(57)【要約】【課題】  本発明は、光路の機械的な切換を必要としない、多入力又は多出力の多チャンネル光スイッチを提供するためのものである。【解決手段】  １入力２出力の磁気光学効果光スイッチ２０１〜２０７を、直列又は並列に複数個接続する。これにより、多入力又は多出力な光スイッチに構成する。入力ポート５１から入力された光は、光スイッチ２０１〜２０７における制御状態に従って、８個の出力ポート６１〜６８のいずれかから出力される。磁気光学効果光スイッチとしては、２入力１出力や２入力２出力であってもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１入力２出力、２入力１出力又は２入力２出力の磁気光学効果光スイッチを、直列又は並列に複数個接続することにより、多入力又は多出力に構成されていることを特徴とする、多チャンネル光スイッチ。
【請求項２】
前記磁気光学効果光スイッチに対して付与する磁界を制御するための磁界制御機構を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の多チャンネル光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多入力又は多出力を備えた、多チャンネル光スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信容量の増大に伴い、光交換機能を持つ大容量光ファイバ通信網の構築の必要性が高まっている。現在、商用的には、光ファイバを磁力で駆動させたりパルスモータにより駆動する機械式の光スイッチが用いられている。
【０００３】
機械式以外の光スイッチとして、光導波路方式やＭＥＭＳ方式の光スイッチも提案されてはいるが、総合的な信頼性の確認等がなされていないために、商用的には、実用域に達しているとは言えない。
【０００４】
このため、現在は、機械式の光スイッチが用いられている。機械式光スイッチは、スイッチの繰り返し切換回数により特性が劣化して、１千万回前後で交換が必要となる。また、機械式光スイッチでは、スイッチの切換速度が１０ｍｓｅｃから３ｓｅｃと極めて遅いため、高速の光交換システムの構築は不可能である。
【０００５】
また光ファイバセンサを利用した構造物の安全性の監視においても、ひとつの光源により多数の監視対象を計測できるシステムの構築に多チャンネル光スイッチは欠かせない存在である。このようなシステムでは、１日２４時間連続した光スイッチの切換監視が必要となる。したがって、光ファイバセンサを利用した安全性監視のシステムにおいても、切換により劣化して切換動作が不可能になるような、機械式の光スイッチは使用が難しいという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光路の機械的な切換を必要としない、多入力又は多出力の多チャンネル光スイッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の多チャンネル光スイッチは、１入力２出力、２入力１出力又は２入力２出力の磁気光学効果光スイッチを、直列又は並列に複数個接続することにより、多入力又は多出力に構成されているものである。
【０００８】
請求項２記載の多チャンネル光スイッチは、請求項１に記載のものにおいて、前記磁気光学効果光スイッチに対して付与する磁界を制御するための磁界制御機構を備えた構成となっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光路の機械的な切換を必要としない、多入力又は多出力の多チャンネル光スイッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る多チャンネル光スイッチを、添付の図面を参照して説明する。図１は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチを７個用いた１入力８出力の多チャンネル光スイッチの構成例を示す図である。
【００１１】
図１において入力ポート５１より入射した光は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０１により１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０２又は２０３に接続される。同様に、１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０２への入力は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０４又は２０５に接続され、１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０３への入力は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０６又は２０７に接続される。
【００１２】
１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０４〜２０７はそれぞれ２つの出力ポートを持つので、計８ポート（出力ポート６１〜６８）の任意のポートに、１入力２出力磁気光学効果光スイッチ２０１の入力光を、各光スイッチの設定を制御することにより出力することができる。
【００１３】
各磁気光学光スイッチ２０１〜２０７には、これらに付与される磁界を制御するための磁界制御機構１００における励磁コイル１１５（後述）が、接近して配置されている。
【００１４】
次に、本実施形態における各磁気光学効果光スイッチの光路切替の動作原理を、図２及び図３を用いて説明する。各磁気光学光スイッチの動作原理は同じである。各磁気光学効果光スイッチは、入力ポート１１と、二つの出力ポート１３及び１４と、二つの偏光プリズム２１及び２２と、二つのミラー３１及び３２と、二つのファラデー回転子４１及び４２とを備えている。
【００１５】
図２は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチにおけるファラデー回転子に磁界が印加されていない状態での動作を説明するものである。
【００１６】
図２の状態において、入力ボート１１に入力された光は、偏光プリズム２１においてＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離される。Ｐ偏光成分は、そのまま偏光プリズム２１・ファラデー回転子４２そして偏光プリズム２２を通過して出力ポート１３に出力される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光プリズム２１において反射され、ミラー３１・ファラデー回転子４１・ミラー３２を通過して偏光プリズム２２において反射されて出力ポート１３に出力される。
【００１７】
図３は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチにおけるファラデー回転子に磁界が印加されている状態での動作を説明するものである。
【００１８】
図３の状態において、入力ボート１１に入力された光は、偏光プリズム２１においてＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離される。Ｐ偏光成分はそのまま偏光プリズム２１・ファラデー回転子４２を通過するが、ファラデー回転子４２で偏波面が９０度回転するため偏光プリズム２２において反射され出力ポート１４に出力される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光プリズム２１において反射され、ミラー３１・ファラデー回転子４１を通過するがファラデー回転子４１において偏波面が９０度回転するためミラー３２と偏光プリズム２２を通過して出力ポート１４に出力される。
【００１９】
図４は、前記した各磁気光学効果光スイッチに対して付与する磁界を制御するための磁界制御機構１００の一例を示すものである。この制御機構１００は、磁気光学効果光スイッチに対して磁界を付与するための複数の励磁コイル１１５と、この励磁コイル１１５のそれぞれに電流を流すためのＳＷ付ＤＣ電源１１４と、Ｉ／Ｏユニット１１３と、インターフェイスカード１１２と、パソコン１１１とを主な要素として備えている。
【００２０】
ＳＷ付ＤＣ電源１１４は、Ｉ／Ｏユニット１１３からのＯＮパルスとＯＦＦパルスに従って、ＯＮ状態とＯＦＦ状態を切り替えるようになっている。具体的には、ＳＷ付ＤＣ電源１１４は、ＯＮ状態では励磁コイル１１５に電流を供給し、ＯＦＦ状態では電流供給を遮断するようになっている。
【００２１】
パソコン１１１は、その制御命令を、インターフェイスカード１１２を介してＩ／Ｏユニット１１３に送り、ＯＮパルスとＯＦＦパルスの発生時期を制御するようになっている。インタフェースカード１１２としては、例えば、ＧＰ−ＩＢ・ＲＳ２３２Ｃ・イーサネット（登録商標）およびデジタル出力ボード等の各種のものを利用することができる。
【００２２】
なお、磁気光学効果光スイッチによっては、励磁コイルに流す電流の方向を変えることにより光スイッチの状態を制御する方式のものもあるが、この場合でも、ほぼ同様な構成の制御機構によって、スイッチの状態を制御できる。
【００２３】
磁気光学効果光スイッチは、光路の切替速度が、１ｍｓｅｃ以下と高速なので、本実施形態の多チャンネル光スイッチによれば、高速な光路切替が可能となる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、機械的な光スイッチではなく、磁気光学効果光スイッチを用いているので、光路の機械的な切換を必要としない多入力又は多出力の多チャンネル光スイッチを提供することが可能となる。
【００２５】
（第２実施形態）
図５は、７個の２入力１出力磁気光学効果光スイッチ３０１〜３０７を用いた８入力１出力の多チャンネル光スイッチの構成例を示す図である。この構成は、第１実施形態における１入力８出力の多チャンネル光スイッチとは入出力を逆にしただけの構成なので、入力ポート７１〜７８に入射した光のうちの任意の光を出力ポート８１に出力できることは明らかであり、詳しい説明は省略する。
【００２６】
また、２入力１出力磁気光学効果光スイッチにおいては、前述の動作と１入力２出力磁気光学効果光スイッチと逆方向で光の入力と出力が行われるだけであるので、その動作についても詳細な説明を省略する。
【００２７】
（第３実施形態）
図６は、６個の２入力２出力磁気光学効果光スイッチ４０１〜４０６を用いた４入力４出力の多チャンネル光スイッチの構成例を示す図である。２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいては、２つの光入力が、光スイッチの設定状態により、直接接続したり、もしくはクロスコネクト接続して出力することになる。このため入力ポート９１〜９４に入射した光は、各光スイッチの設定により、重なることなく、任意の出力ポート１０１〜１０４へ出力することができる。
【００２８】
次に、本実施形態における各磁気光学効果光スイッチの光路切替の動作原理を、図７〜図１０を用いて説明する。なお、各磁気光学光スイッチの動作原理は同じである。
【００２９】
図７は、２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されていない状態での入力ポート１１に入射した光の動作を説明するものである。この時の動作は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチの説明と同じなので、入力ポート１１に入射した光は、出力ポート１３に出力される。
【００３０】
図８は、２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されていない状態での入力ポート１２に入射した光の動作を説明するものである。入力ポート１２に入射した光は、偏光プリズム２１においてＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離される。Ｐ偏光成分はそのまま偏光プリズム２１・ミラー３１・ファラデー回転子４１・ミラー３２そして偏光プリズム２２を通過して出力ポート１４に出力される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光プリズム２１において反射され、ファラデー回転子４２を通過して偏光プリズム２２において反射され出力ポート１４に出力される。
【００３１】
図９は、２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されている状態での入力ポート１１に入射した光の動作を説明するものである。この時の動作は、１入力２出力磁気光学効果光スイッチの説明と同じなので、入力ポート１１に入射した光は、出力ポート１４に出力される。
【００３２】
図１０は、２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されている状態での入力ポート１２に入射した光の動作を説明するものである。入力ポート１２に入射した光は、偏光プリズム２１においてＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離される。Ｐ偏光成分はそのまま偏光プリズム２１・ミラー３１を通過するが、ファラデー回転子４１において偏波面が９０度回転するため、ミラー３２を通過後、偏光プリズム２２で反射され出力ポート１３に出力される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光プリズム２１において反射されるが、ファラデー回転子４２において偏波面が９０度回転するため、偏光プリズム２２を通過して出力ポート１３に出力される。
【００３３】
第３実施形態における他の構成及び利点は、第１実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。
【００３４】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多チャンネル光スイッチの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】１入力２出力磁気光学効果光スイッチにおけるファラデー回転子に磁界が印加されていない状態での動作を説明する説明図である。
【図３】１入力２出力磁気光学効果光スイッチにおけるファラデー回転子に磁界が印加されている状態での動作を説明する説明図である。
【図４】磁気光学効果光スイッチのための制御機構の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る多チャンネル光スイッチの概略的な構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る多チャンネル光スイッチの概略的な構成を示すブロック図である。
【図７】２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されていない状態で第１ポートに入射した光の動作を説明するものである。
【図８】２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されていない状態で第２ポートに入射した光の動作を説明するものである。
【図９】２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されている状態で第１ポートに入射した光の動作を説明するものである。
【図１０】２入力２出力磁気光学効果光スイッチにおいてファラデー回転子に磁界が印加されている状態で第２ポートに入射した光の動作を説明するものである。
【符号の説明】
【００３６】
１１〜１２  入力ポート
１３〜１４  出力ポート
２１〜２２  偏光プリズム
３１〜３２  ミラー
４１〜４２  ファラデー回転子
５１  入力ポート
６１〜６８  出力ポート
７１〜７８  入力ポート
８１  出力ポート
９１〜９４  入力ポート
１０１〜１０４  出力ポート
２０１〜２０７  １入力２出力磁気光学効果光スイッチ
３０１〜３０７  ２入力１出力磁気光学効果光スイッチ
４０１〜４０６  ２入力２出力磁気光学効果光スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006208878.tif 000011
【図１０】
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