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JPS5934890Y2 - light switch - Google Patents

light switch

Info

Publication number
JPS5934890Y2
JPS5934890Y2 JP16504979U JP16504979U JPS5934890Y2 JP S5934890 Y2 JPS5934890 Y2 JP S5934890Y2 JP 16504979 U JP16504979 U JP 16504979U JP 16504979 U JP16504979 U JP 16504979U JP S5934890 Y2 JPS5934890 Y2 JP S5934890Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
optical waveguide
piezoelectric element
light
electric field
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.)
Expired
Application number
JP16504979U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5683723U (en
Inventor
昇 常世
哲夫 堀松
Original Assignee
富士通株式会社
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 富士通株式会社 filed Critical 富士通株式会社
Priority to JP16504979U priority Critical patent/JPS5934890Y2/en
Publication of JPS5683723U publication Critical patent/JPS5683723U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPS5934890Y2 publication Critical patent/JPS5934890Y2/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光通信に用いられる光スィッチに関し、たとえ
ば、光ファイブ等の光導波路を2方向に切替える光スィ
ッチに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical switch used in optical communications, and for example, to an optical switch that switches an optical waveguide such as an optical fiber between two directions.

一般に、光通信において、光ファイバ等の光導波路を光
/電気変換を行わずに切替えるものとして光スィッチが
用いられている。
Generally, in optical communications, an optical switch is used to switch optical waveguides such as optical fibers without performing optical/electrical conversion.

従来の光スィッチの1つとして機械的変位を利用したも
のがある。
One type of conventional optical switch uses mechanical displacement.

たとえば、第1の光ファイバを電磁石の力により移動さ
せることにより第2あるいは第3の光ファイバに結合さ
せるものがあるが、このものは切替速度が遅く、また形
状が大である等の問題点がある。
For example, there are devices that couple a first optical fiber to a second or third optical fiber by moving it using the force of an electromagnet, but these have problems such as slow switching speed and large size. There is.

また、他の従来の光スィッチとして、電気光学結晶の屈
折率を印加電圧により変えることにより光路を切替える
ものもあるが、単一波長の光を用いても損失が大きいと
いう問題点がある。
Furthermore, there are other conventional optical switches that switch the optical path by changing the refractive index of an electro-optic crystal by applying an applied voltage, but this has the problem of large loss even when using light of a single wavelength.

本考案の目的は、圧電効果を有する誘電体板(単に圧電
素子とする)をファブリペロ−干渉計に結合されて光ス
ィッチを槽底するという着想にもとづき、圧電素子の印
加電圧のオン・オフ制御により光の透過条件と反射条件
とを切替えることにより、切替速度を早め、また形状を
小さくし、さらにまた、単一波長の光を用いることによ
り損失を小にならしめて、前述の従来形における問題点
を解決することにある。
The purpose of this invention is to control the on/off voltage applied to the piezoelectric element based on the idea that a dielectric plate (simply referred to as a piezoelectric element) having a piezoelectric effect is coupled to a Fabry-Perot interferometer to form an optical switch. By switching the light transmission conditions and reflection conditions, the switching speed is increased, the shape is made smaller, and the loss is minimized by using light of a single wavelength, thereby solving the problems of the conventional type described above. The point is to solve the problem.

以下、図面により本考案を説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は圧電素子を用いたファブリペロ−干渉計の透過
条件および反射条件を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating transmission conditions and reflection conditions of a Fabry-Perot interferometer using a piezoelectric element.

通常のファブリペロ−干渉計にあっては、半反射面を有
する2枚の平行なガラス板によって槽底し、その間の距
離をマイクロメータねじによって調整することによって
干渉条件を制御している。
In a typical Fabry-Perot interferometer, the bottom of the chamber is formed by two parallel glass plates having semi-reflective surfaces, and the interference conditions are controlled by adjusting the distance between them using a micrometer screw.

本考案においては、2枚のガラス板の代りに圧電素子を
用い、これを電界を印加して圧電素子の厚さを変えるこ
とにより干渉条件を制御している。
In the present invention, a piezoelectric element is used instead of the two glass plates, and the interference conditions are controlled by applying an electric field to the piezoelectric element and changing the thickness of the piezoelectric element.

第1図にお・いて、屈折率n、厚さdの圧電素子1に、
波長λの入射光線■が入射角iで入射すると、誘電体板
1に屈折角θで浸入する。
In FIG. 1, a piezoelectric element 1 with a refractive index n and a thickness d has the following characteristics:
When an incident light beam (■) with a wavelength λ is incident at an incident angle i, it enters the dielectric plate 1 at a refraction angle θ.

この場合、誘電体板1のA面およびB面において多重反
射された反射光R,,R2,・・・・・・が得られ、他
方、圧電素子1を透過した透過光Tl ? T2 ?・
・・・・・が得られる。
In this case, reflected lights R,, R2, . T2?・
...is obtained.

圧電素子1の厚さdを適切に設定すると、反射光をはく
して透過光のみに、あるいは透過光をなくして反射光の
みにすることができる。
By appropriately setting the thickness d of the piezoelectric element 1, it is possible to eliminate reflected light and only transmit light, or eliminate transmitted light and only transmit reflected light.

このような透過条件および反射条件は、周知のごとく、
次式で表わせる。
As is well known, such transmission conditions and reflection conditions are as follows.
It can be expressed by the following formula.

透過条件 2nd cosθ−□λ (
1)反射条件 2nbcosθ=(2m+1)λ、/
2 (2)(m=0,1,2.・・・・・・) ここで、圧電素子1に電界を印加しない場合に(1)式
を満足するようにし、他方、圧電素子1にある大きさの
電界を印加して、厚さdをd+△dに変化させて(2)
式を満足するようにすると、厚さ変化分△dは、 と表わせる。
Transmission condition 2nd cosθ−□λ (
1) Reflection condition 2nbcosθ=(2m+1)λ,/
2 (2) (m=0, 1, 2...) Here, formula (1) is satisfied when no electric field is applied to piezoelectric element 1, and on the other hand, Apply an electric field of the same magnitude and change the thickness d to d+△d (2)
If the formula is satisfied, the thickness change Δd can be expressed as follows.

たとえば、λ=1.3μm、θ=45°。n”1.5と
する△dは0.3pmとなる。
For example, λ=1.3 μm, θ=45°. When n"1.5, Δd is 0.3 pm.

このような厚さ変化分△dを発生させる電界をオン・オ
ンすることにより、透過光のみあるいは反射光のみにす
ることができる。
By turning on and off the electric field that generates such a thickness change Δd, only transmitted light or reflected light can be generated.

第2図は本考案の一実施例としての光スィッチを示す配
置図である。
FIG. 2 is a layout diagram showing an optical switch as an embodiment of the present invention.

第2図において、圧電素子1には透明の電極2,3が接
着されている。
In FIG. 2, transparent electrodes 2 and 3 are bonded to a piezoelectric element 1.

電極2.3間には上述の透過条件および反射条件を満足
するような電圧が印加される。
A voltage is applied between the electrodes 2 and 3 that satisfies the above-mentioned transmission and reflection conditions.

たとえば、電圧が印加されていない場合(1)式の透過
条件を満足し、他方、電圧が印加された場合に(2)式
の反射条件を満足するものとする。
For example, assume that the transmission condition of equation (1) is satisfied when no voltage is applied, and the reflection condition of equation (2) is satisfied when a voltage is applied.

始めに、電圧が印加されていない場合には、光導波路た
とえば光ファイバ4からの入射光■は集光レンズ7を介
して圧電素子1を入射し、多重透過した光Tが集光レン
ズ8を介して光ファイバ5に入射する。
First, when no voltage is applied, the incident light (2) from the optical waveguide, for example, the optical fiber 4, enters the piezoelectric element 1 via the condensing lens 7, and the multiple transmitted light T passes through the condensing lens 8. The light enters the optical fiber 5 through the optical fiber.

他方、電圧が印加されると、光ファイバ4からの入射光
Iは集光レンズ7を介して圧電素子1に到達するが、圧
電素子1の両面で多重反射した光Rが集光レンズ9を介
して光ファイバ6に入射する。
On the other hand, when a voltage is applied, the incident light I from the optical fiber 4 reaches the piezoelectric element 1 via the condenser lens 7, but the light R that has been multiple-reflected on both sides of the piezoelectric element 1 passes through the condenser lens 9. The light enters the optical fiber 6 through the optical fiber.

この上うにして、電極2,3の印加電圧をオン・オフさ
せることにより、光ファイバ4から光ファイバ5゜6の
一方への光路は光ファイバ4から光ファイバ5.6の他
方への光路へ切替えられる。
In this way, by turning on and off the voltages applied to the electrodes 2 and 3, the optical path from the optical fiber 4 to one of the optical fibers 5.6 is changed from the optical path from the optical fiber 4 to the other optical fiber 5.6. can be switched to.

第3図は本発明の一実施例としての光スィッチを示す配
置図であって、第2図の場合と異なり、光ファイバ4,
5および6を平行に配置した場合を示す。
FIG. 3 is a layout diagram showing an optical switch as an embodiment of the present invention, and unlike the case in FIG. 2, optical fibers 4,
The case where 5 and 6 are arranged in parallel is shown.

この場合においても、光ファイバ4,5に対して1つの
大きな集光レンズ10を設けることにより、圧電素子1
・に対して光を斜めに入射させることができ、従って第
1図の場合と同様な動作が可能になる。
Even in this case, by providing one large condensing lens 10 for the optical fibers 4 and 5, the piezoelectric element 1
It is possible to make light obliquely incident on the .

なお、第2図お・よび第3図においては、電界の加わる
方向と厚さ変化方向とが一致するように電極2,3が設
けであるが、誘電体(圧電素子)によって電界の加わる
方向と厚さ変化が一番大きい方向とが異なる場合には、
その方向に電極2,3を設けることが好ましい。
In Figures 2 and 3, the electrodes 2 and 3 are provided so that the direction in which the electric field is applied and the direction in which the thickness changes coincide, but the direction in which the electric field is applied is determined by the dielectric (piezoelectric element) If the direction of maximum thickness change is different from
It is preferable to provide the electrodes 2 and 3 in that direction.

また、たとえば、電極2.3が光路をさえきることがな
けれた、不透明な電極でもよい。
Alternatively, for example, the electrode 2.3 may be an opaque electrode that does not block the optical path.

以上説明したように、本考案によれば、印加電圧のオン
・オフ制御により光路を切替えるので切替速度を早くす
ることができ、また、機械的構造が少ないので形状を小
さくすることができ、さらにまた、単一波長の光を用い
ることにより選択特性をよくできるので損失を小さくす
ることができ、前週の従来形にお・ける問題点の解決に
役立つものである。
As explained above, according to the present invention, the optical path is switched by on/off control of the applied voltage, so the switching speed can be increased, and since there are few mechanical structures, the size can be made smaller. In addition, by using light of a single wavelength, the selection characteristics can be improved, so the loss can be reduced, which is useful for solving the problems with the conventional type described last week.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は圧電素子を用いたファブリペロ−干渉計の透過
条件および反射条件を説明する図、第2図お・よび第3
図は本考案の家族側としての光スィッチを示す配置図で
ある。 1・・・・・・誘電体板(圧電素子)、2,3・・・・
・・電極、4゜5.6・・・・・・光導波路(光ファイ
バ)、7,8,9゜10、11・・・・・・集光レンズ
Figure 1 is a diagram explaining the transmission conditions and reflection conditions of a Fabry-Perot interferometer using a piezoelectric element, Figures 2 and 3
The figure is a layout diagram showing an optical switch on the family side of the present invention. 1... Dielectric plate (piezoelectric element), 2, 3...
...Electrode, 4°5.6... Optical waveguide (optical fiber), 7,8,9°10, 11... Condensing lens.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 1.平行な第1および第2の面を有する光透過性の圧電
素子および該圧電素子に電界を与える電極により槽底さ
れるファブリペロ−干渉計と、前記圧電素子の前記第1
の面側に位置する人力光導波路および第1の出力光導波
路と、前記型素子の前記第2の面側に位置する第2の出
力光導波路と、を具備し、前記電極の印加電圧のオン・
オフにより前記人力光導波路から前記第1の出力光導波
路への光路と前記人力光導波路から前記第2出力光導波
路への光路とを切替えるようにしたことを特徴とする単
−波長用の光スィッチ。 2、光導波路が光ファイバである実用新案登録請求の範
囲第1項記載の光スィッチ。 3、電極が、電界の加わる方向と圧電素子の厚さ変化が
一番大きい方向とが一致するように設けられた実用新案
登録請求の範囲第1項記載の光スィッチ
1. a Fabry-Perot interferometer, the bottom of which is a light-transmissive piezoelectric element having parallel first and second surfaces and an electrode that applies an electric field to the piezoelectric element;
a manual optical waveguide and a first output optical waveguide located on the surface side of the mold element, and a second output optical waveguide located on the second surface side of the mold element, and the voltage applied to the electrode is turned on.・
A single-wavelength optical switch characterized in that an optical path from the manual optical waveguide to the first output optical waveguide and an optical path from the manual optical waveguide to the second output optical waveguide are switched when turned off. . 2. The optical switch according to claim 1, wherein the optical waveguide is an optical fiber. 3. The optical switch according to claim 1, in which the electrodes are provided so that the direction in which the electric field is applied and the direction in which the thickness change of the piezoelectric element is greatest coincides with each other.
JP16504979U 1979-11-30 1979-11-30 light switch Expired JPS5934890Y2 (en)

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Publication Number Publication Date
JPS5683723U JPS5683723U (en) 1981-07-06
JPS5934890Y2 true JPS5934890Y2 (en) 1984-09-27

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