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JPH07199236A - 光スイッチ及び光分配器 - Google Patents

光スイッチ及び光分配器

Info

Publication number
JPH07199236A
JPH07199236A JP5335332A JP33533293A JPH07199236A JP H07199236 A JPH07199236 A JP H07199236A JP 5335332 A JP5335332 A JP 5335332A JP 33533293 A JP33533293 A JP 33533293A JP H07199236 A JPH07199236 A JP H07199236A
Authority
JP
Japan
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optical
light
incident light
incident
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP5335332A
Other languages
English (en)
Inventor
Tamotsu Akashi
保 赤司
Takeshi Yamamoto
毅 山本
Takakiyo Nakagami
隆清 中神
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP5335332A priority Critical patent/JPH07199236A/ja
Priority to US08/328,061 priority patent/US5619601A/en
Publication of JPH07199236A publication Critical patent/JPH07199236A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0003—Details
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで作成容易な多入力多出力の光スイ
ッチ及び光分配器を実現する。 【構成】 平行平板状のガラス基板１１と平行平板状の
偏光制御器１２を積層すると共に、入射光が反射により
ジグザクに伝搬するように反射部１３，１４を設け、更
に、所定の２本の入射光が反射により交差するガラス基
板１１上に偏光分離膜１５を被着して反射型光スイッチ
を構成する。又、偏光プリズム５１，５２の前段に偏光
制御器５３，５４を設けると共に、所定の２本の入射光
が反射により交差する偏光プリズムのガラス基板５１
ａ，５２ａ上に偏光分離膜５１ｅ，５２ｅを被着して透
過型光スイッチを構成する。更に、複数の平行平板状の
ガラス基板７１〜７４を積層し、所定の２つの入射光が
反射により交差するガラス基板上に部分反射膜７７ａ，
７７ｂ1，７７ｂ2，７７ｃ1〜７７ｃ4を被着して光分配
器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光スイッチ及び光分配器
に係わり、特に光信号の送信部、受信部の間、あるいは
送信路に設置され、光信号の交換を行う光スイッチ及び
光信号の分配を行う光分配器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の通信、情報処理分野においては取
り扱う情報量の大容量化、システムの高速化のために光
信号によるネットワークが要求されている。高度のネッ
トワークを実現するためには、多数の光信号の接続や切
り換えを行うための光スイッチや光分配器が必要にな
る。このため、光スイッチの研究が進められ種々の光ス
イッチが提案されている。図２３はS.H.Song等が提案し
ている反射型の光スイッチの説明図である（S.H.Song
他、 Optics letters Vol.17, No.18,1992 参照)。２層
化されたガラス基板状ＧＰＬの積層面に偏光分離膜ＰＢ
Ｓをコーテイングし、該偏光分離膜ＰＢＳ上のガラス基
板表面に微細加工してマイクロプリズムＭＰＺを作成
し、ガラス基板の他の面にミラーＭＲを形成している
（図２３(b),(c)参照)。この反射型光スイッチは、図示
しない偏光制御器で入射光（例えば横偏光とする）の偏
光状態を制御し、偏光状態が制御された該入射光を偏光
分離膜ＰＢＳに入力し、偏光分離膜ＰＢＳで偏光状態に
応じて入射光を透過、反射し、透過した入射光をマイク
ロプリズムＭＰＺの内側で２回反射させて光路を変更す
る。
【０００３】例えば、図２３(b)において、＃１から入
力された横偏光（Ｐ波）はミラーＭＲで反射後、偏光分
離膜ＰＢＳを透過し、マイクロプリズムＭＰＺに到り、
ここで２回反射されて出力光路＃１から出力される(図
２３(d)参照)。尚、この場合、光路の変換はない。しか
し、入射光の偏光状態を偏光制御器で制御して縦偏光
（Ｓ波）にすると、該入射光は偏光分離膜ＰＢＳで反射
され光路＃４から出力され、光路の交換が行われる。同
様に、＃２〜＃４から入力された光信号も偏光状態によ
り、光路の交換が行われる。従って、図２３(b)の光ス
イッチにより、図２３（a)の左側に示すネットワークが
構成される。
【０００４】図２３(c)は別のネットワークを構成する
もので、ガラス基板ＧＰＬの表面に２つの小型のマイク
ロプリズムＭＰＺ１，ＭＰＺ２を形成したものである。
＃１から入力された横偏光（Ｐ波）はミラーＭＲで反射
後、偏光分離膜ＰＢＳを透過し、マイクロプリズムＭＰ
Ｚ１に到り、ここで２回反射されて(図２３(e)参照)出
力光路＃１から出力されて光路の変換はない。しかし、
入射光の偏光状態を偏光制御器で制御して縦偏光（Ｓ
波）にすると、該入射光は偏光分離膜ＰＢＳで反射され
光路＃２から出力され、光路の交換が行われる。同様
に、＃２〜＃４から入力された光信号も偏光状態によ
り、光路の交換が行われる。図２３(c)の光スイッチに
より、図２３（a)の右側に示すネットワークが構成され
る。従って、図２３(b)、(c)に示す光スイッチを光学的
に結合すると図２３(a)に示すネットワークが構成さ
れ、各入力光路＃１〜＃４から入力された入射光は任意
の出力光路＃０〜＃３より出力できる。
【０００５】図２４は透過型の光スイッチの従来例であ
り、特開平3-204621号公報に開示されているものであ
る。図２４(a)は４入力、４出力の光スイッチを構成
し、ＬＣ１〜ＬＣ３は液晶セル、Ｐ１，Ｐ１′Ｐ２，Ｐ
２′は偏光プリズム、ＧＲはＧＲＩＮレンズ、Ｆは光フ
ァイバ、ＣＡはＧＲＩＮレンズＧＲを複数個搭載したフ
ァイバコリメータアレイである。各液晶セルＬＣ１〜Ｌ
Ｃ３には交流電圧が導線を介して印加されており、この
交流電圧のオン・オフによって入射光の偏光状態を制御
して光路を切り換えるようになっている。液晶セルＬＣ
１〜ＬＣ３は、図２４(b),(c)に示すように、対向する
面にそれぞれ透明な電極ＥＬ１〜ＥＬ４と、液晶を配向
させるためのポリイミド等のラピング膜ＣＦと、一定の
間隔の隙間を保たれた２枚のガラス板ＳＵと、該隙間内
に封入された液晶ＬＩで構成され、端部隙間は液晶の流
失を防止するためにエポキシ樹脂等の封止材ＡＤで封止
されている。電極パターンはそれぞれの光路を独立にス
イッチングするために図２４(c)に示すように配置さ
れ、電極に電圧を印加するための導線ＷＩ１〜ＷＩ４が
各電極に接続されている。液晶としてツイストネマチッ
ク液晶や強誘電性液晶などが用いられる。ツイストネマ
チック液晶は、電圧を印加したときには偏光面の回転を
生じないが、印加しないときは偏光面が９０0回転す
る。又、強誘電性液晶は極性の異なるパルス（＋，−）
を印加することにより、偏光面の回転を生じる状態と、
生じない状態とに切り換えることができる。尚、図２４
(a)の光スイッチの液晶セルでは液晶としてツイストネ
マチック液晶が用いられている。
【０００６】偏光プリズムＰ１〜Ｐ２′は、図２４(d),
(e)に示すように、頂角４５0の平行６面体の形状をな
し、偏光分離膜ＰＭ、全反射膜Ｍがそれぞれ図示するよ
うに配置されている。偏光分離膜ＰＭは横偏光（Ｐ波）
を透過し、縦偏光（Ｓ波）を反射する。すなわち、Ｓ波
は偏光分離膜ＰＭで反射され、しかる後、プリズム端部
で反射されてプリズム外に出てゆき、Ｐ波は偏光分離膜
ＰＭを透過してプリズム外に出て行く。全反射膜Ｍは偏
光状態に関係無く光を反射するもので、いずれの面に入
射した光も反射するようになっている。偏光プリズムＰ
１〜Ｐ２′及び液晶セルＬＣ１〜ＬＣ３を図２４(a)に
示すように交互に多段に組み合わせて接着剤により固定
することにより４入力、４出力の光スイッチが構成され
る。
【０００７】図２５は図２４の光スイッチの光路交換動
作を説明する図であり、図２４と同一部分には同一符号
を付している。液晶セルＬＣ１の第１、第３電極Ｅ１，
Ｅ３をオフ、液晶セルＬＣ２の第２、第３電極をオン、
液晶セルＬＣ３の第１、第３電極をオフする（オフ電極
を黒塗、オン電極は斜線を付してある）。入線Ｏ１から
入射された光のうち縦偏光（Ｓ波）は図２５(a)に示す
ように、偏光プリズムＰ１の偏光分離膜ＰＭで反射され
た後、該偏光プリズムの端部で反射して液晶セルＬＣ１
を通過する。この時、液晶セルＬＣ１の第１電極はオフ
になっているから、入射光は偏光状態を制御され横偏光
（Ｐ波）に変えられる。Ｐ波となった入射光は偏光プリ
ズムＰ２の偏光分離膜ＰＭを通過し、全反射膜Ｍで反射
されて液晶セルＬＣ２を通過する。液晶セルＬＣ２の第
２電極はオンしているから入射光は偏光状態を変えるこ
となく偏光プリズムＰ２′の全反射膜Ｍに到り、ここで
反射され、偏光分離膜ＰＭを通過し、偏光プリズムＰ
２′の端部で反射されて液晶セルＬＣ３を通過する。液
晶セルＬＣ３の第１電極はオフしているから、入射光は
縦偏光（Ｓ波）に変えられる。Ｓ波となった入射光は偏
光プリズムＰ１′の端部で反射された後、偏光分離膜Ｐ
Ｍで反射され、出線Ｏ１′から出力される。
【０００８】同様に、入線Ｏ１から入射された光のうち
横偏光（Ｐ波）は図２５(b)に示すように、伝搬して出
線Ｏ１′から出力される。従って、前述のように各液晶
セルの各電極をオン・オフしておけば、入線Ｏ１から入
射した光は出線Ｏ１′より出力されて光路の変換はな
い。しかし、液晶セルＬＣ１の第１、第３電極をオ
フ、液晶セルＬＣ２の第２、第３電極をオフ、液晶セル
ＬＣ３の第２、第４電極をオンすれば、入線Ｏ１から入
射された光は出線Ｏ２′から出力され、又、液晶セル
ＬＣ１の第１、第３電極をオフ、液晶セルＬＣ２の第
２、第３電極をオン、液晶セルＬＣ３の第１、第３電極
をオンすれば、入線Ｏ１から入射した光は出線Ｏ３′か
ら出力され、液晶セルＬＣ１の第１、第３電極をオ
フ、液晶セルＬＣ２の第２、第３電極をオフ、液晶セル
ＬＣ３の第２、第４電極をオフすれば、入線Ｏ１から入
射した光は出線Ｏ４′から出力される。すなわち、入線
Ｏ１から入射した光は任意の出線に出力でき、光路の交
換ができる。同様に、他の入線から入射した光も任意の
出線に出力できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の反射型光スイッ
チの構成では、マイクロプリズムの角度の精度を極めて
正確に作成する必要があり、又、マイクロプリズムの位
置に光を正確に当てる必要がある。このため、従来の反
射型光スイッチでは作成が困難であり、しかも、光軸あ
わせもかなり手間がかかるという問題がある。又、従来
の透過型光スイッチでは、多チャンネル化したときに単
純に小型化しているため、チャンネル数が増えると非常
に多くの偏光プリズムを貼りあわせる必要があり、作成
に手間がかかり、しかも作成精度も悪くなる問題があ
る。
【００１０】以上から、本発明の第１の目的は、基板上
にマイクロプリズムのような微細加工をすることなく多
チャンネル化（多入力多出力化）が可能な透過型光スイ
ッチを提供することである。本発明の第２の目的は作成
が容易であり、しかも、光軸あわせも容易な小型の反射
型光スイッチを提供することである。本発明の第３の目
的は、少ない数の偏光プリズムにより多チャンネル化が
可能な小型の透過型光スイッチを提供することである。
本発明の第４の目的は偏光プリズムの作成が容易な透過
型光スイッチを提供することである。本発明の第５の目
的は、簡単な構成で作成容易な、しかも、入射光に関係
なく同一の場所より分配光を得ることができる光分配器
を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１(a)は反射型光スイ
ッチの原理説明図、図１(b)は透過型光スイッチの原理
説明図、図１(c)は光分配器の原理説明図である。図１
(a)において、１１は平行平板状のガラス基板、１２は
ガラス基板上に積層され、入射光の偏光状態を外部制御
によって切り換える平行平板状の偏光制御器、１３，１
４は入射光が反射によりジグザクに伝搬するようにガラ
ス基板並びに偏光制御器にそれぞれ設けられた第１、第
２の反射膜（反射膜１４は光学透過部材と空気の屈折率
の差によって内部全反射が生じるように構成して除去す
ることができる）、１５は所定の２本の入射光が反射に
より交差するガラス基板上に蒸着され、横偏光を透過
し、縦偏光を反射する偏光分離膜である。偏光制御器１
２において、１２ａは強誘電性液晶、１２ｂ，１２ｂ′
は液晶の両側に設けられ入射光路上に電極パターンＥ
１，Ｅ２が形成された薄いガラス基板である。
【００１２】図１(b)において、５１、５２は偏光プリ
ズム、５３，５４はそれぞれ偏光プリズム５１，５２の
前段に設けられ、入射光の偏光状態を制御する偏光制御
器である。偏光プリズム５１，５２において、５１ａ，
５１ｂ；５２ａ，５２ｂは積層されたガラス基板、５１
ｃ，５１ｄ；５２ｃ，５２ｄは入射光が反射によりジグ
ザクに伝搬するように各ガラス基板にそれぞれ設けられ
た第１、第２の反射膜（反射膜は光学透過部材と空気の
屈折率の差によって内部全反射が生じるように構成して
除去することができる）、５１ｅ，５２ｅは所定の２本
の入射光が反射により交差するガラス基板上に蒸着さ
れ、横偏光を透過し、縦偏光を反射する偏光分離膜であ
る。
【００１３】図１(c)において、７０は複数の平行平板
状のガラス基板７１〜７４を積層してなる積層光学透過
部材であり、上層のガラス基板７１の厚みは全体の１／
２、２番目のガラス基板７２の厚みは全体の１／２2、
３番目及び最下層のガラス基板７３，７４の厚みは全体
の１／２3になっている。７５，７６は入射光が反射に
よりジグザクに伝搬するように前記積層光学透過部材７
０の両側に設けられた第１、第２の反射膜（反射膜は光
学透過部材と空気の屈折率の差によって内部全反射が生
じるように構成して除去することができる）、７７ａ，
７７ｂ1〜７７ｂ2，７７ｃ1〜７７ｃ4は所定の２つの入
射光が反射により交差するガラス基板上に設けられた部
分反射膜である。すなわち、部分反射膜７７ａは、入
線＃０と＃４、＃１と＃５、＃２と＃６、＃３と＃７か
らの入射光が交差する第２層のガラス基板７２上に設け
られ、部分反射膜７７ｂ1は入線＃０と＃２、＃１と
＃３からの入射光が交差する第３層のガラス基板７３上
に設けられ、また、部分反射膜７７ｂ2は入線＃４と
＃６、＃５と＃７からの入射光が交差する第３層のガラ
ス基板７３上に設けられ、部分反射膜７７ｃ1〜７７
ｃ4はそれぞれ入線＃０と＃１、入線＃２と＃３、入線
＃４と＃５、入線＃６と＃７からの入射光が交差する最
下層のガラス基板７４上に設けられる。
【００１４】
【作用】
・反射型光スイッチ（図１(a)) 入射光は横偏光（Ｐ波）であるとする。各電極Ｅ１，Ｅ
２がオフした状態において、入線＃０から入射した光は
各反射膜１３，１４で反射した後、偏光分離膜１５に到
る。電極Ｅ１はオフしており入射光の偏光状態は変化し
てないから、入射光は偏光分離膜１５を通過し、反射膜
１３で反射後出線＃０から出力され光路の交換は行われ
ない。入線＃１から入射した光は反射膜１３で反射した
後、偏光分離膜１５に到る。電極Ｅ２はオフしており入
射光の偏光状態は変化してないから、入射光は偏光分離
膜１５を通過し、反射膜１４，１３で反射後，出線＃１
から出力され光路の交換は行われない。
【００１５】各電極Ｅ１，Ｅ２をオンした状態におい
て、入線＃０から入射した光は偏光制御器１２により偏
光状態を変えられて縦偏光（Ｓ波）になる。入射光は各
反射膜１３，１４で反射した後、偏光分離膜１５に到
る。入射光はＳ波になっているから、偏光分離膜１５で
反射し、反射膜１４，１３で反射後出線＃１から出力さ
れ光路の交換が行われる。又、入線＃１から入射した光
は偏光制御器１２により偏光状態を変えられて縦偏光
（Ｓ波）になる。入射光は反射膜１３で反射して偏光分
離膜１５に到る。入射光はＳ波になっているから、偏光
分離膜１５で反射し、反射膜１３で反射後出線＃０から
出力され光路の交換が行われる。
【００１６】従って、各入射光の偏光状態を偏光分離膜
に到来する前に偏光分離器で制御することにより各入射
光の光路を交換することができ、マイクロプリズムを設
けなくても光路の交換ができ、容易に光スイッチを作成
することができる。又、入射光の縦偏光と横偏光を分離
する第２の偏光分離膜を光入力部に設け、該第２の偏光
分離膜で入射光をＰ，Ｓ波に分離し、各Ｐ，Ｓ波の偏光
状態をそれぞれ偏光制御器１２で制御し、偏光状態を制
御された各成分の光路を偏光分離膜１５で切り換えるよ
うにすれば、任意の偏光状態の光が入力されても光路の
交換を行うことができ、しかも、Ｐ，Ｓ波の光路長を同
一にできる。更に、偏光分離膜の個数、各偏光分離膜の
長さ及び被着位置（パターン）を工夫することにより任
意のネットワーク構成の光スイッチを作成でき、しか
も、各種ネットワーク構成に応じた複数の光スイッチが
光学的に結合されるように一体に形成することにより、
例えば、バニヤン網やクロオーバ網などの光スイッチを
簡単に構成することができる。
【００１７】・透過型光スイッチ（図１(b)) 入射光は横偏光（Ｐ波）であるとする。偏光制御器５
３，５４の各第１電極Ｅ１，Ｅ１が共にオフした状態に
おいて、入線＃０から入射した光は各偏光分離膜５１
ｅ，５２ｅを透過すると共に、各反射膜で反射して出線
＃０から出力される。又、偏光制御器５３の第１電極
Ｅ１がオフ、偏光制御器５４の第１電極Ｅ１がオンした
状態においては、入線＃０から入射した光は出線＃１か
ら出力される。偏光制御器５３の第１電極Ｅ１がオ
ン、偏光制御器５４の第３電極Ｅ３がオンした状態にお
いては、入線＃０から入射した光は出線＃２から出力さ
れる。偏光制御器５３の第１電極Ｅ１オン、偏光制御
器５４の第３電極Ｅ３がオフした状態においては、入線
＃０から入射した光は出線＃３から出力される。以上よ
り、偏光制御器５３、５４により入射光の偏光状態を制
御することにより任意の出線に出力でき、光路の交換で
きる。他の入線＃１〜＃３からの光も同様に任意の出線
に出力できる。
【００１８】以上のように、２つの偏光プリズムにより
４入力、４出力の光スイッチを構成でき、従来の透過型
光スイッチに比べると偏光プリズムを２つ減少でき、多
チャンネルになっても小型化が可能である。又、網構成
に応じて偏光分離膜の数、各偏光分離膜の長さ及び被着
位置を決定して偏光プリズムを作成し、各入射光の偏光
状態を偏光分離膜に到来する前に偏光分離器で制御する
ことにより各入射光の光路を切り換えることができ、し
かも、各種網構成に応じた複数の光スイッチを光学的に
縦続接続することにより、バニヤン網やクロオーバ網な
どの光スイッチを簡単に構成することができる。更に、
平行平板状の積層されたガラス基板、入射光が反射によ
りジグザクに伝搬するように各ガラス基板にそれぞれ設
けられた第１、第２の反射手段、所定の２本の入射光が
反射により交差するガラス基板上に被着された偏光分離
膜よりなる光学部材を作成し、所望の形に切断すること
により簡単に偏光プリズムを作成することができる。
【００１９】・光分配器 所定の入線からの入射光を第１の部分反射膜７７ａで２
分岐し、分岐した２つの入射光を第２の部分反射膜７７
ｂ1，７７ｂ2でそれぞれ２分岐して合計２2分岐し、各
分岐した入射光を第３の部分反射膜７７ｃ1〜７７ｃ4で
更に２分岐して合計２3分岐する。同様に、積層数を増
加することにより光分配数を増加することができる。以
上のように、ガラス基板の積層面の所定位置に所定数の
部分反射膜を被着することにより簡単に光分配器を構成
でき、しかも、各入線から入射した光を同一の位置に分
配できる。
【００２０】
【実施例】
(a) 反射型光スイッチの基本構成(入射光が横偏光ある
いは縦偏光の場合) ・ 構成 図２は入射光が横偏光あるいは縦偏光の場合における反
射型光スイッチの基本構成説明図である。１１は平行平
板状のガラス基板、１２はガラス基板上に積層され、入
射光の偏光状態を外部制御によって切り換える平行平板
状の偏光制御器、１３，１４は入射光が反射によりジグ
ザクに伝搬するようにガラス基板１１並びに偏光制御器
１２にそれぞれ設けられた第１、第２の反射膜である。
尚、反射膜１４は光学透過部材と空気の屈折率の差によ
って内部全反射が生じるように構成して除去することが
できる。１５は所定の２本の入射光が反射により交差す
るガラス基板上に蒸着され、横偏光（Ｐ波）を透過し、
縦偏光（Ｓ波）を反射する偏光分離膜である。偏光制御
器１２において、１２ａは強誘電性液晶、１２ｂ，１２
ｂ′は液晶の両側に設けられ入射光路上に電極パターン
Ｅ１〜Ｅ４が形成された薄いガラス基板である。１
６0、１６1はガラス基板１１の光入力部に設けられたプ
リズムであり、入射角４５0で入力される入射光を屈折
することなくガラス基板内に導くもの、１７0、１７1は
ガラス基板１１の光出力部に設けられたプリズムであ
り、入射角４５0で入力される入射光を屈折することな
くガラス基板外に出力するものである。
【００２１】・ 動作 図２の光スイッチは２入力、２出力の反射型光スイッチ
を構成している。各入射光を横偏光（Ｐ波）であるとす
ると、第１、第２電極Ｅ１，Ｅ２がオフした状態におい
て（図２(a)参照)、入線＃０から入射した光は各反射膜
１３，１４で反射した後、偏光分離膜１５に到る。電極
Ｅ１はオフしており入射光の偏光状態は変化してないか
ら、入射光は偏光分離膜１５を通過し、反射膜１３で反
射後、出線＃０から出力され光路の交換は行われない。
又、入線＃１から入射した光は反射膜１３で反射した
後、偏光分離膜１５に到る。電極Ｅ２はオフしており入
射光の偏光状態は変化してないから、入射光は偏光分離
膜１５を通過し、反射膜１４，１３で反射後，出線＃１
から出力され光路の交換は行われない。すなわち、第
１、第２電極Ｅ１，Ｅ２をオフすれば、光路の入れ替え
は行われない。一方、第１、第２電極Ｅ１，Ｅ２をオン
した状態においては（図２(b)参照)、入線＃０から入射
した光は偏光制御器１２により偏光状態を変えられて縦
偏光（Ｓ波）になる。入射光は各反射膜１３，１４で反
射した後、偏光分離膜１５に到る。入射光はＳ波になっ
ているから、偏光分離膜１５で反射し、反射膜１４，１
３で反射後、出線＃１から出力され光路の交換が行われ
る。又、入線＃１から入射した光は偏光制御器１２によ
り偏光状態を変えられて縦偏光（Ｓ波）になる。入射光
は反射膜１３で反射して偏光分離膜１５に到る。入射光
はＳ波になっているから、偏光分離膜１５で反射し、反
射膜１３，１４で反射後出線＃０から出力され光路の交
換が行われる。すなわち、第１、第２電極Ｅ１，Ｅ２を
オンすれば、光路の入れ替えが行われる。
【００２２】以上では入射光が横偏光（Ｐ波）であると
したが縦偏光（Ｓ波）であってもよい。ただし、この場
合には、出線＃０，＃１を出線＃１，＃０と逆にする。
２入力、２出力の光スイッチの場合、第３、第４電極Ｅ
３，Ｅ４は光路の入れ替えに何等寄与しないから、これ
ら電極はなくてもよい。図２(c)は第３、第４電極を除
去した実施例である。光は偏光制御器１２を通過すると
若干損失を生じる、このため、図２(c)の実施例では、
偏光状態を制御する部分でのみ偏光制御器１２を通過
し、他の部分では偏光制御器を通過しないように構成し
てある。尚、１１′はガラス基板、１３′は反射膜であ
り、プリズム１６0，１６1，１７0，１７1は省略してい
る。
【００２３】・ 入射角制御 光は光スイッチ内部を４５0で伝搬するようにする。４
５0にすることにより、光スイッチの長さを短くでき、
しかも、反射膜１３，１４を必ずしも設けなくても全反
射により光を光スイッチ内部でジグザグに伝搬させるこ
とができる。図３は光スイッチ内部に光が４５0で進入
するようにした入射角制御手段の説明図である。(a)は
直角プリズムＰＲＺをガラス基板１１に取付け、該プリ
ズムに直角に光を入射するものである。このようにする
と、光を屈折させることなく光スイッチ内に導入でき
る。(b)はガラス基板１１に直角のＶ字状の溝ＧＲＶを
形成し、溝ＧＲＶの面に直角に光を入射するものであ
る。このようにしても光を屈折させることなく光スイッ
チ内に導入できる。図３(c)、(d)は光スイッチに直角に
入射した光を光スイッチ内部で４５0方向に伝搬するよ
うにしたものである。図３(c)では、ガラス基板１１上
に光の伝搬する角度（＝４５0）の半分の溝ＧＲＶ１，
ＧＲＶ２を形成し、各溝面に反射膜ＲＦＬをコーティン
グし、直角に入射した光を反射膜ＲＦＬで反射して光ス
イッチ内で４５0方向に伝搬するようにしている。図３
(d)では、回折格子ＧＲＤをガラス基板１１の光入力部
に設け、直角に入射した光を４５0方向に回折し、光ス
イッチ内部で４５0方向に伝搬するようにしている。回
折格子ＧＲＤは平面上に微細なピッチの濃淡の縞や凹凸
を作成し、光波の回折現象を利用して光路を曲げるもの
である。
【００２４】以上では、入射角制御について説明したが
出射角制御についても同様である。例えば、光スイッチ
内部より光を４５0で出射するには光出力位置に図３
(a),(b)に示すように直角プリズムあるいは直角溝を設
ける。又、光スイッチより直角に出射する場合には、図
３(d)に示すように回折格子ＧＲＤを設ける。光スイッ
チを多段に縦続接続して所望のネットワークを構成する
場合、(a),(b)に示すように入射角、出射角が４５0であ
ると各光スイッチ間の整合性が悪いが、図３(c),(d)に
示すように入射角、出射角を直角にすると整合性を向上
することができる。
【００２５】・ 光の収束制御 入射した光ビームはガラス中を伝搬するにつれて広がっ
てゆく。このため、隣接する光ビーム同士が重なってし
まう問題が生じる。そこで、本願発明では図４に示すよ
うに、光路途中に平面レンズＬＳを配置し、該平面レン
ズで光ビームを集光して絞り、隣接光と重ならないよう
にしている。尚、１１はガラス基板、１２は偏光制御
器、１３は反射膜である。このように、集光すれば光を
重ならずに遠くまで伝搬させることができ、多チャンネ
ル化が可能になる。
【００２６】(b) 反射型光スイッチの基本構成(入射光
が任意の偏光の場合) ・ 構成 図５は入射光が任意の偏光の場合における反射型光スイ
ッチの基本構成説明図であり、図２と同一部分には同一
符号を付している。１１は平行平板状のガラス基板、１
２はガラス基板上に積層され入射光の偏光状態を制御す
る平行平板状の偏光制御器、１３は反射膜である。１５
ａ，１５ｂは所定の２本の入射光が反射により交差する
ガラス基板上に蒸着され、横偏光（Ｐ波）を透過し、縦
偏光（Ｓ波）を反射する偏光分離膜である。偏光制御器
１２において、１２ａは強誘電性液晶、１２ｂ，１２
ｂ′は液晶の両側に設けられ入射光路上に電極パターン
Ｅ１〜Ｅ４が形成された薄いガラス基板である。尚、入
射角及び出射角を制御する手段（プリズム、直角溝、回
折格子等）は省略している。又、ガラス基板側の反射
は、ガラスと空気の屈折率の差によって生じる内部全反
射を利用し、反射膜を設けない例を示している。
【００２７】・ 動作 図５の光スイッチは２入力、２出力の反射型光スイッチ
を構成している。各入射光を任意の偏光であるとする
と、第１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４が全てオフした状態にお
いて（図５(a)参照)、入線＃０から入射した光の横偏光
（Ｐ波）は偏光分離膜１５ａ，１５ｂを通過して出線＃
０から出力される。又、入線＃０から入射した光の縦偏
光（Ｓ波）は偏光分離膜１５ａ，１５ｂで反射し、出線
＃０から出力される。同様に、入線＃１から入射した光
のＰ波、Ｓ波は出線＃１に出力され、光路の交換は行わ
れない。一方、第２、第３電極Ｅ２，Ｅ３をオンした状
態において（図５(b)参照)、入線＃０から入射した光の
横偏光（Ｐ波）は偏光分離膜１５ａを通過した後、偏光
制御器１２でＳ波に変えられる（第３電極Ｅ３がオンの
ため）。この結果、Ｓ波は第２の偏光分離膜１５ｂで反
射し、出線＃１から出力される。すなわち、入線＃０か
ら入力された光のＰ波はＳ波となって出線＃１から出力
される。又、入線＃０から入射した光の縦偏光（Ｓ波）
は偏光分離膜１５ａで反射し、しかる後、偏光制御器１
２でＰ波に変えられる（第２電極がオンのため）。この
結果、Ｐ波は第２の偏光分離膜１５ｂを透過し、出線＃
１から出力される。すなわち、入線＃０から入力された
光のＳ波はＰ波となって出線＃１から出力される。以上
により、入線＃０から入力された光は全て出線＃１に出
力される。同様に、入線＃１から入力された光は出線＃
０に出力され、光路の交換が行なわれる。
【００２８】(c) ４入力、４出力光スイッチ（入射光が
横偏光あるいは縦偏光の場合） 図６は入射光が横偏光あるいは縦偏光の場合における４
入力、４出力の光スイッチの第１の実施例説明図であ
り、１１はガラス基板、１２は各入射光の偏光状態を変
える偏光制御器であり、各入射光に応じて電極Ｅ１〜Ｅ
４が設けられている。偏光制御器１２は簡略化して示し
てあるが図２と同一の構成を備えている。１５は２つの
入射光が交差するガラス基板上の所定位置に被着された
偏光分離膜である。偏光分離膜１５は入線＃０と入線＃
２からの入射光が交差し、入線＃１と入線＃３からの入
射光が交差するガラス基板１１上に被着されている。
尚、反射手段が光スイッチの両面に設けられているが図
示していない。図６の４入力、４出力の光スイッチにお
いて入射光を横波（Ｐ波）とすると、第１〜第４電極Ｅ
１〜Ｅ４がオフの場合、各入線＃０〜＃３より入力され
た入射光は出線＃０〜＃３に出力され、光路の交換はな
い。しかし、第１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオンの場合、
各入線＃０，＃１，＃２，＃３より入力された入射光は
それぞれ出線＃２，＃３，＃０，＃１に出力される。す
なわち、図６(a)の光スイッチにより図６(b)に示すネッ
トワークが構成される。
【００２９】図７は入射光が横偏光あるいは縦偏光の場
合における４入力、４出力の光スイッチの第２の実施例
説明図であり、１１，１１′は第１、第２のガラス基板
であり、積層ガラス基板を構成している。１２は各入射
光の偏光状態を変える偏光制御器であり、各入射光に応
じて電極Ｅ１〜Ｅ４が設けられている。偏光制御器１２
は簡略化して示してあるが図２と同一の構成を備えてい
る。１５ｃ，１５ｄは２つの入射光が交差するガラス基
板上の所定位置に被着された偏光分離膜である。偏光分
離膜１５ｃは入線＃０と入線＃３からの入射光が交差す
るガラス基板１１上に被着されており、偏光分離膜１５
ｄは入線＃１と入線＃２からの入射光が交差するガラス
基板１１′上に被着されている。尚、反射手段が光スイ
ッチの両面に設けられているが図示していない。図７の
４入力、４出力の光スイッチにおいて入射光を横波（Ｐ
波）とすると、第１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオフの場
合、各入線＃０〜＃３より入力された入射光は出線＃０
〜＃３に出力され、光路の交換はない。しかし、第１〜
第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオンの場合、各入線＃０，＃１，
＃２，＃３より入力された入射光はそれぞれ出線＃３，
＃２，＃１，＃０に出力される。すなわち、図７(a)の
光スイッチにより図７(b)に示すネットワークが構成さ
れる。
【００３０】図８は入射光が横偏光あるいは縦偏光の場
合における４入力、４出力の光スイッチの第３の実施例
説明図であり、１１はガラス基板、１２は各入射光の偏
光状態を変える偏光制御器であり、各入射光に応じて電
極Ｅ１〜Ｅ４が設けられている。偏光制御器１２は簡略
化して示してあるが図２と同一の構成を備えている。１
５ｃ，１５ｄは２つの入射光が交差するガラス基板上の
所定位置に被着された偏光分離膜である。偏光分離膜１
５ａは入線＃０と入線＃１からの入射光が交差するガラ
ス基板１１上に被着されており、偏光分離膜１５ｂは入
線＃２と入線＃３からの入射光が交差するガラス基板１
１上に被着されている。尚、反射手段が光スイッチの両
面に設けられているが図示していない。図８の４入力、
４出力の光スイッチにおいて入射光を横波（Ｐ波）とす
ると、第１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオフの場合、各入線
＃０〜＃３より入力された入射光は出線＃０〜＃３に出
力され、光路の交換はない。しかし、第１〜第４電極Ｅ
１〜Ｅ４がオンの場合、各入線＃０，＃１，＃２，＃３
より入力された入射光はそれぞれ出線＃１，＃０，＃
３，＃２に出力される。すなわち、図８(a)の光スイッ
チにより図８(b)に示すネットワークが構成される。
【００３１】図６〜図８の光スイッチを適当に組み合わ
せて光学的に結合すると、各入線＃０〜＃３から入力さ
れた入射光を任意の出線＃０〜＃３に出力できる。図９
は図６と図８の光スイッチを組み合わせて光学的に結合
してなる４入力４出力のネットワークであり、バニヤン
網として知られているものである。又、図示しないが、
図７と図８の光スイッチを組み合わせて光学的に結合す
ることにより周知のクロスオーバ網が構成される。
【００３２】(d) ４入力、４出力光スイッチ（入射光が
任意の偏光の場合） 図１０は入射光が任意の偏光の場合における４入力、４
出力の光スイッチの実施例説明図であり、図６と図８の
光スイッチを組み合わせたバニヤン網を構成している。
１１1〜１１4はガラス基板であり順次積層されて積層ガ
ラス基板を構成している。１２は各入射光の偏光状態を
変える偏光制御器であり、１２ａは強誘電性液晶、１２
ｂ，１２ｂ′はガラス基板である。液晶１２ａを挾んで
ガラス基板１２ｂ，１２ｂ′上に入射光の間隔の１／２
のピッチで電極Ｅ１〜Ｅ２４が設けられている。１３，
１４は入射光を反射により光スイッチ内で４５0方向に
ジグザグに伝搬させる反射膜である。尚、反射膜１４は
ガラスと空気の屈折率の差による全反射を利用すること
により省略することができる。反射面間の距離をＬとす
ると、第１、第２層のガラス基板１１1，１１2の厚みは
Ｌ／８、第３層のガラス基板１１3の厚みはＬ／４、第
１層のガラス基板と偏光制御器の合成厚さはＬ／２とな
っている。
【００３３】１８ａ1〜１８ａ4は各入線＃０〜＃３より
入力された入射光の横偏光（Ｐ波）と縦偏光（Ｓ波）を
分離する偏光分離膜、１８ｂは図６の光スイッチと同等
の光スイッチを構成するための偏光分離膜、１８ｃ1〜
１８ｃ2は図８の光スイッチと同等の光スイッチを構成
するための偏光分離膜、１８ｄ1〜１８ｄ4はＰ波とＳ波
を合成して出線＃０〜＃３に出力するための偏光分離膜
である。偏光分離膜１８ｂは、入線＃０と＃２、＃１
と＃３からの入射光がそれぞれ交差する第３層のガラス
基板１１3上に蒸着によりコーテイング（被着）され、
偏光分離膜１８ｃ1は入線＃０と＃１からの入射光が
交差する第２層のガラス基板１１2上にコーテイングさ
れ、また、偏光分離膜１８ｃ2は入線＃２と＃３から
の入射光が交差する第２層のガラス基板１１2上にコー
テイングされる。尚、入射角及び出射角制御手段は図示
を省略している。
【００３４】隣接する２つの電極はペアになっており、
最初の４組((E1,E2;E3,E4;E5,E6;E7,E8)は１段目の光ス
イッチの光路を制御するための電極群であり、次の４組
((E9,E10;E11,E12;E13,E14;E15,E16)は２段目の光スイ
ッチの光路を制御するための電極群であり、最後の４組
((E17,E18;E19,E20;E21,E22;E23,E24)はＰ波とＳ波を合
成して出線＃０〜＃３に出力するための電極群である。
図１１に示すように第１電極Ｅ１をオフ、第２電極Ｅ２
をオン，第９、第１０電極Ｅ９，Ｅ１０を共にオフ、第
１７電極Ｅ１７をオン、第１８電極Ｅ１８をオフする。
かかる状態において、入線＃０から入力された入射光の
Ｐ波は図中点線で示すように、偏光分離膜１８ａ，１８
ｂ，１８ｃ1を通過後、偏光制御器１２によりＳ波に偏
光され（電極Ｅ１７がオンのため）、偏光分離膜１８ｄ
1で反射されて出線＃０より出力される。又、入線＃０
から入力された入射光のＳ波は図中黒丸線で示すように
偏光分離膜１８ａ1で反射し、ついで、偏光制御器１２
でＰ波に変換され（電極Ｅ２がオンのため）、以後、各
偏光分離膜１８ｂ，１８ｃ 1，１８ｄ1を通過して出線＃
０より出力される。すなわち、図１１に示すように各電
極をオン／オフすれば入線＃０から入力された入射光の
光路は変わらない。
【００３５】一方、図１２に示すように第１電極Ｅ１を
オン、第２電極Ｅ２をオフ、第１３、第１４電極Ｅ１
３，Ｅ１４を共にオフ、第２３電極Ｅ２３をオフ、第２
４電極Ｅ２４をオンする。かかる状態において、入線＃
０から入力された入射光のＰ波は図中点線で示すよう
に、偏光分離膜１８ａ1を通過後、偏光制御器１２によ
りＳ波に偏光され（電極Ｅ１がオンのため）、しかる
後、偏光分離膜１８ｂ，１８ｃ2，１８ｄ4で反射されて
出線＃３より出力される。又、入線＃０から入力された
入射光のＳ波は図中黒丸線で示すように偏光分離膜１８
ａ1，１８ｂ，１８ｃ2で反射した後、偏光制御器１２で
Ｐ波に変換され（電極Ｅ２４がオンのため）、偏光分離
膜１８ｄ4を通過して出線＃３より出力される。すなわ
ち、図１２に示すように各電極をオン／オフすれば入線
＃０から入力された光信号を出線＃３から出力して光路
を交換できる。同様に、各電極を適宜オン／オフするこ
とにより、入線＃０から入力された光信号を出線＃１、
＃２から出力でき、又、他の入線＃１〜＃３から入力さ
れた光信号を任意の出線から出力できる。
【００３６】(e) ４入力、４出力光スイッチの別の実施
例 図６〜図８の４入力、４出力光スイッチではガラス基板
１１の厚みが異なっている。このため、２つの光スイッ
チを組み合わせてバンヤン網やクロオーバ網等を作成す
るには、厚さの異なる複数のガラス基板を積層する必要
がある（図１０参照）。そこで、光スイッチのガラス基
板の厚みを同じにできれば、複数の光スイッチを組み合
わせるとき１枚のガラス基板上に同時に複数の光スイッ
チ分の偏光分離膜を被着できるので作成が容易になる。
図１３〜図１５は図６〜図８の４入力、４出力光スイッ
チと同等のネットワークをガラス基板１１の厚みを同じ
にして構成したものである。各図において、１１はガラ
ス基板、１２は各入射光の偏光状態を変える偏光制御器
であり、各入射光に応じて電極Ｅ１〜Ｅ４が設けられて
いる。偏光制御器１２は簡略化して示してあるが図２と
同一の構成を備えている。１５ｅ，１５ｆは所定の２つ
の入射光が交差するガラス基板１１上の所定位置に被着
された偏光分離膜である。反射手段は光スイッチの両面
に設けられているが図示していない。
【００３７】各図において、ガラス基板１１及び偏光制
御器１２の厚みは同一となっているが、偏光分離膜１５
ｅ，１５ｆの長さ、被着位置は異なっている。図１３に
おいて偏光分離膜１５ｅ，１５ｆは、入線＃０と入線＃
１からの入射光が交差し、入線＃１と入線＃２からの入
射光が交差し、入線＃２と入線＃３からの入射光が交差
するガラス基板１１上の別々の位置にそれぞれ被着され
ている。従って、入射光を横波（Ｐ波）とすると、第１
〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオフの場合、各入線＃０〜＃３
より入力された入射光は出線＃０〜＃３に出力され、光
路の交換はない。しかし、第１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４が
オンの場合、各入線＃０，＃１，＃２，＃３より入力さ
れた入射光はそれぞれ出線＃２，＃３，＃０，＃１に出
力される。すなわち、図１３(a)の光スイッチにより図
１３(b)（図６(b)と同一)に示すネットワークが構成さ
れる。
【００３８】図１４において、偏光分離膜１５ｅは、入
線＃１と入線＃２からの入射光が交差するガラス基板１
１上に被着され、偏光分離膜１５ｆは、入線＃０と入線
＃３からの入射光が交差するガラス基板１１上に被着さ
れている。従って、入射光を横波（Ｐ波）とすると、第
１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオフの場合、各入線＃０〜＃
３より入力された入射光は出線＃０〜＃３に出力され、
光路の交換はない。しかし、第１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４
がオンの場合、各入線＃０，＃１，＃２，＃３より入力
された入射光はそれぞれ出線＃３，＃２，＃１，＃０に
出力される。すなわち、図１４(a)の光スイッチにより
図１４(b)(図７(b)と同一)に示すネットワークが構成さ
れる。
【００３９】図１５において、偏光分離膜１５ｅは入線
＃０と入線＃１からの入射光が交差するガラス基板１１
上に被着され、偏光分離膜１５ｆは入線＃２と入線＃３
からの入射光が交差するガラス基板１１上に被着されて
いる。従って、入射光を横波（Ｐ波）とすると、第１〜
第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオフの場合、各入線＃０〜＃３よ
り入力された入射光は出線＃０〜＃３に出力され、光路
の交換はない。しかし、第１〜第４電極Ｅ１〜Ｅ４がオ
ンの場合、各入線＃０，＃１，＃２，＃３より入力され
た入射光はそれぞれ出線＃１，＃０，＃３，＃２に出力
される。すなわち、図１５(a)の光スイッチにより図１
５(b)に示すネットワークが構成される。以上のよう
に、４入力、４出力光スイッチのガラス基板１１の厚み
を同じにできるから、２つの光スイッチを組み合わせて
所定のネットワークの光スイッチを一体に構成する場合
に作成が容易になり、作成精度も向上する。
【００４０】(f) 光分配器の構成 図１６は光分配器の構成図であり、７０は複数の平行平
板状のガラス基板７１〜７４を積層してなる積層光学透
過部材であり、上層のガラス基板７１の厚みは全体の１
／２、２番目のガラス基板７２の厚みは全体の１／
２2、３番目及び最下層のガラス基板７３，７４の厚み
は全体の１／２3になっている。７５，７６は入射光が
反射によりジグザクに伝搬するように前記積層光学透過
部材７０の両側に設けられた第１、第２の反射膜（ガラ
スと空気の屈折率の差によって内部全反射が生じるよう
に構成して除去することができる）、７７ａ，７７
ｂ1，７７ｂ2，７７ｃ1〜７７ｃ4は所定の２つの入射光
が反射により交差するガラス基板上に設けられた部分反
射膜である。すなわち、部分反射膜７７ａは、入線＃
０と＃４、＃１と＃５、＃２と＃６、＃３と＃７からの
入射光が交差する第２層のガラス基板７２上に設けら
れ、部分反射膜７７ｂ1は入線＃０と＃２、＃１と＃
３からの入射光が交差する第３層のガラス基板７３上に
設けられ、また、部分反射膜７７ｂ2は入線＃４と＃
６、＃５と＃７からの入射光が交差する第３層のガラス
基板７３上に設けられ、部分反射膜７７ｃ1〜７７ｃ4
はそれぞれ入線＃０と＃１、入線＃２と＃３、入線＃４
と＃５、入線＃６と＃７からの入射光が交差する最下層
のガラス基板７４上に設けられる。
【００４１】所定の入線からの入射光を第１の部分反射
膜７７ａで２分岐し、分岐した２つの入射光を第２の部
分反射膜７７ｂ1，７７ｂ2でそれぞれ２分岐して合計２
2分岐し、各分岐した入射光を第３の部分反射膜７７ｃ1
〜７７ｃ4で更に２分岐して合計２3分岐する。以上によ
り、所定の入線より入力された光を８方路（＃０′〜＃
７′）に分配できる。又、ガラス基板の積層数を増加す
ることにより光分配数を増加することができる。更に、
各入線から入射した光を同一の位置に正確に分配でき
る。
【００４２】(g) 光分配器を用いた光スイッチ 図１６の光分配器で、例えば５mm間隔の入射ビームアレ
イに対して光の分配ができるように各ガラス基板の厚み
を設定する。かかる分配器に５．１mm間隔で光ビームア
レイを入射すると、出射側では0.1mm間隔で分岐ビーム
が並び、更に、５mm間隔でその繰返しとなるようにする
ことができる。
【００４３】図１７はかかる原理を用いた２入力、２出
力の光スイッチの構成図である。７０は同一厚みの平行
平板状のガラス基板７１，７２を積層してなる積層光学
透過部材、７５，７６は入射光が反射によりジグザクに
伝搬するように積層光学透過部材７０の両側に設けられ
た第１、第２の反射膜（反射膜はガラスと空気の屈折率
の差によって内部全反射が生じるように構成して除去す
ることができる）、７７ａはガラス基板７２上に設けら
れた部分反射膜であり、入線＃０からの入射光Ｐを２分
岐し（Ｐ１，Ｐ２）、又、入線＃１からの入射光Ｑを２
分岐する（Ｑ１，Ｑ２）。７７、７８は光入力部、光出
力部に設けられた回折格子であり、回折格子７７は直角
に入射した光の進行方向を４５0に変え、回折格子７８
は４５0で入射した光の進行方向を９０0に変えて出射す
る。７９は分岐光Ｐ１，Ｑ１に対応して設けられた第１
の光シャッタ、８０は分岐光Ｐ２，Ｑ２に対応して設け
られた第２の光シャッタである。光シャッタ７９、８０
はそれぞれ液晶で構成されており、外部制御により、１
つの分岐光のみ通過し、他を遮断する機能を備えてい
る。８１、８２はガラス基板８３上に設けられた集光レ
ンズである。
【００４４】入線＃０，＃１から入力される入射光Ｐ，
Ｑの間隔をそれぞれの分岐光が重ならないように決定す
ると、入射光Ｐ，Ｑは部分反射膜７７ａで合計４本の光
ビームＰ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２となり、図示するように
Ｐ１，Ｑ１，Ｐ２，Ｑ２の順に並ぶ。そこで、分岐光Ｐ
１，Ｑ２のみ通過するように光シャッタ７９、８０を制
御すると分岐光Ｐ１，Ｑ２は集光レンズ８１、８２で集
光され、出線＃０，＃１から出力される。この場合、光
路の交換は行われない。しかし、分岐光Ｑ１，Ｐ２のみ
通過するように光シャッタ７９、８０を制御すると分岐
光Ｑ１，Ｐ２は集光レンズ８１、８２で集光され、出線
＃０，＃１から出力され、光路の交換が行われる。以上
は２入力２出力の場合であるが、ｎ入力にし、それぞれ
の分岐光が重ならないようにして、所定の分岐光を光シ
ャッタで選択するように構成すれば、ｎ入力、ｎ出力の
光スイッチを構成することができる。
【００４５】図１８は光分配器を用いた光スイッチの別
の実施例構成図である。図１７の光スイッチでは、各入
射光を基板の長手方向（Ｘ方向）に整列して入力した場
合である。入射光数が少ない場合には、各分岐光間隔を
大きくできるが、入射光数が多くなると各分岐光の間隔
が短くなって光シャッタによる分岐光の選択が難しくな
る。
【００４６】このため、図１８の光スイッチでは入射光
を基板の長手方向に直交する方向（Ｙ方向）に整列して
入射している。図中、７０は同一厚みの平行平板状のガ
ラス基板７１，７２を積層してなる積層光学透過部材、
７７ａはガラス基板７２上に設けられた部分反射膜であ
り、入線＃０からの入射光Ｐを２分岐し（Ｐ１，Ｐ
２）、又、入線＃１からの入射光Ｑを２分岐する（Ｑ
１，Ｑ２）。７７、７８は光入力部、光出力部に設けら
れた回折格子であり、回折格子７７は直角に入射した光
の進行方向を４５0に変え、回折格子７８は４５0で入射
した光の進行方向を９０0に変えて出射する。７９は分
岐光Ｐ１，Ｑ１に対応して設けられた第１の光シャッ
タ、８０は分岐光Ｐ２，Ｑ２に対応して設けられた第２
の光シャッタである。光シャッタ７９、８０はそれぞれ
液晶で構成されており、外部制御により、１つの分岐光
のみ通過し、他を遮断する機能を備えている。８３，８
４はそれぞれ光シャッタ７９，８０を通過した光ビーム
を出線＃０，＃１に導くフォトカプラーである。積層光
学透過部材７０の両側に設けられる反射部材は図示を省
略している。
【００４７】入射光Ｐ，Ｑは部分反射膜７７ａで合計４
本の光ビームＰ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２となり、図示する
ように２次元的に並ぶ。かかる状態で、分岐光Ｐ１，Ｑ
２のみ通過するように光シャッタ７９、８０を制御する
と分岐光Ｐ１，Ｑ２はフォトカプラー８３、８４で集光
され、出線＃０，＃１から出力される。この場合、光路
の交換は行われない。しかし、分岐光Ｑ１，Ｐ２のみ通
過するように光シャッタ７９、８０を制御すると分岐光
Ｑ１，Ｐ２はフォトカプラー８３，８４で集光され、出
線＃０，＃１から出力され、光路の交換が行われる。以
上は２入力２出力の場合であるが、ｎ個の入射光をＹ方
向に配列して、所定の分岐光を光シャッタで選択するよ
うに構成すれば、ｎ入力、ｎ出力の光スイッチを構成す
ることができる。
【００４８】(h) ２次元的に入射される場合の光スイッ
チ 図６〜図１５に示した４入力、４出力の光スイッチで
は、各入射光が基板の長手方向（Ｘ方向）に整列して入
力した場合である。しかし、入射光が２次元的に配列さ
れて入力する場合がある。図１９は２次元的に入射する
場合の光スイッチの構成図である。９１、９２は図２に
示す構成を備えた光スイッチであり、１１は平行平板状
のガラス基板、１２は平行平板状の偏光制御器、１５は
偏光分離膜、１６，１７は光入力部、光出力部に設けら
れた回折格子であり、回折格子１６は直角に入射した光
の進行方向を４５0に変え、回折格子１７は４５0で入射
した光の進行方向を９０0に変えて出射する。尚、光ス
イッチ９１、９２の両面に設けられる反射膜は省略して
いる。
【００４９】光スイッチ９１は入線＃０からの入射光を
偏光制御により＃０′、＃１′の一方より出射する。
又、光スイッチ９２は＃０′からの入射光を偏光制御に
より出線＃１，＃３の一方より出射し、＃１′からの入
射光を偏光制御により出線＃０，＃２の一方より出射す
る。従って、光スイッチ９１、９２の偏光制御により、
入線＃０からの入射光を任意の出線＃０〜＃３より出力
できる。同様に、他の入線からの入射光も任意の出線＃
０〜＃３より出力でき、図１９により２次元的に入射し
た４入力、４出力の光スイッチが構成される。以上で
は、図２に示す２入力、２出力の光スイッチ９１，９２
を直角に立体的に配列して４入力、４出力の光スイッチ
を構成した場合であるが、光スイッチ９１，９２として
例えば図９の４入力、４出力のバニヤン網を用いれば、
４×４入力、４×４出力の光スイッチを構成できる。
又、同様に、２つの光分配器を設け、第１の分配器の光
出力部と第２の光分配器の光入力部が重なるように、か
つ直交して配設することにより、第２の光分配器の光出
力部から２次元的に入射光を分配出力することができ
る。
【００５０】(i) 透過型光スイッチ 図２０は透過型光スイッチの構成図である。図２０(a)
において、５１、５２は頂角が４５0をなす平行６面体
の偏光プリズム、５３，５４はそれぞれ偏光プリズム５
１，５２の前段に設けられ、入射光の偏光状態を制御す
る平板状の偏光制御器である。偏光プリズム５１，５２
において、５１ａ，５１ｂ；５２ａ，５２ｂは積層され
たガラス基板、５１ｃ，５１ｄ；５２ｃ，５２ｄは入射
光が反射によりジグザクに伝搬するように各ガラス基板
の積層面と反対側にそれぞれ設けられた第１、第２の反
射膜（反射膜はガラスと空気の屈折率の差によって内部
全反射が生じるように構成して除去することができ
る）、５１ｅ，５２ｅ，５２ｅ′は所定の２本の入射光
が反射により交差するガラス基板上に蒸着され、横偏光
を透過し、縦偏光を反射する偏光分離膜である。偏光プ
リズム５１の偏光分離膜５１ｅは入線＃０と入線＃２か
らの入射光が交差し、入線＃１と入線＃３からの入射光
が交差するガラス基板５１ａ上に被着されている。偏光
プリズム５２の偏光分離膜５２ｅは入線＃０と入線＃１
からの入射光が交差するガラス基板５２ａ上に被着され
ており、偏光分離膜５２ｅ′は入線＃２と入線＃３から
の入射光が交差するガラス基板５２ａ上に被着されてい
る。
【００５１】偏光制御器５３，５４は図２４(b),(c)に
示す構成と同一の構成を備え(液晶は強誘電性液晶とす
る)、入線＃０〜＃３に対応してそれぞれ電極Ｅ１〜Ｅ
４を備えている。偏光プリズム５１は、図２０(b)に示
すように、入線＃０と入線＃２からの入射光が交差し、
入線＃１と入線＃３からの入射光が交差するガラス基板
５１ａ上に偏光分離膜５１ｅを被着し、その上にガラス
基板５１ｂを積層し、更に、両面に反射膜５１ｃ，５１
ｄをコーティングしてなる平行平板状の部材より、４５
0の傾斜で切り出すことにより得られる。又、偏光プリ
ズム５２は、図２０(c)に示すように、入線＃０と入線
＃１からの入射光が交差するガラス基板５２ａ上に偏光
分離膜５２ｅを被着し、入線＃２と入線＃３からの入射
光が交差するガラス基板５２ａ上に偏光分離膜５２ｅ′
を被着し、その上にガラス基板５２ｂを積層し、更に、
両面に反射膜５２ｃ，５２ｄをコーティングしてなる平
行平板状の部材より、４５0の傾斜で切り出すことによ
り得られる。
【００５２】入射光を横偏光（Ｐ波）であるとすると、
偏光制御器５３，５４の各第１電極Ｅ１，Ｅ１が共に
オフした状態において、入線＃０から入射した光は各偏
光分離膜５１ｅ，５２ｅを透過すると共に、各反射膜で
反射して出線＃０から出力される。又、偏光制御器５
３の第１電極Ｅ１がオフ、偏光制御器５４の第１電極Ｅ
１がオンした状態においては、入線＃０から入射した光
は出線＃１から出力される。偏光制御器５３の第１電
極Ｅ１がオン、偏光制御器５４の第３電極Ｅ３がオンし
た状態においては、入線＃０から入射した光は出線＃２
から出力される。偏光制御器５３の第１電極Ｅ１オ
ン、偏光制御器５４の第３電極Ｅ３がオフした状態にお
いては、入線＃０から入射した光は出線＃３から出力さ
れる。以上より、偏光制御器５３、５４により入射光の
偏光状態を制御することにより任意の出線に出力でき、
光路の交換できる。他の入線＃１〜＃３からの光も同様
に任意の出線に出力できる。
【００５３】以上のように、２つの偏光プリズム５１，
５２により４入力、４出力のバニヤン網の光スイッチを
構成でき、従来の透過型光スイッチ（図２４(a)参照)に
比べると偏光プリズムを２つ減少でき、多チャンネルに
なっても小型化が可能である。 又、網構成に応じて偏
光分離膜の数、各偏光分離膜の長さ及び被着位置を決定
して偏光プリズムを作成し、各入射光の偏光状態を偏光
分離膜に到来する前に偏光分離器で制御することにより
任意のネットワークの光スイッチを構成でき、これら各
種網構成に応じた複数の光スイッチを光学的に縦続接続
することによりクロオーバ網などの透過型光スイッチを
簡単に作成することができる。更に、図１３〜図１５に
示す偏光制御器１２をガラス基板で置き換えた平行平板
状の部材より４５0の傾斜で切り出して得られる偏光プ
リズムを組み合わせてもバニヤン網、クロスオーバ網等
の透過型光スイッチを容易に構成することができる。
【００５４】図２０の偏光プリズム５１，５２は平行６
面体に切り出してあるが、偏光プリズム５１の点線より
上の部分は上方向に向かう入射光を右方向に反射するた
めのものであり、偏光プリズム５２の点線より下の部分
は下方向の入射光を右方向に反射するためのものであ
る。従って、偏光プリズム５１の上半分を除去して三角
柱状にし、又、偏光プリズム５２の下半分を除去して三
角柱状にして図２１に示すように配置しても図２０の透
過型光スイッチと全く同等の透過型光スイッチを構成す
ることができる。
【００５５】(j) 透過型光スイッチの別の構成 以上では、偏光分離膜を用いた偏光プリズムを用いて透
過型光スイッチを構成した場合であるが、部分反射膜を
用いて透過型光スイッチを構成することもできる。この
場合には、図１６に示す光分配器を頂角４５0の平行６
面体あるいは三角柱に切り出して部分反射プリズムを形
成し、図２０あるいは図２１と同様に配置し、最後の偏
光プリズムの出力側に図１７で示した光シャッタと集光
手段（集光レンズ、フォトカプラー等）を設ける。
【００５６】(k) ２次元的に入射される場合の透過型光
スイッチの構成 図２２は２次元的に入射される場合の４×４入力、４×
４出力の透過型光スイッチの構成図であり、図２０の透
過型光スイッチ１００、２００を９０度ずらして立体的
に光結合するように配置したものである。前段の光スイ
ッチ１００により縦方向のスイッチングが行われ、後段
の光スイッチにより横方向のスイッチングが行われ、任
意の入線からの入射光を任意の出線に出力できる。以
上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の
範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能で
あり、本発明はこれらを排除するものではない。
【００５７】
【発明の効果】以上本発明の反射型光スイッチによれ
ば、平板状の光学透過部材と、該光学透過部材上に積層
され、入射光の偏光状態を制御する平板状の偏光制御器
と、入射光が反射によりジグザクに伝搬するように前記
光学透過部材並びに前記偏光制御器にそれぞれ設けられ
た反射手段と、所定の２本の入射光が反射により交差す
る位置に設けられた偏光分離膜を備え、各入射光の偏光
状態を偏光分離膜に到来する前に偏光分離器で制御する
ことにより各入射光の光路を制御するように構成したか
ら、従来の透過型光スイッチのようにマイクロプリズム
を設けなくても光路の交換ができ、簡単に光スイッチを
作成することができる。
【００５８】又、本発明の反射型光スイッチによれば、
入射光の縦偏光と横偏光を分離する第２の偏光分離膜を
光入力部に設け、該第２の偏光分離膜で入射光をＰ，Ｓ
波に分離し、各Ｐ，Ｓ波の偏光状態をそれぞれ偏光制御
器で制御し、偏光状態を制御された各成分の光路を偏光
分離膜で切り換えるように構成したから、任意の偏光状
態の光が入力されても光路の交換を行うことができ、し
かも、Ｐ，Ｓ波の光路長を同一にできる。更に、本発明
の反射型光スイッチによれば、偏光分離膜の個数、各偏
光分離膜の長さ及び被着位置（パターン）を工夫するこ
とにより任意のネットワーク構成の光スイッチを作成で
き、しかも、これら各種ネットワーク構成に応じた複数
の光スイッチが光学的に結合されるように一体に形成す
ることにより、バニヤン網やクロオーバ網などの光スイ
ッチを簡単、小型に構成することができる。
【００５９】又、本発明の反射型光スイッチによれば、
第１の光スイッチの光出力部と第２の光スイッチの光入
力部が重なるように、かつ直交して配設するように構成
したから、第１の光スイッチの光入力部に２次元的に入
射される光信号の光路を２次元的に切り換えることがで
きる。本発明の透過型光スイッチによれば、所定の２本
の入射光が反射により交差する位置に偏光分離膜を設け
てなる偏光プリズムの前段に入射光の偏光状態を制御す
る偏光制御器を設け、各入射光の偏光状態を偏光分離膜
に到来する前に偏光分離器で制御するように構成したか
ら、従来の透過型光スイッチに比べると少ない数の偏光
プリズム数で光スイッチを構成でき、多チャンネルにな
っても小型化が可能である。
【００６０】又、本発明の透過型光スイッチによれば、
網構成に応じて偏光分離膜の数、各偏光分離膜の長さ及
び被着位置を決定して偏光プリズムを作成し、各入射光
の偏光状態を偏光分離膜に到来する前に偏光分離器で制
御して各入射光の光路を切り換えるようにして光スイッ
チを構成したから、これら各種網構成に応じた複数の光
スイッチを光学的に縦続接続することにより、バニヤン
網やクロオーバ網などの透過型光スイッチを簡単に構成
することができる。更に、本発明の透過型光スイッチに
よれば、平行平板状の積層されたガラス基板、入射光が
反射によりジグザクに伝搬するように各ガラス基板にそ
れぞれ設けられた第１、第２の反射手段、所定の２本の
入射光が反射により交差するガラス基板上に被着された
偏光分離膜よりなる光学部材を作成し、所望の形に切断
することにより簡単に偏光プリズムを作成することがで
きる。
【００６１】本発明の光分配器によれば、光学透過部材
の積層面であって、所定の２つの入射光が反射により交
差する位置に部分反射膜を設けるように構成したから、
簡単に光分配器を作成でき、しかも、各入線から入射し
た光を同一の位置に分配することができる。又、本発明
の光分配器によれば、積層数を増加することにより光分
配数を簡単に増加することができ、更に、２次元的に入
射光を分配出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】反射型光スイッチの基本構成（入射光が横又は
縦偏光の場合）である。
【図３】入射角制御手段の説明図である。
【図４】光の収束制御説明図である。
【図５】反射型光スイッチの基本構成（入射光が任意の
偏光の場合）である。
【図６】４入力、４出力の光スイッチの構成図（その
１）である。
【図７】４入力、４出力の光スイッチの構成図（その
２）である。
【図８】４入力、４出力の光スイッチの構成図（その
３）である。
【図９】バニヤン網の構成図である。
【図１０】４入力、４出力の光スイッチ（入射光が任意
の偏光の場合）である。
【図１１】４入力、４出力の光スイッチの動作説明図
（その１）である。
【図１２】４入力、４出力の光スイッチの動作説明図
（その２）である。
【図１３】４入力、４出力の光スイッチの別の構成図
（その１）である。
【図１４】４入力、４出力の光スイッチの別の構成図
（その２）である。
【図１５】４入力、４出力の光スイッチの別の構成図
（その３）である。
【図１６】光分配器の構成図である。
【図１７】光分配器を用いた光スイッチの構成図であ
る。
【図１８】光分配器を用いた光スイッチの別の構成図で
ある。
【図１９】２次元的に入射する場合の光スイッチの構成
図である。
【図２０】本発明の透過型光スイッチの構成図である。
【図２１】本発明の透過型光スイッチの変形例を示す構
成図である。
【図２２】２次元的に入射する場合の透過型光スイッチ
の構成図である。
【図２３】従来の反射型光スイッチの構成図である。
【図２４】従来の透過型光スイッチの構成図である。
【図２５】従来の透過型光スイッチの動作説明図であ
る。
【符号の説明】
１１・・平行平板状のガラス基板 １２・・平行平板状の偏光制御器 １３，１４・・反射膜 １５・・偏光分離膜 １２ａ・・強誘電性液晶 Ｅ１，Ｅ２・・電極パターン ５１、５２・・偏光プリズム ５３，５４・・偏光制御器 ５１ｅ，５２ｅ・・偏光分離膜 ７０・・積層光学透過部材 ７７ａ，７７ｂ1〜７７ｂ2，７７ｃ1〜７７ｃ4・・部分
反射膜

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射光の光路を切り換える光スイッチに
    おいて、 平板状の光学透過部材と、 該光学透過部材上に積層され、入射光の偏光状態を制御
    する平板状の偏光制御器と、 入射光が反射によりジグザクに進行するように前記光学
    透過部材並びに前記偏光制御器にそれぞれ設けられた第
    １、第２の反射手段と、 所定の２本の入射光が反射により交差する位置に設けら
    れた偏光分離膜（第１の偏光分離膜）を備え、 各入射光の偏光状態を偏光分離膜に到来する前に偏光分
    離器で制御することにより各入射光の光路を制御する光
    スイッチ。
  2. 【請求項２】 偏光分離膜を光学透過部材の前記交差位
    置上に被着する請求項１記載の光スイッチ。
  3. 【請求項３】 入射光の縦偏光と横偏光を分離する第２
    の偏光分離膜を備え、第２の偏光分離膜で分離された入
    射光の各成分の偏光状態を前記偏光制御器で制御し、偏
    光状態を制御された各成分の光路を第１の偏光分離膜で
    切り換える請求項２記載の光スイッチ。
  4. 【請求項４】 前記光学透過部材の厚みを一定にすると
    共に前記第１の偏光分離膜を複数設け、光スイッチの網
    構成に応じて各第１の偏光分離膜の長さ及び被着位置を
    決定し、複数の入射光の光路を制御する請求項２又は請
    求項３記載の光スイッチ。
  5. 【請求項５】 各種網構成に応じた複数の光スイッチが
    光学的に結合されるように一体に形成してなる請求項４
    記載の光スイッチ。
  6. 【請求項６】 光スイッチの網構成に応じて、前記光学
    透過部材の厚み、前記第１偏光分離膜の被着数、各第１
    偏光分離膜の長さ及び被着位置を決定し、複数の入射光
    の光路を制御する請求項２記載の光スイッチ。
  7. 【請求項７】 各種網構成に応じた複数の光スイッチが
    光学的に結合されるように一体に形成してなる請求項６
    記載の光スイッチ。
  8. 【請求項８】 前記光学透過部材に設けられる反射手段
    を、該光学透過部材と空気の屈折率の差によって内部全
    反射が生じるように構成した請求項１記載の光スイッ
    チ。
  9. 【請求項９】 光入力部及び又は光出力部に光の進行方
    向を変える光進行方向変更手段を有する請求項１記載の
    光スイッチ。
  10. 【請求項１０】 光の空間的な広がりを抑制する集光手
    段を有する請求項１記載の光スイッチ。
  11. 【請求項１１】 前記光スイッチを２つ設け、第１の光
    スイッチの光出力部と第２の光スイッチの光入力部が重
    なるように、かつ直交して配設し、第１の光スイッチの
    光入力部に２次元的に入射される光信号の光路を２次元
    的に切り換える請求項１記載の光スイッチ。
  12. 【請求項１２】 入射光の光路を切り換える光スイッチ
    において、 ｎ本の入射光のそれぞれを第１から第ｎの光路に分配す
    ると共に、各入射光の分配光路を隣接する入射光の分配
    光路に対して光伝搬方向に所定ピッチづつずらしてなる
    光分配器と、 全入射光の第ｉ番目の分配光路に対応して設けられ、第
    ｊ番目の入射光に応じた第ｉ分配光路からの光を通過
    し、他を遮断する第ｉ光シャッタと、 第ｉ光シャッタを通過する光を集光して第ｉ出力光路に
    出力する集光手段を備え、前記光分配器は、 複数の平行平板状の光学透過部材を積層してなる積層光
    学透過部材と、入射光が反射により伝搬するように前記
    積層光学透過部材の両側に設けられた第１、第２の反射
    手段と、前記光学透過部材の各積層面に設けられた部分
    反射膜とを備え、各入射光を部分反射膜によりｎ本の光
    路に分配すると共に、各入射光の分配光路を隣接する入
    射光の分配光路に対して光伝搬方向に所定量ずらしてな
    る光分配器であることを特徴とする光スイッチ。
  13. 【請求項１３】 入射光の光路を切り換える光スイッチ
    において、 ｎ本の入射光のそれぞれを第１から第ｎ本の光路に分配
    すると共に、各入射光の分配光路を隣接する入射光の分
    配光路に対して光伝搬方向と垂直方向に所定ピッチづつ
    ずらしてなる光分配器と、 全入射光の第ｉ番目の分配光路に対応して設けられ、第
    ｊ番目の入射光に応じた第ｉ分配光路からの光を通過
    し、他を遮断する第ｉ光シャッタと、 第ｉ光シャッタを通過する光を集光して第ｉ出力光路に
    出力する集光手段を備え、前記光分配器は、 複数の平行平板状の光学透過部材を積層してなる積層光
    学透過部材と、入射光が反射により伝搬するように前記
    積層光学透過部材の両側に設けられた第１、第２の反射
    手段と、前記光学透過部材の各積層面に設けられた部分
    反射膜とを備え、各入射光を光伝搬方向に対して垂直方
    向に所定ピッチずらして入力し、各入射光を部分反射膜
    によりｎ本の光路に分配すると共に、各入射光の分配光
    路を隣接する入射光の分配光路に対して光伝搬方向に対
    して垂直方向に所定ピッチずらしてなる光分配器である
    ことを特徴とする光スイッチ。
  14. 【請求項１４】 光入力部及び又は光出力部に光の進行
    方向を変える進行方向変更手段を有する請求項１２又は
    請求項１３記載の光スイッチ。
  15. 【請求項１５】 光の空間的な広がりを抑制する集光手
    段を有する請求項１２又は請求項１３記載の光スイッ
    チ。
  16. 【請求項１６】 入射光の光路を切り換える光スイッチ
    において、 光学透過部材を積層してなる積層光学透過部材と、入射
    光が反射により伝搬するように積層光学透過部材の両側
    に設けられた第１、第２の反射手段と、所定の２本の入
    射光が反射により交差する位置に設けられた偏光分離膜
    を備え、網構成に応じて偏光分離膜の数、各偏光分離膜
    の長さ及び被着位置が決定された偏光プリズムと、 偏光プリズムの前段に設けられ、入射光の偏光状態を制
    御する偏光制御器を有し、 各入射光の偏光状態を偏光分離膜に到来する前に偏光分
    離器で制御することにより各入射光の光路を制御する光
    スイッチ。
  17. 【請求項１７】 各種網構成に応じた複数の光スイッチ
    を光学的に縦続接続して入射光の光路を制御する請求項
    １６記載の光スイッチ。
  18. 【請求項１８】 所定の光スイッチを９０度回転して配
    置することにより、１段目の光スイッチの光入力部に２
    次元的に入射される光信号の光路を２次元的に切り換え
    る請求項１７記載の光スイッチ。
  19. 【請求項１９】 入射光を分配する光分配器において、 複数の平行平板状の光学透過部材を積層してなる積層光
    学透過部材と、 入射光が反射により伝搬するように前記積層光学透過部
    材の両側に設けられた第１、第２の反射手段と、 前記光学透過部材の積層面であって、所定の２つの入射
    光が反射により交差する位置に設けられた部分反射膜と
    を備え、 各入射光を部分反射膜に導いて複数の光路に分配する光
    分配器。
  20. 【請求項２０】 前記光学透過部材側の反射手段を、該
    光学透過部材と空気の屈折率の差によって内部全反射が
    生じるように構成した請求項１９記載の光分配器。
  21. 【請求項２１】 光の分配数に応じて前記光学透過部材
    の積層数、各積層面に被着する部分反射膜の数、各部分
    反射膜の長さ及び被着位置を決定し、複数の入射光のう
    ち所定の入射光を複数の光路に分配する請求項１９項記
    載の光分配器。
  22. 【請求項２２】 前記光分配器を２つ設け、第１の分配
    器の光出力部と第２の光分配器の光入力部が重なるよう
    に、かつ直交して配設し、第２の光分配器の光出力部か
    ら２次元的に入射光を分配出力する請求項１９記載の光
    分配器。
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