WO2004070468A1 - Optical switch device - Google Patents

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WO2004070468A1
WO2004070468A1 PCT/JP2003/001373 JP0301373W WO2004070468A1 WO 2004070468 A1 WO2004070468 A1 WO 2004070468A1 JP 0301373 W JP0301373 W JP 0301373W WO 2004070468 A1 WO2004070468 A1 WO 2004070468A1
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Takashi Yamane
Toshiya Kishida
Manabu Komiyama
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Fujitsu Limited
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Abstract

Incoming light from an input optical fiber (10) is split into a P polarized light and an S polarized light in a doubly refracting crystal plate (16). By controlling the voltage on an liquid crystal element (26) having an electrode corresponding to each axis of polarization, the P polarized light is converted into the S polarized light to obtain only S polarized light, or the S polarized light is converted into the P polarized light to obtain only P polarized light. A polarization separating film (30) provided on a back of the liquid crystal element (26) transmits the P polarized light and reflects the S polarized light. If only the S polarized light is present in the liquid crystal element (26), the light reflected by the polarization separating film (30) is reflected by a total reflection film (32), again reflected by the polarization separating film (30), again incident on the doubly refracting crystal plate (16) via the liquid crystal element (26), returned to the non-polarized light in the doubly refracting crystal plate (16), and incident on a first output optical fiber (12). If only the P polarized light is present in the liquid crystal element (26), the light is transmitted through the polarization separating film (30) to be incident on a doubly refracting crystal plate (18) via a liquid crystal element (28), returned to the non-polarized light, and incident on a second output optical fiber (14).

Description

明 細 書 光スィ ツチデパイス 技術分野  Technical Information Hikari Switch
本発明は、 光スィ ッチデバイスに関する。 背景技術  The present invention relates to an optical switch device. Background art
近年、 インターネッ ト トラフィ ックの増大に伴い光通信容量の増 大化が急務である。 通信容量の増大策には、 ビッ トレートの増大と 波長多重 (WDM ) による増大があり、 これらシステムを構成する光 デパイスの実現が急がれている。  In recent years, the increase in optical communication capacity is urgently required due to the increase in Internet traffic. Measures to increase communication capacity include increasing bit rates and wavelength multiplexing (WDM), and the realization of optical devices that make up these systems is urgent.
WDM 伝送とは多数の波長を一本の光ファイバ中を伝送させる手法 であり、 個々の波長に情報を载せ容量を増大させる。 これら WDM 伝 送システムでは、 例えばポート切り替えにより冗長構成をとる、 ポ 一トを切り換えてモニタする等、 必ずと言っていいほど小チヤネノレ の光スィ ツチが用いられている。  WDM transmission is a technique for transmitting a large number of wavelengths through one optical fiber, and increases the capacity by transmitting information to each wavelength. In these WDM transmission systems, for example, an optical switch with a small channel is almost always used, for example, a redundant configuration is established by switching ports, and monitoring is performed by switching ports.
また、 光ファイバ中を伝送する場合、 個々の波長での伝播損失が 異なり、 長距離伝送後の光レベルが個々の波長で変わってしまう現 象が起きる。 伝送路に分岐用デバイスや EDF アンプが用いられた場 合はこの現象がよ り顕著となる。  Also, when transmitting in an optical fiber, the propagation loss at each wavelength is different, and the light level after long-distance transmission changes at each wavelength. This phenomenon becomes more pronounced when a branching device or EDF amplifier is used in the transmission path.
このため、 光伝送する前や受信する前に個々の波長における光レ ベルを一定にする必要がある。 この解決策と して、 個々の波長のレ ベルを制御する可変ァッテネータデパイス と光スィ ツチ等を用い、 伝信時の光出力や受信時の光出力が一定となるように制御する工夫 が行われている。  For this reason, it is necessary to keep the optical level at each wavelength constant before transmitting or receiving light. As a solution to this, a variable attenuator device that controls the level of each wavelength and an optical switch are used to control the optical output during transmission and the optical output during reception to be constant. The device is being devised.
但し、 WDM 伝送を想定する場合、 個々の波長 (チャネル) 毎に光 レベルを設定する為に、 チャネル毎に光可変できるアツテネータゃ 光スィ ッチを設ける必要がある。 現状では、 個々のデバイスを装置 内実装しているのが実情であり、 装置の大型化、 コス トアップとな つている。 これらの小型化策として、 導波路 (PLC ) を用いた手法 などが開発されてきているが、 コス ト、 サイズ面では不十分な構成 である。 However, when assuming WDM transmission, light is transmitted for each wavelength (channel). In order to set the level, it is necessary to provide an attenuator-optical switch that can change the light for each channel. At present, the actual situation is that individual devices are mounted in the equipment, which leads to an increase in the size and cost of the equipment. Techniques using waveguides (PLCs) have been developed as measures for miniaturization, but the configuration is inadequate in terms of cost and size.
特許文献 1 Patent Document 1
特開平 5— 113582号公報 (図 3 ( a ) )  JP-A-5-113582 (Fig. 3 (a))
特許文献 2 Patent Document 2
特許第 3008964号公報  Patent No. 3008964
特許文献 3 Patent Document 3
特開平 5— 204000号公報 発明の開示  Japanese Patent Laid-Open No. 5-204000 Disclosure of the Invention
本発明は上述する課題を解決する手段の一つと して、 小チャネル ながら光路切り換えと光出力可変を両立させたデバイスを提案する ものである。  The present invention proposes, as one of means for solving the above-described problems, a device that achieves both optical path switching and variable optical output while using a small channel.
本発明によれば、 第 1の面から入射する無偏光を第 1の方向の偏 光に変換し第 1の面に対向する第 2の面から入射する第 1の方向の 偏光を無偏光に変換する第 1 の状態、 および第 1 の面から入射する 無偏光を第 2の方向の偏光に変換する第 2の状態の間で制御信号に 従って切換可能な偏光制御部と、 偏光制御部からの第 1の方向の偏 光を反射し、 第 2の方向の偏光を透過する偏光分離部と、 偏光分離 部で反射された光を反射して再度偏光分離部へ入射する反射部とを 具備し、 偏光分離部および反射部は、 反射部で反射され偏光分離部 で再度反射された第 1の方向の偏光が前記偏光制御部の第 2の面へ 入射するように配置される光スィ ッチデバイスが提供される。 この光スィ ッチデバイスは、 前記偏光分離部を透過した第 2 の方 向の偏光を無偏光に戻す偏光状態回復部をさ らに具備することが望 ましい。 According to the present invention, unpolarized light incident from the first surface is converted into polarized light in the first direction, and polarized light in the first direction incident from the second surface opposite to the first surface is converted to unpolarized light. A polarization control unit that can be switched according to a control signal between a first state for conversion, and a second state for converting unpolarized light incident from the first surface to polarized light in the second direction, and a polarization control unit. A polarization separating unit that reflects polarized light in the first direction and transmits polarized light in the second direction; and a reflecting unit that reflects light reflected by the polarized light separating unit and reenters the polarized light into the polarized light separating unit. An optical switch device arranged so that the polarized light in the first direction reflected by the reflecting portion and reflected again by the polarized light separating portion is incident on the second surface of the polarization controlling portion. Is provided. It is preferable that the optical switch device further includes a polarization state recovery unit that returns the polarized light in the second direction transmitted through the polarization separation unit to non-polarized light.
前記偏光制御部は、 例えば無偏光を第 1の方向の偏光と第 2の方 向の偏光に分離する第 1の複屈折結晶と、 複屈折結晶からの第 2の 方向の偏光の偏波方向を回転して第 1の方向の偏光とする第 1の状 態、 および複屈折結晶からの第 1の方向の偏光の偏波方向を回転し て第 2の方向の偏光とする第 2の状態の間で制御信号に従って切換 可能な第 1の液晶素子とを含む。  The polarization controller includes, for example, a first birefringent crystal that separates non-polarized light into polarized light in a first direction and polarized light in a second direction, and a polarization direction of polarized light in a second direction from the birefringent crystal. And a second state in which the polarization direction of the polarized light in the first direction from the birefringent crystal is rotated into a polarized light in the second direction. And a first liquid crystal element that can be switched between according to a control signal.
前記偏光分離部は、 例えば、 プリ ズムの第 1 の面に設けられた偏 光分離膜を含み、 前記反射部は、 該プリ ズムの第 2 の面に設けられ た反射膜を含む。  The polarization separation unit includes, for example, a polarization separation film provided on a first surface of the prism, and the reflection unit includes a reflection film provided on a second surface of the prism.
前記偏光状態回復部は、 例えば、 偏光分離部を透過した第 2の方 向の偏光の一部であって、 前記第 1 の複屈折結晶における第 2の方 向の偏光を起源とする部分を第 1の方向の偏光に変換する第 2の液 晶素子と、 偏光分離部を透過した第 2の方向の偏光の残りの部分と 該液晶素子で変換された第 1の方向の偏光を合成して無偏光とする 第 2の複屈折結晶を含む。  The polarization state recovery unit is, for example, a part of the second-direction polarized light transmitted through the polarization separation unit, and a part originating from the second-direction polarized light in the first birefringent crystal. A second liquid crystal element that converts the light into polarized light in the first direction, the remaining part of the polarized light in the second direction that has passed through the polarization splitter, and the polarized light in the first direction that has been converted by the liquid crystal element. The second birefringent crystal to be non-polarized.
前記偏光状態回復部は、 他の例と して、 偏光分離部を透過した第 2の方向の偏光の一部であって、 前記第 1 の複屈折結晶における第 2の方向の偏光を起源とする部分を第 1の方向の偏光に変換する二 分の一波長板と、 偏光分離部を透過した第 2の方向の偏光の残りの 部分と該二分の一波長板で変換された第 1 の方向の偏光を合成して 無偏光とする第 2の複屈折結晶を含む。 図面の簡単な説明  As another example, the polarization state recovery unit is a part of the polarization in the second direction transmitted through the polarization separation unit, and originates from the polarization in the second direction in the first birefringent crystal. A half-wave plate for converting a portion to be polarized into a first direction of polarized light, a remaining portion of the polarized light in the second direction transmitted through the polarization splitter, and a first half-wave plate converted by the half-wave plate. Includes a second birefringent crystal that combines polarized light in different directions to make it unpolarized. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1 は本発明の光スィ ツチデパイスの一実施形態の側面図 ; 図 2は図 1のデパイ スの平面図 ; Figure 1 is a side view of one embodiment of the optical switch device of the present invention; Figure 2 is a plan view of the device of Figure 1;
図 3はプリズム 34の図 ;  Figure 3 is a diagram of the prism 34;
' 図 4は偏波分離膜 30の特性を示すグラフ ;  'Figure 4 is a graph showing the characteristics of the polarization separation membrane 30;
図 5は出力光と して 0UT1を選択したときの光の経路を模式的に示 す平面図 ;  Figure 5 is a plan view schematically showing the light path when 0UT1 is selected as the output light;
図 6は図 5 の側面図 ;  Figure 6 is a side view of Figure 5;
図 7は出力光と して 0UT2を選択したときの光の経路を模式的に示 す平面図 ;  Figure 7 is a plan view schematically showing the optical path when 0UT2 is selected as the output light;
図 8は図 7の側面図 ;  Figure 8 is a side view of Figure 7;
図 9は液晶素子 28の電圧制御による光出力可変を説明するグラフ ; および  FIG. 9 is a graph illustrating the light output variation by voltage control of the liquid crystal element 28; and
図 10はレベルモニタ機能を備えた光スィ ッチデバイ スの側面図で ある。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 10 is a side view of an optical switch device having a level monitor function. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明の一実施形態に係る光出力可変スィ ツチデバイスを図 1 ( 側面図) および図 2 (平面図) に示す。 本デバイスは、 光ファイバ 10, 12, 14、 複屈折結晶板 16, 18、 レンズ 20, 22 , 24、 液晶 26, 28 、 偏波分離膜 30と反射膜 32を施したプリズム 34にて構成されており 非常に小型なデバイス構成を実現している。 36, 38は光フアイバの 心線を保持するファイバブロ ック、 40はプリ ズム 34と同サイズのガ ラスなどの透明媒体である。 全体構成と しては、 2本のファイバ 10 , 12の一方を入力と して、 もう一方を 0UT1、 透過方向の反対側ポー トを 0UT2とする 1 X 2 スィ ツチとなっている。 液晶 26の電圧制御に よ り、 0UT1または 0UT2のポートが選択でき、 更に、 0UT2については 液晶 28の電圧制御によ り光出力可変も可能である。  FIG. 1 (side view) and FIG. 2 (plan view) show an optical output variable switch device according to an embodiment of the present invention. This device consists of optical fibers 10, 12, 14, birefringent crystal plates 16, 18, lenses 20, 22, 24, liquid crystals 26, 28, and a prism 34 provided with a polarization separation film 30 and a reflection film 32. It realizes a very small device configuration. Reference numerals 36 and 38 denote fiber blocks that hold the optical fibers, and reference numeral 40 denotes a transparent medium such as glass that is the same size as the prism 34. The overall configuration is a 1X2 switch with one of the two fibers 10, 12 as input, the other as 0UT1, and the port on the opposite side of the transmission direction as 0UT2. The port of 0UT1 or 0UT2 can be selected by controlling the voltage of the liquid crystal 26, and the light output of 0UT2 can be changed by controlling the voltage of the liquid crystal 28.
基本的な原理を以下に説明する。 2芯フ ァイバの片側 10より入射 した光はレンズ 20を介して複屈折結晶板 16に入射する。 複屈折結晶 板 16に入射した光は常光 (P偏光) と異常光 ( S偏光) に分離され 結晶内部を進行する。 ここで、 複屈折結晶 16の出口に P偏光軸と S 偏光軸の各々に対応する電極を持つ液晶 26を構成する。 更に、 液晶 素子 26の後部に偏波分離膜 30と全反射膜 32を施したキューブ状のプ リズム 34 (図 3参照) を配置し、 液晶 26の ON, OFF によ り反射およ び透過を選択できる構成と している。 ここで、 偏波分離膜 30の特性 は図 4で示す特性を持ち、 反射膜 32は通常の全反射する膜特性であ る。 入力光は複屈折結晶板 16により常光 (P偏光) 、 異常光 ( S偏 光) に分かれ、 複屈折板 16を抜けた直後に液晶素子 26へ入射する。 液晶素子 26で偏波方向を制御された光は偏波分離膜 30に入射し、 S 偏光であれば上部方向に反射され、 上部に構成されている全反射膜 32によ り折り返され元の光軸へ戻る事となる。 P偏光であれば偏波 分離膜 30を透過する。 ここで、 液晶素子 26の、 P偏光に対応する電 極の電圧を ON/ OFF することによ り複屈折結晶板 16からの常光 (P 偏光) の偏波方向を 90° 回転させたりそのまま通過させたりするこ とで、 偏波分離膜 30の反射、 透過を選択する事が出来る。 更に、 プ リズム 34の先に液晶素子 28を設け、 次の複屈折結晶板 18に入射する 偏波方向を制御する事により 0UT2方向への出力が可能となる。 一方 、 異常光 ( S偏光) についても同様で、 液晶素子 26の、 S偏光に対 応する電極の 0N/ 0FF 制御によ り偏波分離膜 30に入射する光を変化 させることによ り、 透過および反射を選択し、 透過の場合にはプリ ズム後部に設けられた液晶 28により 0UT2ポートへの出力が可能とな る。 The basic principle will be described below. Incident from 10 on one side of 2-core fiber The incident light enters the birefringent crystal plate 16 via the lens 20. The light incident on the birefringent crystal plate 16 is separated into ordinary light (P-polarized light) and extraordinary light (S-polarized light) and travels inside the crystal. Here, a liquid crystal 26 having electrodes corresponding to the P polarization axis and the S polarization axis at the exit of the birefringent crystal 16 is formed. In addition, a cube-shaped prism 34 (see Fig. 3) with a polarization splitting film 30 and a total reflection film 32 provided behind the liquid crystal element 26, reflects and transmits the liquid crystal 26 by turning it on and off. It is configured so that can be selected. Here, the characteristics of the polarization separation film 30 have the characteristics shown in FIG. 4, and the reflection film 32 is a normal total reflection film characteristic. The input light is split into ordinary light (P-polarized light) and extraordinary light (S-polarized light) by the birefringent crystal plate 16, and enters the liquid crystal element 26 immediately after passing through the birefringent plate 16. The light whose polarization direction is controlled by the liquid crystal element 26 is incident on the polarization splitting film 30, and if it is S-polarized light, it is reflected upward and is turned back by the total reflection film 32 formed on the top to return to the original. It will return to the optical axis. If it is P-polarized light, it will pass through the polarization separation film 30. Here, by turning ON / OFF the voltage of the electrode corresponding to the P-polarized light of the liquid crystal element 26, the polarization direction of the ordinary light (P-polarized light) from the birefringent crystal plate 16 is rotated by 90 ° or passed as it is. By doing so, reflection or transmission of the polarization separation film 30 can be selected. Further, by providing the liquid crystal element 28 ahead of the prism 34 and controlling the direction of polarization incident on the next birefringent crystal plate 18, output in the 0UT2 direction becomes possible. On the other hand, the same applies to the extraordinary light (S-polarized light). The 0N / 0FF control of the electrodes of the liquid crystal element 26 corresponding to the S-polarized light changes the light incident on the polarization separation film 30, whereby Transmission and reflection are selected, and in the case of transmission, output to the 0UT2 port is enabled by the liquid crystal 28 provided at the back of the prism.
具体的には、 出力先として 0UT1を選択す.るときは、 図 5 (平面図 ) および図 6 (側面図) に模式的に示すように、 液晶 26において、 複屈折結晶 16からの P偏光 (実線) の偏光軸に対応する電極 (A電 極) を ONに、 S偏光 (破線) の偏光軸に対応する電極 (B電極) を OFF にする。 これによ り、 複屈折結晶 16からの P偏光が液晶を抜け た時点で S偏光に変わってすべてが S偏光となり、 偏光分離膜 30で 反射される。 偏光分離膜 30で反射された S偏光は全反射膜 32で反射 され、 偏光分離膜 30で再度反射されて再度液晶 26へ入射する。 液晶 26において、 A電極部では偏光分離膜 30によ り反射し戻ってきた S 偏光 (複屈折結晶 16からの P偏光が S偏光に変換されたもの) が液 晶 26を抜けた時点で P偏光に変わり、 もう一方の S偏光 (複屈折結 晶 16からの S偏光) は、 B電極 (OFF状態) に入射し S偏光のまま 複屈折結晶 16に入射し合成されて 0UT1から出力される。 Specifically, when 0UT1 is selected as the output destination, as shown schematically in FIG. 5 (plan view) and FIG. 6 (side view), the P-polarized light from the birefringent crystal 16 in the liquid crystal 26 Electrode (A electrode) corresponding to the polarization axis (solid line) Pole) is turned ON, and the electrode (B electrode) corresponding to the polarization axis of S-polarized light (broken line) is turned OFF. As a result, when the P-polarized light from the birefringent crystal 16 passes through the liquid crystal, it changes to S-polarized light and becomes all S-polarized light, and is reflected by the polarization separation film 30. The S-polarized light reflected by the polarization separation film 30 is reflected by the total reflection film 32, reflected again by the polarization separation film 30, and enters the liquid crystal 26 again. In the liquid crystal 26, at the A electrode portion, the S-polarized light reflected by the polarization separation film 30 and returned (the P-polarized light from the birefringent crystal 16 is converted to the S-polarized light) passes through the liquid crystal 26 when The other S-polarized light (S-polarized light from the birefringent crystal 16) is changed to polarized light, enters the B electrode (OFF state), enters the birefringent crystal 16 as S-polarized light, is synthesized, and is output from 0UT1. .
出力先と して 0UT2を選択するときは、 図 7 (平面図) および図 8 (側面図) に模式的に示すように、 上記とは逆に、 A電極を OFF に B電極を ONにする。 これによ り、 S偏光が P偏光に変わるので、 偏 光分離膜 30を透過する。 液晶 28の A電極を 0Nに B電極を OFF にする ことによ り、'透過した P偏光の一部 (複屈折結晶 16からの P偏光) が S偏光に変わり、 複屈折結晶 18で残りの P偏光 (複屈折結晶 16か らの S偏光が P偏光に変換されたもの) と合成され 0UT2から出力さ れる。  When 0UT2 is selected as the output destination, the A electrode is turned off and the B electrode is turned on, contrary to the above, as schematically shown in Figure 7 (plan view) and Figure 8 (side view). . As a result, the S-polarized light is changed to the P-polarized light, and is transmitted through the polarization separation film 30. By turning the A electrode of liquid crystal 28 to 0N and the B electrode to OFF, a part of the transmitted P-polarized light (P-polarized light from birefringent crystal 16) is changed to S-polarized light, and the remaining birefringent crystal 18 Combined with P-polarized light (S-polarized light from birefringent crystal 16 converted to P-polarized light) and output from 0UT2.
ここで、 液晶素子 28に加える電圧を微小制御することによ り 0UT2 に出力される光出力を可変することが出来る。 具体的には、 液晶 28 の後方に設けられている複屈折結晶板を介して 0UT2ポ一トへ結合で きる光成分とは異なる光成分を持つよ うにする事によ り、 それが 0U Here, by minutely controlling the voltage applied to the liquid crystal element 28, the optical output output to the 0UT2 can be varied. Specifically, by having a light component different from the light component that can be coupled to the 0UT2 port via the birefringent crystal plate provided behind the liquid crystal 28, it becomes 0U
T2ポー トへ結合できずロスとなる。 すなわち、 液晶素子 28の電圧の 微小制御により細かな光出力可変が実現できる (図 9参照) 。 Loss due to failure to couple to T2 port. That is, fine light output variation can be realized by minute control of the voltage of the liquid crystal element 28 (see FIG. 9).
以上によ り、 小型で且つ安価な光出力可変スィ ツチデバイスを実 現する事ができる。  As described above, a small and inexpensive optical output variable switch device can be realized.
光フアイパ 10, 12と しては、 例えば 2芯のファイバアセンブリ も しくは、 1芯ファイバアセンブリ を二つ並べたものを用い、 光ファ ィパ 10, 12の間隔は例えば約 300 mとする。 レンズ 20, 22, 24は コ リ メート レンズと し、 光ファイバ 10から入射し膜 30, 32で反射さ れた光が光ファイバ 12へ入射するように折り返し反射光学系を構成 すべく レンズ中心よ り外周に外れた位置に光軸を構成する。 反射型 光軸の折り返し点と しては、 図 1 , 2に示すように、 プリズム 34の 後部 (液晶板 28との界面) とする。 複屈折結晶板 16と しては例えば ルチル ( l mm d X 3 min長、 分離ピッチ : 300 μ πι ) を用い、 レンズ 20および液晶 26との固定は光学系接着剤によ り行う。 各部品をべ一 スとなる部材上に光学系が確立できる様に構成してもよい。 液晶素 子 26には例えば約 250 μ m角の電極が P偏光ポートおよび S偏光ポ 一トに各々形成されている。 偏波分離膜 30と全反射膜 32を施したプ リズム 34は例えば石英もしくはガラスで構成し、 各々の膜は誘電体 多層膜もしく は金属膜にて形成する。 プリズムサイズは 2 mm角程度 とする。 0UT2ポートの側に構成する液晶 28は前述した液晶 26と同様 のものでよく、 その後部に構成する複屈折結晶板 18も前述したルチ ル ( 1 mm角 X 3 mm長、 分離ピッチ : 300 μ m ) を用いる。 OUT ファ ィパ 14は 1芯のものとしレンズ 24も一つである。 例えば、 レンズと ファイバが一体のものを用いても良い。 Optical fibers 10 and 12 include, for example, a two-core fiber assembly. Alternatively, two single-core fiber assemblies are used, and the interval between the optical fibers 10 and 12 is, for example, about 300 m. The lenses 20, 22, and 24 are collimating lenses, and are arranged near the center of the lens so as to form a folded reflection optical system such that light incident from the optical fiber 10 and reflected by the films 30 and 32 enters the optical fiber 12. The optical axis is formed at a position off the outer periphery. The turning point of the reflection type optical axis is the rear part of the prism 34 (the interface with the liquid crystal plate 28), as shown in FIGS. As the birefringent crystal plate 16, for example, rutile (1 mm d X 3 min length, separation pitch: 300 μπι) is used, and the lens 20 and the liquid crystal 26 are fixed with an optical adhesive. Each component may be configured so that an optical system can be established on a base member. On the liquid crystal element 26, for example, electrodes of about 250 μm square are formed in the P polarization port and the S polarization port, respectively. The prism 34 provided with the polarization separation film 30 and the total reflection film 32 is made of, for example, quartz or glass, and each film is formed of a dielectric multilayer film or a metal film. The prism size is about 2 mm square. The liquid crystal 28 formed on the side of the 0UT2 port may be the same as the liquid crystal 26 described above, and the birefringent crystal plate 18 formed at the rear thereof also has the above-described rutile (1 mm square X 3 mm length, separation pitch: 300 μm). m) is used. The OUT fiber 14 has one core and one lens 24. For example, an integrated lens and fiber may be used.
これら各エレメ ントは光学系接着剤によ り固定し、 全体をプリモ 一ル ドパッケージ内に収納固定する。 これにより、 約幅 5 mm X長さ 20mm X高さ 3 mmの光出力可変が可能な光スィ ツチ ( 1 X 2 ) を構成 する事ができる。  Each of these elements is fixed with an optical adhesive, and the whole is stored and fixed in a pre-mold package. As a result, an optical switch (1 X 2) capable of varying the optical output with a width of about 5 mm, a length of 20 mm, and a height of 3 mm can be configured.
光出力可変後の光レベルをモニタするレベルモニタを設けるこ と もできる。 レベルモニタには P D (フォ トダイオー ド) 素子を用い 、 本デパイスの外部に出力される P D電流を使用したフィー ドパッ ク回路によ り液晶へ印加する電圧を制御する。 図 10に示すように、 モニタ手法と しては、 0UT2ポート前に力ブラ膜 50を構成し、 PD素子 52へ光を導く。 ここで用いる PD素子 52には、 デバイス全体をコンパ ク トにすべく裏面入射 PDを用い、 力ブラ膜 50の下部において光学系 接着剤によ りカプラープリズムに直接接着固定する。 図 10にはさ ら に、 0UT1側の光レベルをモニタするための力プラ膜 54および PD素子 56が示されている。 A level monitor for monitoring the light level after changing the light output can be provided. A PD (photodiode) element is used for the level monitor, and the voltage applied to the liquid crystal is controlled by a feed-pack circuit using the PD current output outside the device. As shown in Figure 10, As a monitoring method, a force blur film 50 is formed in front of the 0UT2 port to guide light to the PD element 52. As the PD element 52 used here, a back-illuminated PD is used to make the entire device compact, and the PD element 52 is directly adhered and fixed to the coupler prism with an optical adhesive below the force-blown film 50. FIG. 10 further shows a power plastic film 54 and a PD element 56 for monitoring the light level on the 0UT1 side.
0UT2の光出力を可変としない場合には液晶 28の代わりに二分の一 波長板を Aポートに対応する領域のみに設けても良い。  If the optical output of 0UT2 is not variable, a half-wave plate may be provided only in the area corresponding to the A port instead of the liquid crystal 28.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1 . 第 1の面から入射する無偏光を'第 1の方向の偏光に変換し第 1の面に対向する第 2の面から入射する第 1 の方向の偏光を無偏光 に変換する第 1 の状態、 および第 1 の面から入射する無偏光を第 2 の方向の偏光に変換する第 2の状態の間で制御信号に従って切換可 能な偏光制御部と、 1. The first type that converts non-polarized light incident from the first surface into polarized light in the first direction and converts polarized light in the first direction incident from the second surface opposite to the first surface into non-polarized light. A polarization control unit that can be switched according to a control signal between a non-polarized state incident from the first surface and a second state that converts the non-polarized state incident to the polarized light in the second direction;
偏光制御部からの第 1の方向の偏光を反射し、 第 2の方向の偏光 を透過する偏光分離部と、  A polarization separation unit that reflects polarized light in the first direction from the polarization control unit and transmits polarized light in the second direction;
偏光分離部で反射された光を反射して再度偏光分離部へ入射する 反射部とを具備し、  A reflection unit for reflecting the light reflected by the polarization separation unit and re-entering the polarization separation unit;
偏光分離部および反射部は、 反射部で反射され偏光分離部で再度 反射された第 1の方向の偏光が前記偏光制御部の第 2の面へ入射す るように配置される光スィ ッチデバイ ス。  The polarization switching unit and the reflection unit are optical switch devices arranged so that the polarized light in the first direction reflected by the reflection unit and reflected again by the polarization separation unit is incident on the second surface of the polarization control unit. .
2 . 前記偏光分離部を透過した第 2の方向の偏光を無偏光に戻す 偏光状態回復部をさ らに具備する請求項 1記載の光スィ ッチデパイ ス。  2. The optical switch device according to claim 1, further comprising a polarization state recovery unit for returning polarized light in the second direction transmitted through the polarization separation unit to non-polarized light.
3 . 前記偏光制御部は、 無偏光を第 1 の方向の偏光と第 2の方向 の偏光に分離する第 1の複屈折結晶と、  3. The polarization control unit includes: a first birefringent crystal that separates unpolarized light into polarized light in a first direction and polarized light in a second direction;
複屈折結晶からの第 2の方向の偏光の偏波方向を回転して第 1の 方向の偏光とする第 1の状態、 および複屈折結晶からの第 1の方向 の偏光の偏波方向を回転して第 2の方向の偏光とする第 2の状態の 間で制御信号に従って切換可能な第 1の液晶素子とを含む請求項 2 記載の光スィ ツチデパイス。  The first state in which the polarization direction of the polarization in the second direction from the birefringent crystal is rotated to the polarization in the first direction, and the polarization direction of the polarization in the first direction from the birefringent crystal is rotated. 3. The optical switch according to claim 2, further comprising a first liquid crystal element that can be switched between a second state and a second state of polarization in accordance with a control signal.
4 . 前記偏光分離部は、 プリ ズムの第 1 の面に設けられた偏光分 離膜を含み、  4. The polarization separation unit includes a polarization separation film provided on the first surface of the prism,
前記反射部は、 該プリズムの第 2の面に設けられた反射膜を含む 請求項 2または 3記載の光スィ ッチデバイス。 The reflection unit includes a reflection film provided on a second surface of the prism The optical switch device according to claim 2 or 3.
5 . 前記偏光状態回復部は、 偏光分離部を透過した第 2の方向の 偏光の一部であって、 前記第 1の複屈折結晶における第 2の方向の 偏光を起源とする部分を第 1の方向の偏光に変換する第 2の液晶素 子と、  5. The polarization state recovery unit is a part of the polarized light in the second direction that has passed through the polarization splitting unit, and a part of the first birefringent crystal originating from the polarized light in the second direction is the first. A second liquid crystal element that converts the polarized light into
偏光分離部を透過した第 2の方向の偏光の残りの部分と該液晶素 子で変換された第 1の方向の偏光を合成して無偏光とする第 2の複 屈折結晶を含む請求項 3記載の光スィ ッチデバイス。  4. A second birefringent crystal, which combines the remaining part of the polarized light in the second direction transmitted through the polarized light separating portion and the polarized light in the first direction converted by the liquid crystal element to make the polarized light non-polarized. An optical switch device as described.
6 . 前記偏光状態回復部は、 偏光分離部を透過した第 2の方向の 偏光の一部であって、 前記第 1 の複屈折結晶における第?の方向の 偏光を起源とする部分を第 1の方向の偏光に変換する二分の一波長 板と、  6. The polarization state recovery section is a part of the polarized light in the second direction transmitted through the polarization splitting section, and is a part of the first birefringent crystal. A half-wave plate that converts the portion originating from the polarized light in the direction to the polarized light in the first direction;
偏光分離部を透過した第 2の方向の偏光の残りの部分と該二分の 一波長板で変換された第 1の方向の偏光を合成して無偏光とする第 2の複屈折結晶を含む請求項 3記載の光スィツチデパイス。  A second birefringent crystal that combines the remaining part of the polarized light in the second direction transmitted through the polarized light separating portion and the polarized light in the first direction converted by the half-wave plate to make it unpolarized. Item 3. An optical switch device according to item 3.
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