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JPH05341330A - Multi-terminal optical switch - Google Patents

Multi-terminal optical switch

Info

Publication number
JPH05341330A
JPH05341330A JP4150608A JP15060892A JPH05341330A JP H05341330 A JPH05341330 A JP H05341330A JP 4150608 A JP4150608 A JP 4150608A JP 15060892 A JP15060892 A JP 15060892A JP H05341330 A JPH05341330 A JP H05341330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
optical switch
stages
polarized light
terminal optical
Prior art date
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Granted
Application number
JP4150608A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3197611B2 (en
Inventor
Toshikazu Sakano
寿和 坂野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP15060892A priority Critical patent/JP3197611B2/en
Publication of JPH05341330A publication Critical patent/JPH05341330A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3197611B2 publication Critical patent/JP3197611B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To decrease switch stages and routing stages in number and facilitate the manufacture of the device by arranging reflecting elements at output terminals of the multi-terminal optical switch and making incident signal light travel and return in the device. CONSTITUTION:Polarization plane control element arrays (switch stages 2-4) and optical path converting elements (routine stages 6-1-6-3) are alternately arranged and the reflecting elements 5 are arranged at the output terminals of the multi-terminal optical switch which controls the polarized states of light beams for switching. The traveling directions of plural collimated lights passed through the multi-terminal optical switch are inverted by 180 deg. and made to travel in the multi-terminal optical switch in the opposite direction from the incident collimated lights, and linear polarized components are mutually exchanged. Further, plural collimated lights which are projected from the device are separated from the light beams which are made incident from the same optical paths and projected to the outside of the device. Consequently, the number of the stages is decreased and the optical paths of the input and output light signals of the devices are aligned with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は空間を伝搬する複数の光
ビームの光路の順序を任意に変換する機能を持った光ス
イッチに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch having a function of arbitrarily changing the order of optical paths of a plurality of light beams propagating in space.

【0002】[0002]

【従来の技術】多数の入力端子と多数の出力端子との間
を配線するスイッチとして、2入力2出力の単位スイッ
チを多段に接続し、2n 個の入力端子と2n 個の出力端
子との間を1対1で接続する全ての組み合わせを実現す
ることのできるスイッチ網の構成法が提案されている。
図7は、この構成法に基づく16入力16出力のスイッチ回
路網の配線例を示す図である。図7において、23−1〜
23−16は信号入力端子、24−1〜24−16は信号出力端
子、25−1〜25−7はスイッチ段、26−1〜26−6は配
線段をそれぞれ表している。スイッチ段を構成する複数
の長方形は2入力2出力の単位スイッチであり、外部か
らの制御によって入力1−出力1、入力2−出力2の接
続形態(スルー)と、入力1−出力2、入力2−出力1
の接続形態(クロス)のいずれか一方の形態をとる。配
線段26−1〜26−6は上記単位スイッチ間を配線するも
のであり、上記スイッチ段と交互に配置される。
2. Description of the Related Art As a switch for wiring between a large number of input terminals and a large number of output terminals, unit switches of 2 inputs and 2 outputs are connected in multiple stages, and between 2n input terminals and 2n output terminals. There has been proposed a method of constructing a switch network capable of realizing all combinations of connecting one-to-one with each other.
FIG. 7 is a diagram showing a wiring example of a switch circuit network of 16 inputs and 16 outputs based on this construction method. In FIG. 7, 23-1 to 23-1
23-16 is a signal input terminal, 24-1 to 24-16 are signal output terminals, 25-1 to 25-7 are switch stages, and 26-1 to 26-6 are wiring stages. The plurality of rectangles forming the switch stage are unit switches of 2 inputs and 2 outputs, and the connection form (through) of input 1-output 1 and input 2-output 2 and input 1-output 2 and input by external control. 2-output 1
One of the connection forms (cross) of FIG. The wiring stages 26-1 to 26-6 are for wiring between the unit switches and are arranged alternately with the switch stages.

【0003】図7のスイッチ網において、互いに直交す
る偏光面を持った空間伝搬光ビームを配線の媒体とし、
通過する光の偏光状態をスイッチングする素子を単位ス
イッチとして用いることにより上記スイッチ網を実現す
る多端子空間光スイッチの構成法が提案されている。
In the switch network of FIG. 7, a spatially propagating light beam having polarization planes orthogonal to each other is used as a wiring medium,
There has been proposed a method of constructing a multi-terminal spatial optical switch that realizes the above switch network by using an element that switches the polarization state of passing light as a unit switch.

【0004】図8には、このような多端子空間光スイッ
チの構成を示す。この構成は、ケイ・ノグチ等(K. Nog
uchi et.al)の文献、「偏光多重化技術を使用する再配
置可能な多チャネル自由空間光スイッチ(Rearrangeabl
e multichannel free-spaceoptical switch using pola
rization multiplexing technique)」、エレクトロニ
クス・レターズ(Electronics Letters )、第26巻、第
17号、1325頁)において開示されているものと同様な構
成である。図8において27はコリメート信号光ビーム入
力ポートアレイ、28はコリメート光ビーム出力ポートア
レイをそれぞれ表している。29−1〜29−7は偏光面制
御素子アレイであり、アレイ上の素子に入射した光ビー
ムは、素子がオンの場合、偏光面が90度回転し、通過す
るP波とS波が互いに交換される。一方、対応する素子
がオフの場合、偏光面は何の影響も受けず、通過するP
波とS波はそのままの状態を保つ。このような機能を持
った偏光面制御素子アレイとして、例えば液晶ディスプ
レイを使用することができる。また30−1〜30−6は光
路変換素子であり、入射光ビームの偏光面によってその
光路を切り替える機能を有する。このような機能を持っ
た光路変換素子として、例えば偏光ビームスプリッタを
積層した素子を使用することができる。
FIG. 8 shows the structure of such a multi-terminal space optical switch. This configuration is based on K. Nogchi et al.
Uchi et.al), "Reconfigurable multichannel free-space optical switch (Rearrangeabl) using polarization multiplexing technology.
e multichannel free-space optical switch using pola
rization multiplexing technique ”, Electronics Letters, Volume 26, Vol.
No. 17, p. 1325). In FIG. 8, 27 is a collimated signal light beam input port array, and 28 is a collimated light beam output port array. 29-1 to 29-7 are polarization plane control element arrays, and the light beam incident on the elements on the array has its polarization plane rotated by 90 degrees when the element is on, and the passing P wave and S wave are mutually Will be exchanged. On the other hand, when the corresponding element is off, the plane of polarization is not affected and P
Waves and S waves remain as they are. As the polarization plane control element array having such a function, for example, a liquid crystal display can be used. Further, 30-1 to 30-6 are optical path changing elements, which have a function of switching the optical path depending on the polarization plane of the incident light beam. As an optical path changing element having such a function, for example, an element in which polarizing beam splitters are laminated can be used.

【0005】ここで偏光面制御素子アレイのそれぞれ
は、図7に示したスイッチ網の単位スイッチの1段分に
相当し、光路変換素子のそれぞれは各スイッチ段間の配
線網に相当する。図8の31, 32は偏光ビームスプリッタ
であり、それぞれ互いに直交する偏光成分を有する2つ
の入射光ビームを合成、偏光多重された状態で出力され
たビームを偏光成分毎に分離するための素子である。
Here, each of the polarization plane control element arrays corresponds to one stage of the unit switch of the switch network shown in FIG. 7, and each of the optical path conversion elements corresponds to the wiring network between the switch stages. Reference numerals 31 and 32 in FIG. 8 are polarization beam splitters, which are elements for combining two incident light beams having polarization components orthogonal to each other and separating the beams output in the polarization-multiplexed state for each polarization component. is there.

【0006】通常、本多端子光スイッチは個別のスイッ
チ段、ルーチング段を交互に並べて構成される。その
際、入出力信号光がずれないようにスイッチ段、ルーチ
ング段はミクロンオーダーの位置精度で並べられる必要
がある。入出力チャネル数が増加すると、これらのスイ
ッチ段、ルーチング段の数も増加する。2n 個の入出力
チャネルを有するスイッチを構成するためには2n−1
段のスイッチ段と2n−2段のルーチング段が必要とな
る。従って、本多端子光スイッチではスイッチ規模が大
きくなるにつれて全ての素子を正確に位置合わせするこ
とが困難になるという問題があった。
Usually, the multi-terminal optical switch is constructed by alternately arranging individual switch stages and routing stages. At this time, the switch stage and the routing stage must be arranged with micron-order positional accuracy so that the input and output signal lights do not shift. As the number of input / output channels increases, the number of these switch stages and routing stages also increases. To construct a switch having 2n input / output channels, 2n-1
A switch stage of 2 stages and a routing stage of 2n-2 stages are required. Therefore, in the multi-terminal optical switch, there is a problem that it becomes difficult to accurately align all the elements as the switch scale increases.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、自由空間を
伝搬する複数の光ビームを、光の偏光を利用してスイッ
チングする多端子光スイッチにおいて、所望の入出力の
チャネル数を得るためのスイッチ段、ルーチング段の数
を減らすことにより装置作成を容易にすること、および
該多端子光スイッチの入出力光信号の光路を一致させる
ことにより光ファイバ等の配線の輻輳を低減することを
目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a multi-terminal optical switch for switching a plurality of light beams propagating in a free space by utilizing the polarization of light to obtain a desired number of input / output channels. Aims to facilitate device fabrication by reducing the number of switch stages and routing stages, and reduce congestion of wiring such as optical fibers by matching the optical paths of input / output optical signals of the multi-terminal optical switch. I am trying.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、偏光面制御素
子アレイと光路変換素子とを交互に配置し、光ビームの
偏光状態を制御してスイッチングを行う多端子光スイッ
チにおいて、該多端子光スイッチの出力端に反射素子を
配置し、該多端子光スイッチに入射された信号光が装置
内を往復する構造とすることにより、スイッチ段、ルー
チング段の段数を減少し、かつ装置の入出力光信号の光
路を一致させることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a multi-terminal optical switch in which a polarization plane control element array and an optical path conversion element are alternately arranged to control the polarization state of a light beam for switching. A reflecting element is arranged at the output end of the optical switch so that the signal light incident on the multi-terminal optical switch reciprocates in the device. The feature is that the optical paths of the output optical signals are matched.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

実施例1 図1には本発明の第1の実施例の網構成を示す。図1は
4入力4出力スイッチング網の場合を網構成に即して概
念的に示している。1−1〜1−4は信号入力ポート、
2−1〜2−4は第1のスイッチ段を構成するスイッチ
ング素子、3−1〜3−4は第2のスイッチ段を構成す
るスイッチング素子、4−1〜4−4は第3のスイッチ
段を構成するスイッチング素子、5−1〜5−4は反射
素子、6−1〜6−3はルーチング段、7−1〜7−4
は信号出力ポートをそれぞれ表している。本実施例では
入力信号が全てP偏光の場合について考える。各スイッ
チ素子は論理的には2入力2出力ポートを有している
が、構造的には1入力1出力の光入出力端子を有してお
り、通過する光の偏光面を90度変化させるか、させない
かを切り替えることによりスイッチング動作を行う。
First Embodiment FIG. 1 shows the network configuration of the first embodiment of the present invention. FIG. 1 conceptually shows a case of a 4-input 4-output switching network according to the network configuration. 1-1 to 1-4 are signal input ports,
2-1 to 2-4 are switching elements forming a first switch stage, 3-1 to 3-4 are switching elements forming a second switch stage, and 4-1 to 4-4 are third switches. Switching elements 5-1 to 5-4 are reflective elements, 6-1 to 6-3 are routing steps, and 7-1 to 7-4.
Indicates signal output ports. In this embodiment, the case where all input signals are P-polarized light will be considered. Each switch element logically has two input and two output ports, but structurally has a one input and one output optical input / output terminal, and changes the polarization plane of passing light by 90 degrees. The switching operation is performed by switching whether or not to do so.

【0010】ルーチング段6−1〜6−3には、P偏光
に対してはスルーの結線、S偏光に対しては6−1では
2段上方のポートに、6−2では1段下方のポートに、
6−3では2段下方のポートに入力するようなクロス結
線となるようなルーチング素子が用いられる。信号入力
ポート1−1〜1−4からはP偏光を有するコリメート
光がそれぞれスイッチング網へ入射される。第1のスイ
ッチ段中、スイッチング素子2−1、2−2はスルー状
態、すなわち入出力ポートで偏光が変わらない状態に、
2−3、2−4はクロス状態、すなわち入出力ポートで
偏光面が90度変化する状態にそれぞれ固定される。従っ
て、信号入力ポート1−1〜1−4へそれぞれ入力され
た信号光は第2のスイッチ段のスイッチング素子3−
1、あるいは3−2へ入力される。反射素子5−1〜5
−4では、入射した光を反射すると共にその偏光面を90
度回転させる機能を有する。これは、反射素子に入射し
たS偏光(P偏光)はP偏光(S偏光)に変換されて反
射されることを意味する。従ってスイッチング素子4−
1、4−2から出力された信号光は反射素子5−1〜5
−4を介して、スイッチング素子4−3、4−4へこれ
までとは逆方向に入力され、スイッチング素子2−1〜
2−4を介して信号光は出力ポート7−1〜7−4から
S偏光として出力される。
In the routing stages 6-1 to 6-3, through connection is provided for P-polarized light, and for S-polarized light, 6-1 is provided with a port two stages above, and 6-2 is provided with one stage below. To the port
In 6-3, a routing element is used so that a cross connection is made so as to be input to the port located two stages below. Collimated light having P-polarized light enters the switching networks from the signal input ports 1-1 to 1-4, respectively. During the first switch stage, the switching elements 2-1 and 2-2 are in the through state, that is, the state in which the polarization does not change at the input / output port,
2-3 and 2-4 are fixed to a cross state, that is, a state where the polarization plane changes by 90 degrees at the input / output port. Therefore, the signal light input to each of the signal input ports 1-1 to 1-4 becomes the switching element 3- of the second switch stage.
Input to 1 or 3-2. Reflective elements 5-1 to 5
At -4, the incident light is reflected and its polarization plane is set to 90
It has a function to rotate it once. This means that the S-polarized light (P-polarized light) incident on the reflecting element is converted into P-polarized light (S-polarized light) and reflected. Therefore, the switching element 4-
The signal light output from the first and the second 4-2 are the reflection elements 5-1 to 5
-4 is inputted to the switching elements 4-3 and 4-4 in the opposite direction to that of the switching elements 2-1 to 2-1.
The signal light is output as S-polarized light from the output ports 7-1 to 7-4 via 2-4.

【0011】図1において、第2、第3のスイッチ段の
各スイッチング素子3−1〜3−4および4−1〜4−
4を通過する互いに直交する偏光成分を有する2つの入
力信号光が同一方向へ進行する。すなわち、スイッチン
グ素子3−1、3−2、4−1、4−2では全ての信号
光は左から右へ通過し、スイッチング素子3−3、3−
4、4−3、4−4では全ての信号光は右から左へ通過
する。
In FIG. 1, each switching element 3-1 to 3-4 and 4-1 to 4- of the second and third switch stages is provided.
Two input signal lights having polarization components orthogonal to each other and passing through 4 travel in the same direction. That is, in the switching elements 3-1, 3-2, 4-1, 4-2, all the signal light passes from left to right, and the switching elements 3-3, 3-
In 4, 4-3 and 4-4, all the signal lights pass from right to left.

【0012】図1には信号入力ポート1−1から信号出
力ポート7−1へ、および信号入力ポート1−3から信
号出力ポート7−4へそれぞれ光信号が伝送される場合
について、その経路をP偏光を矢印付き太線、S偏光を
矢印付き破線としてそれぞれ示している。1−1に入力
されたP偏光の信号光はP偏光のまま反射素子5−1に
入力されてS偏光として出力され、スイッチング素子4
−3、3−3でそれぞれ偏光状態の変更を受けた後、7
−1よりS偏光として出力する。1−3に入力されたP
偏光の信号光はスイッチング素子2−3によりS偏光に
変換されて出力した後、S偏光のまま反射素子5−4に
入力し、P偏光として出力され、P偏光のまま各素子内
を通過してスイッチング素子2−4に入力してS偏光に
変換されて7−4から出力される。
FIG. 1 shows the routes of optical signals transmitted from the signal input port 1-1 to the signal output port 7-1 and from the signal input port 1-3 to the signal output port 7-4, respectively. P-polarized light is shown as a thick line with an arrow, and S-polarized light is shown as a broken line with an arrow. The P-polarized signal light input to 1-1 is input to the reflecting element 5-1 as it is as P-polarized light and output as S-polarized light.
-3, 3-3 after changing the polarization state respectively, 7
It is output as S polarized light from -1. P input to 1-3
The polarized signal light is converted into S-polarized light by the switching element 2-3 and output, and then input to the reflecting element 5-4 as it is as S-polarized light, output as P-polarized light, and passed through each element as it is as P-polarized light. Is input to the switching element 2-4, converted into S-polarized light, and output from 7-4.

【0013】図2には本発明に用いる反射素子の構成を
示す。8−1〜8−Nは直交する2つの偏光成分(S偏
光、P偏光)の内いずれか一方のみを有する信号光、9
は1/4波長板、10はミラーをそれぞれ表している。本
反射素子に入射された信号光8−1〜8−Nはミラー10
により反射されると共に、1/4波長板9を2回通過す
ることによりその偏光面が90度回転される。つまり本反
射素子にP偏光(S偏光)が入射された場合にその反射
光はS偏光(P偏光)となる。これは図1に示した反射
素子の機能そのものである。
FIG. 2 shows the structure of the reflecting element used in the present invention. 8-1 to 8-N are signal lights having only one of two orthogonal polarization components (S polarization and P polarization), 9
Indicates a quarter wave plate and 10 indicates a mirror. The signal lights 8-1 to 8-N incident on the reflecting element are reflected by the mirror 10
And the plane of polarization is rotated 90 degrees by passing through the quarter-wave plate 9 twice. That is, when P-polarized light (S-polarized light) is incident on the present reflective element, the reflected light becomes S-polarized light (P-polarized light). This is the function itself of the reflective element shown in FIG.

【0014】図3には図1の原理に基づく光スイッチを
光学的に実現した多端子光スイッチの構成を示す。11−
1〜11−Nはスイッチ段として用いる偏光面制御素子
(例えば液晶ディスプレイ)、12−1〜12−Nはルーチ
ング素子、13は1/4波長板、14はミラー、15は入力信
号光、16は出力信号光、17は偏光ビームスプリッタをそ
れぞれ表している。第1のスイッチ段11−1に入力され
た入力信号光15はスイッチ本体を通過し、1/4波長板
13、ミラー14から構成される反射素子で反射されて再び
スイッチ本体を通過して第1のスイッチ段から出力され
る。入力信号光および出力信号光は偏光ビームスプリッ
タによりそれぞれ分離される。
FIG. 3 shows the structure of a multi-terminal optical switch which optically realizes the optical switch based on the principle of FIG. 11-
1 to 11-N are polarization plane control elements (for example, liquid crystal displays) used as switch stages, 12-1 to 12-N are routing elements, 13 is a quarter-wave plate, 14 is a mirror, 15 is input signal light, 16 Is an output signal light, and 17 is a polarization beam splitter. The input signal light 15 input to the first switch stage 11-1 passes through the switch body,
The light is reflected by the reflection element composed of the mirror 13 and the mirror 14, passes through the switch body again, and is output from the first switch stage. The input signal light and the output signal light are separated by the polarization beam splitter.

【0015】従来の多端子光スイッチでは2n ×2n の
スイッチを構成するのに2n−1段のスイッチ段と2
(n−1)段のルーチング段を必要とする。一方、本発
明の光スイッチ段では、n段のスイッチ段とn+1段の
ルーチング段で同規模のスイッチを構成できる。但しこ
こでは反射素子およびスイッチ入出力段の固定スイッチ
段の分は除いてある。
In the conventional multi-terminal optical switch, 2n × 2n switch stages and 2n × 2n switch stages are used to form a 2n × 2n switch.
(N-1) routing stages are required. On the other hand, in the optical switch stage of the present invention, a switch of the same scale can be configured by n switch stages and n + 1 routing stages. However, here, the reflection element and the fixed switch stage of the switch input / output stage are omitted.

【0016】図4にはチャネル数とスイッチ段、ルーチ
ング段を合わせた段数の関係を従来の多端子光スイッチ
と本発明の多端子光スイッチについて計算した結果を示
す。例えば1024入出力チャネルを有するスイッチを実現
するためには、従来の多端子光スイッチではスイッチ段
19、ルーチング段18段の計37段を必要としてのに対し、
本発明の多端子光スイッチではスイッチ段10段、ルーチ
ング段11段の計21段と、従来の多端子光スイッチに較べ
6割程度の段数で同規模のスイッチを実現できる。本発
明の多端子スイッチではスイッチ段、ルーチング段の段
数が減少した分、各スイッチ段のスイッチ素子の数を2
倍にする必要があるが、液晶ディスプレイ等のスイッチ
素子は半導体製造技術を用いて一体化して作成されるの
で、素子数が増加してもその製造は比較的容易である。
従って、本発明の光スイッチは従来の多端子光スイッチ
と比較してスイッチ規模が大きくなるほど段数の点で有
利となる。入力信号光が全てS偏光の場合は初段のスイ
ッチング素子で全てP偏光に変換してもよいし、装置内
のルーチング素子やスイッチング素子でのP偏光と役割
を入れ換えてもよい。入力信号光にP偏光とS偏光とが
混在する場合には初段のスイッチング素子で全入力信号
をP偏光あるいはS偏光に変換することにより同様の機
能が実現できる。
FIG. 4 shows the result of calculation of the relationship between the number of channels and the number of stages including switch stages and routing stages for the conventional multi-terminal optical switch and the multi-terminal optical switch of the present invention. For example, in order to realize a switch having 1024 input / output channels, a switch stage is required in a conventional multi-terminal optical switch.
While 19 and 18 routing stages require a total of 37 stages,
With the multi-terminal optical switch of the present invention, a total of 21 stages including 10 switch stages and 11 routing stages, which is about 60% of the number of stages of the conventional multi-terminal optical switch, can realize a switch of the same scale. In the multi-terminal switch of the present invention, since the number of switch stages and routing stages is reduced, the number of switch elements in each switch stage is 2
It is necessary to double the number, but since the switch elements such as a liquid crystal display are integrally formed by using the semiconductor manufacturing technology, the manufacturing thereof is relatively easy even if the number of elements increases.
Therefore, the optical switch of the present invention is more advantageous in the number of stages as the switch scale is larger than that of the conventional multi-terminal optical switch. When all the input signal light is S-polarized light, all of them may be converted into P-polarized light by the switching element in the first stage, or the role may be exchanged with P-polarized light in the routing element and the switching element in the apparatus. When P-polarized light and S-polarized light are mixed in the input signal light, the same function can be realized by converting all input signals into P-polarized light or S-polarized light by the switching element in the first stage.

【0017】実施例2 図5は本発明の第1の実施例の中で入出力チャネルを分
離するための偏光分離素子の別の例である。18−1〜18
−Nは多端子光スイッチへの入力信号光であり、図1に
対応させればP偏光である。19は方解石等の複屈折性結
晶、20−1〜20−Nは多端子光スイッチからの出力信号
光をそれぞれ表している。図5に示す通り、多端子スイ
ッチ入力端で同一の光路を占める入出力信号光は複屈折
性結晶を通すことにより分離できる。このような偏光分
離素子の構成によれば信号入力ポート、信号出力ポート
を同一の面に形成することが可能である。そのため同一
基板上に並べられた発光、受光素子アレイ間の結線をバ
ンドル光ファイバ等の光導波路を用いることなく行える
という利点を有し、配線の輻輳を低減することができ
る。
Embodiment 2 FIG. 5 shows another example of the polarization separation element for separating the input / output channels in the first embodiment of the present invention. 18-1 to 18
-N is an input signal light to the multi-terminal optical switch, and is P-polarized light in correspondence with FIG. Reference numeral 19 is a birefringent crystal such as calcite, and 20-1 to 20-N are output signal lights from the multi-terminal optical switch. As shown in FIG. 5, the input / output signal light occupying the same optical path at the input terminal of the multi-terminal switch can be separated by passing through the birefringent crystal. With such a configuration of the polarization separation element, the signal input port and the signal output port can be formed on the same surface. Therefore, there is an advantage that the light emission and the light receiving element arrays arranged on the same substrate can be connected without using an optical waveguide such as a bundle optical fiber, and the congestion of wiring can be reduced.

【0018】実施例3 図6は本発明の第1の実施例の中で入出力チャネルを分
離するための偏光分離素子の別の例を表している。21−
1〜21−Nは偏光を分離するための光導波路型カプラ、
22−1〜22−Nは偏光保存ファイバをそれぞれ表してい
る。入力信号光18−1〜18−Nはそれぞれ光ファイバ22
−1〜22−Nにより多端子光スイッチの入力端まで導か
れて多端子光スイッチへ入力される。一方、入力信号光
と同一の光路を有する出力信号光は光ファイバ22−1〜
22−Nを介して偏光分離素子に導かれ、それぞれ入力信
号光とは異なるポートから出力される。
Embodiment 3 FIG. 6 shows another example of the polarization separation element for separating the input / output channels in the first embodiment of the present invention. 21-
1 to 21-N are optical waveguide type couplers for separating polarized light,
22-1 to 22-N represent polarization maintaining fibers, respectively. The input signal lights 18-1 to 18-N are optical fibers 22 respectively.
It is guided to the input end of the multi-terminal optical switch by -1 to 22-N and input to the multi-terminal optical switch. On the other hand, the output signal light having the same optical path as the input signal light is the optical fibers 22-1 to 22-2.
The light is guided to the polarization separation element via 22-N and is output from a port different from the input signal light.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、偏
光面制御素子アレイと光路変換素子とを交互に配置し、
光ビームの偏光状態を制御してスイッチングを行う多端
子光スイッチにおいて、該多端子光スイッチの出力端に
反射素子を配置し、該多端子光スイッチに入射された信
号光が装置内を往復する構造とすることにより、スイッ
チ段、ルーチング段の段数を減少し、装置作成を容易に
するという効果がある。
As described above, according to the present invention, the polarization plane control element array and the optical path changing element are alternately arranged,
In a multi-terminal optical switch that controls the polarization state of a light beam to perform switching, a reflecting element is arranged at the output end of the multi-terminal optical switch, and the signal light incident on the multi-terminal optical switch reciprocates in the device. The structure has an effect of reducing the number of switch stages and routing stages and facilitating device fabrication.

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

【図1】図1は本発明の第1の実施例の網構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a network configuration according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は本発明に用いる反射素子の構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a reflective element used in the present invention.

【図3】図3は本発明の多端子光スイッチの構成を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a multi-terminal optical switch of the present invention.

【図4】図4は本発明および従来の多端子光スイッチの
チャネル数とスイッチ段、ルーチング段を合わせた段数
の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of channels of the present invention and the conventional multi-terminal optical switch and the number of stages including the switch stages and the routing stages.

【図5】図5は本発明の第2の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】図6は本発明の第3の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】図7はスイッチ回路網の配線例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a wiring example of a switch circuit network.

【図8】図8は従来の多端子空間光スイッチの構成を示
す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional multi-terminal space optical switch.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1〜1−4 信号入力ポート 2−1〜2−4 第1のスイッチ段を構成するスイッチ
ング素子 3−1〜3−4 第2のスイッチ段を構成するスイッチ
ング素子 4−1〜4−4 第3のスイッチ段を構成するスイッチ
ング素子 5−1〜5−4 反射素子 6−1〜6−3 ルーチング段 7−1〜7−4 信号出力ポート 8−1〜8−N 直交する2つの偏光成分(S偏光、P
偏光)のうちいずれか一方のみを有する信号光 9 1/4波長板 10 ミラー 11−1〜11−N 偏光面制御素子 12−1〜12−N ルーチング素子 13 1/4波長板 14 ミラー 15 入力信号光 16 出力信号光 17 偏光ビームスプリッタ 18−1〜18−N 多端子光スイッチへの入力信号光 19 複屈折性結晶 20−1〜20−N 多端子光スイッチからの出力信号光 21−1〜21−N 偏光を分離する光導波路型カプラ 22−1〜22−N 偏光保存ファイバ 23−1〜23−16 信号入力端子 24−1〜24−16 信号出力端子 25−1〜25−7 スイッチ段 26−1〜26−6 ルーチング段 27 コリメート信号光ビーム入力ポートアレイ 28 コリメート信号光ビーム出力ポートアレイ 29−1〜29−7 偏光面制御素子アレイ 30−1〜30−6 光路変換素子 31 偏光ビームスプリッタ 32 偏光ビームスプリッタ
1-1 to 1-4 Signal input port 2-1 to 2-4 Switching element 3-1 to 3-4 constituting first switch stage Switching element 4-1 to 4-1 constituting second switch stage 4 Switching elements 5-1 to 5-4 Reflective elements 6-1 to 6-3 Routing stages 7-1 to 7-4 Signal output ports 8-1 to 8-N Two orthogonally arranged switching elements constituting a third switch stage Polarization component (S polarization, P
Signal light having only one of polarized light 9 1/4 wave plate 10 Mirror 11-1 to 11-N Polarization plane control element 12-1 to 12-N Routing element 13 1/4 wave plate 14 Mirror 15 Input Signal light 16 Output signal light 17 Polarization beam splitter 18-1 to 18-N Input signal light to multi-terminal optical switch 19 Birefringent crystal 20-1 to 20-N Output signal light from multi-terminal optical switch 21-1 -21-N Optical waveguide coupler for separating N polarized light 22-1 to 22-N Polarization preserving fiber 23-1 to 23-16 Signal input terminal 24-1 to 24-16 Signal output terminal 25-1 to 25-7 Switch Steps 26-1 to 26-6 Routing step 27 Collimated signal light beam input port array 28 Collimated signal light beam output port array 29-1 to 29-7 Polarization plane control element array 30-1 to 30-6 Optical path conversion element 31 Polarized light Beam Splitter 32 Polarizing Beam Splitter

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直接偏光状態の複数のコリメート入射信
号光の光路を等間隔の格子状または一列状に配置して互
いに平行に装置内に入射する手段と、 通過する光ビームの互いに直交する2つの直線偏光成分
をそのまま通過させるか、またはこれらの直線偏光成分
を互いに交換するか、のいずれか一方に制御される偏光
面制御素子を複数個配置した偏光面制御素子アレイと、 複数の光ビームの全てに対し、該光ビームを直交する2
つの直線偏光成分に分離し、その一方の直線偏光成分の
光路を変更して、これを互いに直交する2つの直線偏光
成分に分離された他の光ビームの、光路変換されない直
線偏光成分と合成し、同一光路上に伝搬させる機能を有
する光路変換素子とを有し、 装置内に入射された、前記複数のコリメート光の光路上
に、前記偏光面制御素子アレイと光路変換素子とを交互
に配置した多端子光スイッチにおいて、 前記の多端子光スイッチを通過した前記複数のコリメー
ト光の進行方向を180度回転し、前記の入射したコリメ
ート光の進行方向とは逆方向に前記多端子光スイッチ中
を通過せしめかつ直線偏光成分を互いに交換する手段
と、 装置内から出射する複数のコリメート光ビームのおのお
のを、同一の光路より入射する光ビームと分離して装置
外に出射させる手段とを備えてなることを特徴とする多
端子光スイッチ。
1. A means for arranging the optical paths of a plurality of collimated incident signal lights in the direct polarization state in a lattice shape or a row at equal intervals so as to enter the apparatus in parallel to each other, and two means for passing light beams orthogonal to each other. Polarization plane control element array in which a plurality of polarization plane control elements are arranged to control either one of the two linearly polarized light components as they are or the other linearly polarized light components are exchanged with each other. Orthogonal to the light beam for all
It is separated into two linearly polarized light components, the optical path of one of the linearly polarized light components is changed, and this is combined with the other linearly polarized light component of the other light beam that is separated into two linearly polarized light components orthogonal to each other. An optical path conversion element having a function of propagating on the same optical path, and the polarization plane control element array and the optical path conversion element are alternately arranged on the optical paths of the plurality of collimated light beams that have entered the device. In the multi-terminal optical switch described above, the traveling direction of the plurality of collimated lights passing through the multi-terminal optical switch is rotated by 180 degrees, and the multi-terminal optical switch is in the opposite direction to the traveling direction of the incident collimated light. And a means for exchanging linearly polarized light components with each other, and a plurality of collimated light beams emitted from the inside of the device, separated from the light beam incident from the same optical path, outside the device. Multi-terminal optical switch characterized by comprising a means for emitting.
【請求項2】複屈折媒質を用いて装置内から出射する複
数のコリメート光ビームのおのおのを、同一の光路より
入射するコリメート光ビームと分離して装置外に出射さ
せることを特徴とする請求項1に記載の多端子光スイッ
チ。
2. A birefringent medium is used to separate each of the plurality of collimated light beams emitted from the inside of the device from the collimated light beams incident from the same optical path and to emit the collimated light beams to the outside of the device. The multi-terminal optical switch according to 1.
【請求項3】偏波保存ファイバおよび偏光ビームスプリ
ッタを用いて装置内から出射する複数のコリメート光ビ
ームのおのおのを、同一の光路より入射するコリメート
光ビームと分離して装置外に出射させることを特徴とす
る請求項1に記載の多端子光スイッチ。
3. A polarization preserving fiber and a polarization beam splitter are used to separate each of the plurality of collimated light beams emitted from the inside of the apparatus from the collimated light beam incident from the same optical path and to emit the collimated light beams to the outside of the apparatus. The multi-terminal optical switch according to claim 1, which is characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5524154A (en) * 1994-08-31 1996-06-04 At&T Corp. Hybrid architecture for an optical switching fabric implemented with 1×2 switching devices

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