溝部とを有する導波路フィルムと、前記溝部の幅方向から溝部に力を加えることにより、溝部の幅の接近及び離隔を制御する溝部幅制御部とを備え、薄膜フィルム面の法線方向から力を加えることにより、薄膜化を可能にする光スイッチがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of optical switch, a first waveguide, a second waveguide crossing the first waveguide, and the first and second waveguides having a predetermined angle with the first and second waveguides. A waveguide film having a groove formed at the intersection of the two waveguides, and a groove width control unit that controls approach and separation of the width of the groove by applying a force to the groove from the width direction of the groove. There is an optical switch that can be thinned by applying a force from the normal direction of the thin film surface (see, for example, Patent Document 1).
また、従来の光切替装置として、特許文献1に記載されたN×M光マトリックススイッチと、光カプラ(例えば、非特許文献1参照)とを備え、N×M光マトリックススイッチの入出力端から光ファイバを経由して入力された光信号を、光カプラを介して分岐し、分岐された信号を光信号検出器により電気信号に変換し、モニタすることによって、光の有無を確認し、光信号の遮断の検出を行うものがあった。
Further, as a conventional optical switching device, an N × M optical matrix switch described in
しかしながら、特許文献1に記載の光スイッチを、スイッチクロスポイントとして用いた場合、透過状態、反射状態の2状態しかとることができず、光信号の減衰機能、モニタ機能を得ることができない問題点があった。また、溝1ポイントにつき2つの回転ピンを備えているため、装置が大型化し、組み立てコスト、部材コストが増加するという問題点があった。
However, when the optical switch described in
また、非特許文献1に記載された光切替装置は、入出力毎に分岐用の光カプラとモニタ用光電気変換器を設けなければならないため、N+M個の光カプラとN+M個の光信号検出器が必要となり、光回路、光電気回路の装置規模が大きくなる問題があった。
In addition, since the optical switching device described in
この発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、透過状態、反射状態に加えモニタ状態の3状態をとることが可能であり、溝1ポイントあたりのピン数を1つにでき、装置の小型化、低コスト化の実現可能なスイッチクロスポイントを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can take three states of a monitor state in addition to a transmission state and a reflection state, and the number of pins per groove point is one. An object of the present invention is to obtain a switch cross point capable of realizing downsizing and cost reduction of the apparatus.
また、前述したスイッチクロスポイントを用いることにより、光カプラ、モニタ用光信号検出器の数量を減らし、装置規模を小さくすることができる光切替装置を得ることを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an optical switching device that can reduce the number of optical couplers and monitoring optical signal detectors and the size of the device by using the switch cross point described above.
この発明に係るスイッチクロスポイントは、交差する複数の導波路をもつ導波路フィルムと、前記導波路フィルムの導波路交差部に形成されて交差する導波路とのなす角が全反射条件を満たすように形成された溝と、前記溝の一片側の導波路フィルムを固定する硬質材料の板と、前記溝の他方の片側近傍の導波路フィルムに差し込まれて形成されたピンと、前記ピンの外形より大きな略楕円形の開口部を有し前記ピンに駆動力を伝達するための保持部と、前記保持部に連結されて前記保持部を介して前記ピンに応力を与える駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御部とを備え、前記制御部により、前記ピンに与える応力および変位量を制御することで、前記ピンの傾き具合を制御して前記溝の開放度合いを制御し、前記ピンを、透過状態、反射状態、パワーの分岐率が所望の比率のモニタ状態の3つの状態に保持することを特徴とする。 In the switch cross point according to the present invention, an angle formed between a waveguide film having a plurality of intersecting waveguides and a waveguide formed at the intersection of the waveguide films intersects with the total reflection condition. A hard material plate for fixing the waveguide film on one side of the groove , a pin inserted into the waveguide film near the other side of the groove , and an outer shape of the pin A holding part having a large substantially elliptical opening for transmitting a driving force to the pin; a driving mechanism coupled to the holding part for applying stress to the pin through the holding part; and the driving mechanism And controlling the stress and displacement applied to the pin by the control unit, thereby controlling the degree of opening of the groove by controlling the inclination of the pin, Transparent state, Morphism state, branch ratio of the power is equal to or held in the three states of the monitor state of the desired ratio.
また、この発明に係る光切替装置は、前記スイッチクロスポイントを導波路フィルム内にマトリックス状に配置し、前記モニタ状態に保持されたスイッチクロスポイントで分岐した光パワーを時分割で光信号検出器に入力し、光入出力のモニタを行うことを特徴とする。
Moreover, the optical switching device according to the present invention, the switch disposed in Matrix form cross points waveguide film, an optical signal detected in a time division optical power branching switch crosspoints held in the monitor state The optical input / output is monitored and input / output is monitored .
この発明によれば、透過状態、反射状態に加えモニタ状態の3状態をとることが可能であり、溝1ポイントあたりのピン数を1つにでき、装置の小型化、低コスト化の実現可能なスイッチクロスポイントを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to take three states, that is, a monitor state in addition to a transmission state and a reflection state, and the number of pins per groove point can be reduced to one, thereby realizing downsizing and cost reduction of the apparatus. Switch cross points can be obtained.
また、前述したスイッチクロスポイントを用いることにより、光カプラ、モニタ用光信号検出器の数量を減らし、装置規模を小さくすることができる光切替装置を得ることができる。 Further, by using the above-described switch cross point, it is possible to obtain an optical switching device capable of reducing the number of optical couplers and monitoring optical signal detectors and reducing the device scale.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るN×N光スイッチの1スイッチクロスポイントの構成を示す図である。フッ素化ポリイミド樹脂をスピンコートによって薄くフィルム化した厚さ50μmのポリマ導波路フィルム1の中に、わずかに屈折率の高い素材を埋め込むことによって導波路コア2が形成されている。交差する導波路コア2の各交差位置には交差する導波路とのなす角が全反射条件を満たすように溝3がクリーブによって形成され、溝3から法線方向に150μm程度離れた位置に直径が125μm程度の丸穴4が空けられ、丸穴4にほぼ隙間なく例えばガラスファイバなどのピン5が差し込まれている。穴4の近傍には溝3の開閉に必要なポリマ導波路フィルム1内部の応力を低減するために応力開放穴6が形成され、溝3の一片側は金属板、ガラス板、またはその他の硬質材料7により固定される。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of one switch cross point of an N × N optical switch according to
また、8は後述する保持部を介してピン5に応力を与えるための駆動機構、9はピン5の外形より大きな略楕円形の開口部を有し、ピン5に駆動機構8の力を伝えるための保持部、10は駆動機構8と保持部9を接合するための部材、13は駆動機構8の制御部、101は導波路コア2への入力光、102は入力光101が溝3を直進した透過する出力光、103は入力光101が溝3で反射された反射光である。
Reference numeral 8 denotes a driving mechanism for applying stress to the
次に動作について説明する。図1においては、駆動機構8および保持部9の初期位置は、矢印11の方向にピン5が傾くような配置とすることで、初期位置においては溝3が閉じるようにする。その状態から駆動機構を矢印12の方向に変位させることで、溝3を開き光信号の経路を切り替える。
Next, the operation will be described. In FIG. 1, the initial positions of the drive mechanism 8 and the holding portion 9 are arranged so that the
本クロスポイントでは、制御部13が、駆動機構8の動作を自在に制御し、駆動機構8が、部材10および保持部9を介してピン5に与える応力および変位量を自在に制御することが可能で、ピン5の傾き具合をコントロールすることにより、溝3の開放度合い(溝幅)を制御でき、導波路を伝わる光信号の溝3における透過、反射の度合いを自在に制御して、透過状態、反射状態、モニタ状態の3以上の状態を保持することが可能になる効果がある。
At this cross point, the
すなわち、ピン5の回転方向はポリマ導波路フィルム1に形成された溝3の法線方向であり、透過状態(溝3が閉じた状態)からピン5を回転させることで、ピン5及びポリマ導波路フィルム1を通じて溝3に力が伝わり、反射状態(溝3が開いた状態)となる。透過状態(溝3が閉じた状態)では、溝3の側壁同士が接触しているとき、入力光は導波路をそのまま透過する。また、反射状態(溝3が開いた状態)では、溝3に空隙が存在すると、導波路を伝搬してきた光が空気層に染み出し、染み出した光の振幅は空気層の厚みに対して指数関数的に減衰する。空気層の厚みが十分に大きい場合には、光が完全に減衰するため、対向する導波路に到達しない。したがって、光は全反射される。さらに、モニタ状態では、溝3に空隙が存在するが、その大きさが十分ではないとき、空気層へ染み出した光の振幅が減衰しきらなくなるため、一部のパワーが空気層を越えて対向する導波路端面に到達し、透過する。到達しないパワーは反射される。
That is, the rotation direction of the
前記の動作によると、本スイッチクロスポイントは、透過する光の光パワーを制御することが可能なので、減衰器またはアッテネータ機能を実現することも可能である。 According to the above-described operation, the switch crosspoint can control the optical power of the transmitted light, and thus can realize an attenuator or attenuator function.
また、図1の保持部9の開口部がピン5の外形より大きいため、3つの状態を保持する際に、保持部9とピン5の接続に高精度な位置合わせが不要となり、組み立てコストを低減できるという効果がある。
Further, since the opening of the holding portion 9 in FIG. 1 is larger than the outer shape of the
図2は、本スイッチクロスポントの動作の説明図である。特に、駆動機構8の制御部13により、駆動機構8が保持部9、ピン5をどのように駆動制御するかを解説する。図1に示した保持部9の開口部は、ピン5の外形よりも10μm以上大きくしている。こうすることにより、図1の保持部9が、図2のスイッチ平面図において、初期位置9−1から実線矢印11で示す変位により9−2の状態に変移することで、図1のピン5は、図2において初期位置5−1(状態1と呼ぶ)から点線矢印11で示す変移により位置5−2(状態2と呼ぶ)に変移し、光信号の経路を切り替えることができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of this switch crosspoint. In particular, how the driving mechanism 8 controls the holding unit 9 and the
駆動機構8は、制御部13により制御されるわけであるが、駆動機構8は、矢印12の方向に変位させる際に、状態1、状態2、状態3の3つの状態を保持することが可能なように制御する。
The drive mechanism 8 is controlled by the
初期位置5−1から位置5−2に変移するちょうどそのほぼ中間程度の位置において、位置5−3(状態3と呼ぶ)に制御できる機能を制御部13により制御する。駆動機構8を矢印12の方向に変位させることで溝3を開き光信号の経路を切り替えるのであるが、状態1においては、溝3は閉じた状態であり、光信号は直進し、その経路は切り替わらない。駆動機構8を矢印12の方向に変位させることで、溝3は開いた状態になり、そのときには、光信号は全反射し、光信号の経路は切り替わる。
The
位置5−3(状態3)においては、導波路コア2への入力光101は、溝3においてその半分の光パワーが透過、その半分の光パワーが反射する。入力光101は、溝3を直進した透過する出力光102と、溝3で反射された反射光103とに分岐し、それぞれにおよそ半分づつの光パワーを有する光信号が出力される。
At the position 5-3 (state 3), the
図3は、入力光101と出力光102と反射光103が、状態1、状態2、状態3においてどのようになるかの概略説明図である。ピン5の位置は、状態1では位置5−1、状態2では位置5−2、状態3では位置5−3となることは、図2で説明したとおりである。図4に参考として実験値を示す。2つの線の一方のTransmissionは出力光102で、もう一方のReflectionは反射光103であり、変異量Δxは、ピン5の位置の変異を示す値である。数値はあくまで参考であり、本実施の形態を制限するものではない。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing how the
実施の形態2.
上述した実施の形態1では、駆動機構8は特に特定しないようにしたものであるが、この実施の形態2では、ピン5の駆動に駆動機構8としてリレーの変位機構部を用いる。駆動機構8として、市場ですでに量産実績があり、安価で信頼性の高いリレーの変位機構部を利用することにより、より低コストな光スイッチを実現できる。
In the first embodiment described above, the drive mechanism 8 is not particularly specified, but in the second embodiment, a displacement mechanism portion of a relay is used as the drive mechanism 8 for driving the
実施の形態3.
図5は、この発明の実施の形態3に係る光切替装置を示す構成図である。図5において、ポリマ導波路型光スイッチ51は、ポリマ導波路材料(ポリマ導波路フィルム)内部に導波路を形成し、光信号の光路を構成した光スイッチ、52は光信号の光路を切り替えるスイッチクロスポイント、53は光信号を検出する光信号検出器、54はポリマ導波路材料に接続された光ファイバ、55は光信号の入力端子、56は光信号の出力端子である。ここで、スイッチクロスポイント52は、実施の形態1または2のスイッチクロスポイントを適用する。
FIG. 5 is a block diagram showing an optical switching apparatus according to
次に動作について説明する。図5において、ポリマ導波路型光スイッチ51は、反射状態(状態1)、透過状態(状態2)及びモニタのための微小な光パワーを分岐するモニタ状態(状態3)をとることが出来るクロスポイント52を、N+1行、M+1列マトリクス状に配置したN+1、M+1ポリマ導波路型光マトリクススイッチである。光スイッチ51は、第1番目の入力I1に入力端子P1が接続され、第2番目の入力I2に第2番目の入力端子P2が接続され、以下同様、第N番目の入力INに入力端子PNが接続され、第N+1番目の入力IN+1には入力端子は接続されていない。そして、ポリマ導波路型光スイッチ51の第1番目の出力O1に出力端子Q1が接続され、以下同様に、第M番目の出力OMに出力端子QMが接続され、第M+1番目の出力OM+1には出力端子は接続されていない。また、出力端子Q1に接続されるスイッチクロスポイント52のもう一方の出力は光ファイバ54を経由して光信号検出器53に入力される。
Next, the operation will be described. In FIG. 5, a polymer waveguide type
スイッチクロスポイント52の動作は実施の形態1にて説明したが、ポリマ導波路型光スイッチ51は、ポリマ導波路材料に光信号を導く光の道、すなわち導波路が形成された構造になっており、導波路の一部には溝が加工されている。溝の動作詳細については後述する。ポリマ導波路材料における溝加工が施されている近傍にピンを配置し、そのピンに応力を加えることにより、導波路を伝わる光信号は反射状態となり、光信号は反射され、光信号は直進せず、反射して別の導波路を進行する。この状態を反射状態(状態2)と呼ぶ。
Although the operation of the
ピンに応力を加えていない状態では、光信号は導波路をそのまま直進しこの状態を透過状態(状態1)と呼ぶ。また、ピンに適度な応力を加えると導波路を伝わる光信号は反射状態と透過状態の間の状態となり、光信号はそのうちの一部の光パワーが反射され、残りの光パワーの光信号は直進する。この状態をモニタ状態(状態3)と呼ぶ。このように、この溝が形成されている部分において光の進行方向を切り替えることが可能となる。 In a state where no stress is applied to the pins, the optical signal goes straight through the waveguide as it is, and this state is called a transmission state (state 1). In addition, when an appropriate stress is applied to the pin, the optical signal transmitted through the waveguide is in a state between a reflection state and a transmission state, and a part of the optical power of the optical signal is reflected, and the optical signal of the remaining optical power is Go straight. This state is referred to as a monitor state (state 3). In this way, it is possible to switch the traveling direction of light in the portion where the groove is formed.
図6にポリマ導波路部の上面図を示す。図6は、ポリマ導波路部を上面より見た透視図である。溝52は、導波路61に対して斜めに形成されているので、図中導波路Aを直進して来た光信号は、反射状態では導波路Bの方向へその進行方向が変わる。なお、透過状態では光はそのまま直進し導波路Aをそのまま進行する。
FIG. 6 shows a top view of the polymer waveguide portion. FIG. 6 is a perspective view of the polymer waveguide portion as seen from above. Since the
次に、反射状態と透過状態の間の状態であるモニタ状態について説明する。モニタ状態では、スイッチクロスポイント52は反射状態までにならず、およそ半分の光パワーが導波路を直進し、半分の光パワーが空気層で反射する状態となる。この状態が一部の光パワーを反射させ、その他の光パワーを直進させる状態であり、これをモニタ状態と呼ぶ。
Next, a monitor state that is a state between the reflection state and the transmission state will be described. In the monitor state, the
前記の例では、ピンへの応力を適切に制御し、直進の光パワーと反射の光パワーをほぼ均等にする場合について説明したが、ピンに与える応力を制御することにより、入力信号光パワーのうち10分の1パワーが反射され、10分の9のパワーが直進するモニタ状態を形成することも可能である。応力と設定状態の関係はポリマ導波路材料の特性により、一律ではないが、調整により安定的に設定することが可能である。 In the above-described example, the case where the stress on the pin is appropriately controlled and the straight optical power and the reflected optical power are almost equalized has been described. However, by controlling the stress applied to the pin, the input signal optical power is controlled. It is also possible to form a monitor state in which 1/10 power is reflected and 9/10 power goes straight. The relationship between the stress and the set state is not uniform depending on the characteristics of the polymer waveguide material, but can be set stably by adjustment.
図7にポリマ導波路部上面図を示す。図7は、ポリマ導波路部を上面より見た透視図である。溝52は、導波路61に対して斜めに形成されているので、図中導波路Aを直進して来た光信号は、モニタ状態では大部分の光パワーが直進し導波路Aをそのまま進行し、その一部の微小な光パワー、例えば10分の1のパワーが、導波路Bの方向へその進行方向が変わる。
FIG. 7 shows a top view of the polymer waveguide section. FIG. 7 is a perspective view of the polymer waveguide portion as seen from above. Since the
以上のように、スイッチクロスポイント52は、クロス(反射)状態とスルー(透過)状態及びモニタ状態の3つの状態に設定することができる。その際、パワーの分岐率、例えば半分半分すなわち50%、50%または、90%対10%など所望の比率で制御保持することも可能である。いずれの比率でもここではモニタ状態する。図8に3つの状態を示す。
As described above, the
次に、図5を参照しながら実施の形態3において入力光及び出力光をモニタする方法を説明する。ここで、P1、P2、PNとQ1、Q2、QMが1対1に対応するように、N=Mとする。まず、ポリマ導波路型光スイッチ51におけるスイッチクロスポイント52は、1行M+1列、2行M列、・・・、N行2列、N+1行1列がクロス(反射)状態であり、それ以外のスイッチクロスポイントはスルー(透過)状態であるとすると、P1→Q1、P2→Q2、PN→QNが接続される。このとき、入出力はモニタされていない状態である。
Next, a method for monitoring input light and output light in
次に、入力端子P1からの光信号をモニタしたい場合、前記の状態から1行1列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態とする。このとき、入力端子P1からの光信号は前記1行1列スイッチクロスポイントにおいて、光信号の光パワーが分岐され、大部分の光パワーは1行2列、1行3列、・・・、1行N列から2行N列、3行N列、・・・、M+1行を通り、出力端子Q1に出力されるが、分岐された微小光パワーは、2行1列、3行1列、・・・、N+1行1列からN+1行2列、・・・、N+1行M+1列を通り、光信号検出器53へ入力される。光信号検出器53では、微少な光パワーでも十分にそのパワーを検出し、光信号の有無を検知できる。
Next, when it is desired to monitor the optical signal from the input terminal P1, the
入力端子P2〜PNからの光信号も同様に、2行1列〜N行1列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態にすることにより、入力端子P2〜PNからの光信号からそれぞれ分岐した微小な光パワーを光信号検出器53へそれぞれ入力させることができる。
Similarly, the optical signals from the input terminals P2 to PN are minutely branched from the optical signals from the input terminals P2 to PN by setting the
また、出力端子Q1〜QMへの出力光信号も同様に、N+1行M+1列〜N+1行2列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態にすることにより、出力端子Q1〜QMへの出力光信号からそれぞれ分岐した微小な光パワーを光検出器53へそれぞれ入力させることができる。このように、P1〜PN、Q1〜QM光信号の各々を分岐した微小光パワーを時分割で光信号検出器53に入力し、光入出力全てのモニタを行うことができる。
Similarly, the output optical signals to the output terminals Q1 to QM are respectively changed from the output optical signals to the output terminals Q1 to QM by setting the switch cross points 52 of the N + 1 row M + 1 column to the N + 1
光路を切り替える機能を有する光スイッチは、例えば、光クロスコネクト装置、光ADM装置など光通信ネットワーク装置に適用される場合、その動作に高い信頼性が要求される。光スイッチ入力された光信号が指示された出力端に確実に出力されているかどうかを光スイッチ自身が検出する機能は極めて重要である。本光切替装置によると、光切替装置へ入力される光信号と本光切替装置から出力される光信号をモニタし、比較することにより、本光切替装置が正常に動作しているかどうかをモニタすることができる。 When an optical switch having a function of switching an optical path is applied to an optical communication network device such as an optical cross-connect device or an optical ADM device, high reliability is required for its operation. The function that the optical switch itself detects whether the optical signal input to the optical switch is reliably output to the designated output terminal is extremely important. According to this optical switching device, the optical signal input to the optical switching device and the optical signal output from the optical switching device are monitored and compared to monitor whether the optical switching device is operating normally. can do.
実施の形態4.
実施の形態3では、ポリマ導波路型光スイッチ51の第1番目の出力O1に出力端子Q1が接続され、もう一方の出力は光ファイバ54を経由して光信号検出器53に入力されているが、光ファイバ54を経由せず、フォトディテクタ91をポリマ導波路の光の出口部に配置固定してもよい。
In the third embodiment, the
図9は、このような場合の実施の形態4による光切替装置の一例を示す図である。図9において、フォトディテクタ91は、光信号を入力し電気信号に変換する光素子であり、N+1行M+1列に配置されたスイッチクロスポイント52の第1の出力からの光信号をポリマ導波路材料に形成された光路を経て直接受光できる位置に配置固定されている。図10にフォトディテクタの配置位置の説明図を示す。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an optical switching device according to the fourth embodiment in such a case. In FIG. 9, a
次に動作について説明する。図9において、ポリマ導波路型光スイッチ51は、クロス状態、スルー状態及びモニタのための微小な光パワーを分岐するモニタ状態をとることが出来るクロスポイント52をN+1行、M+1列マトリクス状に配置したN+1、M+1ポリマ導波路型光マトリクススイッチである。ポリマ導波路型光スイッチ51は、第1番目の入力I1に入力端子P1が接続され、第2番目の入力I2に第2番目の入力端子P2が接続され、以下同様に、第N番目の入力INに入力端子PNが接続され、第N+1番目の入力IN+1には入力端子は接続されていない。そして、ポリマ導波路型光スイッチ51の第1番目の出力O1に出力端子Q1が接続され、以下同様に、第M番目の出力OMに出力端子QMが接続され、第M+1番目の出力QM+1には出力端子は接続されていない。出力Q1に接続されるスイッチクロスポイント52のもう一方の出力はフォトディテクタ91に入力される。フォトディテクタ91は、光信号を入力し電気信号に変換する光素子である。
Next, the operation will be described. In FIG. 9, a polymer waveguide type
本実施の形態4において、入力端子P1からの光信号をモニタしたい場合、前記接続状態から1行1列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態とする。このとき、入力端子P1からの光信号は前記1行1列のスイッチクロスポイント52において、入力光パワーは分岐され、一方に光出力は1行2列、1行3列、・・・、1行N列から2行N列、3行N列、・・・、M+1行を通り、出力Q1となる。分岐されたもう一方の微小光パワー出力は、2行1列、3行1列、・・・、N+1行1列からN+1行2列、・・・、N+1行M+1列を通り、フォトディテクタ91へ入力される。
In the fourth embodiment, when it is desired to monitor the optical signal from the input terminal P1, the
入力端子P2〜PNからの光信号も同様に、2行1列〜N行1列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態にすることにより、入力端子P2〜PNからの光信号からそれぞれ分岐した微小な光パワーをフォトディテクタ91へそれぞれ入力させることができる。
Similarly, the optical signals from the input terminals P2 to PN are minutely branched from the optical signals from the input terminals P2 to PN by setting the
また、出力端子Q1〜QMへの光信号も同様に、N+1行M+1列〜N+1行2列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態にすることにより、出力端子Q1〜QMへの光信号からそれぞれ分岐した微小な光パワーをフォトディテクタ91へそれぞれ入力させることができる。このように、P1〜PN、Q1〜QMの各々の光信号を分岐した微小光パワーを時分割でフォトディテクタ91に入力し、光入出力全てのモニタを行うことができる。
Similarly, the optical signals to the output terminals Q1 to QM are branched from the optical signals to the output terminals Q1 to QM, respectively, by setting the
本実施の形態4においては、全ての入力端子P1〜PQ、全ての出力端子Q1〜QMの各々を分岐した微小光パワーを時分割でフォトディテクタ91に入力し、光入出力全てのモニタを行うことができる。
In the fourth embodiment, minute optical power branched from all the input terminals P1 to PQ and all the output terminals Q1 to QM is input to the
実施の形態5.
実施の形態4では、ポリマ導波路型光スイッチ51の第1番目の出力O1に出力端子Q1が接続され、出力Q1に接続されるスイッチクロスポイント52のもう一方の出力は光ファイバ54を経由せず、フォトディテクタ91をポリマ導波路の光の出口部に配置固定しているが、この実施の形態5では、ポリマ導波路材料の内部にフォトディテクタを埋め込み、スイッチクロスポイント52からの光信号を受光する形態を示す。
In the fourth embodiment, the output terminal Q1 is connected to the first output O1 of the polymer waveguide type
図11は、このような場合の実施の形態5に係る光切替装置の一例を示す図である。図11において、フォトディテクタ91は、光信号を入力し電気信号に変換する光素子であり、N+1行M+1列に配置されたスイッチクロスポイント52の第1の出力からの光信号をポリマ導波路材料に形成された光導波路を経て直接受光できるようにポリマ導波路材料内部に配置固定されている。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the optical switching device according to the fifth embodiment in such a case. In FIG. 11, a
次に動作について説明する。図11において、フォトディテクタ91を備えたポリマ導波路型光スイッチ111は、クロス状態、スルー状態及びモニタのための微小な光パワーを分岐するモニタ状態をとることが出来るクロスポイント52をN+1行、M+1列マトリクス状に配置したN+1、M+1ポリマ導波路型光マトリクススイッチである。ポリマ導波路型光スイッチ111は、第1番目の入力I1に入力端子P1が接続され、第2番目の入力I2に第2番目の入力端子P2が接続され、以下同様に、第N番目の入力INに入力端子PNが接続され、第N+1番目の入力IN+1には入力端子は接続されていない。そして、ポリマ導波路型光スイッチ111の第1番目の出力O1に出力端子Q1が接続され、以下同様に、第M番目の出力OMに出力端子QMが接続され、第M+1番目の出力QM+1には出力端子は接続されていない。出力Q1に接続されるスイッチクロスポイント52のもう一方の出力はスイッチクロスポイントと同じポリマ導波路材料内に配置されたフォトディテクタ91に入力される。
Next, the operation will be described. In FIG. 11, a polymer waveguide type optical switch 111 including a
本実施の形態5において、入力端子P1からの光信号をモニタしたい場合、前記接続状態から1行1列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態とする。このとき、入力端子P1からの光信号は前記1行1列スイッチクロスポイント52において、入力光パワーは分岐され、一方に光出力は1行2列、1行3列、・・・、1行N列から2行N列、3行N列、・・・、M+1行を通り、出力端子Q1へ出力される。分岐されたもう一方の微小光パワー出力は、2行1列、3行1列、・・・、N+1行1列からN+1行2列、・・・、N+1行M+1列を通り、フォトディテクタ91へ入力される。
In the fifth embodiment, when it is desired to monitor the optical signal from the input terminal P1, the
入力端子P2〜PNからの光信号も同様に、2行1列〜N行1列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態にすることにより、入力P2〜PNからの光信号からそれぞれ分岐した微小な光パワーをフォトディテクタ91へそれぞれ入力させることができる。
Similarly, the optical signals from the input terminals P2 to PN are also minute light beams branched from the optical signals from the inputs P2 to PN by setting the
また、出力端子Q1〜QMへの光信号も同様に、N+1行M+1列〜N+1行2列のスイッチクロスポイント52をモニタ状態にすることにより、出力端子Q1〜QMへの光信号からそれぞれ分岐した微小な光パワーをフォトディテクタ53へそれぞれ入力させることができる。このように、P1〜PN、Q1〜QMの各々光信号を分岐した微小光パワーを時分割でスイッチクロスポイントと同じポリマ導波路材料内に配置されたフォトディテクタ91に入力し、光入出力全てのモニタを行うことができる。図12にフォトディテクタ91のポリマ導波路材料内部の配置位置の説明図を示す。
Similarly, the optical signals to the output terminals Q1 to QM are branched from the optical signals to the output terminals Q1 to QM, respectively, by setting the
本実施の形態5においては、全ての入力端子P1〜PQ、全ての出力端子Q1〜QMの各々を分岐した微小光パワーを時分割でスイッチクロスポイントと同じポリマ導波路材料内に配置されたフォトディテクタ91に入力し、光入出力全てのモニタを行うことができる。 In the fifth embodiment, the photodetector is arranged in the same polymer waveguide material as the switch cross point by time-sharing the minute optical power branched from all the input terminals P1 to PQ and all the output terminals Q1 to QM. It is possible to monitor all the light input and output.
1 ポリマ導波路フィルム、2 導波路コア、3 溝、4 丸穴、5 ピン、6 応力開放穴、7 硬質材料、8 駆動機構、9 保持部、10 接合するための部材、13 制御部、51 ポリマ導波路型光スイッチ、52 スイッチクロスポイント、53 光信号検出器、54 光ファイバ、55 光信号の入力端子、56 光信号の出力端子、91 フォトディテクタ、101 入力光、102 出力光。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記導波路フィルムの導波路交差部に形成されて交差する導波路とのなす角が全反射条件を満たすように形成された溝と、
前記溝の一片側の導波路フィルムを固定する硬質材料の板と、
前記溝の他方の片側近傍の導波路フィルムに差し込まれて形成されたピンと、
前記ピンの外形より大きな略楕円形の開口部を有し前記ピンに駆動力を伝達するための保持部と、
前記保持部に連結されて前記保持部を介して前記ピンに応力を与える駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御部と
を備え、
前記制御部により、前記ピンに与える応力および変位量を制御することで、前記ピンの傾き具合を制御して前記溝の開放度合いを制御し、前記ピンを、透過状態、反射状態、パワーの分岐率が所望の比率のモニタ状態の3つの状態に保持する
ことを特徴とするスイッチクロスポイント。 A waveguide film having a plurality of intersecting waveguides;
A groove formed so that an angle formed between the waveguide intersecting with the waveguide intersecting portion formed in the waveguide film satisfies a total reflection condition;
A hard material plate for fixing the waveguide film on one side of the groove;
A pin formed by being inserted into a waveguide film in the vicinity of the other side of the groove;
A holding portion for transmitting a driving force to the pin having a substantially elliptical opening larger than the outer shape of the pin;
A driving mechanism coupled to the holding portion and applying stress to the pin through the holding portion;
A control unit for controlling the drive mechanism,
By controlling the stress and displacement applied to the pin by the controller, the degree of opening of the groove is controlled by controlling the degree of inclination of the pin, and the pin is divided into a transmission state, a reflection state, and a power branch. A switch cross point characterized by holding the rate in three states, the monitor state of the desired ratio .
前記駆動機構としてリレーの変位機構部を用いる
ことを特徴とするスイッチクロスポイント。 In the switch crosspoint according to claim 1,
A switch crosspoint characterized by using a relay displacement mechanism as the drive mechanism.
前記モニタ状態に保持されたスイッチクロスポイントで分岐した光パワーを時分割で光信号検出器に入力し、光入出力のモニタを行う
ことを特徴とする光切替装置。 Arranged in Matrix form to claim 1 or waveguide film switch crosspoint according to 2,
An optical switching device characterized in that the optical power branched at the switch cross point held in the monitoring state is input to the optical signal detector in a time division manner to monitor optical input / output .
前記光信号検出器に代えて、フォトディテクタを配置した
ことを特徴とする光切替装置。 In the optical switching device according to claim 3,
An optical switching device comprising a photodetector instead of the optical signal detector.
前記フォトディテクタは、前記導波路フィルムの光の出口部に配置固定される
ことを特徴とする光切替装置。 The optical switching device according to claim 4,
The photodetector is arranged and fixed at a light exit portion of the waveguide film.
前記フォトディテクタは、前記導波路フィルム内に埋め込まれる
ことを特徴とする光切替装置。 The optical switching device according to claim 4,
The optical detector is embedded in the waveguide film.
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