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JPH087352B2 - Optical matrix switch device - Google Patents
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JPH087352B2 - Optical matrix switch device - Google Patents

Optical matrix switch device

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Publication number
JPH087352B2
JPH087352B2 JP27793987A JP27793987A JPH087352B2 JP H087352 B2 JPH087352 B2 JP H087352B2 JP 27793987 A JP27793987 A JP 27793987A JP 27793987 A JP27793987 A JP 27793987A JP H087352 B2 JPH087352 B2 JP H087352B2
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Japan
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switch
optical
input
light
stage
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秀彰 岡山
昭大 的場
良子 渋谷
孝 牛窪
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は光信号の伝送経路を電気的にスイッチング
する偏波依存性のない光マトリクススイッチ装置に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical matrix switch device that electrically switches a transmission path of an optical signal and that has no polarization dependence.

(従来の技術) 基板に導波路及び光スイッチを設けて構成される光マ
トリクススイッチは、小型に構成出来ること及び動作電
圧を小さく出来ること等の利点を有し、その研究開発が
活発に行なわれている。
(Prior Art) An optical matrix switch configured by providing a waveguide and an optical switch on a substrate has advantages such as a small size and a small operating voltage, and its research and development are actively conducted. ing.

この種の光スイッチは、電気光学効果や音響光学効果
等の光学効果を利用して信号光のスイッチングを行なっ
ているが、実用に適した光デバイスとして電気光学効果
を利用した光スイッチの研究が進んでいる。この光スイ
ッチは、例えばLiNbO3基板に代表されるような電気光学
効果を有する強誘電体結晶基板を用いて構成される。電
気光学結晶基板に制御電極を介して電界(電場)を印加
すると、この基板の屈折率が変化するので、屈折率変化
を利用して信号光のスイッチングを行なえる。屈折率の
変化は、基板に印加される電界の方向Pと、信号光の電
界の振動方向(偏り方向)Qとに密接に関連しており、
電界方向Pがある特定の方向となり、かる偏り方向Qが
ある特定の方向となるとき、低い動作電圧で効率良く屈
折率を変化させることが出来る(電気光学効果が大とな
る)。しかしながら、これら電界方向P及び偏り方向Q
が特定の方向からずれていくに従い、屈折率を変化させ
るためにより大きな動作電圧が必要となり効率が悪くな
る(電気光学効果が小さくなっていく)。これがため、
通常、電気光学効果を利用した従来の光スイッチは、入
力した信号光が特定の偏り方向を有する場合にのみ光の
スイッチングを行なえるように、構成されていた。従っ
て、入力される信号光の偏り方向によって、スイッチン
グが行なえたり行なえなかったりするという偏波依存性
を有していた。
This kind of optical switch uses the optical effect such as electro-optic effect and acousto-optic effect to switch the signal light, but research on the optical switch using the electro-optic effect as an optical device suitable for practical use has been conducted. It is progressing. This optical switch is configured by using a ferroelectric crystal substrate having an electro-optical effect represented by a LiNbO 3 substrate, for example. When an electric field (electric field) is applied to the electro-optic crystal substrate via the control electrode, the refractive index of this substrate changes, so that signal light switching can be performed by utilizing the change in the refractive index. The change in the refractive index is closely related to the direction P of the electric field applied to the substrate and the vibration direction (biasing direction) Q of the electric field of the signal light,
When the electric field direction P is a specific direction and the eccentric direction Q is a specific direction, the refractive index can be efficiently changed at a low operating voltage (the electro-optical effect becomes large). However, these electric field direction P and bias direction Q
As is shifted from a specific direction, a larger operating voltage is required to change the refractive index, resulting in poor efficiency (electro-optical effect becomes smaller). Because of this,
Usually, the conventional optical switch utilizing the electro-optical effect is configured so that the light can be switched only when the input signal light has a specific polarization direction. Therefore, there is polarization dependency that switching may or may not be performed depending on the bias direction of the input signal light.

一方、文献I「Journal of Lightwave Technology
(ジャーナル オブ ライトウェーブ テクノロジ
ー)」Vol.LT−4.NO.11 NOVEMBER 1986 pp.1717」に提
案されている光スイッチのように、偏波依存性を有さな
い光スイッチの検討も行なわれている。文献Iの光スイ
ッチでは、基板として上述のような性質を有するLiNbO3
基板を用い、特定の偏り方向を有する信号光、及び、特
定の偏り方向とは異なる方向の偏り方向を有する信号光
を入力してこれら双方の信号光のスイッチングを行なえ
るように構成していた。
On the other hand, Reference I “Journal of Lightwave Technology
(Journal of Light Wave Technology) "Optical switch that does not have polarization dependence, such as the optical switch proposed in" Vol.LT-4.NO.11 NOVEMBER 1986 pp.1717 ", is being studied. There is. In the optical switch of Document I, LiNbO 3 having the above-mentioned properties as a substrate is used.
Using a substrate, the signal light having a specific polarization direction and the signal light having a polarization direction different from the specific polarization direction are input and configured to switch between these two signal lights. .

また、GaAsや、InPなどの化合物半導体基板を用いて
構成され、電気光学効果を利用して信号光のスイッチン
グを行なうものも従来提案されている。しかしながら、
従来提案されている電気光学効果を利用した光スイッチ
は、特定の方向と異なる偏り方向の光に対しては過大な
動作電圧を必要とし実質的にスイッチング制御出来ず、
これがため偏波依存性を有していた。そこで、偏波依存
性をなくすために、化合物半導体基板の屈折率を電流注
入によって変化させるようにしたものが提案されてい
る。この光スイッチでは、電流注入領域の屈折率を変化
させることによって、光スイッチを全反射状態或は透過
状態で動作させ、以って信号光のスイッチングを行なう
ものであった。
Further, there has been conventionally proposed a device which is configured by using a compound semiconductor substrate such as GaAs or InP and which switches the signal light by utilizing the electro-optical effect. However,
An optical switch utilizing the electro-optic effect that has been proposed hitherto requires an excessive operating voltage for light in a bias direction different from a specific direction, and cannot substantially perform switching control.
For this reason, it had polarization dependency. Therefore, in order to eliminate the polarization dependence, there has been proposed one in which the refractive index of the compound semiconductor substrate is changed by current injection. In this optical switch, the optical switch is operated in the total reflection state or the transmission state by changing the refractive index of the current injection region, thereby switching the signal light.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述した文献Iの偏波依存性のない従
来の光スイッチでは、電気光学が大となる特定の偏り方
向を有する信号光のみならず、電気光学効果が小となる
異なる偏り方向を有する信号光をもスイッチングするた
めに、特定の偏り方向を有する信号光のみをスイッチン
グする場合の動作電圧に比較して、およそ5〜6倍以上
の動作電圧が必要であるという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-mentioned conventional optical switch having no polarization dependence of Document I, not only the signal light having a specific polarization direction in which electro-optic becomes large, but also the electro-optic effect is obtained. In order to switch even the signal lights having different polarization directions with a small deviation, an operation voltage of about 5 to 6 times or more is required as compared with the operation voltage in the case of switching only the signal light having a specific polarization direction. There was a problem that was.

また、化合物半導体基板を用いて構成される偏波依存
性のない光スイッチでは、基板の屈折率変化を電流の注
入によって制御するので、電気光学効果を利用した光ス
イッチに比して、消費電流が多くなったり、光スイッチ
の動作速度が遅くなったりするという問題点があった。
In addition, in a polarization-independent optical switch that uses a compound semiconductor substrate, the change in the refractive index of the substrate is controlled by injecting current, so current consumption is higher than that in an optical switch that uses the electro-optical effect. However, there is a problem in that the number of lights increases and the operation speed of the optical switch becomes slow.

この出願の第一の発明の目的は、強誘電体結晶基板を
用いて構成される従来の光スイッチの上述の問題点を解
決し、より低い動作電圧で偏波依存性のないスイッチン
グを行なえる光マトリクススイッチ装置を提供すること
にある。
An object of the first invention of this application is to solve the above-mentioned problems of the conventional optical switch constructed by using a ferroelectric crystal substrate, and to perform polarization-independent switching at a lower operating voltage. An object is to provide an optical matrix switch device.

また、この出願の第二の発明の目的は、化合物半導体
基板を用いて構成される光スイッチの上述の問題点を解
決し、消費電流を低減し動作速度を高めることの出来る
偏波依存性のない光マトリクススイッチ装置を提供する
ことにある。
A second object of the present application is to solve the above-mentioned problems of the optical switch formed by using the compound semiconductor substrate, reduce the current consumption, and increase the operating speed. It is to provide a non-optical matrix switch device.

(問題点を解決するための手段) この目的の達成を図るため、この出願の第一発明は、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光が入力される前段の光マトリクススイ
ッチと、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクススイ
ッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前段の光マトリクススイッチの制御光スイ
ッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させて後
段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力する
偏り変更手段とを備え、 前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチ
を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態或は
クロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果の小
なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか
一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして成る
ことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, the first invention of the present application is configured by using a ferroelectric crystal substrate and has a large electro-optical effect having bias directions orthogonal to each other. Polarization and polarization with a small electro-optical effect are input using a pre-stage optical matrix switch and a ferroelectric crystal substrate. The optical matrix switch in the latter stage where a small amount of polarized light is input is connected in series with these optical matrix switches in the former stage and the latter stage, and the polarization direction output from the control optical switch of the preceding stage optical matrix switch is rotated by 90 °. And a bias changing means for inputting to the control optical switch of the optical matrix switch in the subsequent stage. Is selectively operated in a bar state or a cross state for polarized light having a large electro-optical effect, and one of a bar state and a cross state for polarized light having a small electro-optical effect. It is characterized by being configured as an optical switch that operates non-selectively in a state.

また、この出願の第二発明の光マトリクススイッチ装
置によれば、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気
光学効果の小なる偏光が入力される前段の光マトリクス
スイッチと、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気
光学効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクス
スイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前段の光マトリクススイッチの制御光スイ
ッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させて後
段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力する
偏り変更手段とを備え、 前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチ
を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態或は
クロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果の小
なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか
一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして成る
ことを特徴とする。
Further, according to the optical matrix switch device of the second invention of this application, a polarized light having a large electro-optical effect and a polarized light having a small electro-optical effect, which are configured by using a compound semiconductor crystal substrate and have polarization directions orthogonal to each other. An optical matrix switch in the front stage to be input, and a light matrix in the rear stage to which polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect, which are composed of a compound semiconductor crystal substrate and have polarization directions orthogonal to each other, are input. The switch and the optical matrix switches in the front and rear stages are connected in series, and the polarization direction output from the control optical switch in the front optical matrix switch is rotated by 90 ° to become the control optical switch in the rear optical matrix switch. Equipped with bias changing means for inputting, the control optical switch of the optical matrix switch in the front and rear stages For polarized light with a large optical effect, it selectively operates in the bar state or cross state, and for polarized light with a small electro-optical effect, it is unselected in either the bar state or the cross state. It is characterized in that it is configured as an optical switch that operates normally.

(作用) このような構成の第一発明の光マトリクススイッチ装
置によれば、互いに直交する偏り方向を有する電気光学
効果の大なる偏光及び電気光学効果の小なる偏光を、偏
り偏光手段を介して、前段のマトリクススイッチから後
段のマトリクススイッチへ入力する。
(Operation) According to the optical matrix switch device of the first invention having such a configuration, polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect having polarization directions orthogonal to each other are transmitted via the polarization polarization means. , Input from the matrix switch at the front stage to the matrix switch at the rear stage.

この際、偏り偏光手段は、電気光学効果の大なる偏光
を電気光学効果の小なる偏光に変換し、かつ、電気光学
効果の小なる偏光を電気光学効果の大なる偏光に変換す
る。従って前段の光マトリクススイッチに入力された電
気光学効果の大なる偏光は、電気光学効果の小なる偏光
に変換されて後段の光マトリクススイッチに入力され、
かつ、前段の光マトリクススイッチに入力された電気光
学効果の小なる偏光は、電気光学効果の大なる偏光に変
換されて後段の光マトリクススイッチに入力される。
At this time, the polarized light polarization means converts polarized light having a large electro-optical effect into polarized light having a small electro-optical effect, and converts polarized light having a small electro-optical effect into polarized light having a large electro-optical effect. Therefore, the polarized light having a large electro-optical effect input to the optical matrix switch in the previous stage is converted into the polarized light having a small electro-optical effect and input to the optical matrix switch in the subsequent stage,
Further, the polarized light having a small electro-optical effect inputted to the optical matrix switch in the preceding stage is converted into the polarized light having a large electro-optical effect and inputted to the optical matrix switch in the succeeding stage.

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチは、電気光学効果の大なる偏光に対し
ては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作するので
低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変更できる。しかも
前段及び後段の光マトリクススイッチを構成する制御光
スイッチは、電気光学効果の小なる偏光に対しては、バ
ー状態及びクロス状態のいずれか一方の状態で非選択的
に動作するので特定の入出力ポート間を接続する固定さ
れた伝搬経路を提供する。
The control optical switches that constitute the optical matrix switches in the front and rear stages selectively operate in a bar state or a cross state for polarized light having a large electro-optical effect, so that the propagation path is selectively operated at a low operating voltage. Can be changed to In addition, the control optical switches that form the optical matrix switches in the front and rear stages operate non-selectively in either the bar state or the cross state for polarized light with a small electro-optical effect, so that a specific input is possible. It provides a fixed propagation path that connects between output ports.

従って前段の光マトリクススイッチに入力された電気
光学効果の大なる偏光に対しては、前段の光マトリクス
スイッチにおいて低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変
更することができ、さらに前段の光マトリクススイッチ
に入力された電気光学効果の小なる偏光に対しては、後
段の光マトリクススイッチにおいて低い動作電圧で伝搬
経路を選択的に変更することができる。
Therefore, for polarized light having a large electro-optic effect input to the optical matrix switch in the previous stage, the propagation path can be selectively changed in the optical matrix switch in the previous stage with a low operating voltage. With respect to the polarized light having a small electro-optical effect, which is input to the optical matrix switch, the propagation path can be selectively changed with a low operating voltage in the optical matrix switch in the subsequent stage.

このように強誘電体結晶基板を用いて前段及び後段の
光マトリクススイッチを構成している場合でも、前段の
光マトリクススイッチに入力した電気光学効果の大なる
偏光及び電気光学効果の小なる偏光の双方の偏光に対し
て、低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変更できる。
Even when the front and rear optical matrix switches are formed by using the ferroelectric crystal substrate in this way, the polarization of the electro-optical effect that is large and the polarization of the electro-optical effect that is input to the optical matrix switch of the preceding stage are small. The propagation path can be selectively changed at low operating voltage for both polarizations.

また第二発明の光マトリクススイッチ装置によれば、
互いに直交する偏り方向を有する電気光学効果の大なる
偏光及び電気光学効果の小なる偏光を、偏り変更手段を
介して、前段のマトリクススイッチから後段のマトリク
ススイッチへ入力する。
According to the optical matrix switch device of the second invention,
Polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect having polarization directions orthogonal to each other are input from the matrix switch in the preceding stage to the matrix switch in the subsequent stage via the bias changing means.

この際、偏り偏光手段は、電気光学効果の大なる偏光
を電気光学効果の小なる偏光に変換し、かつ、電気光学
効果の小なる偏光を電気光学効果の大なる偏光に変換す
る。従って前段の光マトリクススイッチに入力された電
気光学効果の大なる偏光は、電気光学効果の小なる偏光
に変換されて後段の光マトリクススイッチに入力され、
かつ、前段の光マトリクススイッチに入力された電気光
学効果の小なる偏光は、電気光学効果の大なる偏光に変
換されて後段の光マトリクススイッチに入力される。
At this time, the polarized light polarization means converts polarized light having a large electro-optical effect into polarized light having a small electro-optical effect, and converts polarized light having a small electro-optical effect into polarized light having a large electro-optical effect. Therefore, the polarized light having a large electro-optical effect input to the optical matrix switch in the previous stage is converted into the polarized light having a small electro-optical effect and input to the optical matrix switch in the subsequent stage,
Further, the polarized light having a small electro-optical effect inputted to the optical matrix switch in the preceding stage is converted into the polarized light having a large electro-optical effect and inputted to the optical matrix switch in the succeeding stage.

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチは、電気光学効果の大なる偏光に対し
ては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作するので
低い動作電圧で伝搬経路を選択的に変更できる。しかも
前段及び後段の光マトリクススイッチを構成する制御光
スイッチは、電気光学効果の小なる偏光に対しては、バ
ー状態及びクロス状態のいずれか一方の状態で非選択的
に動作するので特定の入出力ポート間を接続する固定さ
れた伝搬経路を提供する。
The control optical switches that constitute the optical matrix switches in the front and rear stages selectively operate in a bar state or a cross state for polarized light having a large electro-optical effect, so that the propagation path is selectively operated at a low operating voltage. Can be changed to In addition, the control optical switches that form the optical matrix switches in the front and rear stages operate non-selectively in either the bar state or the cross state for polarized light with a small electro-optical effect, so that a specific input is possible. It provides a fixed propagation path that connects between output ports.

従って前段の光マトリクススイッチに入力された電気
光学効果の大なる偏光に対しては、前段の光マトリクス
スイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することがで
き、さらに前段の光マトリクススイッチに入力された電
気光学効果の小なる偏光に対しては、後段の光マトリク
ススイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することが
できる。
Therefore, with respect to the polarized light having a large electro-optic effect which is input to the optical matrix switch in the preceding stage, the propagation path can be selectively changed in the optical matrix switch in the preceding stage, and further input to the optical matrix switch in the preceding stage. For polarized light having a small electro-optic effect, the propagation path can be selectively changed in the optical matrix switch in the subsequent stage.

このように化合物半導体結晶基板を用いて前段及び後
段の光マトリクススイッチを構成している場合でも、前
段の光マトリクススイッチに入力した電気光学効果の大
なる偏光及び電気光学効果の小なる偏光の双方の偏光に
対して、電気光学効果が大なる状態のときに伝搬経路を
選択的に変更でき、従って化合物半導体基板を用いる場
合でも、電気光学効果を利用して偏波依存性のないスイ
ッチング動作を実現できる。
Even when the former and latter optical matrix switches are configured by using the compound semiconductor crystal substrate in this way, both the polarized light having a large electro-optical effect and the polarized light having a small electro-optical effect input to the optical matrix switch in the preceding stage are used. With respect to the polarized light of, the propagation path can be selectively changed when the electro-optical effect is large. Therefore, even when the compound semiconductor substrate is used, the polarization-independent switching operation can be performed by utilizing the electro-optical effect. realizable.

(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明す
る。尚、図面はこの発明が理解出来る程度に概略的に示
してあるにすぎず、従って各構成成分の寸法、形状、配
置関係、形成材料、構成及び数値的条件は図示例に限定
されるものではない。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood, and therefore the dimensions, shapes, arrangement relationships, forming materials, constitutions and numerical conditions of the respective constituent components are not limited to the illustrated examples. Absent.

<第一発明> 第一実施例 (全体構成の説明) 第一実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッ
チを、二重化構成の光マトリクススイッチとした例につ
き説明する。第1図は第一実施例の構成を模式的に示す
斜視図である。
<First Invention> First Embodiment (Explanation of Overall Configuration) In the first embodiment, an example in which the optical matrix switches at the front stage and the rear stage are optical matrix switches having a duplex configuration will be described. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the first embodiment.

同図において、28は光マトリクススイッチ装置を示
し、この光マトリクススイッチ装置28は、強誘電体結晶
基板12を用いて構成され、互いに直交する偏り方向を有
する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学効果の小な
る偏光が入力される前段の光マトリクススイッチ(以
下、単に前段スイッチと称す)10と、強誘電体結晶基板
12を用いて構成され、互いに直交する偏り方向を有する
電気光学効果の大なる偏光及び電気光学効果の小なる偏
光が入力される後段の光マトリクススイッチ(以下、単
に後段スイッチと称す)24と、これら前段スイッチ10及
び後段スイッチ24を直列接続すると共に、前段スイッチ
10の制御光スイッチ20から出力された偏光の偏り方向を
90゜回転させて後段スイッチ24の制御光スイッチ20に入
力する偏り変更手段26とを備えて成る。
In the figure, reference numeral 28 denotes an optical matrix switch device, which is constituted by using the ferroelectric crystal substrate 12 and has polarization directions and electro-optic effects which have polarization directions orthogonal to each other and have a large electro-optic effect. Pre-stage optical matrix switch (hereinafter simply referred to as pre-stage switch) 10 to which polarized light with a small effect is input, and a ferroelectric crystal substrate
A rear-stage optical matrix switch (hereinafter simply referred to as a rear-stage switch) 24 to which polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect, which are configured by using 12 and have polarization directions orthogonal to each other, are input, These front stage switch 10 and rear stage switch 24 are connected in series, and the front stage switch is
Set the polarization direction of the polarization output from the control light switch 20 of 10
A bias changing means 26 is provided which rotates 90 ° and inputs it to the control light switch 20 of the rear stage switch 24.

そして前段スイッチ10及び後段スイッチ24の制御光ス
イッチ20を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー
状態(Bar状態)或はクロス状態(Cross状態)で選択的
に動作し、かつ、電気光学効果の小なる偏光に対しては
バー状態(Bar状態)及びクロス状態(Cross状態)のい
ずれか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとし
ている。
Then, the control optical switch 20 of the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24 is selectively operated in a bar state (Bar state) or a cross state (Cross state) with respect to polarized light having a large electro-optical effect, and is electrically operated. For polarized light with a small optical effect, it is an optical switch that operates non-selectively in one of the bar state (Bar state) and cross state (Cross state).

この実施例では、前段光スイッチ10を構成するため、
基板12として例えばzカットLiNbO3基板を用意し、この
基板12にTiを拡散して4本の入出力導波路14を形成し、
各入出力導波路14に2個ずつ制御光スイッチ20を設け
る。制御スイッチ20としては例えば反転Δβ方向性結合
型の2×2光スイッチ素子を用いる。
In this embodiment, because the front-stage optical switch 10 is configured,
For example, a z-cut LiNbO 3 substrate is prepared as the substrate 12, and Ti is diffused in the substrate 12 to form four input / output waveguides 14,
Two control optical switches 20 are provided for each input / output waveguide 14. As the control switch 20, for example, an inverted Δβ directional coupling type 2 × 2 optical switch element is used.

そして制御スイッチ20を、第一群I及び第二群IIにグ
ループ分けする。このグループ分けのため、第一群I
を、第1行及び第2行の入出力導波路14に各2個ずつ設
けて2行2列に配列した4個の制御スイッチ20から構成
し、さらに第二群IIを、第3行及び第4行の入出力導波
路14に各2個ずつ設けて2行2列に配列した4個の制御
スイッチ20から構成する。そして、第一群Iの制御スイ
ッチ20と、第二群IIの制御スイッチ20とを連絡導波路22
を介して接続する。図にも示すように、第一群Iの同一
行に設けた制御スイッチ20と、第二群IIの各行から1個
ずつ重複しないように選んだ制御スイッチ20とを、1対
1に対応付けして接続する。
Then, the control switches 20 are divided into a first group I and a second group II. Because of this grouping, the first group I
Is composed of four control switches 20 arranged in two rows and two columns by providing two each in the input / output waveguides 14 of the first and second rows, and further includes the second group II in the third and third rows. Each of the input / output waveguides 14 in the fourth row is provided with two switches, each of which is composed of four control switches 20 arranged in two rows and two columns. Then, the control switch 20 of the first group I and the control switch 20 of the second group II are connected to each other by a waveguide 22.
Connect through. As shown in the figure, the control switches 20 provided in the same row of the first group I and the control switches 20 selected so as not to overlap one by one from each row of the second group II are associated one to one. And connect.

この実施例の前段スイッチ10は、上述のように構成さ
れる基板12、入出力導波路14、制御スイッチ20及び連絡
導波路22から成る。
The pre-stage switch 10 of this embodiment includes the substrate 12, the input / output waveguide 14, the control switch 20 and the communication waveguide 22 configured as described above.

尚、入出力導波路14の左端を符号16及び右端を符号18
を付して示す。
The left end of the input / output waveguide 14 is denoted by reference numeral 16 and the right end is denoted by reference numeral 18.
Is attached.

またこの実施例の後段スイッチ24は、前段スイッチ10
と同様の構成を有し、従って、上述のように構成される
基板12、入出力導波路14、制御スイッチ20及び連絡導波
路22を備えて成る。
Further, the latter stage switch 24 in this embodiment is the former stage switch 10
Therefore, it has the same structure as the above, and therefore comprises the substrate 12, the input / output waveguide 14, the control switch 20, and the communication waveguide 22 which are configured as described above.

さらにこの実施例の光マトリクススイッチ装置にあっ
ては、前段スイッチ10及び後段スイッチ24を直列接続す
るため、前段スイッチ10の入出力導波路の右端18と、後
段スイッチ24の入出力導波路の左端16とを、1対1に対
応付けて偏り変更手段26によってそれぞれ接続する。
Further, in the optical matrix switch device of this embodiment, since the front stage switch 10 and the rear stage switch 24 are connected in series, the right end 18 of the input / output waveguide of the front stage switch 10 and the left end of the input / output waveguide of the rear stage switch 24. 16 and 16 are connected one by one by the bias changing means 26.

そして、前段スイッチ10における第1行及び第2行の
入出力導波路14の左端161及び162を、光マトリクススイ
ッチ装置28の入力ポートとして、かつ後段スイッチ24に
おける第1行、第2行、第3行及び第4行の入出力導波
路14の右端181、182、183及び184を、光マトリクススイ
ッチ装置28の出力ポートとする。このように入出力ポー
トを設定することによって、入力ポート161或は162から
入力された光を出力ポート183及び184のいずれかの出力
ポートから選択的に出力させることが出来る。
Then, the left ends 161 and 162 of the input / output waveguides 14 of the first row and the second row in the front stage switch 10 are used as the input ports of the optical matrix switch device 28, and the first row, the second row, the second row in the rear stage switch 24. The right ends 181, 182, 183 and 184 of the input / output waveguides 14 of the third row and the fourth row are used as output ports of the optical matrix switch device 28. By setting the input / output ports in this way, the light input from the input port 161 or 162 can be selectively output from any one of the output ports 183 and 184.

基板12としてzカットLiNbO3基板を用いた場合、電気
光学効果の大なる偏光は、基板12の基板面に垂直な方向
の偏り方向を有するTMモード光(TM波とも称す)であっ
て、電気光学効果の小なる偏光は、基板12の基板面に平
行な方向の偏り方向を有するTEモード光(TE波とも称
す)であることが知られている。従って、前段スイッチ
10に入力されたTMモード光に対しては、前段スイッチ10
においてその伝搬経路を選択的に変更し、かつ、前段ス
イッチ10に入力されたTEモード光に対しては、偏り変更
手段26によりその偏り方向を90゜回転させてTMモード光
に変換した後に後段スイッチ24においてその伝搬経路を
選択的に変更するようにすれば、動作電圧を下げること
が出来る。
When a z-cut LiNbO 3 substrate is used as the substrate 12, polarized light having a large electro-optical effect is TM mode light (also referred to as TM wave) having a polarization direction perpendicular to the substrate surface of the substrate 12, and It is known that polarized light having a small optical effect is TE mode light (also referred to as TE wave) having a polarization direction parallel to the substrate surface of the substrate 12. Therefore, the front switch
For the TM mode light input to 10, the front switch 10
In (1), the propagation path is selectively changed, and the TE mode light input to the front stage switch 10 is rotated by 90 ° by the polarization changing means 26 to be converted into TM mode light. The operating voltage can be lowered by selectively changing the propagation path of the switch 24.

このように、光の偏り方向を変更するため、偏り変更
手段26として、例えばPANDA(パンダ)型の偏波保存フ
ァイバを用いる。
In this way, in order to change the polarization direction of light, for example, a PANDA (panda) type polarization maintaining fiber is used as the polarization changing means 26.

第2図(A)及び(B)は偏り変更手段としての偏波
保存ファイバの左端面及び右端面を示す正面図であり、
第2図(A)は前段スイッチの入出力導波路の右端と接
続された状態の、偏波保存ファイバの左端面及び第2図
(B)は後段スイッチの入出力導波路の左端と接続され
た状態の、偏波保存ファイバの右端面を示す。
2A and 2B are front views showing the left end face and the right end face of the polarization maintaining fiber as the deviation changing means,
FIG. 2 (A) is connected to the right end of the input / output waveguide of the front stage switch, and FIG. 2 (B) is connected to the left end of the input / output waveguide of the rear stage switch. The right end face of the polarization maintaining fiber is shown in the opened state.

これら図において、Sは偏り変更手段26の軸を示す。
左端面26a及び右端面26bには軸Sのねじれ状態の説明の
ために記した2個の白抜きの丸印T1及びT2が、それぞれ
直径方向に一列に配列して描かれている。しかも、軸S
のねじれがない状態で、端面26a及び26bを軸Sに沿った
方向から見たとき、丸印T1の配列方向と丸印T2の配列方
向とが一致するように描かれている。
In these figures, S indicates the axis of the bias changing means 26.
On the left end surface 26a and the right end surface 26b, two white circle marks T 1 and T 2 are provided for explaining the twisted state of the shaft S, respectively, arranged in a row in the diameter direction. Moreover, the axis S
When the end faces 26a and 26b are viewed from the direction along the axis S without any twist, the arrangement direction of the circle T 1 and the arrangement direction of the circle T 2 are drawn so as to coincide with each other.

上述のようにTEモード光をTMモード光に変更するため
には、接続状態の左端面26a及び右端面26bを軸Sに沿っ
て見たとき、第2図(A)及び(B)にも示すように、
丸印T1及び丸印T2の配列方向が互いに直交するように軸
Sが90゜ねじれた状態となるように接続すれば良い。こ
のように接続することにより、TEモード光はTMモード光
に変更されると共にTMモード光はTEモード光に変更され
る。
As described above, in order to change the TE mode light into the TM mode light, when the left end face 26a and the right end face 26b in the connected state are viewed along the axis S, it is also shown in FIGS. 2 (A) and (B). As shown
The circles T 1 and T 2 may be connected so that the axes S are twisted by 90 ° so that the arrangement directions of the circles T 1 and T 2 are orthogonal to each other. By connecting in this way, the TE mode light is changed to the TM mode light and the TM mode light is changed to the TE mode light.

(光スイッチ素子の構成の説明) 第3図はこの実施例の制御光スイッチに用いて好適な
光スイッチ素子の構成の例を示す図であり、第1図にお
いて白丸で示した制御光スイッチ20を例えば反転Δβ方
向性結合型の2×2光スイッチ素子21とした場合の構成
をより具体的に示している。
(Explanation of Configuration of Optical Switch Element) FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of an optical switch element suitable for use in the control optical switch of this embodiment. The control optical switch 20 indicated by a white circle in FIG. For example, the configuration in which the inversion Δβ directional coupling type 2 × 2 optical switching element 21 is shown in more detail.

同図において、30及び32は入出力導波路を示し、各導
波路30、32の左端を入力ポート30a、32aとし及び右端を
出力ポート30b、32bとしている。導波路30、32は光結合
領域34において近接させて互いに平行となるように基板
12に設けられている。導波路30、32は例えば基板12にTi
を拡散することによって形成する。さらに、光結合領域
34の導波路30に入力ポート30a側から順次に例えば2個
に分割された制御電極36a、36bを、同様に光結合領域34
の導波路32に入力ポート32a側から順次に例えば2個に
分割された制御電極38a、38bを設ける。
In the figure, reference numerals 30 and 32 denote input / output waveguides, where the left ends of the respective waveguides 30 and 32 are input ports 30a and 32a and the right ends thereof are output ports 30b and 32b. The waveguides 30 and 32 are close to each other in the optical coupling region 34 so that they are parallel to each other.
It is provided in 12. The waveguides 30 and 32 are formed, for example, on the substrate 12 by Ti
Are formed by diffusing. Furthermore, the optical coupling area
Control electrodes 36a and 36b, which are divided into, for example, two pieces in order from the input port 30a side to the waveguide 30 of 34, are similarly provided in the optical coupling region 34.
In the waveguide 32, control electrodes 38a and 38b, which are divided into two, for example, are sequentially provided from the input port 32a side.

上述の入出力導波路30、32及び制御電極36a、36b、38
a、38bを備えて成る光スイッチ素子21にあっては、制御
電極36a、38bに正(+)極性の電圧及び制御電極36b、3
8aに負(−)極性の電圧を印加して、光結合領域34の導
波路30、32の間で光の相互作用を行なわせることによっ
て(いわゆる反転Δβ動作によって)、光のスイッチン
グを行なえる。
The above-mentioned input / output waveguides 30, 32 and control electrodes 36a, 36b, 38
In the optical switch element 21 including a and 38b, the control electrodes 36a and 38b have a voltage of positive (+) polarity and the control electrodes 36b and 3b.
By applying a voltage of negative (-) polarity to 8a and causing light to interact between the waveguides 30 and 32 of the optical coupling region 34 (by so-called inversion Δβ operation), light can be switched. .

光スイッチ素子21を、TM波に対しCross及びBar状態の
いずれの状態でも動作するようにし、かつTM波に対して
はCross状態でしか動作しないように構成した場合に
は、例えば次のように入出力導波路との接続を行なえば
良い。第1図にも示すように、第一群I及び第二群IIい
ずれの場合も、光スイッチ素子21の入力ポート32aと出
力ポート30bとを、それぞれ入出力導波路14に接続し、
また第一群Iの光スイッチ素子21の出力ポート32bと、
第二群IIの光スイッチ素子21の入力ポート30aとを接続
する。尚、光スイッチ21の接続は、この素子21がどのよ
うに動作するように構成されているかによって、任意好
適に変更出来る。
When the optical switch element 21 is configured to operate in any of the Cross and Bar states for TM waves, and configured to operate only in the Cross state for TM waves, for example, as follows: It suffices to make a connection with the input / output waveguide. As shown in FIG. 1, in both cases of the first group I and the second group II, the input port 32a and the output port 30b of the optical switch element 21 are connected to the input / output waveguide 14, respectively,
Further, the output port 32b of the optical switching element 21 of the first group I,
The input port 30a of the optical switch element 21 of the second group II is connected. Incidentally, the connection of the optical switch 21 can be arbitrarily changed depending on how the element 21 is configured to operate.

第4図は上述したΔβ方向性結合型の光スイッチ素子
21の動作条件図((L/lc)−(ΔβL/π)ダイヤグラ
ム)であり、横軸にL/lc及び縦軸にΔβL/πを取って示
してある(但し、Lは素子長、lcは結合長、Δβは伝搬
定数差及びπは円周率)。光スイッチ素子21においては
TM波及びTE波に対し印加される動作電圧は等しいので、
第4図では、動作電圧が等しいときTM波及びTE波に対し
生ずるΔβL/πの値を、縦軸の同一の目盛りに記す。TM
波に対し生ずるΔβL/πの値は括弧で括らずに記し、TE
波に対し生ずるΔβL/πの値は括弧で括って記してあ
る。
FIG. 4 shows the Δβ directional coupling type optical switching element described above.
FIG. 21 is an operating condition diagram ((L / l c ) − (ΔβL / π) diagram) of 21 and shows L / l c on the horizontal axis and ΔβL / π on the vertical axis (where L is the element length. , L c is the bond length, Δβ is the propagation constant difference, and π is the circular constant). In the optical switch element 21,
Since the operating voltage applied to TM wave and TE wave is equal,
In FIG. 4, the values of ΔβL / π generated for the TM wave and the TE wave when the operating voltages are the same are shown on the same scale on the vertical axis. TM
The value of ΔβL / π that occurs with respect to the wave is written without enclosing it in parentheses.
The value of ΔβL / π generated for the wave is shown in parentheses.

同図において、実線で囲んだハッチング領域Pは、TM
モードの光(TM波)に対して光スイッチ素子21がBar状
態で動作し、しかも実用上望ましい−20dB以下のクロス
トークで動作する領域を示している。また、実線で囲ん
だハッチング領域Qは、TM波に対して光スイッチ素子21
が、Cross状態で動作し、しかも実用上望ましい−20dB
以下のクロストークで動作する領域を示している。
In the figure, the hatched area P surrounded by the solid line is TM
The figure shows a region where the optical switch element 21 operates in the Bar state with respect to mode light (TM wave), and operates with crosstalk of -20 dB or less which is practically desirable. The hatched area Q surrounded by the solid line is the optical switching element 21 for the TM wave.
However, it works in the Cross state, and it is practically desirable -20 dB
The following shows the region that operates with crosstalk.

同様に、破線で囲まれるハッチング領域R及びSは、
TEモードの光(TE波)に対して光スイッチ素子21が、Ba
r状態及びCross状態で動作し、しかも実用上望ましい−
20dB以下のクロストークで動作する領域を示している。
Similarly, the hatched areas R and S surrounded by broken lines are
For TE mode light (TE wave), the optical switch element 21
Operates in r state and Cross state, and is desirable for practical use −
It shows the region that operates with crosstalk of 20 dB or less.

反転Δβ方向性結合型の光スイッチ素子21では、制御
電極36a、36b、38a、38bに印加する電圧(動作電圧)の
絶対値を増減させると、TM波及びTE波に対する屈折率が
変化し、これらの屈折率変化量に応じてTM波及びTE波に
対する伝搬定数差Δβが変化する。ここで波長をλ及び
屈折率変化量をΔnと表せば、Δβ=(2π/λ)・Δ
nである。
In the inversion Δβ directional coupling type optical switching element 21, when the absolute value of the voltage (operating voltage) applied to the control electrodes 36a, 36b, 38a, 38b is increased or decreased, the refractive index for the TM wave and the TE wave changes, The propagation constant difference Δβ for the TM wave and the TE wave changes according to the amount of change in the refractive index. If the wavelength is represented by λ and the refractive index change amount is represented by Δn, then Δβ = (2π / λ) · Δ
n.

TM波に対するΔβL/πを或る値C1とするように、TM波
に対する屈折率変化量Δnを生じさせたとき、光スイッ
チ素子21はTM波に対しCross状態で動作する。ここで
L、lcは設計上任意好適に定められる定数、πは円周率
であり、Δnを変化させることによりΔβが変化する。
またTM波に対するΔβL/πを或る値C2とするように、TM
波に対する屈折率変化量Δnを生じさせたとき、光スイ
ッチ素子21はTM波に対しBar状態で動作する。TM波に関
わる領域P、Qは、値C1及びC2の数値範囲を、クロスト
ークが−20dB以下となる数値範囲として、求めた領域で
ある。
When the refractive index change amount Δn for the TM wave is generated so that ΔβL / π for the TM wave is set to a certain value C1, the optical switch element 21 operates in the Cross state for the TM wave. Here, L and l c are constants that are arbitrarily determined in terms of design, π is the circular constant, and Δβ changes by changing Δn.
Also, in order to set ΔβL / π for TM wave to a certain value C2, TM
When the refractive index change amount Δn with respect to the wave is generated, the optical switch element 21 operates in the Bar state with respect to the TM wave. The regions P and Q related to the TM wave are regions obtained by setting the numerical range of the values C1 and C2 as the numerical range in which the crosstalk is −20 dB or less.

同様に、TE波に対するΔβL/πをTM波の場合と同じ値
C1とするように、TE波に対する屈折率変化量Δnを生じ
させたとき、光スイッチ素子21はTE波に対しBar状態で
動作する。またTE波に対するΔβL/πをTE波の場合と同
じ値C2とするように、TE波に対する屈折率変化量Δnを
生じさせたとき、光スイッチ素子21はTE波に対しBar状
態で動作する。TE波に係る第4図の領域R、Sは、値C1
及びC2の数値範囲を、クロストークが−20dB以下となる
数値範囲として、求めた領域である。
Similarly, ΔβL / π for TE wave is the same value as for TM wave.
When the refractive index change amount Δn for the TE wave is generated as indicated by C1, the optical switch element 21 operates in the Bar state for the TE wave. When the refractive index change amount Δn for the TE wave is generated so that ΔβL / π for the TE wave has the same value C2 as that for the TE wave, the optical switch element 21 operates in the Bar state for the TE wave. Areas R and S in FIG. 4 related to the TE wave are values C1
The range obtained by setting the numerical ranges of C2 and C2 as the numerical range in which the crosstalk is −20 dB or less.

さらに光スイッチ素子21においては、電気光学効果の
大なるTM波に対する動作電圧と電気光学効果の小なるTE
波に対する動作電圧とは同一である。動作電圧同一のと
き、(TM波に対する屈折率変化量Δn)≒(TE波に対す
る屈折率変化量Δn)×3.3であることが知られてい
る。従って前述のようにΔβ=(2π/λ)・Δnであ
るから、TM波及びTE波に対し同一の動作電圧が印加され
るとき(TM波に対し生ずるΔβL/π)≒(TE波に対し生
ずるΔβL/π)×3.3である。
Further, in the optical switch element 21, the operating voltage for the TM wave having a large electro-optic effect and the TE voltage having a small electro-optic effect are used.
The operating voltage for the waves is the same. It is known that when the operating voltage is the same, (refractive index change amount Δn for TM wave) ≈ (refractive index change amount Δn for TE wave) × 3.3. Therefore, since Δβ = (2π / λ) · Δn as described above, when the same operating voltage is applied to the TM wave and TE wave (ΔβL / π generated for the TM wave) ≒ (for the TE wave The resulting ΔβL / π) is 3.3.

このように光スイッチ素子21においては、TM波及びTE
波に対して同一の動作電圧が印加され(TM波に対し生ず
るΔβL/π)≒(TE波に対し生ずるΔβL/π)×3.3に
なるので、第4図の動作条件図はこの点に着目して作成
してある。すなわち第4図の縦軸において、動作電圧同
一のときTM波及びTE波に対して生ずるΔβL/πの値を、
同一の目盛りに取り、このように縦軸の目盛りを取った
上で、領域P、Q、R及びSを示してある。
Thus, in the optical switch element 21, the TM wave and the TE wave are
Since the same operating voltage is applied to the waves (ΔβL / π generated for TM waves) ≒ (ΔβL / π generated for TE waves) × 3.3, the operating condition diagram in Fig. 4 focuses on this point. Has been created. That is, on the vertical axis of FIG. 4, the value of ΔβL / π generated for TM wave and TE wave when the operating voltage is the same,
Regions P, Q, R and S are shown on the same scale, and the vertical axis is scaled in this way.

尚、第4図の縦軸において、TM波に対するΔβL/πの
値が2×3.3となる縦軸の目盛りとTE波に対するΔβL/
πの値が2となる目盛りとを同一とし、さらにTM波に対
するΔβL/πの値が4×3.3となる縦軸の目盛りとTE波
に対するΔβL/πの値が4となる目盛りとを同一として
いる。
In the vertical axis of FIG. 4, the value of ΔβL / π for TM wave is 2 × 3.3 and ΔβL / for TE wave is
The same scale is used for the π value of 2, and the same vertical scale is used for the TM wave to obtain a ΔβL / π value of 4 × 3.3 and the TE wave for the ΔβL / π value of 4. There is.

このように作成した第4図の動作条件図からも理解で
きるように、TM波に対する動作状態をCross状態からBar
状態に、またBar状態からCross状態に切り換えるよう
に、動作電圧を変化させても、TE波に対しては実質的に
Bar状態でしか動作しない光スイッチ素子21を、作成で
き、しかもこのような光スイッチ素子21の設定条件は、
第4図に示す動作条件図に基づいて、容易に決定でき
る。
As can be understood from the operating condition diagram of Fig. 4 created in this way, the operating state for TM waves changes from the Cross state to the Bar state.
Even if the operating voltage is changed to switch to the state or from the Bar state to the Cross state, the TE wave is substantially
An optical switch element 21 that operates only in the Bar state can be created, and the setting conditions for such an optical switch element 21 are as follows.
It can be easily determined based on the operating condition diagram shown in FIG.

次に第5図を参照して、光スイッチ素子21の設計条件
につき、より詳細に説明する。
Next, referring to FIG. 5, the design conditions of the optical switch element 21 will be described in more detail.

第5図(A)及び(B)は第4図に示す動作条件図を
部分的に拡大して示す図である。これら図において、S
TE及びS′TEは作成誤差許容範囲を示し、図示例ではS
TEは例えば設計値±(設計値×0.375)の範囲となり、
S′TEは設計値±(設計値×0.5)の範囲となってい
る。第4図と同様に、第5図においても、動作電圧が等
しいときTM波及びTE波に対し生ずるΔβL/πの値を、縦
軸の同一の目盛りに記してあり、かつ、TM波に対し生ず
るΔβL/πの値は括弧で括らずに記すと共にTE波に対し
生ずるΔβL/πの値は括弧で括って記してある。
5 (A) and 5 (B) are partially enlarged views of the operation condition diagram shown in FIG. In these figures, S
TE and S'TE indicate the allowable range of manufacturing error, and in the example shown in the figure, S
TE is within the range of design value ± (design value × 0.375),
S'TE is within the range of design value ± (design value x 0.5). Similar to FIG. 4, also in FIG. 5, the values of ΔβL / π generated for the TM wave and the TE wave when the operating voltages are equal are shown on the same scale on the vertical axis, and for the TM wave. The value of ΔβL / π generated is shown without being enclosed in parentheses, and the value of ΔβL / π produced for the TE wave is also shown enclosed in parentheses.

また、破線で示す曲線L1及びL2の間の領域は、光スイ
ッチ素子21がTE波に対しCross状態であって、ロスが0.4
5dB以下(すなわちクロストークが−10dB以下)となる
ように動作する領域、同様に、破線で示す曲線M1及びM2
の間の領域は、光スイッチ素子21がTE波に対しBar状態
であって、ロスが0.45dB以下(すなわちクロストークが
−10dB以下)となるように動作する領域を示す。
In the region between the curves L 1 and L 2 indicated by the broken line, the optical switching element 21 is in the Cross state with respect to the TE wave, and the loss is 0.4
A region operating so as to be 5 dB or less (that is, crosstalk is -10 dB or less), similarly, curves M 1 and M 2 indicated by broken lines
The region between is the region where the optical switching element 21 is in the Bar state with respect to the TE wave and operates so that the loss is 0.45 dB or less (that is, the crosstalk is -10 dB or less).

第5図(A)に示すように、例えば、TM波に対するL/
lcがL/lc=2となり、かつ、TE波に対するL/lcの値が図
に示すSTEの範囲の値となるように光スイッチ素子21が
作成されたとする。このように作成された場合、TM波に
対する動作状態を切り換えるため動作電圧を増減させて
も、光スイッチ素子21はTE波に対し実質的にCross状態
でしか動作しない。
As shown in FIG. 5 (A), for example, L /
It is assumed that the optical switch element 21 is prepared such that l c is L / l c = 2 and the value of L / l c for the TE wave is in the range of S TE shown in the figure. In such a case, even if the operating voltage is increased or decreased to switch the operating state for the TM wave, the optical switching element 21 operates substantially only for the TE wave in the Cross state.

また、例えばTM波に対するL/lcがL/lc=2となり、か
つ、TE波に対するL/lcの値が図に示すS′TEの範囲の値
となるように光スイッチ素子21が作成されたとすれば、
動作電圧を増減させても、光スイッチ素子21はTE波に対
し実質的にBar状態でしか動作しない。
Further, for example, the optical switching element 21 is arranged so that L / l c for the TM wave becomes L / l c = 2 and the value of L / l c for the TE wave becomes a value in the range of S ′ TE shown in the figure. If it was created,
Even if the operating voltage is increased / decreased, the optical switching element 21 operates substantially only for the TE wave in the Bar state.

このように作成された光スイッチ素子21にあっては、
第5図(A)からも明らかなように、ΔβL/πの値がa
−a′或はb−b′の範囲の値と成るように、動作電圧
を印加するとき、TM波に対してはBar状態或はCross状態
であって、しかもクロストークがほぼ−20dB以下となる
ように動作することが理解出来る。
In the optical switch element 21 created in this way,
As is clear from FIG. 5 (A), the value of ΔβL / π is a
When the operating voltage is applied so that the value is in the range of −a ′ or bb ′, it is in the Bar state or the Cross state for the TM wave, and the crosstalk is approximately −20 dB or less. It can be understood that it works as follows.

しかも、このような動作電圧を印加するとき、TE波に
対してはBar状態或はCross状態であって、しかもクロス
トークがほぼ−10dB以下となるように動作させることが
出来る。これらクロストークの値は、実用上満足出来る
程度のものである。
Moreover, when such an operating voltage is applied, it can be operated so that it is in a Bar state or a Cross state for TE waves, and that the crosstalk is approximately -10 dB or less. These crosstalk values are practically satisfactory.

同様に、第5図(B)に示すように、例えばTM波に対
するL/lcがL/lc=2.7となり、かつ、TE波に対するL/lc
の値がSTE或はS′TEの範囲の値となるように、光スイ
ッチ素子21が作成されたとすれば、上述と同様に、実用
上満足出来る程度のクロストークで動作する光スイッチ
素子21を得ることが出来る。
Similarly, as shown in FIG. 5 (B), for example, L / l c for TM wave is L / l c = 2.7, and L / l c for TE wave is
If the optical switch element 21 is made so that the value of S is in the range of S TE or S ′ TE , the optical switch element 21 that operates with a crosstalk that is practically satisfactory, as described above. Can be obtained.

これら第5図(A)及び(B)からも理解出来るよう
に、TM波に対するL/lcの値を2から2.7に変化させてもS
TE及びS′TEの範囲はほとんど動かない。これは、例え
ば、TM波に対するL/lcが2〜2.7の範囲であってTE波に
対するL/lcがSTEの範囲或はS′TEの範囲となるよう
な、緩やかな作成条件で、実用上満足出来るクロストー
クで動作する光スイッチ素子21を歩留り良く作成するこ
とが出来ることを意味する。従って制御光スイッチ20と
して例えば反転Δβ方向性結合型の光スイッチ素子21を
用いることによって、実用的なクロストーク特性を有す
る前段スイッチ10及び後段スイッチ24を、緩やかな作成
条件で歩留り良く作成することが出来る。
As can be understood from FIGS. 5 (A) and 5 (B), even if the value of L / l c for the TM wave is changed from 2 to 2.7, S
The TE and S'TE ranges do not move much. This is a gentle preparation condition such that L / l c for TM wave is in the range of 2 to 2.7 and L / l c for TE wave is in the range of S TE or S ′ TE. It means that the optical switch element 21 that operates with crosstalk that is practically satisfactory can be manufactured with high yield. Therefore, by using, for example, the inverted Δβ directional coupling type optical switch element 21 as the control optical switch 20, the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24 having practical crosstalk characteristics can be produced with good yield under mild production conditions. Can be done.

(動作例) 第6図(A)及び(B)はこの実施例の動作の例の説
明図である。以下の説明では、制御スイッチ20を光スイ
ッチ素子21を以って構成し、光スイッチ素子21がTM波に
対しては動作電圧に応じてBar或はCross状態で選択的に
動作しTE波に対しては動作電圧にかかわらずCross状態
でしか動作しないように、作成されている場合につき説
明する。さらに以下の説明では、信号光の、互いに直交
する2つの偏光成分X、Yであって、前段スイッチ10に
おいてはTM波である偏光成分Xを一方の光X、また前段
スイッチ10においてはTE波である偏光成分Yを他方の光
Yと称する。
(Operation Example) FIGS. 6A and 6B are explanatory views of an operation example of this embodiment. In the following description, the control switch 20 is configured with the optical switching element 21, and the optical switching element 21 selectively operates in the Bar or Cross state in response to the operating voltage for the TM wave to generate the TE wave. On the other hand, the case where it is created so that it operates only in the Cross state regardless of the operating voltage will be described. Further, in the following description, two polarization components X and Y of the signal light which are orthogonal to each other, and the polarization component X which is the TM wave in the front stage switch 10 is one light X, and the TE component in the front stage switch 10. The polarization component Y which is is referred to as the other light Y.

第6図(A)に示すように、例えば、一方の光X及び
他方の光Yを入力ポート161から入力し、出力ポート183
から出力する場合には、TM波として入力された一方の光
Xの伝搬経路を、前段スイッチ10の制御スイッチ20によ
って制御することによって第1行の入出力導波路141か
ら第3行の入出力導波路143へ変更させ、この入出力導
波路143から後段スイッチ24の第3行の入出力導波路14
3′に入力させる。一方の光Xは偏り変更手段26によっ
てTM波からTE波に変換されて入出力導波路143′に入力
されるので、後段スイッチ24ではその伝搬経路を制御さ
れず入出力導波路143′を直進して出力ポート183から出
力される。一方、TE波として前段スイッチ10に入力され
た他方の光Yは、前段スイッチ10ではその伝搬経路を制
御されず入出力導波路141を直進して後段スイッチ24の
第1行の入出力導波路141′に入力される。他方の光Y
は偏り変更手段26によってTE波からTM波に変換されて後
段スイッチ24に入力されるので、その伝搬経路を後段ス
イッチ24の制御スイッチ20によって制御することによっ
て、入出力導波路141′から入出力導波路143′へ変更し
出力ポート183から出力させることが出来る。
As shown in FIG. 6 (A), for example, one light X and the other light Y are input from the input port 161, and the output port 183 is input.
In the case of outputting from the first input / output waveguide 141, the propagation path of one light X input as the TM wave is controlled by the control switch 20 of the front stage switch 10 to input / output the first row input / output waveguide 141 to the third row input / output. The input / output waveguide 143 is changed to the input / output waveguide 143 in the third row of the post-stage switch 24.
Input 3 '. The one light X is converted from the TM wave to the TE wave by the polarization changing means 26 and input to the input / output waveguide 143 '. Therefore, the propagation path is not controlled by the post-stage switch 24 and goes straight through the input / output waveguide 143'. And output from the output port 183. On the other hand, the other light Y input to the front stage switch 10 as a TE wave does not control its propagation path in the front stage switch 10 and goes straight through the input / output waveguide 141, and goes straight to the input / output waveguide of the first row of the rear stage switch 24. Input to 141 '. The other light Y
Is converted from the TE wave to the TM wave by the bias changing means 26 and input to the post-stage switch 24. Therefore, by controlling the propagation path thereof by the control switch 20 of the post-stage switch 24, input / output from the input / output waveguide 141 ′ is performed. It can be changed to the waveguide 143 'and output from the output port 183.

一方の光XがTE波として後段スイッチ24の制御スイッ
チ20を通過するとき生ずる漏れ光X1と、他方の光YがTE
波として前段スイッチ10の制御スイッチ20を通過すると
き生ずる漏れ光Y1とはいずれも、僅かであり、また漏れ
及びY1は図にも示すように入出力導波路143′及び1
43に混入せず基板12へ逃げてゆくので、実用上問題とな
らない。
A leak light X 1 generated when one light X passes through the control switch 20 of the rear stage switch 24 as a TE wave and the other light Y is TE light.
The leaked light Y 1 generated when passing through the control switch 20 of the front stage switch 10 as a wave is small, and the leaked lights 1 and Y 1 are also the input / output waveguides 143 ′ and 1 as shown in the figure.
Since it does not mix into 43 and escapes to the substrate 12, there is no practical problem.

また、第6図(B)に示すように、例えば、一方の光
X及び他方の光Yを入力ポート161から入力し、出力ポ
ート181から出力する場合には、光Xの伝搬経路を、前
段スイッチ10の制御スイッチ20によって制御することに
よって第1行の入出力導波路141を直進させ、この入出
力導波路141から後段スイッチ24の入出力導波路141′に
入力させる。一方の光Xは偏り変更手段26によってTM波
からTE波に変換されて入出力導波路141′に入力される
ので、後段光イッチ24ではその伝搬経路を制御されず入
出力導波路141′を直進して出力ポート181から出力され
る。一方、他方の光Yは、前段スイッチ10ではその伝搬
経路を制御されず入出力導波路141を直進して後段スイ
ッチ24の入出力導波路141′に入力される。他方の光Y
は偏り変更手段26によってTE波からTM波に変換されて後
段スイッチ24に入力されるので、その伝搬経路を後段ス
イッチ24の制御スイッチ20によって制御することによっ
て、入出力導波路141′を直進させて出力ポート181から
出力させることが出来る。
Further, as shown in FIG. 6 (B), for example, when one light X and the other light Y are input from the input port 161, and output from the output port 181, the propagation path of the light X is set to the previous stage. By controlling the control switch 20 of the switch 10, the input / output waveguide 141 of the first row goes straight, and the input / output waveguide 141 is input to the input / output waveguide 141 ′ of the post-stage switch 24. One light X is converted from the TM wave into the TE wave by the polarization changing means 26 and input to the input / output waveguide 141 ', so that the propagation path is not controlled by the post-stage optical switch 24 and the input / output waveguide 141' is changed. It goes straight and is output from the output port 181. On the other hand, the other light Y goes straight through the input / output waveguide 141 without being controlled in its propagation path in the front stage switch 10 and is input to the input / output waveguide 141 'of the rear stage switch 24. The other light Y
Is converted from the TE wave to the TM wave by the bias changing means 26 and input to the post-stage switch 24, so that by controlling the propagation path thereof by the control switch 20 of the post-stage switch 24, the input / output waveguide 141 ′ is made to go straight. Can be output from the output port 181.

一方の光XがTE波として後段スイッチ24の制御スイッ
チ20を通過するとき生ずる漏れ光X1と、他方の光YがTE
波として前段スイッチ10の制御スイッチ20を通過すると
き生ずる漏れ光Y1とはいずれも、僅かであり、また漏れ
光X1及びY1は図にも示すように入出力導波路141′及び1
43に混入せず基板12へ逃げてゆくので、実用上問題とな
らない。漏れ光X1及びY1はTE波が制御スイッチ20によっ
て制御されないために生ずる。
A leak light X 1 generated when one light X passes through the control switch 20 of the rear stage switch 24 as a TE wave and the other light Y is TE light.
The leaked light Y 1 generated when passing through the control switch 20 of the front stage switch 10 as a wave is small, and the leaked lights X 1 and Y 1 are input / output waveguides 141 ′ and 1 as shown in the figure.
Since it does not mix into 43 and escapes to the substrate 12, there is no practical problem. The leakage lights X 1 and Y 1 are generated because the TE wave is not controlled by the control switch 20.

上述した実施例では、前段スイッチ10及び後段スイッ
チ24の行番号の一致する入出力導波路14同志、例えば入
出力導波路141及び141′同志を1対1に対応付けて接続
したが、スイッチ10、24の異なる行番号の入出力導波路
14同志を1対1に対応付けて接続するようにしても良
い。例えば、前段スイッチ10及び後段スイッチ24の接続
関係や、TM波及びTE波に対する制御スイッチ20の動作状
態を任意好適に設定することによって、前段ポート16
1、162から入力された光(入力信号)X及びYを、出力
ポート181、182、183、184のいずれかの出力ポートから
選択的に出力させることが出来る。
In the above-described embodiment, the input / output waveguides 14 having the same row numbers of the front stage switch 10 and the rear stage switch 24, for example, the input / output waveguides 141 and 141 ′ are connected in a one-to-one correspondence. , 24 different row number input / output waveguides
14 The comrades may be connected in a one-to-one correspondence. For example, by setting the connection relationship between the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24 and the operating state of the control switch 20 for the TM wave and the TE wave arbitrarily and appropriately,
It is possible to selectively output the light (input signal) X and Y input from 1, 162 from any one of the output ports 181, 182, 183, 184.

第二実施例 (全体構成の説明) 第二実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッ
チを、クロスバー型の光マトリクススイッチとした例に
つき説明する。
Second Example (Explanation of Overall Configuration) In the second example, an example in which the front-stage and rear-stage optical matrix switches are crossbar type optical matrix switches will be described.

第7図は第二実施例の構成を模式的に示す平面図であ
る。尚、上述した第一実施例の構成成分と対応する構成
成分については同一の符号を付して示し、その詳細な説
明を省略する。
FIG. 7 is a plan view schematically showing the constitution of the second embodiment. The constituents corresponding to those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

同図において、40は光マトリクススイッチ装置を示
し、この光マトリクススイッチ装置40は、クロスバー型
の前段光マトリクススイッチ42及び後段光マトリクスス
イッチ44と、これら前段スイッチ42及び後段スイッチ44
を直列接続する偏り変更手段26とから成る。
In the figure, reference numeral 40 denotes an optical matrix switch device. The optical matrix switch device 40 includes a crossbar type front stage optical matrix switch 42 and rear stage optical matrix switch 44, and these front stage switch 42 and rear stage switch 44.
And a bias changing means 26 for connecting in series.

前段スイッチ42及び後段スイッチ44は強誘電体結晶基
板12を用いて構成される。
The front stage switch 42 and the rear stage switch 44 are configured by using the ferroelectric crystal substrate 12.

前段スイッチ42は、基板12と、この基板12に設けられ
る行方向の2本の入出力導波路46及び列方向の2本の入
出力導波路48と、これら導波路46及び48の交点にそれぞ
れ設けられる4個の制御光スイッチ20とから成る。制御
スイッチ素子20は2行2列に配列される。後段スイッチ
44も、前段スイッチ42と同様、基板12、2本の入出力導
波路46、2本の入出力導波路48、及び4個の制御スイッ
チ20から成る。尚、図において、入出力導波路46の左端
及び右端を符号50及び52を付して示し、また入出力導波
路48の上端及び下端を符号54及び56を付して示す。
The pre-stage switch 42 includes a substrate 12, two input / output waveguides 46 in the row direction and two input / output waveguides 48 in the column direction, which are provided on the substrate 12, respectively, at the intersections of the waveguides 46 and 48, respectively. It consists of four control light switches 20 provided. The control switch elements 20 are arranged in 2 rows and 2 columns. Rear switch
Similarly to the pre-stage switch 42, the 44 also includes the substrate 12, two input / output waveguides 46, two input / output waveguides 48, and four control switches 20. In the drawing, the left and right ends of the input / output waveguide 46 are indicated by reference numerals 50 and 52, and the upper and lower ends of the input / output waveguide 48 are indicated by reference numerals 54 and 56.

後段スイッチ44にあっては、出力導波路48の上端54と
第1行の制御スイッチ20との間の入出力導波路48に漏れ
光排除手段58例えばTE波透過型の偏光フィルタを設け
る。偏光フィルタとしては従来周知の種々の構造のもの
を用いて良い。また漏れ光排除手段58として従来周知の
種々の構造のモードフィルタを用いても良い。漏れ光排
除手段58の配設位置は漏れ光を排除出来る任意好適な伝
搬経路上として良く、例えば、TM波透過型の漏れ光排除
手段58を、前段スイッチ42における、出力導波路48の上
端54と第1行の制御スイッチ20との間に配置して入出力
導波路48に設けても良い。
In the latter-stage switch 44, a leakage light elimination means 58, for example, a TE wave transmission type polarization filter is provided in the input / output waveguide 48 between the upper end 54 of the output waveguide 48 and the control switch 20 in the first row. As the polarizing filter, various well-known structures may be used. Further, as the leaked light eliminating means 58, conventionally known mode filters having various structures may be used. The leakage light excluding means 58 may be arranged on any suitable propagation path capable of excluding the leaking light. For example, the TM wave transmitting type leaking light excluding means 58 may be provided at the upper end 54 of the output waveguide 48 in the front stage switch 42. And the control switch 20 of the first row may be arranged in the input / output waveguide 48.

また、前段スイッチ42の入出力導波路46の右端52と、
後段スイッチ44の入出力導波路46の左端50とを、同一行
番号の入出力導波路46を接続するように、接続する。こ
れら入出力導波路46の接続は、第一実施例と同様、軸S
が90゜ねじれた状態の偏り変更手段26を介して行なう。
同様にして、前段スイッチ42の入出力導波路48の上端54
と、後段スイッチ44の入出力導波路48の上端54とを、軸
Sが90゜ねじれた状態の偏り変更手段26を介し接続す
る。この場合、同一列番号の入出力導波路48同志を接続
する。
In addition, the right end 52 of the input / output waveguide 46 of the front stage switch 42,
The left end 50 of the input / output waveguide 46 of the rear stage switch 44 is connected so as to connect the input / output waveguide 46 of the same row number. The connection of these input / output waveguides 46 is similar to that of the first embodiment.
Is carried out through the bias changing means 26 in the state of being twisted by 90 °.
Similarly, the upper end 54 of the input / output waveguide 48 of the front stage switch 42 is
And the upper end 54 of the input / output waveguide 48 of the rear-stage switch 44 are connected via the bias changing means 26 in which the shaft S is twisted by 90 °. In this case, the input / output waveguides 48 having the same column number are connected.

このようにして前段スイッチ42及び後段スイッチ44を
直列接続する。
In this way, the front stage switch 42 and the rear stage switch 44 are connected in series.

この実施例では、前段スイッチ42の入出力導波路46の
左端50を光マトリクススイッチ装置40の入力ポート50
1、502とし、後段スイッチ44の入出力導波路48の下端56
を光マトリクススイッチ装置40の出力ポート561、562と
する。
In this embodiment, the left end 50 of the input / output waveguide 46 of the front stage switch 42 is connected to the input port 50 of the optical matrix switch device 40.
1, 502, and the lower end 56 of the input / output waveguide 48 of the post-stage switch 44.
Are output ports 561 and 562 of the optical matrix switch device 40.

上述のように構成される第二実施例においても、第一
実施例と同様の効果が得られる。
Also in the second embodiment configured as described above, the same effect as the first embodiment can be obtained.

(動作例) 第8図は、この実施例の動作の例の説明図である。以
下の説明では、制御光スイッチを光スイッチ素子21を以
って構成し、光スイッチ素子21がTM波に対しては動作電
圧に応じてBar或はCross状態で選択的に動作しTE波に対
しては動作電圧にかかわらずCross状態でしか動作しな
いように、作成されている場合につき説明する。さらに
以下の説明では、信号光の、互いに直交する2つの偏光
成分X、Yであって、前段スイッチ10においてはTM波で
ある偏光成分Xを一方の光X、また前段スイッチ10にお
いてはTE波である偏光成分Yを他方の光Yと称する。
(Example of Operation) FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of the operation of this embodiment. In the following description, the control optical switch is configured by the optical switch element 21, and the optical switch element 21 selectively operates in the Bar or Cross state according to the operating voltage for the TM wave to generate the TE wave. On the other hand, the case where it is created so that it operates only in the Cross state regardless of the operating voltage will be described. Further, in the following description, two polarization components X and Y of the signal light which are orthogonal to each other, and the polarization component X which is the TM wave in the front stage switch 10 is one light X, and the TE component in the front stage switch 10. The polarization component Y which is is referred to as the other light Y.

第8図に示すように、例えば、一方の光X及び他方の
光Yを入力ポート461から入力して出力ポート482から出
力する場合には、TM波として入力された一方の光Xの伝
搬経路を、前段スイッチ42の制御スイッチ20によって制
御することによって第1行の入出力導波路461から第2
列の入出力導波路482へ変更させ、この入出力導波路482
から後段スイッチ44の第2列の入出力導波路482′に入
力させる。一方の光Xは偏り変更手段26によってTM波か
らTE波に変換されて入出力導波路482′に入力されるの
で、後段光イッチ44ではその伝搬経路を制御されず入出
力導波路482′を直進して出力ポート562から出力され
る。一方、TE波として前段スイッチ42に入力された他方
の光Yは、前段スイッチ42ではその伝搬経路を制御され
ず入出力導波路461を直進して後段スイッチ44の第1行
の入出力導波路461′に入力される。他方の光Yは偏り
変更手段26によってTE波からTM波に変換されて後段スイ
ッチ44に入力されるので、その伝搬経路を後段スイッチ
44の制御スイッチ20によって制御することによって、入
出力導波路461′、482′を直進させて出力ポート562か
ら出力させることが出来る。
As shown in FIG. 8, for example, when one light X and the other light Y are input from the input port 461 and output from the output port 482, the propagation path of the one light X input as the TM wave. Is controlled by the control switch 20 of the front-stage switch 42 to change the second input / output waveguide 461 from the second input / output waveguide 461.
Change to the input / output waveguide 482 of the row, and this input / output waveguide 482
To the second row input / output waveguide 482 'of the rear stage switch 44. The one light X is converted from the TM wave to the TE wave by the polarization changing means 26 and input to the input / output waveguide 482 '. It goes straight and is output from the output port 562. On the other hand, the other light Y input to the front stage switch 42 as a TE wave goes straight through the input / output waveguide 461 without its propagation path being controlled by the front stage switch 42 and goes straight to the input / output waveguide of the first row of the rear stage switch 44. 461 'is input. The other light Y is converted from the TE wave to the TM wave by the bias changing means 26 and input to the post-stage switch 44, so that its propagation path is changed to the post-stage switch.
By controlling the control switch 20 of 44, the input / output waveguides 461 'and 482' can be moved straight and output from the output port 562.

一方の光XがTE波として後段スイッチ44の制御スイッ
チ20を通過するとき生ずる漏れ光X1と、他方の光YがTE
波として前段スイッチ42の制御スイッチ20を通過すると
き生ずる漏れ光Y1とはいずれも、僅かである。また、漏
れ光Y1が、入出力導波路481、482から入出力導波路48
1′、482′へ伝搬する場合、漏れ光排除手段58はTE波し
か透過しないので、TM波に変換された漏れ光Y1は除去さ
れる。漏れ光Y1は漏れ光排除手段58を介して基板12へ逃
げる。
The leak light X 1 generated when one light X passes through the control switch 20 of the rear stage switch 44 as a TE wave and the other light Y is TE light.
Any leakage light Y 1 that occurs when passing through the control switch 20 of the preceding stage switch 42 as a wave is slight. In addition, the leaked light Y 1 is transmitted from the input / output waveguides 481, 482 to the input / output waveguide 48
When propagating to 1 ′ and 482 ′, the leak light excluding means 58 transmits only the TE wave, so the leak light Y 1 converted to the TM wave is removed. The leaked light Y 1 escapes to the substrate 12 through the leaked light excluding means 58.

前段スイッチ42及び後段スイッチ44の接続関係や、TM
波及びTE波に対する制御スイッチ20の動作状態を任意好
適に設定することによって、入力ポート501、502から入
力された光(入力信号)X及びYを、出力ポート561、5
62のいずれかの出力ポートから選択的に出力させること
が出来る。
The connection relationship between the front stage switch 42 and the rear stage switch 44, TM
Light (input signals) X and Y input from the input ports 501 and 502 are output to the output ports 561 and 5 by setting the operating state of the control switch 20 for waves and TE waves arbitrarily and appropriately.
It can be selectively output from any of the 62 output ports.

第三実施例 (全体構成の説明) 第三実施例では、前段及び後段の光マトリクススイッ
チを、簡約化されたツリー構成の光マトリクススイッチ
とした例につき説明する。この実施例では、特願昭61−
267700に提案されている発明の実施例のひとつを、この
第一発明の構成成分である光マトリクススイッチに適用
した。
Third Embodiment (Explanation of Overall Configuration) In the third embodiment, an example in which the optical matrix switches in the front stage and the rear stage are simplified optical matrix switches will be described. In this embodiment, Japanese Patent Application No. 61-
One of the embodiments of the invention proposed in 267700 was applied to the optical matrix switch which is a constituent of the first invention.

第9図は第三実施例の構成を模式的に示す平面図であ
る。尚、上述した第一及び第二実施例の構成成分と対応
する構成成分については同一の符号を付して示し、その
詳細な説明を省略する。
FIG. 9 is a plan view schematically showing the constitution of the third embodiment. The constituents corresponding to those of the first and second embodiments described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

同図において、60は光マトリクススイッチ装置を示
し、この光マトリクススイッチ装置60は、簡約化された
ツリー構成の前段光マトリクススイッチ62及び後段光マ
トリクススイッチ64と、これら前段スイッチ62及び後段
スイッチ64を直列接続する偏り変更手段26とから成る。
In the figure, reference numeral 60 denotes an optical matrix switch device, and this optical matrix switch device 60 includes a simplified tree-structured front stage optical matrix switch 62 and rear stage optical matrix switch 64, and these front stage switch 62 and rear stage switch 64. And a bias changing means 26 connected in series.

前段スイッチ62及び後段スイッチ64は強誘電体結晶基
板12を用いて構成されている。
The front stage switch 62 and the rear stage switch 64 are configured by using the ferroelectric crystal substrate 12.

前段スイッチ42は、基板12と、1×2入力側制御光ス
イッチ66及び2×1出力側制御光スイッチ68と、これら
スイッチ66及び68を接続するための2×2制御光スイッ
チ70とを備え、1個の入力側光スイッチ66に対して、全
ての出力側光スイッチ68が2×2光スイッチ70を介して
接続されるようなツリー構成を有する。この前段スイッ
チ62を構成するため、例えば上述した反転Δβ方向性結
合型の2×2光スイッチ素子21を、1×2入力側光スイ
ッチ66、2×1出力側光スイッチ68及び2×2光スイッ
チ70として用いる。
The front stage switch 42 includes a substrate 12, a 1 × 2 input side control optical switch 66 and a 2 × 1 output side control optical switch 68, and a 2 × 2 control optical switch 70 for connecting these switches 66 and 68. It has a tree structure in which all the output side optical switches 68 are connected to one input side optical switch 66 via the 2 × 2 optical switch 70. In order to configure the front-stage switch 62, for example, the above-mentioned inverted Δβ directional coupling type 2 × 2 optical switch element 21 is used as a 1 × 2 input side optical switch 66, 2 × 1 output side optical switch 68 and 2 × 2 optical switch. Used as the switch 70.

図にも示すように、この実施例では、スイッチ66、6
8、70を各4個基板12に設け、例えば、これらスイッチ6
6、68、70を4行3列に配列して次に述べるように接続
する。すなわち、第1行及び第2行の入力側光スイッチ
66をそれぞれ、第1行及び第2行の光スイッチ70の双方
に接続し、同様に第3行及び第4行の入力側光スイッチ
66をそれぞれ、第3行及び第4行の光スイッチ70の双方
に接続する。そして、第1行及び第3行の光スイッチ70
を、それぞれ第1行及び第3行の出力側光スイッチ68の
双方に、さらに、第2行及び第4行の光スイッチ70をそ
れぞれ、第2行及び第4行の出力側光スイッチ68の双方
に接続する。これらスイッチ66、68、70の接続は、導波
路72を介して行なう。
As shown in the figure, in this embodiment, the switches 66, 6
8 and 70 are provided on each of the four substrates 12, for example, these switches 6
Arrange 6, 68 and 70 in 4 rows and 3 columns and connect as described below. That is, the input side optical switches of the first and second rows
66 is connected to both the optical switches 70 of the first and second rows, respectively, and the input side optical switches of the third and fourth rows are similarly connected.
66 are connected to both the third and fourth row optical switches 70, respectively. Then, the optical switches 70 of the first and third rows
To the output side optical switches 68 of the first and third rows, respectively, and the optical switches 70 of the second and fourth rows, respectively, of the output side optical switches 68 of the second and fourth rows, respectively. Connect to both sides. The switches 66, 68 and 70 are connected via the waveguide 72.

後段スイッチ64も、前段スイッチ62と同様にして、基
板12、光スイッチ66、68及び70を備えた構成とする。
Similarly to the front-stage switch 62, the rear-stage switch 64 also includes the substrate 12 and the optical switches 66, 68, and 70.

さらに、前段スイッチ62及び後段スイッチ64を、例え
ば同一行番号の前段スイッチ62の出力側光スイッチ68と
後段スイッチ64の入力側光スイッチ66とを接続するよう
に、偏り変更手段26を介して直列接続する。この接続
は、軸Sが90゜ねじれた状態の偏り変更手段26を介して
行なう。
Further, the front-stage switch 62 and the rear-stage switch 64 are connected in series via the bias changing means 26 so that, for example, the output-side optical switch 68 of the front-stage switch 62 and the input-side optical switch 66 of the rear-stage switch 64 of the same row number are connected. Connecting. This connection is made through the bias changing means 26 in which the shaft S is twisted by 90 °.

前段スイッチ62の入力側光スイッチ66はそれぞれ、装
置60の入力ポート741、742、743、744に、さらに後段ス
イッチ64の出力側光スイッチ68はそれぞれ、装置60の出
力ポート761、762、763、764に接続されている。
The input side optical switch 66 of the front stage switch 62 is respectively to the input ports 741, 742, 743, 744 of the device 60, and the output side optical switch 68 of the rear stage switch 64 is respectively the output ports 761, 762, 763 of the device 60. Connected to the 764.

そして、TM波透過型の漏れ光排除手段58を、任意好適
な漏れ光の伝搬経路上に設ける。図示例の場合、第1行
の光スイッチ20及び第3行の光スイッチ68の間、第2行
の光スイッチ20及び第4行の光スイッチ68の間、第3行
の光スイッチ20及び第1行の光スイッチ68の間、及び第
4行の光スイッチ20及び第2行の光スイッチ68の間に設
けている。漏れ光排除手段58は必ずしも設けなくとも良
い。
Then, the TM wave transmission type leak light eliminating means 58 is provided on an arbitrary and suitable leak light propagation path. In the case of the illustrated example, between the first row optical switch 20 and the third row optical switch 68, between the second row optical switch 20 and the fourth row optical switch 68, and between the third row optical switch 20 and the third row optical switch 68. They are provided between the optical switches 68 in the first row and between the optical switches 20 in the fourth row and the optical switches 68 in the second row. The leakage light elimination means 58 does not necessarily have to be provided.

上述のように構成される第三実施例においても、同一
実施例と同様の効果が得られる。
Also in the third embodiment configured as described above, the same effect as the same embodiment can be obtained.

(動作例) 第10図は、この実施例の動作の例の説明図である。以
下の説明では、例えば光スイッチ素子21を用いて構成さ
れる光スイッチ66、68、70がTM波に対しては動作電圧に
応じてBar或はCross状態で選択的に動作しTE波に対して
は動作電圧にかかわらずCross状態でしか動作しないよ
うに、作成されている場合につき説明する。さらに以下
の説明では、信号光の、互いに直交する2つの偏光成分
X、Yであって、前段スイッチ10においてはTM波である
偏光成分Xを一方の光X、また前段スイッチ10において
はTE波である偏光成分Yを他方の光Yと称する。
(Example of Operation) FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of the operation of this embodiment. In the following description, for example, optical switches 66, 68, 70 configured using the optical switch element 21 selectively operate in the Bar or Cross state according to the operating voltage for TM waves and for TE waves. In the following, the case where it is created so that it operates only in the Cross state regardless of the operating voltage will be described. Further, in the following description, two polarization components X and Y of the signal light which are orthogonal to each other, and the polarization component X which is the TM wave in the front stage switch 10 is one light X, and the TE component in the front stage switch 10. The polarization component Y which is is referred to as the other light Y.

第10図に示すように、例えば、一方の光X及び他方の
光Yを入力ポート741から入力して出力ポート763から出
力する場合には、TM波として入力された一方の光Xの伝
搬経路を前段スイッチ62の光スイッチ66、70によって制
御することによって、一方の光Xを第1行の入力側光ス
イッチ66から第3行の出力側光スイッチ68へ伝搬させ、
この前段スイッチ62の出力側光スイッチ68から後段スイ
ッチ64の第3行の入力側光スイッチ66に入力させる。一
方の光Xは偏り変更手段26によってTM波からTE波に変換
されて後段スイッチ64の入力側光スイッチ66に入力され
るので、後段スイッチ64ではその伝搬経路を制御されず
直進して第三行の出力側光スイッチ68に入力される。そ
して、この出力ポート側光スイッチ68を介し、出力ポー
ト763から出力される。一方、TE波として前段スイッチ6
2に入力された他方の光Yは、前段スイッチ62ではその
伝搬経路を制御されず直進して、従って第1行の入力側
光スイッチ66から第1行の出力側光スイッチ68へ入力さ
れ、そして、この前段スイッチ62の出力側光スイッチ68
から後段スイッチ64の第1行の入力側光スイッチ66に入
力される。他方の光Yは偏り変更手段26によってTE波か
らTM波に変換されて後段スイッチ64に入力されるので、
その伝搬経路を後段スイッチ64の光スイッチ66、70によ
って制御することによって、第1行の入力側光スイッチ
66から第3行の出力側光スイッチ68へ入力させることが
出来る。他方の光Yはこの出力側光スイッチ68を介し、
出力ポート763から出力される。
As shown in FIG. 10, for example, when one light X and the other light Y are input from the input port 741 and output from the output port 763, the propagation path of the one light X input as the TM wave is obtained. Is controlled by the optical switches 66 and 70 of the front stage switch 62 to propagate one light X from the input side optical switch 66 of the first row to the output side optical switch 68 of the third row,
The input side optical switch 68 of the front stage switch 62 is made to input to the input side optical switch 66 of the third row of the rear stage switch 64. One light X is converted from the TM wave to the TE wave by the polarization changing means 26 and is input to the input side optical switch 66 of the rear stage switch 64. Therefore, the propagation path of the rear stage switch 64 is not controlled and goes straight to the third stage. Input to the output side optical switch 68 of the row. Then, it is output from the output port 763 via the output port side optical switch 68. On the other hand, as TE wave, the front switch 6
The other light Y input to 2 goes straight without its propagation path being controlled by the front stage switch 62, and thus is input from the input side optical switch 66 of the first row to the output side optical switch 68 of the first row, And the optical switch 68 on the output side of the front stage switch 62
Is input to the input side optical switch 66 in the first row of the rear stage switch 64. The other light Y is converted from the TE wave to the TM wave by the bias changing means 26 and is input to the post-stage switch 64.
By controlling the propagation path by the optical switches 66 and 70 of the post-stage switch 64, the input side optical switch of the first row
Input from 66 to the output side optical switch 68 in the third row. The other light Y passes through the output side optical switch 68,
Output from output port 763.

一方の光XがTE波として後段スイッチ64の光スイッチ
70を通過するとき生ずる漏れ光X1と、他方の光YがTE波
として前段スイッチ62の光スイッチ70を通過するとき生
ずる漏れ光Y1とは、漏れ光排除手段58がTM波しか透過し
ないので、TE波である漏れ光X1及びY1は除去される。漏
れ光X1、Y1は漏れ光排除手段58を介して基板12へ逃げ
る。また、直進方向の4つの伝搬経路(例えば入力ポー
ト741から出力ポート761に至る伝搬経路)にあっては、
任意の二つの直進方向の、伝搬経路の一方から他方の伝
搬経路へ漏れ光が混入しようとする場合、必ず二つの制
御光スイッチを通過しなければならないので、漏れ光の
混入は非常に僅かであり、従って、これら任意の二つの
直進方向の伝搬経路間でクロストークはほとんど生じな
い。
One optical X is a TE wave and is an optical switch of the rear stage switch 64.
The leaked light X 1 generated when passing through 70 and the leaked light Y 1 generated when the other light Y passes through the optical switch 70 of the pre-stage switch 62 as a TE wave are the leaked light excluding means 58 that transmits only the TM wave. Therefore, the leaked lights X 1 and Y 1 which are TE waves are removed. The leaked lights X 1 and Y 1 escape to the substrate 12 via the leaked light excluding means 58. Further, in the four propagation paths in the straight traveling direction (for example, the propagation path from the input port 741 to the output port 761),
When leak light is going to be mixed from one propagation path to the other propagation path in any two straight traveling directions, it is necessary to pass through two control optical switches. Yes, so there is almost no crosstalk between these two arbitrary propagation paths.

前段スイッチ62及び後段スイッチ64の接続関係や、TM
波及びTE波に対する制御光スイッチ66、68、70の動作状
態を任意好適に設定することによって、入力ポート74
1、742、743、744から入力された光(入力信号)X及び
Yを、出力ポート761、762、763、764のいずれかの出力
ポートから選択的に出力させることが出来る。
Connection relationship between the front stage switch 62 and the rear stage switch 64, TM
Input port 74 by arbitrarily setting the operating states of the control optical switches 66, 68, 70 for waves and TE waves.
Light (input signals) X and Y input from 1, 742, 743, and 744 can be selectively output from any one of the output ports 761, 762, 763, and 764.

第三実施例の変形例 第11図は第三実施例における前段及び後段の光マトリ
クススイッチの変形例の説明図であり、その構成を模式
的に示す。この変形例では、特願昭61−267700に提案さ
れている発明の実施例のひとつを、前段及び後段光マト
リクススイッチに適用する。
Modified Example of Third Embodiment FIG. 11 is an explanatory view of a modified example of the optical matrix switches at the front stage and the rear stage in the third embodiment, and schematically shows the configuration thereof. In this modification, one of the embodiments of the invention proposed in Japanese Patent Application No. 61-267700 is applied to the front and rear optical matrix switches.

同図において、74は光マトリクススイッチであり、強
誘電体結晶基板12を用いて構成される。この光マトリク
ススイッチ74を前段及び後段の光マトリクススイッチと
して用いる。
In the figure, reference numeral 74 is an optical matrix switch, which is configured using the ferroelectric crystal substrate 12. The optical matrix switch 74 is used as an optical matrix switch in the front and rear stages.

この光マトリクススイッチ74は、スイッチ74の入力側
に設けた1×2入力側制御光スイッチ76及び出力側に設
けた2×1出力側制御光スイッチ78と、これらスイッチ
76及び78の間に設けた4×4単位マトリクス制御スイッ
チ80とを備えて成る。1個の入力側光スイッチ76に対し
て、全ての出力側光スイッチ78が単位トリクススイッチ
80を介して接続されるようなツリー構成を有する。入力
側光スイッチ76はそれぞれスイッチ74の入力ポート82に
及び出力側光スイッチ78はそれぞれスイッチ74の出力ポ
ート84に接続され、任意に選んだ1個の入力ポート82か
ら全ての出力ポート84に至る光の伝搬経路が形成されて
いる。
The optical matrix switch 74 includes a 1 × 2 input side control optical switch 76 provided on the input side of the switch 74, a 2 × 1 output side control optical switch 78 provided on the output side, and these switches.
It comprises a 4 × 4 unit matrix control switch 80 provided between 76 and 78. All output side optical switches 78 are unit trix switches for one input side optical switch 76.
It has a tree structure such that it is connected via 80. The input side optical switch 76 is connected to the input port 82 of the switch 74 and the output side optical switch 78 is connected to the output port 84 of the switch 74, respectively, from one arbitrarily selected input port 82 to all the output ports 84. A light propagation path is formed.

単位マトリクススイッチ80は第9図に示す4×4光マ
トリクススイッチ62、64と同様、入力側光スイッチ66、
2×2光スイッチ70及び出力側光スイッチ68によって構
成され、単位マトリクススイッチ80は2個ずつ1組のグ
ループpを構成する。また入力ポート82は4ポートずつ
1組のグループqを構成する。出力側光スイッチ78は8
個で1組のグループrを構成する。
The unit matrix switch 80 is similar to the 4 × 4 optical matrix switches 62 and 64 shown in FIG.
The unit matrix switch 80 is composed of the 2 × 2 optical switch 70 and the output side optical switch 68, and two unit matrix switches 80 form one group p. The input ports 82 form a group q of four ports each. Output side optical switch 78 is 8
One set constitutes a group r.

グループpの入力ポート82のひとつに入力された光の
伝搬経路は、入力側光スイッチ76によって2つに分岐さ
れグループqの2個の単位マトリクススイッチ80にそれ
ぞれ接続され、グループqの2個の単位マトリクススイ
ッチ80によって8つに分岐され、そしてこの8つに分岐
された伝搬経路がグループrの出力側光スイッチ78を介
し8個の出力ポート84にそれぞれ接続される。
The propagation path of the light input to one of the input ports 82 of the group p is branched into two by the input side optical switch 76 and connected to the two unit matrix switches 80 of the group q. The unit matrix switch 80 branches into eight, and the eight branched propagation paths are respectively connected to eight output ports 84 via the output side optical switch 78 of the group r.

この実施例の光マトリクススイッチ74は、2組のグル
ープp、2組のグループq及び1組のグループrを備
え、1組のグループrの出力側光スイッチ78を重複使用
することによって、グループpの入力ポートの任意の入
力ポートから8つの出力ポートに至る伝搬経路が形成さ
れている。
The optical matrix switch 74 of this embodiment includes two groups p, two groups q, and one group r, and the output side optical switches 78 of one group r are redundantly used to form the group p. Propagation paths are formed from any of the input ports to the eight output ports.

前段の光マトリクススイッチとして用いられる光マト
リクススイッチ74の出力ポートを、後段の光マトリクス
スイッチとして用いられる光マトリクススイッチ74の入
力ポートとそれぞれ1対1に対応付け、偏り偏光手段を
介し接続し、以って第一発明の光マトリクススイッチ装
置を構成するようにしても良い。
The output ports of the optical matrix switch 74 used as the optical matrix switch in the previous stage are associated with the input ports of the optical matrix switch 74 used as the optical matrix switch in the subsequent stage in a one-to-one correspondence, and are connected via the polarization polarization means. Thus, the optical matrix switch device of the first invention may be configured.

<第二発明> 実施例1 以下、第1図を参照して第二発明の実施例1の構成に
つき概略的に説明する。
<Second Invention> First Embodiment Hereinafter, the configuration of a first embodiment of the second invention will be schematically described with reference to FIG.

この実施例の光マトリクススイッチ装置28は、化合物
半導体結晶基板12を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光が入力される前段の光マトリクススイ
ッチ(以下、単に前段スイッチと称す)10と、化合物半
導体結晶基板12を用いて構成され、互いに直交する偏り
方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学効
果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクススイッ
チ(以下、単に後段スイッチと称す)24と、これら前段
スイッチ10及び後段スイッチ24を直列接続すると共に、
前段スイッチ10の制御光スイッチ20から出力された偏光
の偏り方向を90゜回転させて後段スイッチ24の制御光ス
イッチ20に入力する偏り偏光手段26とを備えて成る。
The optical matrix switch device 28 of this embodiment is configured by using the compound semiconductor crystal substrate 12, and the polarization of the electro-optic effect having a polarization direction orthogonal to each other and the polarization of the electro-optic effect having a small polarization are input. An optical matrix switch (hereinafter simply referred to as a front stage switch) 10 and a compound semiconductor crystal substrate 12 are used to input polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect, which have polarization directions orthogonal to each other. The following optical matrix switch (hereinafter, simply referred to as a rear switch) 24 to be connected, and the front switch 10 and the rear switch 24 are connected in series,
The polarized light output from the control light switch 20 of the front stage switch 10 is rotated by 90 ° and is input to the control light switch 20 of the rear stage switch 24.

そして前段スイッチ10及び後段スイッチ24の制御光ス
イッチ20を、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー
状態(Bar状態)或はクロス状態(Cross状態)で選択的
に動作し、かつ、電気光学効果の小なる偏光に対しては
バー状態(Bar状態)及びクロス状態(Cross状態)のい
ずれか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとし
ている。ここで、電気光学効果が小となるとは、電気光
学効果が実質的にない場合も含んだ意味を有する。
Then, the control optical switch 20 of the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24 is selectively operated in a bar state (Bar state) or a cross state (Cross state) with respect to polarized light having a large electro-optical effect, and is electrically operated. For polarized light with a small optical effect, it is an optical switch that operates non-selectively in one of the bar state (Bar state) and cross state (Cross state). Here, that the electro-optical effect is small has a meaning including a case where the electro-optical effect is substantially absent.

この実施例では、前段スイッチ10を構成するため、化
合物半導体結晶基板12として例えばGaAs基板を用意し、
この基板12に例えばリッヂ(Ridge)型の入出力導波路1
4を形成し、各入出力導波路14に2個ずつ制御光スイッ
チ20を設ける。
In this embodiment, in order to configure the pre-stage switch 10, for example, a GaAs substrate is prepared as the compound semiconductor crystal substrate 12,
For example, a Ridge type input / output waveguide 1 is provided on the substrate 12.
4 are formed, and two control optical switches 20 are provided in each input / output waveguide 14.

そして制御スイッチ20を、第一群I及び第二群IIにグ
ループ分けし、第一群Iの制御スイッチ20と、第二群II
の制御スイッチ20とを連絡導波路22を介して接続する。
図にも示すように、第一群Iの同一行に設けた制御スイ
ッチ20と、第二群IIの各行から1個ずつ重複しないよう
に選んだ制御スイッチ20とを、1対1に対応付けして接
続する。
Then, the control switches 20 are divided into a first group I and a second group II, and the control switches 20 of the first group I and the second group II are grouped.
The control switch 20 is connected via the communication waveguide 22.
As shown in the figure, the control switches 20 provided in the same row of the first group I and the control switches 20 selected so as not to overlap one by one from each row of the second group II are associated one to one. And connect.

前段スイッチ10は、上述のように構成される基板12、
入出力導波路14、制御スイッチ20及び連絡導波路22から
成る。後段スイッチ24も、前段スイッチ10と同様、基板
12、入出力導波路14、光スイッチ素子20及び連絡導波路
22を備えて成る。
The pre-stage switch 10 includes the substrate 12 configured as described above,
It is composed of an input / output waveguide 14, a control switch 20, and a communication waveguide 22. The rear switch 24 also has the same board as the front switch 10.
12, input / output waveguide 14, optical switch element 20 and connecting waveguide
Consists of 22.

この実施例の光マトリクススイッチ装置28にあって
は、前段スイッチ10の入出力導波路の右端18と、後段ス
イッチ24の入出力導波路の左端16とを、1対1に対応付
けて偏り変更手段26によってそれぞれ接続する。そし
て、前段スイッチ10における入出力導波路14の左端161
及び162を、光マトリクススイッチ装置28の入力ポート
として、かつ後段スイッチ24における入出力導波路14の
右端183及び184を、光マトリクススイッチ装置28の出力
ポートとする。
In the optical matrix switch device 28 of this embodiment, the right end 18 of the input / output waveguide of the front stage switch 10 and the left end 16 of the input / output waveguide of the rear stage switch 24 are biased in one-to-one correspondence. Each is connected by means 26. Then, the left end 161 of the input / output waveguide 14 in the front stage switch 10
, 162 as input ports of the optical matrix switch device 28, and right ends 183 and 184 of the input / output waveguides 14 in the post-stage switch 24 as output ports of the optical matrix switch device 28.

尚、上述のように構成されたこの実施例1の光マトリ
クススイッチ装置28における各構成成分の接続関係は、
第一発明の第一実施例と同様と成っており、従ってこの
実施例1の光マトリクススイッチ装置28における光の伝
搬経路は、第一発明の第一実施例と同様に形成されてい
る。
The connection relationship of each component in the optical matrix switch device 28 of the first embodiment configured as described above is as follows.
This is the same as the first embodiment of the first invention, and therefore the light propagation path in the optical matrix switch device 28 of the first embodiment is formed similarly to the first embodiment of the first invention.

化合物半導体結晶基板12としてGaAs基板を用いた場
合、電気光学効果の大なる偏光はTE波であって、電気光
学効果の小なる偏光はTM波であることが知られている。
従って、前段スイッチ10に入力されたTE波に対しては、
前段スイッチ10においてその伝搬経路を選択的に変更
し、かつ、前段スイッチ10に入力されたTM波に対して
は、偏り変更手段26によりその偏り方向を90゜回転させ
てTE波に変換した後に後段スイッチ24においてその伝搬
経路を選択的に変更するようにすれば、化合物半導体結
晶基板12としてGaAs基板を用いた場合にも、電気光学効
果を利用して偏波依存性のないスイッチング動作を実現
できる。
It is known that when a GaAs substrate is used as the compound semiconductor crystal substrate 12, the polarized light having a large electro-optical effect is a TE wave and the polarized light having a small electro-optical effect is a TM wave.
Therefore, for the TE wave input to the front stage switch 10,
After selectively changing its propagation path in the front-stage switch 10 and converting the TM wave input to the front-stage switch 10 into a TE wave by rotating the deviation direction by 90 ° by the deviation changing means 26. By selectively changing the propagation path in the post-stage switch 24, even when a GaAs substrate is used as the compound semiconductor crystal substrate 12, a switching operation without polarization dependence is realized by utilizing the electro-optic effect. it can.

ここで信号光の、互いに直交する2つの偏光成分X、
Yであって、前段スイッチ10においてはTE波である偏光
成分Xを一方の光X、また前段スイッチ10においてはTM
波である偏光成分Yを他方の光Yと表せば、上述のよう
に構成された光マトリクススイッチ装置28においては、
一方の光X及び他方の光Yを、偏り変更手段26を介し
て、前段スイッチ10から後段スイッチ24へ入力する。
Here, two polarization components X of the signal light, which are orthogonal to each other,
Y, and the polarization component X, which is a TE wave in the front stage switch 10, is converted into one light X, and in the front stage switch 10, TM
If the polarization component Y which is a wave is expressed as the other light Y, in the optical matrix switch device 28 configured as described above,
One light X and the other light Y are input from the front stage switch 10 to the rear stage switch 24 via the deviation changing means 26.

従って一方の光Xは、前段スイッチ10内を伝搬すると
き電気光学効果の大なるTE波の状態で伝搬し、また後段
スイッチ24内を伝搬するとき電気光学効果の小なるTM波
の状態で伝搬する。さらに他方の光Yは、前段スイッチ
10内を伝搬するとき電気光学効果の小なるTM波の状態で
伝搬し、また後段スイッチ24内を伝搬するとき電気光学
効果の大なるTE波の状態で伝搬する。
Therefore, one light X propagates in a TE wave state having a large electro-optical effect when propagating in the front-stage switch 10 and in a TM wave state having a small electro-optical effect when propagating in the rear-stage switch 24. To do. The other light Y is the front switch
When propagating in 10, it propagates in the state of a TM wave having a small electro-optical effect, and when propagating in the post-stage switch 24, it propagates in a state of a TE wave having a large electro-optical effect.

そして前段スイッチ10及び後段スイッチ24を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の大なるTE
波に対しては、Bar状態或はCross状態で選択的に動作す
る。従って一方の光Xに対しては前段スイッチ10の制御
光スイッチ20により電気光学効果を利用して伝搬経路を
選択的に変更でき、かつ、他方の光Yに対しては後段ス
イッチ24の制御光スイッチ20により電気光学効果を利用
して伝搬経路を選択的に変更できる。
The control optical switch 20 that constitutes the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24 is a TE having a large electro-optical effect.
For waves, it operates selectively in the Bar state or Cross state. Therefore, for one light X, the control light switch 20 of the front stage switch 10 can selectively change the propagation path by utilizing the electro-optic effect, and for the other light Y, the control light of the rear stage switch 24 can be used. The switch 20 allows the propagation path to be selectively changed by utilizing the electro-optic effect.

従って化合物半導体結晶基板12を用いて前段スイッチ
10及び後段スイッチ24を構成している場合でも、一方の
光X及び他方の光Yをそれぞれ、電気光学効果の大なる
TE波の状態のときに伝搬経路を選択的に変更できるの
で、電気光学効果を利用して偏波依存性のないスイッチ
ング動作を実現できる。
Therefore, the compound semiconductor crystal substrate 12 is used to
Even when the 10 and the latter stage switch 24 are configured, one of the light X and the other light Y has a large electro-optical effect.
Since the propagation path can be selectively changed in the TE wave state, it is possible to realize switching operation without polarization dependence by utilizing the electro-optic effect.

しかも前段スイッチ10及び後段スイッチ24を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の小なるTM
波に対しては、Bar状態及びCross状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作する。従って一方の光Xに対して
は後段スイッチ24の制御光スイッチ20により当該後段ス
イッチ24の特定の入出力ポート間を接続する固定された
伝搬経路を提供でき、かつ、他方の光Yに対しては前段
スイッチ10の制御光スイッチ20により当該前段スイッチ
10の特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供できる。
Moreover, the control optical switch 20 that constitutes the front-stage switch 10 and the rear-stage switch 24 are both TM with a small electro-optical effect.
For waves, it operates non-selectively in either the Bar state or the Cross state. Therefore, for one light X, the control light switch 20 of the latter switch 24 can provide a fixed propagation path connecting between the specific input / output ports of the latter switch 24, and for the other light Y. Is a control optical switch 20 of the front stage switch 10
A fixed propagation path can be provided that connects between 10 specific input / output ports.

従って一方の光Xの伝搬経路を、前段スイッチ10にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置28の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Xに対して形成できる。さらに他方の光Yの伝
搬経路を、後段スイッチ24において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置28の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Yに対して形成
できる。
Therefore, by selectively changing the propagation path of one light X in the front stage switch 10, a propagation path connecting desired input / output ports of the optical matrix switch device 28 can be formed for one light X. Further, by selectively changing the propagation path of the other light Y in the post-stage switch 24, the propagation path connecting the desired input / output ports of the optical matrix switch device 28 can be formed for the other light Y.

制御光スイッチ20の構成は問わないが、制御光スイッ
チ20として単一電極型又は反転Δβ電極型の制御電極を
有する光スイッチを用いて構成するのが良い。
The configuration of the control light switch 20 is not limited, but it is preferable to use, as the control light switch 20, an optical switch having a control electrode of a single electrode type or an inverted Δβ electrode type.

また上述した実施例では、化合物半導体結晶基板12と
してGaAs基板を用いており従って電気光学効果の大なる
偏光はTE波及び電気光学効果の小なる偏光はTM波である
ので、制御光スイッチ20として、TE波に対しCross状態
或はBar状態で選択的に動作し、かつ、TM波に対しCross
状態及びBar状態のいずれか一方で非選択的に動作する
光スイッチを作成するようにしたが、制御光スイッチ20
の動作条件及び作成条件は基板材料に応じて任意好適に
変更して良い。
Further, in the above-described embodiment, since the GaAs substrate is used as the compound semiconductor crystal substrate 12, the polarized light having a large electro-optical effect is the TE wave and the polarized light having a small electro-optical effect is the TM wave, so that the control optical switch 20 is used. , Selective operation for TE wave in Cross state or Bar state, and Cross for TM wave
Although the optical switch that operates non-selectively in either the state or the bar state is created, the control optical switch 20
The operating conditions and the production conditions may be arbitrarily changed according to the substrate material.

実施例2 以下、第7図を参照して、第二発明の実施例2の構成
につき概略的に説明する。
Second Embodiment Hereinafter, a configuration of a second embodiment of the second invention will be schematically described with reference to FIG.

この実施例2の光マトリクススイッチ装置40は、化合
物半導体結晶基板12を用いて構成される前段スイッチ4
2、化合物半導体結晶基板12を用いて構成される後段ス
イッチ44及び偏り変更手段26を備えて成る。
The optical matrix switch device 40 according to the second embodiment includes a pre-stage switch 4 including a compound semiconductor crystal substrate 12.
2. The post-stage switch 44 and the bias changing means 26 configured by using the compound semiconductor crystal substrate 12.

前段スイッチ42は、基板12と、この基板12に設けられ
る行方向の2本の入出力導波路46及び列方向の2本の入
出力導波路48と、これら導波路46及び48の交点にそれぞ
れ設けられる4個の制御光スイッチ20とから成り、クロ
スバー型の構成を有する。後段スイッチ44も、前段スイ
ッチ42と同様、基板12、2本の入出力導波路46、2本の
入出力導波路48、4個の制御光スイッチ20とから成る、
クロスバー型の構成を有する。導波路としては例えばリ
ッヂ型の導波路を用いる。
The pre-stage switch 42 includes a substrate 12, two input / output waveguides 46 in the row direction and two input / output waveguides 48 in the column direction, which are provided on the substrate 12, respectively, at the intersections of the waveguides 46 and 48, respectively. It is composed of four control light switches 20 provided and has a crossbar type configuration. Similarly to the front stage switch 42, the rear stage switch 44 also includes the substrate 12, two input / output waveguides 46, two input / output waveguides 48, and four control optical switches 20,
It has a crossbar type configuration. For example, a ridge type waveguide is used as the waveguide.

後段スイッチ44にあっては、出力導波路48の上端54と
第1行の制御スイッチ20との間の入出力導波路48に漏れ
光排除手段58、例えばTM波透過型の偏光フィルタを設け
る。偏光フィルタは従来周知の種々のものを用いても良
い。また漏れ光排除手段58として従来周知の種々のモー
ドフィルタを用いても良い。漏れ光排除手段58の配設位
置は漏れ光を排除出来る任意好適な光の伝搬経路上の位
置として良い。例えば、TE波透過型の漏れ光排除手段58
を前段スイッチ42における出力導波路48の上端54と第1
行の制御スイッチ20との間に配置して入出力導波路48に
設けても良い。
In the latter-stage switch 44, a leakage light elimination means 58, for example, a TM wave transmission type polarization filter is provided in the input / output waveguide 48 between the upper end 54 of the output waveguide 48 and the control switch 20 in the first row. As the polarizing filter, various conventionally known ones may be used. Further, various conventionally known mode filters may be used as the leaked light eliminating means 58. The leakage light excluding means 58 may be arranged at any suitable position on the propagation path of light that can eliminate the leakage light. For example, TE wave transmission type leak light elimination means 58
The upper end 54 of the output waveguide 48 in the front stage switch 42 and the first
It may be arranged between the row control switch 20 and the input / output waveguide 48.

前段スイッチ42及び後段スイッチ44は、軸Sが90゜ね
じれた状態の偏り変更手段26を介し直列に接続される。
The front stage switch 42 and the rear stage switch 44 are connected in series via the bias changing means 26 in a state where the shaft S is twisted by 90 °.

そして、前段スイッチ42の入出力導波路46の左端50を
光マトリクススイッチ装置40の入力ポート501、502と
し、後段スイッチ44の入出力導波路48の下端56を光マト
リクススイッチ装置40の出力ポート561、562とする。
The left end 50 of the input / output waveguide 46 of the front stage switch 42 is used as the input ports 501 and 502 of the optical matrix switch device 40, and the lower end 56 of the input / output waveguide 48 of the rear stage switch 44 is used as the output port 561 of the optical matrix switch device 40. , 562.

尚、上述のように構成されたこの実施例2の光マトリ
クススイッチ装置40における各構成成分の接続関係は、
第一発明の第二実施例と同様と成っており、従ってこの
実施例2の光マトリクススイッチ装置40における光の伝
搬経路は、第一発明の第二実施例と同様に形成されてい
る。
The connection relationship of each component in the optical matrix switch device 40 of the second embodiment configured as described above is as follows.
This is the same as the second embodiment of the first invention, and therefore the light propagation path in the optical matrix switch device 40 of the second embodiment is formed similarly to the second embodiment of the first invention.

この実施例でも、化合物半導体結晶基板12としてGaAs
基板を用いる。従って電気光学効果の大なる偏光はTE
波、電気光学効果の小なる偏光はTM波となるので、前段
スイッチ42に入力されたTE波に対しては、前段スイッチ
42においてその伝搬経路を選択的に変更し、かつ、前段
スイッチ42に入力されたTM波に対しては、偏り変更手段
26によりその偏り方向を90゜回転させてTE波に変換した
後に後段スイッチ44においてその伝搬経路を選択的に変
更するようにすれば、GaAs基板を用いた場合にも、電気
光学効果を利用して偏波依存性のないスイッチング動作
を実現できる。
Also in this embodiment, GaAs is used as the compound semiconductor crystal substrate 12.
A substrate is used. Therefore, the polarized light with a large electro-optical effect is TE
Waves and polarized waves with a small electro-optic effect are TM waves, so the TE switch input to the switch 42 is
In 42, the propagation path is selectively changed, and for the TM wave input to the preceding stage switch 42, the bias changing means
By rotating the bias direction by 90 ° by 26 and converting to TE wave, the propagation path can be selectively changed in the post-stage switch 44, so that the electro-optical effect can be utilized even when the GaAs substrate is used. As a result, switching operation without polarization dependency can be realized.

ここで信号光の、互いに直交する2つの偏光成分X、
Yであって、前段スイッチ42においてはTE波である偏光
成分Xを一方の光X、また前段スイッチ42においてはTM
波である偏光成分Yを他方の光Yと表せば、前段スイッ
チ42及び後段スイッチ44を構成する制御光スイッチ20は
いずれも、電気光学効果の大なるTE波に対しては、Bar
状態或はCross状態で選択的に動作するので、一方の光
Xに対しては前段スイッチ42の制御光スイッチ20により
電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更でき、
かつ、他方の光Yに対しては後段スイッチ44の制御光ス
イッチ20により電気光学効果を利用して伝搬経路を選択
的に変更できる。
Here, two polarization components X of the signal light, which are orthogonal to each other,
Y and the polarization component X, which is a TE wave in the front stage switch 42, is transmitted to one light X, and in the front stage switch 42, TM
If the polarization component Y, which is a wave, is expressed as the other light Y, the control optical switch 20 that configures the front-stage switch 42 and the rear-stage switch 44 is a bar for a TE wave having a large electro-optical effect.
Since it selectively operates in the state or the Cross state, the control optical switch 20 of the front stage switch 42 can selectively change the propagation path for one light X by utilizing the electro-optical effect.
Further, for the other light Y, the propagation path can be selectively changed by utilizing the electro-optical effect by the control light switch 20 of the post-stage switch 44.

従って前段スイッチ42においてはTE波の状態である一
方の光X及びTM波の状態である他方の光Yをそれぞれ、
電気光学効果の大なるTE波の状態のときに伝搬経路を選
択的に変更できるので、電気光学効果を利用して偏波依
存性のないスイッチング動作を実現できる。
Therefore, in the front stage switch 42, one light X in the TE wave state and the other light Y in the TM wave state are respectively
Since the propagation path can be selectively changed when the TE wave has a large electro-optical effect, it is possible to realize polarization-independent switching operation by utilizing the electro-optical effect.

しかも前段スイッチ42及び後段スイッチ44を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の小なるTM
波に対しては、Bar状態及びCross状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作する。従って一方の光Xに対して
は後段スイッチ44の制御光スイッチ20により当該後段ス
イッチ44の特定の入出力ポート間を接続する固定された
伝搬経路を提供でき、かつ、他方の光Yに対しては前段
スイッチ42の制御光スイッチ20により当該前段スイッチ
42の特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供できる。
Moreover, the control optical switch 20 that constitutes the front-stage switch 42 and the rear-stage switch 44 both have a TM with a small electro-optical effect.
For waves, it operates non-selectively in either the Bar state or the Cross state. Therefore, for one light X, the control optical switch 20 of the latter-stage switch 44 can provide a fixed propagation path connecting between the specific input / output ports of the latter-stage switch 44, and for the other light Y. Is the control optical switch 20 of the front stage switch 42
A fixed propagation path can be provided that connects between 42 specific input / output ports.

従って一方の光Xの伝搬経路を、前段スイッチ42にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置40の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Xに対して形成できる。さらに他方の光Yの伝
搬経路を、後段スイッチ44において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置40の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Yに対して形成
できる。
Therefore, by selectively changing the propagation path of the one light X in the front stage switch 42, the propagation path connecting the desired input / output ports of the optical matrix switch device 40 can be formed for the one light X. Further, by selectively changing the propagation path of the other light Y in the post-stage switch 44, the propagation path connecting the desired input / output ports of the optical matrix switch device 40 can be formed for the other light Y.

従って一方の光Xの伝搬経路を、前段スイッチ42にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置40の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Xに対して形成できる。さらに他方の光Yの伝
搬経路を、後段スイッチ24において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置40の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Yに対して形成
できる。
Therefore, by selectively changing the propagation path of the one light X in the front stage switch 42, the propagation path connecting the desired input / output ports of the optical matrix switch device 40 can be formed for the one light X. Further, by selectively changing the propagation path of the other light Y in the post-stage switch 24, the propagation path connecting the desired input / output ports of the optical matrix switch device 40 can be formed for the other light Y.

制御光スイッチ20の構成は問わないが、制御光スイッ
チ20として単一電極型又は反転Δβ電極型の制御電極を
有する光スイッチを用いて構成するのが良い。
The configuration of the control light switch 20 is not limited, but it is preferable to use, as the control light switch 20, an optical switch having a control electrode of a single electrode type or an inverted Δβ electrode type.

また上述した実施例では、化合物半導体結晶基板12と
してGaAs基板を用いており従って電気光学効果の大なる
偏光はTE波及び電気光学効果の小なる偏光はTM波である
ので、制御光スイッチ20として、TE波に対しCross状態
或はBar状態で選択的に動作し、かつ、TM波に対しCross
状態及びBar状態のいずれか一方で非選択的に動作する
光スイッチを作成するようにしたが、制御光スイッチ20
の動作条件及び作成条件は基板材料に応じて任意好適に
変更して良い。
Further, in the above-described embodiment, since the GaAs substrate is used as the compound semiconductor crystal substrate 12, the polarized light having a large electro-optical effect is the TE wave and the polarized light having a small electro-optical effect is the TM wave, so that the control optical switch 20 is used. , Selective operation for TE wave in Cross state or Bar state, and Cross for TM wave
Although the optical switch that operates non-selectively in either the state or the bar state is created, the control optical switch 20
The operating conditions and the production conditions may be arbitrarily changed according to the substrate material.

実施例3 以下、第9図を参照して、第二発明の実施例3の構成
につき概略的に説明する。
Third Embodiment Hereinafter, a configuration of a third embodiment of the second invention will be schematically described with reference to FIG.

この実施例3の光マトリクススイッチ装置60は、化合
物半導体結晶基板12を用いて構成される前段スイッチ62
と、化合物半導体結晶基板12を用いて構成される後段ス
イッチ64と、偏り変更手段26とから成る。導波路として
は例えばリッヂ型の導波路を用いる。
The optical matrix switch device 60 according to the third embodiment includes a pre-stage switch 62 configured by using the compound semiconductor crystal substrate 12.
And a post-stage switch 64 configured by using the compound semiconductor crystal substrate 12 and a bias changing means 26. For example, a ridge type waveguide is used as the waveguide.

前段スイッチ62は、基板12と、1×2入力側制御光ス
イッチ66及び2×1出力側制御光スイッチ68と、これら
素子66及び68を接続するための2×2制御光スイッチ70
とを備え、1個の入力側光スイッチ66に対して、全ての
出力側光スイッチ68が2×2光スイッチ70を介して接続
されるようなツリー構成を有する。例えば上述した反転
Δβ方向性結合型の2×2光スイッチ素子21を、1×2
入力側光スイッチ66、2×1出力側光スイッチ68及び2
×2光スイッチ70として用いても良いし、単一電極型の
光スイッチを光スイッチ66、68、70として用いても良
い。
The front stage switch 62 includes a substrate 12, a 1 × 2 input side control optical switch 66 and a 2 × 1 output side control optical switch 68, and a 2 × 2 control optical switch 70 for connecting these elements 66 and 68.
And a tree structure in which all output side optical switches 68 are connected to one input side optical switch 66 via the 2 × 2 optical switch 70. For example, the inversion Δβ directional coupling type 2 × 2 optical switch element 21 described above is replaced by 1 × 2
Input side optical switch 66, 2 × 1 output side optical switch 68 and 2
A × 2 optical switch 70 may be used, or a single electrode type optical switch may be used as the optical switches 66, 68, 70.

後段スイッチ64も、前段スイッチ62と同様にして、基
板12、スイッチ66、68及び70を備えて成るツリー構成を
有する。
The rear-stage switch 64 also has a tree structure including the substrate 12, switches 66, 68, and 70, similarly to the front-stage switch 62.

前段スイッチ62及び後段スイッチ64は、軸Sが90゜ね
じれた状態の偏り変更手段26を介し直列接続される。
The front stage switch 62 and the rear stage switch 64 are connected in series via the bias changing means 26 in a state where the shaft S is twisted by 90 °.

前段スイッチ62の入力側光スイッチ66はそれぞれ、装
置60の入力ポート741、742、743、744に、さらに後段ス
イッチ64の出力側光スイッチ68はそれぞれ、装置60の出
力ポート761、762、763、764に接続されている。
The input side optical switch 66 of the front stage switch 62 is respectively to the input ports 741, 742, 743, 744 of the device 60, and the output side optical switch 68 of the rear stage switch 64 is respectively the output ports 761, 762, 763 of the device 60. Connected to the 764.

そして、TE波透過型の漏れ光排除手段58を、任意好適
な漏れ光の伝搬経路上に設ける。図示例の場合、第1行
の光スイッチ70及び第3行の光スイッチ68の間、第2行
の光スイッチ70及び第4行の光スイッチ68の間、第3行
の光スイッチ70及び第1行の光スイッチ68の間、及び第
4行の光スイッチ70及び第2行の光スイッチ68の間に設
けている。
Then, the TE wave transmission type leak light elimination means 58 is provided on an arbitrary and suitable leak light propagation path. In the case of the illustrated example, between the first row optical switch 70 and the third row optical switch 68, between the second row optical switch 70 and the fourth row optical switch 68, and between the third row optical switch 70 and the third row optical switch 70. They are provided between the optical switches 68 in the first row and between the optical switches 70 in the fourth row and the optical switches 68 in the second row.

尚、上述のように構成されたこの実施例3の光マトリ
クススイッチ装置60における各構成成分の接続関係は、
第一発明の第三実施例と同様と成っており、従ってこの
実施例3の光マトリクススイッチ装置60における光の伝
搬経路は、第一発明の第三実施例と同様に形成されてい
る。
The connection relation of each component in the optical matrix switch device 60 of the third embodiment configured as described above is as follows.
This is the same as the third embodiment of the first invention, and therefore the light propagation path in the optical matrix switch device 60 of the third embodiment is formed similarly to the third embodiment of the first invention.

この実施例でも、化合物半導体結晶基板12としてGaAs
基板を用いる。従って電気光学効果の大なる偏光はTE
波、電気光学効果の小なる偏光はTM波となるので、前段
スイッチ62に入力されたTE波に対しては、前段スイッチ
62においてその伝搬経路を選択的に変更し、かつ、前段
スイッチ62に入力されたTM波に対しては、偏り変更手段
26によりその偏り方向を90゜回転させてTE波に変換した
後に後段スイッチ64においてその伝搬経路を選択的に変
更するようにすれば、GaAs基板を用いた場合にも、電気
光学効果を利用して偏波依存性のないスイッチング動作
を実現できる。
Also in this embodiment, GaAs is used as the compound semiconductor crystal substrate 12.
A substrate is used. Therefore, the polarized light with a large electro-optical effect is TE
Waves and polarized light with a small electro-optic effect are TM waves, so the TE switch input to the switch 62 is not
In 62, the propagation path is selectively changed, and for the TM wave input to the front stage switch 62, bias changing means
If the bias direction is selectively changed in the post-stage switch 64 after the bias direction is rotated 90 ° by 26 to convert it to TE wave, the electro-optical effect can be utilized even when the GaAs substrate is used. As a result, switching operation without polarization dependency can be realized.

ここで信号光の、互いに直交する2つの偏光成分X、
Yであって、前段スイッチ62においてはTE波である偏光
成分Xを一方の光X、また前段スイッチ62においてはTM
波である偏光成分Yを他方の光Yと表せば、前段スイッ
チ62及び後段スイッチ64を構成する制御光スイッチ20は
いずれも、電気光学効果の大なるTE波に対しては、Bar
状態或はCross状態で選択的に動作するので、一方の光
Xに対しては前段スイッチ62の制御光スイッチ20により
電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更でき、
かつ、他方の光Yに対しては後段スイッチ64の制御光ス
イッチ20により電気光学効果を利用して伝搬経路を選択
的に変更できる。
Here, two polarization components X of the signal light, which are orthogonal to each other,
Y and the polarization component X, which is a TE wave in the front stage switch 62, is transmitted to one light X, and in the front stage switch 62, TM
If the polarization component Y, which is a wave, is expressed as the other light Y, the control optical switch 20 that configures the front-stage switch 62 and the rear-stage switch 64 is a bar for a TE wave having a large electro-optical effect.
Since it selectively operates in the state or the Cross state, the control optical switch 20 of the front stage switch 62 can selectively change the propagation path for one light X using the electro-optical effect.
Moreover, for the other light Y, the propagation path can be selectively changed by utilizing the electro-optical effect by the control light switch 20 of the post-stage switch 64.

従って前段スイッチ62においてはTE波の状態である一
方の光X及びTM波の状態である他方の光Yをそれぞれ、
電気光学効果の大なるTE波の状態のときに伝搬経路を選
択的に変更できるので、電気光学効果を利用して偏波依
存性のないスイッチング動作を実現できる。
Therefore, in the front stage switch 62, one light X in the TE wave state and the other light Y in the TM wave state are
Since the propagation path can be selectively changed when the TE wave has a large electro-optical effect, it is possible to realize polarization-independent switching operation by utilizing the electro-optical effect.

しかも前段スイッチ62及び後段スイッチ64を構成する
制御光スイッチ20はいずれも、電気光学効果の小なるTM
波に対しては、Bar状態及びCross状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作する。従って一方の光Xに対して
は後段スイッチ64の制御光スイッチ20により当該後段ス
イッチ64の特定の入出力ポート間を接続する固定された
伝搬経路を提供でき、かつ、他方の光Yに対しては前段
スイッチ62の制御光スイッチ20により当該前段スイッチ
62の特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供できる。
Moreover, both the control optical switch 20 that constitutes the front-stage switch 62 and the rear-stage switch 64 have a small electro-optical effect.
For waves, it operates non-selectively in either the Bar state or the Cross state. Therefore, for one light X, the control light switch 20 of the latter switch 64 can provide a fixed propagation path connecting between the specific input / output ports of the latter switch 64, and for the other light Y. Is a control optical switch 20 of the front stage switch 62.
A fixed propagation path can be provided that connects between 62 specific input / output ports.

従って一方の光Xの伝搬経路を、前段スイッチ62にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置60の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Xに対して形成できる。さらに他方の光Yの伝
搬経路を、後段スイッチ64において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置60の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Yに対して形成
できる。
Therefore, by selectively changing the propagation path of one light X in the front stage switch 62, a propagation path connecting desired input / output ports of the optical matrix switch device 60 can be formed for one light X. Further, by selectively changing the propagation path of the other light Y in the post-stage switch 64, a propagation path connecting the desired input / output ports of the optical matrix switch device 60 can be formed for the other light Y.

従って一方の光Xの伝搬経路を、前段スイッチ62にお
いて選択的に変更することにより、光マトリクススイッ
チ装置60の所望の入出力ポート間を接続する伝搬経路を
一方の光Xに対して形成できる。さらに他方の光Yの伝
搬経路を、後段スイッチ64において選択的に変更するこ
とにより、光マトリクススイッチ装置60の所望の入出力
ポート間を接続する伝搬経路を他方の光Yに対して形成
できる。
Therefore, by selectively changing the propagation path of one light X in the front stage switch 62, a propagation path connecting desired input / output ports of the optical matrix switch device 60 can be formed for one light X. Further, by selectively changing the propagation path of the other light Y in the post-stage switch 64, a propagation path connecting the desired input / output ports of the optical matrix switch device 60 can be formed for the other light Y.

また上述した実施例では、化合物半導体結晶基板12と
してGaAs基板を用いており従って電気光学効果の大なる
偏光はTE波及び電気光学効果の小なる偏光はTM波である
ので、制御光スイッチ20として、TE波に対しCross状態
或はBar状態で選択的に動作し、かつ、TM波に対しCross
状態及びBar状態のいずれか一方で非選択的に動作する
光スイッチを作成するようにしたが、制御光スイッチ20
の動作条件及び作成条件は基板材料に応じて任意好適に
変更して良い。
Further, in the above-described embodiment, since the GaAs substrate is used as the compound semiconductor crystal substrate 12, the polarized light having a large electro-optical effect is the TE wave and the polarized light having a small electro-optical effect is the TM wave, so that the control optical switch 20 is used. , Selective operation for TE wave in Cross state or Bar state, and Cross for TM wave
Although the optical switch that operates non-selectively in either the state or the bar state is created, the control optical switch 20
The operating conditions and the production conditions may be arbitrarily changed according to the substrate material.

この実施例3も第一発明の第三実施例の変形例と同様
に変形することが出来る。
The third embodiment can be modified similarly to the modification of the third embodiment of the first invention.

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものでは
なく、設計に応じて各構成成分の構成、形成材料、配設
位置、数値的条件その他の設計条件を任意好適に変更す
ることが出来る。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configuration of each component, forming material, placement position, numerical conditions and other design conditions can be arbitrarily changed according to the design.

例えば基板材料は光学効果を有する、例えばLiNbO3
の他の強誘電体結晶や、GaAsその他の半導体材料を用い
て良い。
For example, the substrate material may be a ferroelectric material having an optical effect, such as LiNbO 3 or other ferroelectric crystal, or GaAs or other semiconductor material.

また前段及び後段光マトリクススイッチの構成も従来
提案されている種々の構成の光マトリクススイッチを用
いて良い。その代表的な構成としては、例えば二重化構
成や、クロスバー型や、一般的なツリー構成や、簡約化
されたツリー構成がある。
Further, as the structure of the front-stage and rear-stage optical matrix switches, conventionally proposed optical matrix switches of various structures may be used. Typical configurations include, for example, a duplex configuration, a crossbar type, a general tree configuration, and a simplified tree configuration.

例えば、二重化構成とする場合には、n行n列に配列
される第一群Iのn2個の制御光スイッチと、n行n列に
配列される第二群IIのn2個の制御光スイッチとを備え、
第一群Iの同一行のn個の制御光スイッチと、第二群II
の異なる列から1個ずつしかも重複しないように選ばれ
たn個の制御光スイッチとを、1対1に接続した構成の
光マトリクススイッチとしても良い。このように接続さ
れた第一群Iの制御光スイッチと第二群IIの制御光スイ
ッチとは、全て重複することなく1対1に対応付けて接
続される。
For example, redundant configuration when the, n rows and n 2 pieces of control light switch of the first group I to n are arranged in columns, the second group II the n 2 control arranged in n rows and n columns Equipped with an optical switch,
N control light switches in the same row of the first group I, and the second group II
It is also possible to use an optical matrix switch having a configuration in which one control optical switch is selected from each of different columns and selected so as not to overlap with each other, and the control optical switches are connected in a one-to-one relationship. The control light switches of the first group I and the control light switches of the second group II connected in this way are all connected in a one-to-one correspondence without duplication.

或は、クロスバー型の構成とする場合には、例えば、
n本の行方向の入出力導波路と、n本の列方向の入出力
導波路と、行方向及び列方向の入出力導波路の公差部に
それぞれ設けられるn2個の制御光スイッチとを備えた構
成の光マトリクススイッチとしても良い。
Alternatively, in the case of a crossbar type configuration, for example,
n input / output waveguides in the row direction, n input / output waveguides in the column direction, and n 2 control optical switches provided in the tolerance portions of the input / output waveguides in the row direction and the column direction, respectively. It may be an optical matrix switch having a configuration provided.

また制御光スイッチを1個の光スイッチ素子から構成
しても良いし、複数個の光スイッチ素子から構成するよ
うにしても良い。また制御光スイッチが、電気光学効果
が小さくなる偏り方向の光に対してBar状態及びCross状
態のいずれか一方の状態で非選択的に動作するとは、受
動分岐として機能する場合を含む。制御光スイッチを構
成するための光スイッチ素子としては、種々の構成のも
のを用いて良く、例えば方向性結合型光スイッチ素子或
は全反射型光スイッチ素子を用いて良い。
Further, the control optical switch may be composed of one optical switch element, or may be composed of a plurality of optical switch elements. Further, the non-selective operation of the control optical switch in either the Bar state or the Cross state with respect to the polarized light in which the electro-optical effect becomes small includes the case where it functions as a passive branch. As the optical switch element for forming the control optical switch, various configurations may be used, for example, a directional coupling type optical switching element or a total reflection type optical switching element may be used.

また、偏り変更手段を、光の偏り方向を変更出来る任
意好適な手段として良い。
Further, the deviation changing means may be any suitable means that can change the deviation direction of the light.

また漏れ光排除手段を設けても設けなくとも良い。漏
れ光排除手段を設けることによって、クロストーク特製
を偏波依存性を有する光マトリクススイッチのクロスト
ーク特性と同等とすることが可能である。
Further, the leakage light elimination means may or may not be provided. By providing the leakage light excluding means, it is possible to make the crosstalk characteristics equal to the crosstalk characteristics of the optical matrix switch having polarization dependence.

第一及び第二発明の光マトリクススイッチ装置は、偏
波多量(2重)のスイッチングを用いて好適である。
The optical matrix switch devices of the first and second inventions are suitable for switching with a large amount of polarization (double).

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この出願の第一
発明によれば、互いに直交する偏り方向を有する電気光
学効果の大なる偏光及び電気光学効果の小なる偏光を、
偏り変更手段を介して、前段のマトリクススイッチから
後段のマトリクススイッチへ入力する。
(Effect of the invention) As is clear from the above description, according to the first invention of this application, a polarized light having a large electro-optical effect and a polarized light having a small electro-optical effect having polarization directions orthogonal to each other,
Input is made from the matrix switch at the front stage to the matrix switch at the rear stage via the bias changing means.

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光は、後段の光マトリクススイ
ッチを電気光学効果の小なる状態で伝搬し、また前段の
光マトリクススイッチに電気光学効果の小なる状態で入
力した偏光は、後段の光マトリクススイッチを電気光学
効果の大なる状態で伝搬する。
Therefore, the polarized light input to the optical matrix switch in the front stage in the state where the electro-optical effect is large propagates in the optical matrix switch in the rear stage in the state in which the electro-optical effect is small, and the electro-optical effect is small in the optical matrix switch in the front stage. The polarized light input in this state propagates through the optical matrix switch in the subsequent stage in a state where the electro-optic effect is large.

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の大なる偏
光に対しては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作
するので、前段の光マトリクススイッチに電気光学効果
の大なる状態で入力した偏光及び前段の光マトリクスス
イッチに電気光学効果の小なる状態で入力した偏光に対
してそれぞれ、電気光学効果の大なる状態のときに伝搬
経路を選択的に変更でき、低い動作電圧でスイッチ動作
を実現できる。
The control optical switches constituting the front and rear optical matrix switches selectively operate in the bar state or the cross state with respect to polarized light having a large electro-optical effect. When the electro-optical effect is large, the propagation path is selectively selected for the polarized light input with the large electro-optical effect and the polarized light input with the small electro-optical effect to the optical matrix switch in the previous stage. It can be changed, and switch operation can be realized at a low operating voltage.

しかも前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の小なる偏
光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作するので、前段の光マトリクスス
イッチに電気光学効果の大なる状態で入力した偏光に対
して、後段の光マトリクススイッチは当該後段のスイッ
チの特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供でき、さらに前段の光マトリクススイッチに電
気光学効果の小なる状態で入力した偏光に対して、前段
の光マトリクススイッチは当該前段のスイッチの特定の
入出力ポート間を接続する固定された伝搬経路を提供で
きる。
Moreover, since the control optical switches constituting the optical matrix switches in the front stage and the rear stage both operate non-selectively in one of the bar state and the cross state for polarized light having a small electro-optical effect, The optical matrix switch of the latter stage can provide a fixed propagation path for connecting the specific input / output ports of the latter switch with respect to the polarized light inputted to the optical matrix switch of the latter in a state where the electro-optical effect is large. For polarized light input to the preceding optical matrix switch in a state where the electro-optic effect is small, the preceding optical matrix switch can provide a fixed propagation path that connects specific input / output ports of the preceding switch.

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光に対して、前段の光マトリク
ススイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することに
より、当該第一発明の光マトリクススイッチ装置の所望
の入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。さ
らに前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の小な
る状態で入力した偏光に対して、後段の光マトリクスス
イッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することによ
り、当該第一発明の光マトリクススイッチ装置の所望の
入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。
Therefore, by selectively changing the propagation path in the optical matrix switch in the preceding stage with respect to the polarized light input to the optical matrix switch in the preceding stage in a state where the electro-optic effect is large, the optical matrix switch device of the first invention is desired. It is possible to form a propagation path connecting the input and output ports of the. Furthermore, by selectively changing the propagation path in the optical matrix switch in the subsequent stage with respect to the polarized light input to the optical matrix switch in the previous stage in a state where the electro-optical effect is small, the optical matrix switch device according to the first invention is desired. It is possible to form a propagation path connecting the input and output ports of the.

これがため第一発明によれば、強誘電体結晶基板を用
いた場合に、低い動作電圧で偏波依存性のないスイッチ
ングを行なえる光マトリクススイッチ装置を提供でき
る。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide an optical matrix switch device capable of performing switching without polarization dependence at a low operating voltage when a ferroelectric crystal substrate is used.

またこの出願の第二発明によれば、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光を、偏り変更手段を介して、前段のマ
トリクススイッチから後段のマトリクススイッチへ入力
する。
According to the second invention of this application, polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect, which have polarization directions orthogonal to each other, are transmitted from the matrix switch at the front stage to the matrix switch at the rear stage through the bias changing means. Input to the switch.

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光は、後段の光マトリクススイ
ッチを電気光学効果の小なる状態で伝搬し、また前段の
光マトリクススイッチに電気光学効果の小なる状態で入
力した偏光は、後段の光マトリクススイッチを電気光学
効果の大なる状態で伝搬する。
Therefore, the polarized light input to the optical matrix switch in the front stage in the state where the electro-optical effect is large propagates in the optical matrix switch in the rear stage in the state in which the electro-optical effect is small, and the electro-optical effect is small in the optical matrix switch in the front stage. The polarized light input in this state propagates through the optical matrix switch in the subsequent stage in a state where the electro-optic effect is large.

そして前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の大なる偏
光に対しては、バー状態或はクロス状態で選択的に動作
するので、前段の光マトリクススイッチに電気光学効果
の大なる状態で入力した偏光に対しては、前段の光マト
リクススイッチにおいて電気光学効果の大なる状態のと
きに電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更で
き、さらに前段の光マトリクススイッチに電気光学効果
の小なる状態で入力した偏光に対しては、後段の光マト
リクススイッチにおいて電気光学効果の大なる状態のと
きに電気光学効果を利用して伝搬経路を選択的に変更で
きる。
The control optical switches constituting the front and rear optical matrix switches selectively operate in the bar state or the cross state with respect to polarized light having a large electro-optical effect. For polarized light input in the state where the electro-optical effect is large, the propagation path can be selectively changed by using the electro-optical effect in the state where the electro-optical effect is large in the optical matrix switch in the previous stage. For polarized light input to the optical matrix switch in the state where the electro-optical effect is small, the propagation path is selectively used by utilizing the electro-optical effect in the optical matrix switch in the subsequent stage when the electro-optical effect is large. Can be changed.

しかも前段及び後段の光マトリクススイッチを構成す
る制御光スイッチはいずれも、電気光学効果の小なる偏
光に対してはバー状態及びクロス状態のいずれか一方の
状態で非選択的に動作するので、前段の光マトリクスス
イッチに電気光学効果の大なる状態で入力した偏光に対
して、後段の光マトリクススイッチは当該後段のスイッ
チの特定の入出力ポート間を接続する固定された伝搬経
路を提供でき、さらに前段の光マトリクススイッチに電
気光学効果の小なる状態で入力した偏光に対して、前段
の光マトリクススイッチは当該前段のスイッチの特定の
入出力ポート間を接続する固定された伝搬経路を提供で
きる。
Moreover, since the control optical switches constituting the optical matrix switches in the front stage and the rear stage both operate non-selectively in one of the bar state and the cross state for polarized light having a small electro-optical effect, The optical matrix switch of the latter stage can provide a fixed propagation path for connecting the specific input / output ports of the latter switch with respect to the polarized light inputted to the optical matrix switch of the latter in a state where the electro-optical effect is large. For polarized light input to the preceding optical matrix switch in a state where the electro-optic effect is small, the preceding optical matrix switch can provide a fixed propagation path that connects specific input / output ports of the preceding switch.

従って前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の
大なる状態で入力した偏光に対して、前段の光マトリク
ススイッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することに
より、当該第二発明の光マトリクススイッチ装置の所望
の入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。さ
らに前段の光マトリクススイッチに電気光学効果の小な
る状態で入力した偏光に対して、後段の光マトリクスス
イッチにおいて伝搬経路を選択的に変更することによ
り、当該第二発明の光マトリクススイッチ装置の所望の
入出力ポート間を接続する伝搬経路を形成できる。
Therefore, by selectively changing the propagation path in the optical matrix switch in the preceding stage with respect to the polarized light input to the optical matrix switch in the preceding stage in a state where the electro-optical effect is large, the optical matrix switch device of the second invention is desired. It is possible to form a propagation path connecting the input and output ports of the. Furthermore, by selectively changing the propagation path in the optical matrix switch in the subsequent stage with respect to the polarized light input to the optical matrix switch in the upstream stage in a state where the electro-optical effect is small, the optical matrix switch device of the second invention is desired. It is possible to form a propagation path connecting the input and output ports of the.

これがため、第二発明によれば、化合物半導体結晶基
板を用いた場合でも、電気光学効果を利用して偏波依存
性のないスイッチングを行なえる光マトリクススイッチ
装置を提供できる。電気光学効果を利用することによ
り、従来の電流注入型の光スイッチを用いて構成した光
マトリクススイッチ装置よりも、動作速度が速く、また
消費電流の少ない光マトリクススイッチ装置を提供でき
る。
Therefore, according to the second aspect of the invention, it is possible to provide an optical matrix switch device capable of performing polarization-independent switching by utilizing the electro-optical effect even when a compound semiconductor crystal substrate is used. By utilizing the electro-optical effect, it is possible to provide an optical matrix switch device that operates faster and consumes less current than an optical matrix switch device that is configured using a conventional current injection type optical switch.

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

第1図は第一発明の第一実施例及び第二発明の実施例1
の構成の説明図、 第2図(A)及び(B)は偏り変更手段の説明図、 第3図は光スイッチ素子の構成の説明に供する図、 第4図は光スイッチ素子の動作条件図、 第5図(A)及び(B)は動作条件図を部分的に拡大し
て示す図、 第6図(A)及び(B)は第一実施例の動作例の説明
図、 第7図は第一発明の第二実施例及び第二発明の実施例2
の構成の説明図、 第8図は第二実施例の動作例の説明図、 第9図は第一発明の第三実施例及び第二発明の実施例3
の構成の説明図、 第10図は第三実施例の動作例の説明図、 第11図は第一発明の第三実施例及び第二発明の実施例3
における光マトリクススイッチの変形例の構成の説明図
である。 10、42、62(、74)……前段の光マトリクススイッチ 20、66、68、70、76、78……制御光スイッチ 24、44、64(、74)……後段の光マトリクススイッチ 26……偏り変更手段 28、40、60……光マトリクススイッチ装置。
FIG. 1 shows a first embodiment of the first invention and a first embodiment of the second invention.
2A and 2B are explanatory diagrams of the bias changing means, FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the optical switch element, and FIG. 4 is an operating condition diagram of the optical switch element. 5 (A) and 5 (B) are partially enlarged views of the operating condition diagram, and FIGS. 6 (A) and 6 (B) are explanatory diagrams of the operating example of the first embodiment, and FIG. Is a second embodiment of the first invention and a second embodiment of the second invention.
8 is an explanatory diagram of an operation example of the second embodiment, and FIG. 9 is a third embodiment of the first invention and a third embodiment of the second invention.
10 is an explanatory view of an operation example of the third embodiment, and FIG. 11 is a third embodiment of the first invention and a third embodiment of the second invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration of a modified example of the optical matrix switch in FIG. 10, 42, 62 (, 74) ... front optical matrix switch 20, 66, 68, 70, 76, 78 ... control optical switch 24, 44, 64 (, 74) ... rear optical matrix switch 26 ... Bias changing means 28, 40, 60 ...... Optical matrix switch device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】強誘電体結晶基板を用いて構成され、互い
に直交する偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光
及び電気光学効果の小なる偏光が入力される前段の光マ
トリクススイッチと、 強誘電体結晶基板を用いて構成され、互いに直交する偏
り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気光学
効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクススイ
ッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前記前段の光マトリクススイッチの制御光
スイッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させ
て後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力
する偏り変更手段とを備え、 前記前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイ
ッチを、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態
或はクロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果
の小なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいず
れか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして
成ることを特徴とする光マトリクススイッチ装置。
1. An optical matrix switch in the preceding stage, which is composed of a ferroelectric crystal substrate, and into which polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect having polarization directions orthogonal to each other are input. An optical matrix switch in the latter stage, which is configured by using a dielectric crystal substrate, and into which polarized light having a large electro-optical effect and polarized light having a small electro-optical effect, which have polarization directions orthogonal to each other, are input, and the optical matrix switches in the former stage and the latter stage A switch is connected in series, and the polarization changing means for rotating the polarization direction of the polarization output from the control optical switch of the preceding optical matrix switch by 90 ° and inputting it to the control optical switch of the subsequent optical matrix switch is provided, The control optical switches of the optical matrix switches at the front stage and the rear stage are set to a bar state or a cross state for polarized light having a large electro-optical effect. And an optical switch which selectively operates in a state of light and non-selectively operates in one of a bar state and a cross state for polarized light having a small electro-optical effect. Switch device.
【請求項2】化合物半導体結晶基板を用いて構成され、
互いに直交する偏り方向を有する電気光学効果の大なる
偏光及び電気光学効果の小なる偏光が入力される前段の
光マトリクススイッチと、 化合物半導体結晶基板を用いて構成され、互いに直交す
る偏り方向を有する電気光学効果の大なる偏光及び電気
光学効果の小なる偏光が入力される後段の光マトリクス
スイッチと、 これら前段及び後段の光マトリクススイッチを直列接続
すると共に、前記前段の光マトリクススイッチの制御光
スイッチから出力された偏光の偏り方向を90゜回転させ
て後段の光マトリクススイッチの制御光スイッチに入力
する偏り変更手段とを備え、 前記前段及び後段の光マトリクススイッチの制御光スイ
ッチを、電気光学効果の大なる偏光に対してはバー状態
或はクロス状態で選択的に動作し、かつ、電気光学効果
の小なる偏光に対してはバー状態及びクロス状態のいず
れか一方の状態で非選択的に動作する光スイッチとして
成ることを特徴とする光マトリクススイッチ装置。
2. A structure using a compound semiconductor crystal substrate,
Optical matrix switch in the previous stage to which polarized light with large electro-optical effect and polarized light with small electro-optical effect are input, which have polarization directions orthogonal to each other, and compound semiconductor crystal substrate, and have polarization directions orthogonal to each other A post-stage optical matrix switch to which a polarized light having a large electro-optical effect and a polarized light having a small electro-optical effect are input, and the optical matrix switches in the preceding stage and the succeeding stage are connected in series, and a control optical switch for the preceding optical matrix switch is also provided. A polarization changing means for rotating the polarization direction of the polarized light output from the device by 90 ° and inputting it to the control optical switch of the optical matrix switch in the subsequent stage, For a large polarized light, it selectively operates in the bar state or the cross state, and the electro-optical effect Optical matrix switch device characterized by comprising as an optical switch that operates a non-selective in any one state of the bar state and the cross state to the polarization made.
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