[go: up one dir, main page]

JPS6141130A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

Info

Publication number
JPS6141130A
JPS6141130A JP16193384A JP16193384A JPS6141130A JP S6141130 A JPS6141130 A JP S6141130A JP 16193384 A JP16193384 A JP 16193384A JP 16193384 A JP16193384 A JP 16193384A JP S6141130 A JPS6141130 A JP S6141130A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
difference
refractive index
optical material
optical
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
JP16193384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiro Ogata
司郎 緒方
Maki Yamashita
山下 牧
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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 Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP16193384A priority Critical patent/JPS6141130A/en
Publication of JPS6141130A publication Critical patent/JPS6141130A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To achieve accurate optical switching function regardless of the change in ambient temperature by controlling the power supply to a thermal element so as to form a prescribed gradient of refractive index based on the temperature detected on both the upper and lower surfaces of optic material. CONSTITUTION:Temperatures TU and TD on the upper and lower surfaces of the dielectric crystal 16 having the temperature optical effect are read based on the detected signal in the 1st and 2nd temperature detecting devices 13 and 14 and the difference DELTAT in temperature between TU and TD, that is, ¦DELTAT¦=¦TU- TD¦ is calculated. Next, the reference temperature difference ¦DELTATn¦ corresponding to the discriminated mode is read from the memory and compared with the temperature difference ¦DELTAT¦, and if those temperature differences are the same, the resistance value of variable resistance 23a is not adjusted. However, if difference DELTAT is greater than difference ¦DELTATn¦, the resistance value of resistance 23a is adjusted upward by a constant value, thereby reducing the power supplied to Peltier element 7 to make the angle of deflection of incident light beam (b) small. If difference DELTAT is less than difference ¦DELTATn¦, the resistance value of resistance 23a is made low by a constant value to enlarge the angle of deflection of beam (b).

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 [発明の技術分野] この発明は温度によって屈折率が変化する光学材料を利
用した光スイッチに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an optical switch using an optical material whose refractive index changes depending on temperature.

[従来技術の説明] 温度によって屈折率が変化する光学材料の表面上にNi
−0r等の発熱体やベルチェ素子が設けられ、発熱体や
ベルチェ素子への供給電力を切替えることによって光学
材料内に形成される屈折率勾配を切替えて光の出射位置
を変位させる光スイッチが知られている。発熱体やベル
チェ素子への供給電力を切替えると、光学材料内に発生
する温度勾配が変化し、したがって屈折率勾配が変化す
る。すると、光学材料の端面から入射された光ビームの
偏向角が変化し、反対側端面から出射される光の出射位
置が変位するので光スイツチ機能が達成される。
[Description of Prior Art] Ni is deposited on the surface of an optical material whose refractive index changes depending on temperature.
An optical switch is known in which a heating element such as -0R or a Bertier element is provided, and the refractive index gradient formed within the optical material is changed by switching the power supplied to the heating element or the Bertier element, thereby displacing the light output position. It is being Switching the power supplied to the heating element or the Vertier element changes the temperature gradient generated within the optical material, and therefore the refractive index gradient. Then, the deflection angle of the light beam incident from the end face of the optical material changes, and the exit position of the light emitted from the opposite end face is displaced, so that an optical switch function is achieved.

このような光スイッチでは、光学材料の表面を加熱(ま
たは冷却)することにより、光学材料内に屈折率勾配を
形成させているので周囲の温度の影響を受けやすい。発
熱体やベルチェ素子への供給電力が・一定であっても、
周囲の温度によって光学材料内に形成される屈折率勾配
が変化する。周囲温度の変化によって屈折率勾配が変動
し、光スイッチの動作が不安定になるという問題がある
In such an optical switch, a refractive index gradient is formed in the optical material by heating (or cooling) the surface of the optical material, so that it is easily influenced by the surrounding temperature. Even if the power supplied to the heating element and Bertier element is constant,
The ambient temperature changes the refractive index gradient formed within the optical material. There is a problem in that the refractive index gradient fluctuates due to changes in ambient temperature, making the operation of the optical switch unstable.

発明の概要 [発明の目的] この発明は、温度によって屈折率が変化する光学材料を
利用した光スイッチにおいて、周囲温度が変化しても常
に正確な光スイツチング機能を達成することができる光
スイッチを提供することを目的とする。
Summary of the Invention [Object of the Invention] The present invention provides an optical switch that uses an optical material whose refractive index changes depending on temperature, and that can always achieve an accurate optical switching function even when the ambient temperature changes. The purpose is to provide.

[発明の構成、作用および効果] この発明は、温度によって屈折率が変化する光学材料、
光学材料の上下面の少なくとも一方の面上に設けられか
つ光学材料を加熱または冷却するための熱素子および光
学材料内に形成される屈折率勾配を複数段階に切替える
ために熱素子への供給電力を複数段階に切替える供給電
力切替手段を有する光スイッチにおいて、光学材料の上
面および下面の温度をそれぞれ検出するための第1およ
び第2温度検出器、ならびに第1および第2温度検出器
によって検出された光学材料の上下面の温度にもとづい
て、設定された屈折率勾配が光学材料内に形成されるよ
うに熱素子への供給電力を制御する供給電力制御手段を
備えていることを特徴とする。供給電力切替手段によっ
て切替られる供給電力には、供給電力が零、すなわち光
学材料内に形成される屈折率勾配が零である場合も含ま
れる。
[Structure, operation, and effects of the invention] The present invention provides an optical material whose refractive index changes depending on temperature;
A thermal element provided on at least one of the upper and lower surfaces of the optical material for heating or cooling the optical material, and power supplied to the thermal element for switching the refractive index gradient formed within the optical material into multiple stages. In an optical switch having a power supply switching means for switching the power supply to multiple stages, first and second temperature detectors detect the temperature of the upper surface and the lower surface of the optical material, respectively, and the temperature detected by the first and second temperature detectors. The invention is characterized by comprising power supply control means for controlling the power supplied to the thermal element so that a set refractive index gradient is formed in the optical material based on the temperatures of the upper and lower surfaces of the optical material. . The supplied power switched by the supplied power switching means includes a case where the supplied power is zero, that is, the refractive index gradient formed in the optical material is zero.

この発明による光スイッチでは、第1および第2温度検
出器によって光学材料の上下面の温度がそれぞれ検出さ
れている。そして検出された光学材料の上下面の温度に
もとづいて、設定された所定の屈折率勾配が光学材料内
に形成されるように熱素子への供給電力が制御される。
In the optical switch according to the present invention, the temperatures of the upper and lower surfaces of the optical material are detected by the first and second temperature detectors, respectively. Based on the detected temperatures of the upper and lower surfaces of the optical material, the power supplied to the thermal element is controlled so that a predetermined refractive index gradient is formed within the optical material.

したがって設定されている屈折率勾配と等しい大きさの
屈折率勾配を周囲の温度にかかわらず光学材料内に形成
することができる。つまり、周囲温度の変化にもとづく
屈折率勾配の変動を補償することができる。この結果、
光スイッチを安定に動作させることができるようになる
Therefore, a refractive index gradient having the same magnitude as the set refractive index gradient can be formed in the optical material regardless of the ambient temperature. That is, it is possible to compensate for variations in the refractive index gradient due to changes in ambient temperature. As a result,
It becomes possible to operate the optical switch stably.

実施例の説明 第1図〜第3図は、この発明の第1実施例を示している
。入力用光ファイバ(1)によって伝送されてきた光は
、コリメート・レンズ(2)によってコリメートされた
のち集光レンズ(3)によって集光される。集光された
光ビーム(入射光ビーム)bは光偏向器(4)の一端面
に入射され、光偏向器(4)内を直進してその他端面か
ら出射光ビームb1として出射されるか、または光偏向
器(4)内に形成される屈折率勾配に応じて鎖線で示す
ように出射光ビームb2、b3、b4またはb5として
出射される。出射光ビームは、その出射位置に応じて出
力用光ファイバ(5a)、(5b)、(5c)、(5d
)または(5C)に導かれる。必要ならば、これらの光
ファイバ(5a)〜(5e)の前端面位置に集光レンズ
が配置される。
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. The light transmitted through the input optical fiber (1) is collimated by a collimating lens (2) and then condensed by a condensing lens (3). The focused light beam (incident light beam) b is incident on one end face of the optical deflector (4), travels straight through the optical deflector (4), and is emitted from the other end face as an output light beam b1, or Alternatively, depending on the refractive index gradient formed in the optical deflector (4), the output light beam is emitted as an emitted light beam b2, b3, b4, or b5 as shown by the chain line. The output light beam is transmitted through output optical fibers (5a), (5b), (5c), and (5d) depending on the output position.
) or (5C). If necessary, condenser lenses are arranged at the front end faces of these optical fibers (5a) to (5e).

光偏向器(4)は、温度文学効果をもつ誘電体結晶、た
とえばニオブ酸リチウム(l i Nb03)結晶(6
)の上下面にベルチェ素子(7)がそれぞれ設けられた
ものである。ベルチェ素子(7〉はよく知られているよ
うに1対の伝熱板(8)間に異種の伝導形の半導体(9
)が少なくとも1組設けられ、かつこれらの半導体(9
)が伝熱板(8)に固定された接続導体(図示路〉によ
ってP形とN形とが交互になるように直列に接続されて
なるものである。半導体(9)に直流電流を流すと、1
対の伝熱板(8)のうち一方の伝熱板(8)に熱の発生
、他方の伝熱板(8)に熱の吸収が起こる。電流の向き
を逆にすると、熱の発生の起こる伝熱板(8)と熱の吸
収が起こる伝熱板(8)とが逆になる。伝熱板(8)の
外面が発熱、吸熱面である。各ベルチェ素子(7)は、
一方の伝熱板(8)の発熱吸熱面が結晶(6)の上面ま
たは下面に密着した状態で結晶(6)に固定されている
。各ベルチェ素子(7)の他方の伝熱板(8)の発熱吸
熱面には、放熱吸熱フィン(10)が固定されている。
The optical deflector (4) is made of a dielectric crystal with a thermographic effect, such as a lithium niobate (l i Nb03) crystal (6
), Vertier elements (7) are provided on the upper and lower surfaces of each. As is well known, the Bertier element (7) consists of semiconductors (9) of different conduction types between a pair of heat exchanger plates (8).
) are provided, and these semiconductors (9
) are connected in series so that the P type and N type are alternately connected by connecting conductors (paths shown in the figure) fixed to the heat exchanger plate (8). Direct current is passed through the semiconductor (9). and 1
Heat is generated in one of the pair of heat exchanger plates (8), and heat is absorbed in the other heat exchanger plate (8). When the direction of the current is reversed, the heat exchanger plate (8) where heat is generated and the heat exchanger plate (8) where heat is absorbed are reversed. The outer surface of the heat exchanger plate (8) is a heat generating and heat absorbing surface. Each Vertier element (7) is
One of the heat transfer plates (8) is fixed to the crystal (6) in a state in which the heat-generating and endothermic surface is in close contact with the upper or lower surface of the crystal (6). A heat-radiating and heat-absorbing fin (10) is fixed to the heat-generating and heat-absorbing surface of the other heat exchanger plate (8) of each Vertier element (7).

ベルチェ素子(7)は、入力端子(A>(B)のうち、
端子(A>に正電圧が印加されると結晶(6)側の伝熱
板(8)に熱の発生が起こり、端子(B)に正電圧が印
加されると結晶(6)側の伝熱板(8)に熱の吸収が起
こるようになっている。上側のベルチェ素子(7)の端
子(A>に正電圧を印加するとともに下側のベルチェ素
子(7)の端子(B)に正電圧を印加すると、結晶(6
)の上面が加熱され、下面が冷却される。これによって
結晶(6)の内部に、上部の屈折率が高くなり下部の屈
折率が低くなるような屈折率勾配が生じる(屈折率が正
の温度依存性をもつ結晶の場合)。この結果、入射光ビ
ームbは、結晶(6)内を伝播ずろ過程で上向ぎに偏向
される。L側のベルチェ素子(7)の端子(B)に正電
圧を印加するとともに下側のベルチェ素子(7)の端子
(A>に正電圧を印加すると、入射光ビームbは、下向
きに偏向される。光ビームbの偏向角の大きさは、結晶
(6)内部に形成される屈折率勾配(温度勾配)に応じ
て変化する。屈折率勾配は上下のベルチェ素子(7)に
供給する電力によって変えることができる。
The Bertier element (7) has input terminals (A>(B)),
When a positive voltage is applied to the terminal (A>), heat is generated in the heat transfer plate (8) on the crystal (6) side, and when a positive voltage is applied to the terminal (B), heat is generated on the crystal (6) side. Heat absorption occurs in the hot plate (8).A positive voltage is applied to the terminal (A>) of the upper Beltier element (7), and at the same time, a positive voltage is applied to the terminal (B) of the lower Beltier element (7). When a positive voltage is applied, the crystal (6
) is heated and the bottom surface is cooled. This creates a refractive index gradient inside the crystal (6) such that the refractive index in the upper part is high and the refractive index in the lower part is low (in the case of a crystal whose refractive index has a positive temperature dependence). As a result, the incident light beam b is deflected upward in the course of propagation within the crystal (6). When a positive voltage is applied to the terminal (B) of the L-side Beltier element (7) and a positive voltage is applied to the terminal (A>) of the lower Beltier element (7), the incident light beam b is deflected downward. The magnitude of the deflection angle of the light beam b changes depending on the refractive index gradient (temperature gradient) formed inside the crystal (6).The refractive index gradient changes depending on the power supplied to the upper and lower Vertier elements (7). can be changed by

なお、結晶(6)が、酸化チタン(ルチル構造)のよう
に、その屈折率が負の温度依存性をもつ場合には、上記
と逆の屈折率勾配が形成され、光ビームの偏向方向が上
下逆になる。
If the crystal (6) has a negative temperature dependence on its refractive index, such as titanium oxide (rutile structure), a refractive index gradient opposite to the above will be formed, and the direction of deflection of the light beam will change. It turns upside down.

各ベルチェ素子(7〉の伝熱板(8)には、中央部の半
導体(9)が形成されていないところに垂直な貫通孔(
11)があけられている。また各フィン(10)にはフ
ィン(10)が固定された伝熱板〈8〉にあけられてい
る貫通孔(11〉と連続する貫通孔(12〉があけられ
ている。上側のベルチェ素子(7)の伝熱板(8)およ
び上側のフィン(10)にあけられた貫通孔(11)(
12)には、結晶(6)の上面の温度を検出するための
第1の温度検出器(13)のプローブ(13a)が挿入
されかつ固定されている。下側のベルチェ素子(7)の
伝熱板(8)および下側のフィン(10)にあけられた
貫通孔(11)(12)には、結晶(6)の下面の温度
を検出するための第2の温度検出器(14)のプローブ
(14a)が挿入されかつ固定されている。プローブ(
13a )  (14a )としては、たとえば熱電対
、サーミスタなどが用いられる。第1および第2温度検
出器(13) (14)は、たとえば、プローブ(13
a ’)  (14a )としての熱電対の誘起電圧を
測定するためのものである。
The heat exchanger plate (8) of each Bertier element (7>) has a vertical through hole (
11) is open. In addition, each fin (10) has a through hole (12) that is continuous with the through hole (11) that is formed in the heat exchanger plate <8> to which the fin (10) is fixed. The upper Vertier element (7) Through holes (11) (
12), a probe (13a) of a first temperature detector (13) for detecting the temperature of the upper surface of the crystal (6) is inserted and fixed. The through holes (11) and (12) made in the heat exchanger plate (8) and the lower fins (10) of the lower Vertier element (7) have holes for detecting the temperature of the lower surface of the crystal (6). The probe (14a) of the second temperature sensor (14) is inserted and fixed. probe(
As 13a) (14a), for example, a thermocouple, a thermistor, or the like is used. The first and second temperature detectors (13) (14) are, for example, probes (13).
a') (14a) to measure the induced voltage of the thermocouple.

各ベルチェ素子(7)には駆動回路(20)から電力が
供給される。駆動回路(20)は、直流電源(21)、
直流回路(20)の出力電圧およびその極性を切替える
ための電圧および極性切替四路(22)、ならびに切替
回路(22)の出力電圧を調整するための可変抵抗(2
3a)を備えた出力電圧(電流)調整回路(23)から
構成されている。
Power is supplied to each Vertier element (7) from a drive circuit (20). The drive circuit (20) includes a DC power supply (21),
A voltage and polarity switching four-way (22) for switching the output voltage of the DC circuit (20) and its polarity, and a variable resistor (2) for adjusting the output voltage of the switching circuit (22).
It consists of an output voltage (current) adjustment circuit (23) equipped with 3a).

各ベルチェ素子(7)は切替回路(22)の出力端子(
C)(D)に対して並列にかつ電流の流れる方向が互い
に逆になるように接続されている。電圧調整回路(23
)は、切替回路(22)の出力端子(D)とベルチェ素
子(7)との間に接続されている。
Each Bertier element (7) is connected to the output terminal (
C) They are connected in parallel to (D) so that the directions of current flow are opposite to each other. Voltage adjustment circuit (23
) is connected between the output terminal (D) of the switching circuit (22) and the Vertier element (7).

切替回路(22)は、切替スイッチ(24)からのモー
ド指定信号にもとづいて、出力電圧■および極性を切替
える。切替スイッチ(24)によってモード(Ml)が
設定されている場合には切替回路(22)の出力電圧■
は零となる。この場合には、ベルチェ素子(7)には電
流は供給されないから結晶(6)内には屈折率勾配は形
成されず、入射光ビームbは結晶(6)内を直進し、そ
の出射光ビームb1は出力用光ファイバ(5a)に導か
れる。切替スイッチ(24)によってモード(M2)が
設定されている場合には、切替回路(22)の出力電圧
Vは+■2となる。この場合には、入射光ビームbは上
向きに大きく偏向され、その出射光ビームb2は出力用
光ファイバ(5b)に導かれる。切替スイッチ(24)
によってモード(M3)が設定されている場合には切替
回路(22)の出力電圧■はその値がvlよりも小さな
+v3となる。この場合には、モード(M2)が設定さ
れているときよりも入射光ビームbの偏向角が小ざくな
り、その出射光ビームb3は出力用光ファイバ(5C)
に導かれる。切替スイッチ(24)によってモード(M
4)が設定されている場合には切替回路(22)の出力
電圧Vは−V3となり、入射光ビームbは下向きに偏向
され、その出射光ビームb4は出力用光ファイバ(5d
)に導かれる。切替スイッチ(24)によってモード(
M5)が設定されている場合には切替回路(22)の出
力電圧Vは一■2となり、出射光ビームb5は出力用光
ファイバ(5e)に導かれる。
The switching circuit (22) switches the output voltage (2) and polarity based on the mode designation signal from the changeover switch (24). When the mode (Ml) is set by the changeover switch (24), the output voltage of the changeover circuit (22)
becomes zero. In this case, since no current is supplied to the Bertier element (7), no refractive index gradient is formed in the crystal (6), and the incident light beam b travels straight through the crystal (6), and its output light beam b1 is guided to an output optical fiber (5a). When the mode (M2) is set by the changeover switch (24), the output voltage V of the changeover circuit (22) becomes +■2. In this case, the incident light beam b is largely deflected upward, and the output light beam b2 is guided to the output optical fiber (5b). Changeover switch (24)
When the mode (M3) is set, the output voltage ■ of the switching circuit (22) has a value of +v3, which is smaller than vl. In this case, the deflection angle of the incident light beam b is smaller than when the mode (M2) is set, and the output light beam b3 is connected to the output optical fiber (5C).
guided by. The mode (M
4), the output voltage V of the switching circuit (22) becomes -V3, the incident light beam b is deflected downward, and the output light beam b4 is connected to the output optical fiber (5d
). The mode (
M5) is set, the output voltage V of the switching circuit (22) is 1.2, and the output light beam b5 is guided to the output optical fiber (5e).

切替スイッチ(24)および切替回路(22)としては
、たとえば第2図に示すような切替装置(30)が用い
られる。この切替装置(30)はロータリー・スイッチ
(30a)と抵抗(R1)または抵抗(R2)(R1<
R2>からなる複数の抵抗回路とからなる。ロータリー
・スイッチ(30a)の切替モード(Ml)〜(M5〉
は上記切替スイッチ(24)の切替モード(Ml)〜(
M5)にそれぞれ対応している。
As the changeover switch (24) and the changeover circuit (22), for example, a changeover device (30) as shown in FIG. 2 is used. This switching device (30) consists of a rotary switch (30a) and a resistor (R1) or a resistor (R2) (R1<
R2>. Rotary switch (30a) switching mode (Ml) to (M5>
is the changeover mode (Ml) of the changeover switch (24) ~ (
M5) respectively.

電圧調整回路(23)の可変抵抗(23a)の抵抗値は
、供給電力制御装置(25)によって制御される。供給
電力制御ll装@(25)は図示しない中央処理装置(
CPU)、メモリなどから構成されている。供給電力制
御装置(25)には、結晶(6)の上面および下面の温
度をそれぞれ検出する第1および第2温度検出器(13
)  (14)の検出信号ならびに切替スイッチ(24
)のモード指定信号が入力されている。供給電力制御装
置(25)は、周囲の温度の変化による結晶(6)内の
屈折率勾配の変動、すなわち入射光ビームbの偏向角の
変動を補償して、出射光ビームが導かれるべき出力用光
ファイバに正しく入射するようにするものである。
The resistance value of the variable resistor (23a) of the voltage adjustment circuit (23) is controlled by the power supply control device (25). The power supply control system (25) is a central processing unit (not shown).
It consists of a CPU (CPU), memory, etc. The power supply control device (25) includes first and second temperature detectors (13) that detect the temperatures of the upper and lower surfaces of the crystal (6), respectively.
) (14) detection signal and changeover switch (24)
) mode designation signal is input. The supply power control device (25) compensates for variations in the refractive index gradient in the crystal (6) due to changes in the ambient temperature, i.e. variations in the deflection angle of the incident light beam b, so as to adjust the power at which the output light beam is to be guided. This is to ensure that the light enters the optical fiber correctly.

出射光ビーム(b2)〜(b5)を出力用光ファイバ(
5b)〜(5e)に正しく入射させるための偏向角を得
るための結晶(6)の上下面の温度差(基準温度差)1
△T21〜1ΔT51があらかじめ求められている。そ
して、モード(M2)〜(M5)ごとに基準温度差1△
T21〜1ΔT51がメモリに記憶されている。
Output light beams (b2) to (b5) are connected to output optical fibers (
5b) - (5e) Temperature difference between the upper and lower surfaces of the crystal (6) to obtain a deflection angle for correct incidence (reference temperature difference) 1
ΔT21 to 1ΔT51 are determined in advance. Then, the reference temperature difference is 1△ for each mode (M2) to (M5).
T21 to 1ΔT51 are stored in the memory.

第3図は電力制御装@(25)のCPUによる温度補償
処理手順を示している。モード指定信号にもとづいて、
切替スイッチ(24)に設定されているモード(Ml)
〜(M5)が判断されメモリに記憶される(ステップ(
31))。そし【前回のモード判断ルーチンにおいてメ
モリに記憶されたモードと比較することにより、モード
の切替があったかどうかが判断される(ステップ(32
))。モードの切替があったと判断された場合には、切
替回路(22)による出力電圧Vの切換によって結晶(
6)内の温度分布が変化するので、結晶(6)内の温度
分布が定常状態に達するのに要する一定時間が経過する
のを待つ(ステップ(33))。一定時間が経過すると
第1および第2潟反検出器(13)  (14)の検出
信号にもとづいて、結晶(6)の上面の温度TUと下面
の温度−l−D ′/)<読み取られる(ステップ(3
4))。上記ステップ(32)においてモードの切替が
なかったと判断された場合には、一定時間が経過するの
を待つことなくステップ(34)に移り、温度TU、T
Dが読み取られる。
FIG. 3 shows the temperature compensation processing procedure by the CPU of the power control device @ (25). Based on the mode designation signal,
Mode (Ml) set in the changeover switch (24)
~(M5) is determined and stored in memory (step (
31)). [Step (32)
)). If it is determined that there has been a mode switch, the crystal (
Since the temperature distribution within the crystal (6) changes, a certain period of time required for the temperature distribution within the crystal (6) to reach a steady state is waited for (step (33)). After a certain period of time has elapsed, based on the detection signals of the first and second lagoon detectors (13) (14), the temperature TU of the upper surface of the crystal (6) and the temperature of the lower surface -l-D'/)< (Step (3)
4)). If it is determined in step (32) that the mode has not been switched, the process moves to step (34) without waiting for the predetermined time to elapse, and the temperature TU, T
D is read.

結晶(6)の上下面の温度TU、TDが読み取られると
(ステップ(34))、これらの温度差1Δ王1=lT
U−TD+が粋出される(ステップ(35))。次に上
記ステップ(旧)で判別されたモードに対応する基準温
度差1ΔTnl (nは2.3.4および5)がメモリ
から読み出され、ステップ(34)で算出された温度差
△Tと比較される(ステップ(36))。算出された温
度差Δ丁と基準温度差1△lnlとが等しい轡合には、
入射光ビームbの偏向角が切替スイッチ(24)によっ
て設定され−(いるモード ”における適切な偏向角に
等しくなっているので、可変抵抗(23a)の抵抗値を
調整Jることなくステップ(31)に戻る。算出された
温度差△Tが基準温度差IT01よりも大きい場合には
、入射光ビームbの偏向角が切替スイッチ(24)によ
て設定されているモードにおける適切な偏向角よりも大
きな偏向角となっているので、可変抵抗(23a)の抵
抗値が一定値だけ高くされる(ステップ(37))。こ
れによって、ベルチェ素子(7)に供給される電力が減
少し、入射光ビームbの偏向角が小さくなる。算出され
た温度差ΔTが基準温度差1ΔTnlよりも小さい場合
には、入射光ビームbの偏向角が切替スイッチ(24)
によって設定されているモードにおける適切な偏向角よ
りも小さな偏向角となっているので、可変抵抗(23a
)の抵抗値が一定値だけ低くされる(ステップ(38)
)。これによって、ベルチェ素子(7)に供給される電
力が増加し、入射光ビームbの偏向角が大きくなる。
When the temperatures TU and TD of the upper and lower surfaces of the crystal (6) are read (step (34)), the difference between these temperatures 1ΔK1=lT
U-TD+ is extracted (step (35)). Next, the reference temperature difference 1ΔTnl (n is 2.3.4 and 5) corresponding to the mode determined in step (old) above is read from the memory, and the temperature difference ΔT calculated in step (34) and are compared (step (36)). If the calculated temperature difference Δd and the reference temperature difference 1Δlnl are equal,
Since the deflection angle of the incident light beam b is set by the changeover switch (24) and is equal to the appropriate deflection angle in the "mode", step (31) can be performed without adjusting the resistance value of the variable resistor (23a). ).If the calculated temperature difference ΔT is larger than the reference temperature difference IT01, the deflection angle of the incident light beam b is greater than the appropriate deflection angle in the mode set by the changeover switch (24). Since the deflection angle is also large, the resistance value of the variable resistor (23a) is increased by a certain value (step (37)).As a result, the power supplied to the Bertier element (7) is reduced, and the incident light is The deflection angle of the beam b becomes smaller. If the calculated temperature difference ΔT is smaller than the reference temperature difference 1ΔTnl, the deflection angle of the incident light beam b becomes smaller.
Since the deflection angle is smaller than the appropriate deflection angle in the mode set by the variable resistor (23a
) is lowered by a certain value (step (38)
). This increases the power supplied to the Beltier element (7) and increases the deflection angle of the incident light beam b.

算出された温度差1ΔT1と基準温度差1ΔTnlとの
大小に応じて可変抵抗(23a)の抵抗値が調整される
と(ステップ(37,)  (38) )、結晶(6)
内の温度分布が変更されるので、温度分布が定常状態に
達するのに必要な一定時間が経過するのを待つ(ステッ
プ(39) )。そして一定時間が経過するとステップ
(31)に戻り、上記一連の処理(ステップ(31)〜
(39))が繰り返し行なわれる。これにより、入射光
ビームbの偏向角が、周囲の温度にかかわらず、切替ス
イッチ(24)によって設定されているモードにおける
適切な偏向角と等しくなる。このため、出射光ビームb
1〜b5は、それが導かれるべき出力用光ファイバ(5
a)〜(5e)に常に効率よく入射するようにな゛る。
When the resistance value of the variable resistor (23a) is adjusted according to the magnitude of the calculated temperature difference 1ΔT1 and the reference temperature difference 1ΔTnl (steps (37,) (38)), the crystal (6)
Since the temperature distribution within is changed, a certain period of time required for the temperature distribution to reach a steady state is waited for (step (39)). Then, after a certain period of time has passed, the process returns to step (31) and the above series of processes (steps (31) to
(39)) is repeated. This makes the deflection angle of the incident light beam b equal to the appropriate deflection angle in the mode set by the changeover switch (24), regardless of the ambient temperature. Therefore, the output light beam b
1 to b5 are the output optical fibers (5
The light is always efficiently incident on a) to (5e).

第4図は、この発明の第2実施例を示している。第4図
において第1図を同じものには同じ符号を付してその説
明を省略する。この光スイッチにおける光偏向器(4A
)は、ニオブ酸リチウムの結晶(6)の下面に発熱体(
7A)が設けられ、結晶(6)の上面に放熱フィン(1
0)が設けられてるものである。発熱体(7A)は、た
とえばNi−0rやTiが結晶(6)の下面に真空蒸着
されることによって形成される。
FIG. 4 shows a second embodiment of the invention. Components in FIG. 4 that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. Optical deflector (4A
) is a heating element (
7A) is provided on the top surface of the crystal (6).
0) is provided. The heating element (7A) is formed by, for example, vacuum-depositing Ni-0r or Ti on the lower surface of the crystal (6).

切替スイッチ(24A>がオフのときには、発熱体(7
A)には電流が供給されない。したがって、入射光ビー
ムbは結晶(6)内を直進し、その出射光ビームb6は
出力用光ファイバ(5[)に導かれる。切替スイッチ(
24A)がオンにされると、発熱体(7A)に電流が供
給され、発熱体(7A)が発熱する。これによって結晶
(6)の下面が加熱され、結晶(6)内部に、上部の屈
折率が相対的に低く、下部の屈折率が相対的に高くなる
ような屈折率勾配が生じる。
When the selector switch (24A> is off, the heating element (7
A) is not supplied with current. Therefore, the incident light beam b travels straight through the crystal (6), and the output light beam b6 is guided to the output optical fiber (5[). Changeover switch (
24A) is turned on, current is supplied to the heating element (7A) and the heating element (7A) generates heat. This heats the lower surface of the crystal (6), creating a refractive index gradient inside the crystal (6) such that the refractive index in the upper part is relatively low and the refractive index in the lower part is relatively high.

したがって入射光ビームbは下向きに偏向され、その出
射光ビームb7は出力用光ファイバ(5g)に導かれる
Therefore, the incident light beam b is deflected downward, and its output light beam b7 is guided to the output optical fiber (5g).

この光スイッチにおける供給電力制御装置(25)によ
る温度補償処理は、第1実施例における温度補償処理(
ステップ(31)〜(39)第3図参照)とほぼ同様で
ある。第1実施例ではステップ(31)において切替ス
イッチ(24)が設定されているモード(Ml)〜(M
5)が判別されるのに対し、この実施例では切替スイッ
チ(24A)がオンになっているかどうかが判断される
。また第1実施例ではステップ(32)においてモード
の切替があったかどうか判断されるのに対し、この実施
例では、切替スイッチ(24A>がオンに切替られlこ
直後であるかどうかが判断される。そして、切替スイッ
チ(24Aがオンに切替られた直後であれば結晶(6)
内の温度分布が定常状態に達するのに必要な一定時間が
経過するのを待ってからステップ(34)に移る。結晶
(6〉内の温度分布が定常状態になったかどうかを、た
とえば発熱体(7A)に供給されている電力の積算値を
算出することによって判断し、定常状態になったと判断
したときにステップ(34)に移るようにしてもよい。
The temperature compensation process by the power supply control device (25) in this optical switch is different from the temperature compensation process in the first embodiment (
This step is almost the same as steps (31) to (39) (see FIG. 3). In the first embodiment, the modes (Ml) to (M
5), whereas in this embodiment it is determined whether the changeover switch (24A) is turned on. Further, in the first embodiment, it is determined in step (32) whether or not the mode has been switched, whereas in this embodiment, it is determined whether or not the changeover switch (24A> has just been turned on). .Then, if the changeover switch (24A is immediately turned on, the crystal (6)
After waiting for a certain period of time required for the temperature distribution inside the device to reach a steady state, the process moves to step (34). Determine whether the temperature distribution within the crystal (6) has reached a steady state by, for example, calculating the integrated value of the power being supplied to the heating element (7A), and when it is determined that the temperature distribution has reached a steady state, step It is also possible to move to (34).

ステップ(34)〜(39)は第1実施例の場合と同じ
なのでその説明を省略する。
Steps (34) to (39) are the same as in the first embodiment, so their explanation will be omitted.

第2実施例において、スイッチ(24A>が入れられて
から結晶(6)内のm度分布が定常状態になるまひの時
間を短縮するために、スイッチ(24△〉がオンされた
ときに発熱体(7A)に短時間の間、大電流を流すよう
な回路を駆動)  回路(2OA>に設けてもよい。
In the second embodiment, in order to shorten the paralysis time when the m-degree distribution in the crystal (6) reaches a steady state after the switch (24A> is turned on), heat is generated when the switch (24△> is turned on). A circuit (driving a circuit that causes a large current to flow through the body (7A) for a short period of time) may be provided in the circuit (2OA>).

上記実施例では、周囲温度がいかなる温度であっても、
温度光学効果をもつ結晶の上下面の温度差が一定であれ
ば常に同一の屈折率勾配が結晶内に形成されることを前
提としているが、温度差が一定であっても絶対温度が異
なれば屈折率勾配が若干変化するような場合には、絶対
温度を考慮した温度補償を行なうようにしてもよい。
In the above embodiment, no matter what the ambient temperature is,
It is assumed that if the temperature difference between the upper and lower surfaces of a crystal with a thermo-optic effect is constant, the same refractive index gradient will always be formed within the crystal, but even if the temperature difference is constant, if the absolute temperature is different, If the refractive index gradient changes slightly, temperature compensation may be performed in consideration of absolute temperature.

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

第1図〜第3図はこの発明の第1実施例を示し、第1図
は光スイッチの構成を示す概略図、第2図は切替スイッ
チおよび切替回路の一例を示す構成図、第3図は電力制
御装置の温度補償処理手順を示すフロー・チャート、第
4図はこの発明の第2実施例を示すものであって、光ス
イッチの構成を示す概略図である。 (6)・・・温度光学効果をもつ結晶、(7〉・・・ペ
ルチェ素子、〈7A〉・・・発熱体、(13)  (1
4・・・?fillf検出器、(22)・・・電圧およ
び極性切替回路、(23)・・・電圧調整回路、(24
)  (24A>・・・切替スイッチ、(25〉・・・
供給電力制御I装置。 以上 外4名
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an optical switch, FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a changeover switch and a changeover circuit, and FIG. 4 is a flow chart showing the temperature compensation processing procedure of the power control device, and FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, and is a schematic diagram showing the configuration of an optical switch. (6)... Crystal with thermo-optical effect, (7>... Peltier element, <7A>... Heating element, (13) (1
4...? fillf detector, (22)... Voltage and polarity switching circuit, (23)... Voltage adjustment circuit, (24
) (24A>... selector switch, (25>...
Supply power control I device. 4 people other than above

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)温度によって屈折率が変化する光学材料、光学材
料の上下面の少なくとも一方の面上に設けられかつ光学
材料を加熱または冷却するための熱素子および光学材料
内に形成される屈折率勾配を複数段階に切替えるために
熱素子への供給電力を複数段階に切替える供給電力切替
手段を有する光スイッチにおいて、 光学材料の上面および下面の温度をそれぞれ検出するた
めの第1および第2温度検出器、ならびに 第1および第2温度検出器によつて検出された光学材料
の上下面の温度にもとづいて、設定された屈折率勾配が
光学材料内に形成されるように熱素子への供給電力を制
御する、供給電力制御手段、 を備えている光スイッチ。
(1) An optical material whose refractive index changes depending on temperature, a thermal element provided on at least one of the upper and lower surfaces of the optical material for heating or cooling the optical material, and a refractive index gradient formed within the optical material. In an optical switch having a power supply switching means for switching power supply to a thermal element in a plurality of stages in order to switch the power to a thermal element in a plurality of stages, the optical switch includes first and second temperature detectors for respectively detecting the temperature of the upper surface and the lower surface of the optical material. , and the temperatures of the upper and lower surfaces of the optical material detected by the first and second temperature detectors, the power supplied to the thermal element is adjusted so that a set refractive index gradient is formed in the optical material. An optical switch comprising supply power control means for controlling.
(2)供給電力制御手段が、第1温度検出器の検出温度
と第2温度検出器の検出温度との差と、設定された屈折
率勾配を得るための光学材料の上下面間のあらかじめ定
められた温度差との比較結果にもとづいて、両温度差の
偏差が減少するように熱素子への供給電力を増加または
減少させるものである、特許請求の範囲第(1)項記載
の光スイッチ。
(2) The supply power control means determines in advance the difference between the detected temperature of the first temperature detector and the detected temperature of the second temperature detector, and the difference between the upper and lower surfaces of the optical material to obtain a set refractive index gradient. The optical switch according to claim (1), wherein the optical switch increases or decreases the power supplied to the thermal element based on the comparison result between the two temperature differences so that the deviation between the two temperature differences decreases. .
JP16193384A 1984-07-31 1984-07-31 Optical switch Pending JPS6141130A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16193384A JPS6141130A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Optical switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16193384A JPS6141130A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Optical switch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6141130A true JPS6141130A (en) 1986-02-27

Family

ID=15744792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16193384A Pending JPS6141130A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Optical switch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6141130A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014219498A (en) * 2013-05-07 2014-11-20 昭和オプトロニクス株式会社 Optical deflector and laser source including the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014219498A (en) * 2013-05-07 2014-11-20 昭和オプトロニクス株式会社 Optical deflector and laser source including the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5127742A (en) Apparatus and method for temperature measurement by radiation
JP4441578B2 (en) Electronic device and control method thereof
EP0301652A2 (en) Radiation detector arrangements and methods
US4795240A (en) High speed infrared shutter
JPS6141130A (en) Optical switch
US5796107A (en) Infrared modulator
JPS5810717A (en) Optical shutter
US6437331B1 (en) Bolometer type infrared sensor with material having hysterisis
JP3049469B2 (en) Laser output detector
JPS6141131A (en) Optical switch
JPH09179078A (en) Optical delay device
US4545641A (en) High speed erasing and rebiasing of thermoptic thin films in the medium and long-wave infrared
JPH01170838A (en) Refractive index measuring instrument
JP2002098845A (en) Temperature adjusting device and optical waveguide device having temperature adjusting device
JPS60242434A (en) Optical deflector
JPH0755782A (en) Temperature control device of moving phase in liquid chromatograph
JPH03131737A (en) Inspecting device for semiconductor laser
KR100385577B1 (en) Temperature control-test device and its temperature control mode using thermoelement
Jang et al. A thin-film polymeric waveguide beam deflector based on thermooptic effect
JP2008026179A (en) Radiant heat sensor and radiant heat measurement method
JP3199500B2 (en) Temperature control method and temperature control device using indirect temperature controller
CN220233716U (en) Temperature control device
JPS61156226A (en) Liquid crystal spectacle device
JP2003177438A (en) Optical switch and driving method of the switch
JPS62219679A (en) Control method of wavelength of semiconductor laser