(57)【要約】【課題】高い技術力を要することなく、かつ少なくとも従来例と変わることのない光学特性を有する光スイッチを提供する。【解決手段】１×２及び２×２の磁気光学的光スイッチであって、上下にかつ同一平面内に配置されている第１及び第２の偏光分離素子１，２と、偏光分離素子１，２を中心として左右対称の位置の第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４と、回転子３，４に隣接している第１及び第２の反射ミラー５，６と、第１及び第２の入射ポート７，９並びに第１及び第２の出射ポート８，１０とを備えた偏光無依存型光サーキュレータを構成していると共に、方向切り替え手段を具備しており、この手段による電流の向きを切り替えることより、ファラデー回転子３，４の回転方向を変更して、第１及び第２の入射ポート７，９から入射した光の出射ポートが、第１及び第２の出射ポート８，１０の間で切り替わり可能である。【選択図】　　　　図１
2004086023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１×２及び２×２の磁気光学的光スイッチであって、第１及び第２の偏光分離素子、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子、第１及び第２の反射ミラー並びに少なくとも３ポート以上のポートとにより偏光無依存型光サーキュレータを構成していると共に、方向切り替え手段を具備しており、
上記第１の偏光分離素子と第２の偏光分離素子とは同一平面内に配置されており、上記第１及び第２の偏光分離素子は入射光を偏光方向の異なる透過光と反射光の二つの偏光成分に分離する機能を備えており、
上記第１の２２．５°ファラデー回転子と第２の２２．５°ファラデー回転子とは、上記第１及び第２の偏光分離素子を中心として対称に配置されており、
上記第１の反射ミラーは上記第１の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第１の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されており、上記第２の反射ミラーは上記第２の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第２の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されており、
上記ポートは入射ポートと第１及び第２の出射ポートとを有しており、
上記方向切り替え手段は、その磁気力の変更により第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子の回転方向を切り替え可能であり、切り替えにより、上記入射ポートから入射した光の出射ポートが、上記第１の出射ポートと第２の出射ポートとの間で切り替わり対応可能であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
ポートは、第１及び第２の入射ポートと、第１及び第２の出射ポートとから構成されており、方向切り替え手段の切り替えにより、上記第１及び第２の入射ポートから入射した光の出射ポートが、上記第１の出射ポートと第２の出射ポートとの間で切り替わり対応可能であることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
方向切り替え手段は第１及び第２の電磁石と切り替えスイッチとからなり、上記第１の電磁石はその磁気力により第１の２２．５°ファラデー回転子の回転方向を変更可能であり、上記第２の電磁石はその磁気力により第２の２２．５°ファラデー回転子の回転方向を変更可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】
１×３の機械光学的光スイッチであって、第１及び第２の偏光分離素子、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子、第１及び第２の反射ミラー並びに少なくとも３ポート以上のポートとにより偏光無依存型光サーキュレータを構成していると共に、方向切り替え手段を具備しており、
上記第１の偏光分離素子と第２の偏光分離素子とは同一平面内に配置されており、上記第１及び第２の偏光分離素子は入射光を偏光方向の異なる透過光と反射光の二つの偏光成分に分離する機能を備えており、
上記第１の２２．５°ファラデー回転子と第２の２２．５°ファラデー回転子とは、上記第１及び第２の偏光分離素子を中心として対称に配置されており、
上記第１の反射ミラーは、上記第１の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第１の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されており、上記第２の反射ミラーは、上記第２の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第２の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されており、
上記ポートは入射ポートと第１及び第２の入出射ポートとを有しており、
上記方向切り替え手段はシャッターで構成されており、上記シャッターの開閉操作により、入射ポートから入射した光の入出射ポートが、上記第１の入出射ポートと第２の入出射ポートとの間で切り替わり対応可能であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項５】
ポートは、入射ポートと、全反射ミラー付きシャッターを有する第１入出射ポートと、第２の入出射ポートとから構成されており、上記シャッターの開閉操作により、上記入射ポートから入射した光の入出射ポートが、第１の入出射ポートと第２の入出射ポートとの間で切り替わり対応可能であることを特徴とする請求項４記載の光スイッチ。
【請求項６】
ポートは、入射ポートと、出射ポートと、全反射ミラー付きシャッターを有する第１及び第２の入出射ポートとから構成されており、上記入射ポートから入射された光が第１の入出射ポートへ出射し、この第１の入出射ポートに対応している上記シャッターを開閉することにより、反射された光が第２の入出射ポートへ出射可能であり、上記第２の出射ポートに対応している上記シャッターを開閉することにより、反射された光が上記出射ポートへ出射可能であることを特徴とする請求項５記載の光スイッチ。
【請求項７】
出射ポート並びに第１及び第２の入出射ポートへの戻り光を遮蔽するために、それぞれに光アイソレータを具備していることを特徴とする請求項６記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信機器、光情報処理機器等に用いられ、光を特定の方向にのみ透過させる光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光を特定の方向にのみ透過させる光スイッチは、例えば特開２０００−２８４２２７公報に開示されている。この従来の光スイッチは、４ポートを備えており、そして反射型の第１及び第２の偏光子と、第１及び第２の偏光子間の光路上に配置された一枚の４５°ファラデー回転子と、第１の偏光子からの出射光を全反射して上記４５°ファラデー回転子に入射させる第１の全反射ミラーと、上記４５°ファラデー回転子からの出射光を全反射して第２の偏光子に入射させる第２の全反射ミラーとで構成されているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
４ポートを備えている従来例の第３のポートから第４のポートの光路に関して、第１及び第２の偏光子と、４５°ファラデー回転子との配置関係から、第３のポートから第１の偏光子を経て第１の全反射ミラーに至る光路と、第２の全反射ミラーから第２の偏光子を経て第４のポートに至る光路との距離が狭くなるために、光路の結合には高い技術力が要求され、この要求を緩和するために上記距離を広くする場合には上記第１及び第２の偏光子などの光スイッチの各構成部材の厚み方向の平行度及び直角度の作成に高精度の加工技術や研磨技術が必要となる。
本発明の目的は、高い技術力を要することなく、かつ少なくとも従来例と変わることのない光学特性を有する光スイッチを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、１×２及び２×２の磁気光学的光スイッチであって、第１及び第２の偏光分離素子、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子、第１及び第２の反射ミラー並びに少なくとも３ポート以上のポートとにより偏光無依存型光サーキュレータを構成していると共に、方向切り替え手段を具備しているところにある。上記第１の偏光分離素子と第２の偏光分離素子とは同一平面内に配置されており、上記第１及び第２の偏光分離素子は入射光を偏光方向の異なる透過光と反射光の二つの偏光成分に分離する機能を備えている。上記第１の２２．５°ファラデー回転子と第２の２２．５°ファラデー回転子とは、上記第１及び第２の偏光分離素子を中心として対称に配置されている。上記第１の反射ミラーは上記第１の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第１の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されており、上記第２の反射ミラーは上記第２の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第２の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されている。上記ポートは入射ポートと第１及び第２の出射ポートとを有している。上記方向切り替え手段は、その磁気力の変更により第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子の回転方向を切り替え可能であり、切り替えにより、上記入射ポートから入射した光の出射ポートが、上記第１及び第２の出射ポートの間で切り替わり対応可能である。
本発明の第２の特徴は、１×３の機械光学的光スイッチであって、第１及び第２の偏光分離素子、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子、第１及び第２の反射ミラー並びに少なくとも３ポート以上のポートとにより偏光無依存型光サーキュレータを構成していると共に、方向切り替え手段を具備しているところにある。
上記第１の偏光分離素子と第２の偏光分離素子とは同一平面内に配置されており、上記第１及び第２の偏光分離素子は入射光を偏光方向の異なる透過光と反射光の二つの偏光成分に分離する機能を備えている。上記第１の２２．５°ファラデー回転子と第２の２２．５°ファラデー回転子とは、上記第１及び第２の偏光分離素子を中心として対称に配置されている。上記第１の反射ミラーは、上記第１の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第１の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されており、上記第２の反射ミラーは、上記第２の２２．５°ファラデー回転子を挟んで上記第１及び第２の偏光分離素子とは反対側の位置でかつこの第２の２２．５°ファラデー回転子と対向して配置されている。上記ポートは入射ポートと第１及び第２の入出射ポートとを有している。上記方向切り替え手段はシャッターで構成されており、上記シャッターの開閉操作により、入射ポートから入射した光の入出射ポートが、上記第１及び第２の入出射ポートの間で切り替わり対応可能である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施の形態としての磁気光学的光スイッチＳ１について図１〜図５を用いて説明する。
図１及び図２に示す光スイッチＳ１は、１×２及び２×２の磁気光学的光スイッチであって、第１及び第２の偏光分離素子１，２、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４、反射素子である第１及び第２の反射ミラー５，６並びに第１、第２、第３及び第４のポート７，８，９，１０によって偏光無依存型光サーキュレータを構成していると共に、方向切り替え手段２０を備えているものである。第１及び第２の偏光分離素子１，２は例えばフォトニック結晶などのような光学部材からなり、入射する光の偏光方向が異なる偏光成分の一方を透過し、他方を反射する機能を備えている。第１及び第２の偏光分離素子１，２の位置関係に関して、図１の例では下方に第１の偏光分離素子１が、この第１の偏光分離素子の真上に第２の偏光分離素子２がそれぞれ設置され、同一の平面上に配置されている。
図２に示すように、第１及び第２のガラス体１９ａ，１９ｂはその内側で第１及び第２の偏光分離素子１，２の両側面を挟むように保持しており、その外側面に第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４を当接状態に配置している。第１の２２．５°ファラデー回転子３と第２の２２．５°ファラデー回転子４とは、第１及び第２の偏光分離素子１，２を中心として左右対称に配置されている。
第１及び第２の反射ミラー５，６は第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４の外側面側に設けられている。
図２に示すように、第１のガラス体１９ａの外側面側において、第１のポートである第１の入射ポート７と第４のポートである第２の出射ポート１０とは、第１の２２．５°ファラデー回転子３を挟んで下側及び上側にそれぞれ設けられている。また第２のガラス体１９ｂの外側面側において、第２のポートである第１の出射ポート８と第３のポートである第２の入射ポート９とは、第２の２２．５°ファラデー回転子４を挟んで上側及び下側にそれぞれ設けられている。
方向切り替え手段２０は第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４の回転方向を変更するためのものであり、第１及び第２の電磁石２１，２２と、切り替えスイッチ２７とからなる。第１及び第２の電磁石２１，２２は、いずれも軟鉄棒２３，２５と、この軟鉄棒に巻かれているコイル２４，２６とで構成されている。第１及び第２の電磁石２１，２２の磁気力が第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４に及んでいる。切り替えスイッチ２７は、導線２０ａによって第１及び第２の電磁石２１，２２に接続されており、スイッチ操作によって各電磁石へ印加する電流の向きを切り替えることができる。切り替えスイッチ２７のスイッチ操作によって第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４の回転方向が変更される。
【０００６】
磁気光学的光スイッチＳ１の作用について説明する。
図１及び図２を参照して、第１の入射ポート７からの入射光を第１の出射ポート８に出射する場合について説明する。
本使用例では、第１の入射ポート７と第１の出射ポート８とを利用する光スイッチの使用例である。
第１の入射ポート７から入射された光は光路１１を進み、第１の偏光分離素子１で分岐されて光路１２，１３を辿る。すなわち、第１の入射ポート７から第１のガラス体１９ａを経て第１の偏光分離素子１へ入射した入射光は、この第１の偏光分離素子において偏光方向が直交する２つの成分に分離される。分離された一方の偏光成分は反射光となり光路１２を進み、また他方の偏光成分は透過光となり光路１３を進む。
上記反射光は、第１の２２．５°ファラデー回転子３を通過し、第１の反射ミラー５で全反射され、反射光として再びこの第１の２２．５°ファラデー回転子３を通過し、第２の偏光分離素子２に入射する。
ところで、第１の偏光分離素子１と第２の偏光分離素子２の偏光分離は相対的に４５°となっている。
第１の偏光分離素子１での反射光は、第１の２２．５°ファラデー回転子３を往復通過することにより、偏光面が４５°回転し、第２の偏光分離素子２に入射し、このとき、第２の偏光分離素子２の透過偏光となることで、光路１６を進み出射ポート８に出射する。
一方、上記透過光は、第２の２２．５°ファラデー回転子４を通過し、第２の反射ミラー６で全反射され、反射光として再びこの第２の２２．５°ファラデー回転子４を通過し、第２の偏光分離素子２に入射する。第１の偏光分離素子１での透過光は、第２の２２．５°ファラデー回転子４を往復通過することにより、偏光面が４５°回転し、第２の偏光分離素子２に入射し、このとき、第２の偏光分離素子２の反射偏光となるから、光路１６を進み出射ポート８に出射する。
【０００７】
図１では、第１の入射ポート７と第１の出射ポート８とを利用している光スイッチの光が進行する際の状態を光路と共に説明したが、出射ポートを第１の出射ポート８から第２の出射ポート１０へ切り替えるスイッチ機能を図３に基づいて説明する。
本使用例では、第１の出射ポート８から第２の出射ポート１０へ切り替えて、第１の入射ポート７からの入射光をこの第２の出射ポート１０へ出力する場合の使用例である。
予め、方向切り替え手段２０における切り替えスイッチ２７（図２）の操作により、図１で設定した第１及び第２の電磁石２１，２２へ印加する電流の向きを逆転させておく。このような切り替え操作によって、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４における回転方向は反転される。
本使用例では、第１の入射ポート７からの入射光の光路は、第１の偏光分離素子１、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４を経て第２の偏光分離素子２に入射するまでは、図１に示す光路１１と同様である。
ところで、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４における回転方向は、上述するように反転させてある。このことから、光路１２及び光路１３を進む第１の偏光分離素子１で分離された一方の偏光成分である反射光及び他方の偏光成分である透過光は、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４によってその偏光方向の回転方向が図１における場合とは互いに逆方向になる。このため、光路１４を進む偏光成分は上記第２の偏光分離素子２により反射し、光路１５を進む偏光成分は第２の偏光分離素子により透過し、第２の偏光分離素子２上で互いに結合され、光路１８を進んで第２の出射ポート１０に出力される。
これにより、１×２の光スイッチ機能を実現する。
【０００８】
図４に示す光スイッチの切り替え例では、第１の入射ポート７に代えて第２の入射ポート９を使用するものであり、出射ポートは第２の出射ポート１０を使用する。本使用例では、第２の入射ポート９と第２の出射ポート１０とを利用する光スイッチの使用例である。
予め、スイッチ操作により、第１及び第２の電磁石２１，２２へ印加する電流の向きを図１で説明した状態に切り替えておく。
第２の入射ポート９から入射された光は光路１７を進み、第１の偏光分離素子１で分岐され、透過光は光路１２を辿って第１の２２．５°ファラデー回転子３に入射され、一方、反射光は光路１３を辿って、第２の２２．５°ファラデー回転子４に入射される。また、各々の光は第１または第２の２２．５°ファラデー回転子３，４を通過し、第１または第２の反射ミラー５，６で全反射され、反射光として再びこの第１または第２の２２．５°ファラデー回転子３，４を往復通過し、第２の偏光分離素子２に入射する。
ところで、第１の偏光分離素子１と第２の偏光分離素子２の偏光分離は相対的に４５°となっている。また、第１の偏光分離素子１での反射光は、第２の２２．５°ファラデー回転子４を往復通過することにより、偏光面が４５°回転し、第２の偏光分離素子２に入射し、このとき、図１の状態であれば、第２の偏光分離素子２の透過偏光となり、光路１８を進み出射ポート１０に出射する。
一方、上記透過光は、第１の２２．５°ファラデー回転子３を通過し、第１の反射ミラー５で全反射され、反射光として再びこの第１の２２．５°ファラデー回転子３を通過し、第２の偏光分離素子２に入射する。第１の偏光分離素子１での透過光は、第２の２２．５°ファラデー回転子４を往復通過することにより、偏光面が４５°回転し、第２の偏光分離素子２に入射し、このとき、第２の偏光分離素子２の反射偏光となるから、光路１８を進み出射ポート１０に出射する（図４参照）。
【０００９】
図４では、第２の入射ポート９と第２の出射ポート１０とを利用している光スイッチの光が進行する際の状態を光路と共に説明したが、出射ポートを第２の出射ポート１０から第１の出射ポート８へ切り替えるスイッチ機能を図５に基づいて説明する。
本使用例では、出射ポートを第２の出射ポート１０から第１の出射ポート８へ切り替えて、第２の入射ポート９からの入射光をこの第１の出射ポート８へ出力する場合の使用例である。
予め、方向切り替え手段２０における切り替えスイッチ２７（図２）の操作により、図４で設定した第１及び第２の電磁石２１，２２へ印加する電流の向きを逆転させておく。このような切り替え操作によって、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４における回転方向は反転される。
この場合には、第２の入射ポート９からの入射光は、第１の偏光分離素子１で透過光と反射光の２つの偏光状態へ分岐され、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４を経て第２の偏光分離素子２に入射することになり、第２の入射ポート９から第２の偏光分離素子２に至る上記入射光の光路は、第１の入射ポート７の入射光が辿る図１に示す光路１１とは、実質的に同様である。
ところで、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４における回転方向は、上述するように反転させてある。このことから、光路１２及び光路１３を進む第１の偏光分離素子１で分離された一方の偏光成分である反射光及び他方の偏光成分である透過光は、第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４によってその偏光方向の回転方向が図１における場合とは互いに逆方向になる。このため、光路１４を進む偏光成分は上記第２の偏光分離素子２により透過し、光路１５を進む偏光成分は第２の偏光分離素子２により反射し、第２の偏光分離素子２上で互いに結合され、光路１６を進んで第１の出射ポート８に出力される。
これにより、１×２の光スイッチ機能を実現する。また、前述の図１及び図３で達成される光スイッチと組み合わせることにより、２×２の光スイッチの機能を実現する。
【００１０】
図示する磁気光学的光スイッチＳ１によれば、第１及び第２の偏光分離素子１，２を同一平面内に納め、そして第１及び第２の偏光分離素子１，２を挟んで第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４と第１及び第２の反射ミラー５，６とを左右対称の位置に配置し、入射ポートからの入射光を第１の偏光分離素子１で分離し、第２の偏光分離素子２で結合して出射ポートへ出射する構成である。このために、第１には例えば光路１１，１３と光路１４，１６との間、光路１１，１３と光路１５，１８との間、光路１７，１２と光路１５，１８との間を広くあけることができる。第２に、例えば第１の入射ポート７から第１の出射ポート８までの光路長、そして第２の入射ポート９から第２の出射ポート１０までの光路長をそれぞれ短いものにすることができる。
【００１１】
本発明の第２実施の形態としての光スイッチＳ２について、図６及び図７を用いて説明する。
光スイッチである機械光学的光スイッチＳ２は、上記磁気光学的光スイッチＳ１が備えている磁気力を利用する方向切り替え手段２０を有していない点を除いて磁気光学的光スイッチＳ１と実質的に同一構成である。このため、機械光学的光スイッチＳ２の構成部分に関して、磁気光学的光スイッチＳ１の構成部分と対応関係にあるものについては、構成部分を示す符号を磁気光学的光スイッチＳ１のそれに一致させている。
そこで、機械光学的光スイッチＳ２において、特徴的な構成部分についてのみ説明する。
第１、第２、第３及び第４のポート２８，２９，３０，３１において、第１のポート２８は入射ポートであり、第４のポート３１は出射ポートであり、第２及び第３のポート２９，３０は第１及び第２の入出射ポートである。
第１の入出射ポート２９に対向して第１の全反射ミラー付きシャッター３２を配置し、第２の入出射ポート３０に対向して第２の全反射ミラー付きシャッター３３を配置してある。第１及び第２のシャッター３２，３３は方向切り替え手段を構成しており、前記方向切り替え手段２０とはその機能が対応している。
図７に示すように、入射ポート２８、第１の入出射ポート２９、第２の入出射ポート３０及び出射ポート３１は、いずれもレンズ３４，３５，３６，３７を介して光導波路である例えば光ファイバ３８，３９，４０，４１に接続されている。
光ファイバ３９，４０，４１にはそれぞれ光アイソレータ４２，４３，４４を設けてあり、各光アイソレータは第１の入出射ポート２９、第２の入出射ポート３０及び出射ポート３１への戻り光を遮蔽している。
【００１２】
機械光学的光スイッチＳ２の作用について説明する。
入射ポート２８と第１及び第２の入出射ポート２９，３０とを利用する第１の使用例について説明する。
図６に示すように、入射ポート２８からの入射光は、上述した図１と同様に光路１１，１２，１３，１４，１５，１６を辿って第１の入出射ポート２９に出射し、全反射ミラー付きのシャッター３２を経て光ファイバ３９（図７）へ結合される。逆方向の光（戻り光）は光アイソレータ４２により阻止される。
また第１の入出射ポート２９から出射した光は、全反射ミラー付きのシャッター３２を閉じることによって、このシャッターで反射されて反射光として光路１６を第２の偏光分離素子２に向けて逆行し、やがて第２の偏光分離素子２で偏光方向の異なる一方の偏光成分である透過光と他方の偏光成分である反射光に分離され、透過光は光路１４を逆行して第１の２２．５°ファラデー回転子３及び第１の反射ミラー５を経て反射光となって第１の偏光分離素子１に向けて光路１２を逆行し、また反射光は光路１５を逆行して第２の２２．５°ファラデー回転子４及び第２の反射ミラー６を経て反射光となって第１の偏光分離素子１に向けて光路１３を逆行し、やがて第１の偏光分離素子１で結合されて、出射光は光路１７を辿って第２の入出射ポート３０に出射され光ファイバ４０（図７）へ結合され、光アイソレータ４３に出力される。
【００１３】
次に、すべてのポートすなわち、入射ポート２８及び出射ポート３１と、第１及び第２の入出射ポート２９，３０とを利用する第２の使用例について説明する。
本使用例では、入射ポート２８から第１の入出射ポート２９を経て第２の入出射ポート３０へ至る光路１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７に関しては上記第１の使用例と同様である。
第２の入出射ポート３０へ出射され光は、全反射ミラー付きのシャッター３３を閉じることによって、このシャッターで反射された光は反射光として光路１７を第１の偏光分離素子１に向けて逆行して、やがて第１の偏光分離素子に入射し、そこで偏光方向の異なる一方の偏光成分である透過光と他方の偏光成分である反射光に分離され、透過光は光路１２を、反射光は光路１３をそれぞれ辿って、透過光は第１の２２．５°ファラデー回転子３及び第１の反射ミラー５を経て反射光となって、光路１４を辿り、また反射光は第２の２２．５°ファラデー回転子４及び第２の反射ミラー６を経て反射光となって、光路１５を辿り、上記第２の偏光分離素子２で結合されて、出射光は光路１８を進んで出射ポート３１に出力される。
【００１４】
図示する機械光学的光スイッチＳ２によれば、第１及び第２の偏光分離素子１，２を同一平面内に納め、そして第１及び第２の偏光分離素子１，２を挟んで第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４と第１及び第２の反射ミラー５，６とを左右対称の位置に配置し、入射ポートからの入射光を第１の偏光分離素子１で分離し、第２の偏光分離素子２で結合して出射ポートへ出射する構成である。このために、第１には例えば光路１１，１３と光路１４，１６との間、光路１７，１２と光路１５，１８との間を広くあけることができる。第２に、例えば入射ポート２８から第１の入出射ポート２９までの光路長、そして第２の入出射ポート３０から出射ポート３１までの光路長をそれぞれ短いものにすることができる。また全反射ミラー付きのシャッター３２を開閉することにより、出射光を第１の入出射ポート２９から第２の入出射ポート３０へ切り替えて出力可能とすることができ、また全反射ミラー付きのシャッター３３を開閉することにより、出射光を第２の入出射ポート３０から第１の入出射ポート２９へ切り替えて出力可能とすることができ、簡易に出射光を特定の方向に切り替えることができる。
【００１５】
光スイッチＳ１，Ｓ２におけるポート数はいずれも３ポート又は４ポートを備えているものであれば良く、図１及び図６に示すような４ポートには限定されない。
図１及び図７に示す例では、第１及び第２の偏光分離素子１，２と第１及び第２の２２．５°ファラデー回転子３，４の間にガラス体１９ａ，１９ｂを配置しているが、これらのガラス体を用いることなく、単なる空隙であっても良い。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、高い技術力を要することなく、かつ少なくとも従来例と変わることのない光学特性を有する光スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る光スイッチを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る光スイッチを示す構成図である。
【図３】本発明の第１実施の形態に係る光スイッチにおける第１のポート（第１の入射ポート）から第４のポート（第２の出射ポート）へ出力する入射光の光路図である。
【図４】本発明の第１実施の形態に係る光スイッチにおける第３のポート（第２の入射ポート）から第４のポート（第２の出射ポート）へ出力する入射光の光路図である。
【図５】本発明の第１実施の形態に係る光スイッチにおける第３のポート（第２の入射ポート）から第２のポート（第１の出射ポート）へ出力する入射光の光路図である。
【図６】本発明の第２実施の形態による光スイッチを示す概略構成図である。
【図７】本発明の第２実施の形態による光スイッチを示す構成図である。
【符号の説明】
１　　　　　　第１の偏光分離素子
２　　　　　　第２の偏光分離素子
３　　　　　　第１の２２．５°ファラデー回転子
４　　　　　　第２の２２．５°ファラデー回転子
５　　　　　　第１の反射ミラー
６　　　　　　第２の反射ミラー
７　　　　　　第１の入射ポート（第１のポート）
８　　　　　　第１の出射ポート（第２のポート）
９　　　　　　第２の入射ポート（第３のポート）
１０　　　　　第２の出射ポート（第４のポート）
１１　　　　　第１の入射ポートから第１の偏光分離素子までの光路
１２　　　　　第１の偏光分離素子から第１の反射ミラーまでの光路
１３　　　　　第１の偏光分離素子から第２の反射ミラーまでの光路
１４　　　　　第１の反射ミラーから第２の偏光分離素子までの光路
１５　　　　　第２の反射ミラーから第２の偏光分離素子までの光路
１６　　　　　第２の偏光分離素子から第１の出射ポートまでの光路
１７　　　　　第２の入射ポートから第１の偏光分離素子までの光路
１８　　　　　第２の偏光分離素子から第２の出射ポートまでの光路
２０　　　　　方向切り替え手段
２１　　　　　第１の電磁石
２２　　　　　第２の電磁石
２７　　　　　切り替えスイッチ
２８　　　　　入射ポート
２９　　　　　第１の入出射ポート
３０　　　　　第２の入出射ポート
３１　　　　　出射ポート
３２　　　　　第１の全反射ミラー付きのシャッター（方向切り替え手段）
３３　　　　　第２の全反射ミラー付きのシャッター（方向切り替え手段）
３８，３９，４０，４１　　光ファイバ
４２，４３，４４　　　　　光アイソレータ
Ｓ１　　　　　磁気光学的光スイッチ（光スイッチ）
Ｓ２　　　　　機械光学的光スイッチ（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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