(57)【要約】【課題】クロストーク成分を低減することのできる光スイッチ装置を提案する。【解決手段】一つの光入力ポートと一つの光出力ポートとの間に、第１、第３導波路コアが交差する第１交差部分と、第２、第３導波路コアが交差する第２交差部分とを形成し、第１交差部分に、第１、第３導波路コア間における光信号の光伝達状態と光遮断状態を切替える第１光スイッチ素子を形成し、また、第２交差部分に、第２、第３導波路コア間における光信号の光伝達状態と光遮断状態とを切替える第２光スイッチ素子を形成する。第１、第２光スイッチ素子をともに光伝達状態としたときに、一つの光入力ポートと一つの光出力ポートとの間をポート間結合状態に、またそれらをともに光遮断状態としたときに、ポート間開放状態とする。【選択図】図１
2007148150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面に複数の光入力ポートと複数の光出力ポートを有する導波路基板、および前記各光入力ポートと各光出力ポート間に光信号を伝達するように前記導波路基板に形成された第１、第２、第３導波路コアを備えた光スイッチ装置であって、
前記一つの光入力ポートと前記一つの光出力ポートとの間に、前記第１、第３の導波路コアが交差する第１交差部分と、前記第２、第３導波路コアが交差する第２交差部分とを形成し、
前記第１交差部分に、前記第１、第３導波路コア間における前記光信号の光伝達状態と光遮断状態を切替える第１光スイッチ素子を形成し、
また、前記第２交差部分に、前記第２、第３導波路コア間における前記光信号の光伝達状態と光遮断状態とを切替える第２光スイッチ素子を形成し、
前記第１、第２光スイッチ素子をともに前記光伝達状態としたときに、前記一つの光入力ポートと前記一つの光出力ポートとの間をポート間結合状態に、またそれらをともに前記光遮断状態としたときに、前記一つの光入力ポートと前記一つの光出力ポートの間をポート間開放状態とすることを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項２】
請求項１記載の光スイッチ装置であって、前記第３導波路コアは、その両端が前記第１、第２交差部分に交差するようにして、前記第１、第２交差部分間に形成され、この第３導波路コアの延長線上に、前記第３導波路コアを通過した前記光信号を、前記ポリマ導波路フィルムの主面の方向に反射する反射斜面を形成したことを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項３】
請求項２記載の光スイッチ装置であって、前記反射斜面と対向して光吸収物質を配置し、この光吸収物質が、前記反射斜面で反射されずに通過した光を吸収することを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項４】
請求項１記載の光スイッチ装置であって、前記第３導波路コアは、その両端が第１、第２交差部分に交差するようにして、前記第１、第２交差部分間に形成され、この第３導波路コアの延長線上に、前記第３導波路コアを通過した前記光信号を、前記延長線から屈折させる屈折溝を形成したことを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項５】
請求項４記載の光スイッチ装置であって、前記屈折溝の相対向する壁面を互いに非平行としたことを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項６】
請求項４記載の光スイッチ装置であって、前記屈折溝に光吸収物質を配置し、この光吸収物質が、前記屈折溝に入射する光を吸収することを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項７】
請求項１記載の光スイッチ装置であって、前記第３導波路コアを、第１部分と第２部分に分割し、この第１部分と第２部分との間に、それらが交差する第３交差部分を形成し、この第３交差部分に、前記第１部分と第２部分間における前記光信号の光伝達状態と光遮断状態を切替える第３光スイッチ素子を形成し、前記第１、第２、第３光スイッチ素子をともに前記光伝達状態としたときに前記ポート結合状態に、また前記第１、第２、第３光スイッチ素子をともに前記光遮断状態としたときに前記ポート開放状態とすることを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項８】
請求項１記載の光スイッチ装置であって、前記第１光スイッチ素子が、前記第１、第３導波路コアと互いにほぼ同じ角度をなして交差する切り目を有し、また、前記第２光スイッチ素子が、前記第２、第３導波路コアと互いにほぼ同じ角度をなして交差する切り目を有することを特徴とする光スイッチ装置。
【請求項９】
請求項８記載の光スイッチ装置であって、前記第１、第２交差部分の間の前記第３導波路コアに、この第３導波路コアに交差する切り目を有する付加光スイッチ素子を設け、前記第１、第２光スイッチ素子がともに前記光遮断状態にあるときに、前記付加光スイッチ素子が、前記第３導波路コアに漏れた光を前記第３導波路コアから反射することを特徴とする光スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光信号を利用した通信システムにおいて光信号の伝達状態と遮断状態を制御する光スイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本件出願の発明者らは、先行出願の特開２００２−１７４７８４号において、この種の光スイッチ装置における改良された光スイッチ素子を提案した。この光スイッチ素子は、２つの導波路コアの交差部分に形成され、交差する２つの導波路コア間における光信号の光通過状態と光遮断状態を制御する。前記先行出願では、屈折率整合オイルの中にバブルを発生させる従来の光スイッチ素子に代わって、導波路コアに交差する切れ目を形成し、この切れ目の間隔を接近または隔離する形式の光スイッチ素子が提案された。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７４７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、先行出願の光スイッチ装置は、１つの入力ポートと、１つの出力ポートとの間に、単に１つの光スイッチ素子を形成するものである。１つの光スイッチ素子は、光信号の光遮断状態において、クロストーク成分、すなわち僅かな光信号の漏れ成分を伝達する。このため、光スイッチ素子が、光信号を遮断した状態で、入力ポートと出力ポートの間に、クロストーク成分が発生する。
【０００５】
この発明は、このようなクロストーク成分を低減することのできる光スイッチ装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による光スイッチ装置は、柔軟な透明樹脂で構成され端面に複数の光入力ポートと複数の光出力ポートを有するポリマ導波路フィルム、および前記各光入力ポートと各光出力ポート間に光信号を伝達するように前記ポリマ導波路フィルムに形成された第１、第２、第３導波路コアを備えた光スイッチ装置であって、前記一つの光入力ポートと前記一つの光出力ポートとの間に、前記第１、第３の導波路コアが交差する第１交差部分と、前記第２、第３導波路コアが交差する第２交差部分とを形成し、前記第１交差部分に、前記第１、第３導波路コア間における前記光信号の光伝達状態と光遮断状態を切替える第１光スイッチ素子を形成し、また、前記第２交差部分に、前記第２、第３導波路コア間における前記光信号の光伝達状態と光遮断状態とを切替える第２光スイッチ素子を形成し、前記第１、第２光スイッチ素子をともに前記光伝達状態としたときに、前記一つの光入力ポートと前記一つの光出力ポートとの間をポート間結合状態に、またそれらをともに前記光遮断状態としたときに、前記一つの光入力ポートと前記一つの光出力ポートの間をポート間開放状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明による光スイッチ装置では、一つの光入力ポートと一つの光出力ポートとの間に、前記第１、第３の導波路コアが交差する第１交差部分と、前記第２、第３導波路コアが交差する第２交差部分とを形成し、前記第１交差部分に、前記第１、第３導波路コア間における光信号の光伝達状態と光遮断状態を切替える第１光スイッチ素子を形成し、また、前記第２交差部分に、前記第２、第３導波路コア間における光信号の光伝達状態と光遮断状態とを切替える第２光スイッチ素子を形成し、前記第１、第２光スイッチ素子をともに前記光伝達状態としたときに、前記一つの光入力ポートと前記一つの光出力ポートとの間をポート間結合状態に、またそれらをともに前記光遮断状態としたときに、前記一つの光入力ポートと一つの光出力ポートの間をポート間開放状態とするので、ポート間開放状態では、第１、第２光スイッチ素子がともに光遮断状態とされ、クロストーク成分が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態１を示す平面図である。
【００１０】
図１に示す実施の形態１の光スイッチ装置は、導波路基板としてポリマ導光路フィルム１を用いて作られる。このポリマ導波路フィルム１は、柔軟な透明樹脂層であり、例えば、弗素化ポリイミド樹脂をスピンコートによって薄くフィルム化して作られる。このポリマ導波路フィルム１の厚さは、例えば５０μｍである。また、本実施の形態１では、ポリマ導波路フィルム１に透明樹脂層を用いたが、ポリマ導波路フィルム１を構成する全ての部分が透明である必要はなく、伝播するコア近傍の領域のみ透明であればよい。なお、ここで「透明」とは、この光スイッチで使用する光波長において透明（吸収が非常に少ない）であるということであって、人間の目で見て、“無色透明”である必要はない。
【００１１】
ポリマ導波路フィルム１の端面には、多数の光入力ポート２と、多数の光出力ポート３が配置される。図１は、ポリマ導波路フィルム１の一つのコーナー部分を示し、図１には、光入力ポート２として、２つの入力ポートＩＮ１、ＩＮ２が、また、光出力ポート３として、２つの出力ポートＯＵＴ１、ＯＵＴ２が、それぞれ図示されるが、実際には、より多数の光入力ポートと光出力ポートが配置される。
【００１２】
ポリマ導波路フィルム１は、第１方向に直線状に延びる多数の第１導波路コア４と、この第１導波路コア４と交差するように、第２方向に直線状に延びる多数の第２導波路コア５と、第１、第２導波路コア４、５に交差するように、第３方向に直線状に延びる多数の第３導波路コア６を含んでいる。これらの第１、第２、第３導波路コア４、５、６は、ポリマ導波路フィルム１の中に、僅かに屈折率の高い素材を埋め込むことにより形成される。
【００１３】
図１には、第１導波路コア４として、２つの導波路コア４１、４２が図示されているが、実際には、より多数の第１導波路コア４が形成される。第１導波路４１、４２は、横方向に互いに平行に延びている。また、図１には、第２導波路コア５として、２つの導波路コア５１、５２が図示されているが、実際には、より多数の第２導波路コア５が形成される。第２導波路５１、５２は、第１導波路コア４１、４２と交差するように、右上がり方向に傾斜し、互いに平行に延びている。
【００１４】
第１導波路コア４１、４２と、第２導波路コア５１、５２との交差部分が、符号Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２で示される。交差部分Ａ１１は、導波路コア４１、５１の交差部分であり、交差部分Ａ１２は、導波路コア４１、５２の交差部分である。交差部分Ａ２１は、導波路コア４２、５１の交差部分であり、交差部分Ａ２２は、導波路コア４２、５２の交差部分である。
【００１５】
図１には、第３導波路コア６として、４つの導波路コア６１、６２、６３、６４が図示されるが、実際には、より多数の導波路コア６が形成される。導波路コア６１〜６４は、第１導波路コア４１、４２および第２導波路コア５１、５２と交差するように、左上がり方向に傾斜して、互いに平行に形成される。導波路コア６１〜６４は、それぞれ交差部分Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２をバイパスするように、導波路コア４１、４２、５１、５２と交差する。
【００１６】
導波路コア６１は、交差部分Ａ１１をバイパスするようにして、導波路コア４１、５１の間に形成される。この導波路コア６１は、その両端が導波路コア４１、５１と、交差部分Ｂ１１、Ｂ１２で交差する。導波路コア６２は、交差部分Ａ１２をバイパスするようにして、導波路コア４１、５２の間に形成される。この導波路コア６２は、その両端が導波路コア４１、５２と、交差部分Ｂ２１、Ｂ２２で交差する。導波路コア６３は、交差部分Ａ２１をバイパスするようにして、導波路コア４２、５１の間に形成される。この導波路コア６３は、その両端が導波路コア４２、５１と、交差部分Ｂ３１、Ｂ３２で交差する。導波路コア６４は、交差部分Ａ２２をバイパスするようにして、導波路コア４２、５２の間に形成される。この導波路コア６４は、その両端が導波路コア４２、５２と、交差部分Ｂ４１、Ｂ４２で交差する。
【００１７】
導波路コア６１、６４は、ほぼ同じ直線上に間隔をおいて形成される。言い換えれば、導波路コア６４は、導波路コア６１の延長線上またはその近くに形成される。導波路コア６１、６４の間には、導波路コアは形成されていないが、導波路コア６１、６４の間のポリマ導波路フィルム１には、光透過防止溝７が形成されている。この光透過防止溝７は、導波路コア６１の延長線と交差する位置に形成され、導波路コア６１を通過する光信号ＬＳが導波路コア６４に漏れ込むのを防止する。図２はこの光透過防止溝７を示す断面図である。この光透過防止溝７は、ポリマ導波路フィルム１に形成され、相対向する溝側壁７１、７２を有する。これらの溝側壁７１、７２は、入射する光信号ＬＳを、ポリマ導波路フィルム１の下主面１ａに向かって全反射するよう、ポリマ導波路フィルム１の下主面１ａとほぼ４５度の角度で傾斜した反射斜面となっている。光透過防止溝７は、溝側壁７１、７２が、導波路コア６１の延長線と直交する方向に形成され、導波路コア６１から導波路コア６４へ漏れ込む光信号ＬＳを下主面１ａへ全反射する。
【００１８】
交差部分Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ４１、Ｂ４２には、光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ４１、S４２が、それぞれ形成される。これらの光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２、ｓ４１、Ｓ４２は、それぞれ交差する２つの導波路コアの間における光信号ＬＳの光伝達状態と光遮断状態を切替える。
【００１９】
具体的には、光スイッチ素子Ｓ１１は、交差部分Ｂ１１で交差する２つの導波路コア４１、６１間における光信号ＬＳの光伝達状態と光遮断状態を切替える。この光スイッチ素子Ｓ１１は、ポリマ導波路フィルム１に形成された直線状の切れ目Ｌ１１を有する。この切れ目Ｌ１１は、交差部分Ｂ１１において導波路コア４１、６１のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ１１を開状態、すなわち切れ目Ｌ１１の一対の溝壁が互いに間隔をおいて隔たった状態に制御すると、導波路コア４１からの光信号ＬＳは導波路コア６１へ全反射される。この切れ目Ｌ１１の開状態では、光スイッチ素子Ｓ１１は導波路コア４１、６１間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態となる。なお、角度θは、切れ目Ｌ１１が開状態にあるときに、導波路コア４１からの光信号ＬＳを導波路コア６１へ向けて全反射する条件を満たすように設定される。
【００２０】
切れ目Ｌ１１を閉状態、すなわち切れ目Ｌ１１の一対の溝壁が互いに接触する状態に制御すると、導波路コア４１からの光信号ＬＳは、導波路コア４１に沿って切れ目Ｌ１１を通過し、導波路コア６１への全反射は生じない。この切れ目Ｌ１１の閉状態では、光スイッチ素子Ｓ１１は、導波路コア４１と導波路コア６１との間で、光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００２１】
同様に、光スイッチ素子Ｓ１２は、交差部分Ｂ１２で交差する２つの導波路コア６１、５１間における光信号の光伝達状態と光遮断状態を切替える。この光スイッチ素子Ｓ１２は、ポリマ導波路フィルム１に形成された直線状の切れ目Ｌ１２を有する。この切れ目Ｌ１２は、交差部分Ｂ１２において導波路コア６１、５１のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ１２を開状態または閉状態に制御することにより、光スイッチ素子Ｓ１２は、導波路コア６１、５１間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態または光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００２２】
光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１２の両方を、ともに前記光伝達状態にすることにより、光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ１との間がポート間結合状態となり、光入力ポートＩＮ１から光出力ポートＯＵＴ１へ光信号ＬＳが伝達される。光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１２の両方を、ともに前記光遮断状態にすることにより、光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ１との間がポート間開放状態となり、光入力ポートＩＮ１から光出力ポートＯＵＴ１への光信号ＬＳは遮断される。
【００２３】
光スイッチ素子Ｓ２１は、交差部分Ｂ２１で交差する２つの導波路コア４１、６２間における光信号の光伝達状態と光遮断状態を切替える。この光スイッチ素子Ｓ２１は、ポリマ導波路フィルム１に形成された直線状の切れ目Ｌ２１を有する。この切れ目Ｌ２１は、交差部分Ｂ２１において導波路コア４１、６２のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ２１を開状態、すなわち切れ目Ｌ２１の一対の溝壁が互いに間隔をおいて隔たった状態に制御すると、導波路コア４１からの光信号ＬＳは導波路コア６２へ全反射される。この切れ目Ｌ２１の開状態では、光スイッチ素子Ｓ２１は導波路コア４１、６２間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態となる。なお、角度θは、切れ目Ｌ２１が開状態にあるときに、導波路コア４１からの光信号ＬＳを導波路コア６２へ向けて全反射する条件を満たすように設定される。
【００２４】
切れ目Ｌ２１を閉状態、すなわち切れ目Ｌ２１の一対の溝壁が互いに接触する状態に制御すると、導波路コア４１からの光信号ＬＳは、導波路コア４１に沿って切れ目Ｌ２１を通過し、導波路コア６２への全反射は生じない。この切れ目Ｌ２１の閉状態では、光スイッチ素子Ｓ２１は、導波路コア４１と導波路コア６２との間で、光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００２５】
同様に、光スイッチ素子Ｓ２２は、交差部分Ｂ２２で交差する２つの導波路コア６２、５２間における光信号ＬＳの光伝達状態と光遮断状態を切替える。この光スイッチ素子Ｓ２２は、ポリマ導波路フィルム１に形成された切れ目Ｌ２２を有する。この切れ目Ｌ２２は、交差部分Ｂ２２において導波路コア６２、５２のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ２２を開状態または閉状態に制御することにより、導波路コア６２と導波路コア５２間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態または光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００２６】
光スイッチ素子Ｓ２１、Ｓ２２の両方を、ともに前記光伝達状態にすることにより、光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ２との間がポート間結合状態となり、光入力ポートＩＮ１から光出力ポートＯＵＴ２へ光信号が伝達される。光スイッチ素子Ｓ２１、Ｓ２２の両方を、ともに前記光遮断状態にすることにより、光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ２との間がポート間開放状態となり、光入力ポートＩＮ１から光出力ポートＯＵＴ２への光信号ＬＳは遮断される。
【００２７】
光スイッチ素子Ｓ３１は、交差部分Ｂ３１で交差する２つの導波路コア４２、６３間における光信号ＬＳの光伝達状態と光遮断状態を切替える。この光スイッチ素子Ｓ３１は、ポリマ導波路フィルム１に形成された直線状の切れ目Ｌ３１を有する。この切れ目Ｌ３１は、交差部分Ｂ３１において導波路コア４２、６３のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ３１を開状態、すなわち切れ目Ｌ３１の一対の溝壁が互いに間隔をおいて隔たった状態に制御すると、導波路コア４２からの光信号ＬＳは導波路コア６３へ全反射される。この切れ目Ｌ３１の開状態では、光スイッチ素子Ｓ３１は、導波路コア４２、６３間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態となる。なお、角度θは、切れ目Ｌ３１が開状態にあるときに、導波路コア４２からの光信号ＬＳを導波路コア６３へ向けて全反射する条件を満たすように設定される。
【００２８】
切れ目Ｌ３１を閉状態、すなわち切れ目Ｌ３１の一対の溝壁が互いに接触する状態に制御すると、導波路コア４２からの光信号ＬＳは、導波路コア４２に沿って切れ目Ｌ３１を通過し、導波路コア６３への全反射は生じない。この切れ目Ｌ３１の閉状態では、光スイッチ素子Ｓ３１は、導波路コア４２と導波路コア６３との間で、光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００２９】
同様に、光スイッチ素子Ｓ３２は、交差部分Ｂ３２で交差する２つの導波路コア６３、５１間における光信号ＬＳの光伝達状態と光遮断状態を切替える。この光スイッチ素子Ｓ３２は、ポリマ導波路フィルム１に形成された直線状の切れ目Ｌ３２を有する。この切れ目Ｌ３２は、交差部分Ｂ３２において導波路コア６３、５１のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ３２を開状態または閉状態に制御することにより、光スイッチ素子Ｓ３２は、導波路コア６３、５１間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態または光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００３０】
光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ３２の両方を、ともに前記光伝達状態にすることにより、光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ１との間がポート間結合状態となり、光入力ポートＩＮ２から光出力ポートＯＵＴ１へ光信号ＬＳが伝達される。光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ３２の両方を、ともに前記光遮断状態にすることにより、光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ１との間がポート間開放状態となり、光入力ポートＩＮ２から光出力ポートＯＵＴ１への光信号ＬＳは遮断される。
【００３１】
光スイッチ素子Ｓ４１は、交差部分Ｂ４１で交差する２つの導波路コア４２、６４間における光信号ＬＳの光伝達状態と光遮断状態を制御する。この光スイッチ素子Ｓ４１は、ポリマ導波路フィルム１に形成された直線状の切れ目Ｌ４１を有する。この切れ目Ｌ４１は、交差部分Ｂ４１において導波路コア４２、６４のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ４１を開状態、すなわち切れ目Ｌ４１の一対の溝壁が互いに間隔をおいて隔たった状態に制御すると、導波路コア４２からの光信号ＬＳは導波路コア６４へ全反射される。この切れ目Ｌ４１の開状態では、光スイッチ素子Ｌ４１は導波路コア４２、６４間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態となる。なお、角度θは、切れ目Ｌ４１が開状態にあるときに、導波路コア４２からの光信号ＬＳを導波路コア６４へ向けて全反射する条件をみたすように、設定される。
【００３２】
切れ目Ｌ４１を閉状態、すなわち切れ目Ｌ４１の一対の溝壁が互いに接触する状態に制御すると、導波路コア４２からの光信号ＬＳは、導波路コア４２に沿って切れ目Ｌ４１を通過し、導波路コア６４への全反射は生じない。この切れ目Ｌ４１の閉状態では、光スイッチ素子Ｓ４１は、導波路コア４２と導波路コア６４との間で、光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００３３】
同様に、光スイッチ素子Ｓ４２は、交差部分Ｂ４２で交差する２つの導波路コア６４、５２間における光信号ＬＳの光伝達状態と光遮断状態を切替える。この光スイッチ素子Ｓ４２は、ポリマ導波路フィルム１に形成された直線状の切れ目Ｌ４２を有する。この切れ目Ｌ４２は、交差部分Ｂ４２において導波路コア６４、５２のそれぞれと互いにほぼ同じ角度θをなして交差する。この切れ目Ｌ４２を開状態または閉状態に制御することにより、光スイッチ素子Ｓ４２は、導波路コア６４、５２間で、光信号ＬＳを伝達する光伝達状態または光信号ＬＳを遮断する光遮断状態となる。
【００３４】
光スイッチ素子Ｓ４１、Ｓ４２の両方を、ともに前記光伝達状態にすることにより、光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ２との間がポート間結合状態となり、光入力ポートＩＮ２から光出力ポートＯＵＴ２へ光信号ＬＳが伝達される。光スイッチ素子Ｓ４１、Ｓ４２の両方を、ともに前記光遮断状態に制御することにより、光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ２との間がポート間開放状態となり、光入力ポートＩＮ２から光出力ポートＯＵＴ２への光信号ＬＳは遮断される。
【００３５】
ここで、光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ４１、Ｓ４２の開状態と閉状態の切替えは、各光スイッチ素子に対応して配置された駆動素子によって行われる。この駆動素子は、それが付勢され、対応する光スイッチ素子に押し付けられたときに、光スイッチ素子の切れ目を開状態とし、それが消勢され、対応する光スイッチ素子から離れたとき、光スイッチ素子の切れ目を、ポリマ導波路フィルム１の弾性に基づき、閉状態に復帰させる。この駆動素子は、先行出願である特開２００２−１７４７８４号公報の図２、図５に示したプッシュロッド、その図９に示した風船とピエゾ素子、その図１０に示したコイルと磁石、またはその図１１に示した楔形部材で構成される。
【００３６】
さて、実施の形態１において、各光入力ポートＩＮ１、ＩＮ２と、各光出力ポートＯＵＴ１、ＯＵＴ２との間に、２つの光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１２、２つの光スイッチ素子Ｓ２１、Ｓ２２、２つの光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ３２、および２つの光スイッチ素子Ｓ４１、Ｓ４２が配置されることに注目されたい。例えば、光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ１との間には、２つの光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ３２が配置される。併せて、これらの２つの光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ３２をともに前記光伝達状態にすることにより、光入力ポートＩＮ２から光出力ポートＯＵＴ１の間がポート間結合状態とされ、また、２つの光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ３２をともに前記光遮断状態にすることにより、光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ１との間がポート間開放状態とされることにも注目されたい。
【００３７】
１つの光スイッチ素子が前記光遮断状態にあるときに、この光スイッチ素子に僅かな光信号ＬＳのクロストーク成分が存在する。このクロストーク成分は、１つの光スイッチ素子において、例えば−３０〜−４０ｄＢである。実施の形態１では、任意の１つの光入力ポートと任意の１つの光出力ポートの間に、２つの光スイッチ素子が配置され、これらの２つの光スイッチ素子を、ともに前記光遮断状態とした状態で、光入力ポートと光出力ポートの間が、ポート間開放状態とされ、光信号ＬＳが遮断状態とされる。このため、各光入力ポートと各光出力ポートとの間が、ポート間開放状態とされたとき、それらの光入力ポートと光出力ポートとの間のクロストークは、−６０ｄＢ以下となり、クロストークを充分に低減することができる。
【００３８】
また、実施の形態１において、光透過防止溝７は、光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ１２が前記光伝達状態にあって、導波路コア６１が光信号ＬＳを伝達するときに、導波路コア６１から導波路コア６４へ、光信号が漏れ込むのを防止する。導波路コア６１から漏れた光信号は、図２に示すように、傾斜斜面を構成する溝側壁７１に入射し、この溝側壁７１により、ポリマ導波路フィルム１の下主面１ａに向かって偏向され、導波路コア６４に漏れ込むのが防止される。導波路コア６１を通過する光信号ＬＳが導波路コア６４に漏れ込むと、出力ポートＯＵＴ２へのクロストークとなるが、実施の形態１では、このクロストークを低減することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図３は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態２で使用される光透過防止溝７Ａを示す断面図である。この実施の形態２では、図２の光透過防止溝７に代わって、図３に示す光透過防止溝７Ａを使用する。その他は、実施の形態１と同じに構成される。
【００４０】
光透過防止溝７Ａは、図３に示すように、相対向する一対の溝側壁７１、７２が、入射する光信号ＬＳをポリマ導波路フィルム１の下主面１ａへ全反射するように、下主面１ａと４５度の角度で交差する傾斜斜面として構成され、加えて、溝側壁７２に、光吸収体８を形成している。この光吸収体８は、使用される光信号ＬＳを吸収する物質である。溝側壁７１は、導波路コア６１から入射する光信号ＬＳをポリマ導波路コア１の下主面１ａへ全反射するが、この溝側壁７１で反射されずに、溝側壁７１を通過した光信号ＬＳが、光吸収体８により吸収される。この実施の形態２によれば、導波路コア６３から導波路コア６２へ漏れ込む光信号ＬＳをさらに減少することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図４は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態３を示す平面図である。この実施の形態３では、実施の形態１で使用された光透過防止溝７に代わって、光屈折溝９を使用する。その他は、実施の形態１と同じに構成される。
【００４２】
光屈折溝９は、導波路コア６１の延長線上に形成され、互いに間隔を介して対向する一対の溝側壁９１、９２を有する。これらの溝側壁９１、９２は、互いに平行に、ポリマ導波路フィルム１の表面に垂直に形成されるが、これらの溝側壁９１、９２は、導波路コア６１の延長線に直交する面から数度だけ傾斜して形成される。これらの溝側壁９１、９２は、導波路コア６１から漏れ出した光信号ＬＳを、導波路コア６１の延長線から屈折させ、導波路コア６４から外れた方向に進行させる。この光屈折溝９を使用することにより、導波路コア６１から光信号ＬＳが漏れ出した場合にも、その光信号ＬＳが、導波路コア６１の延長線上またはその近くに位置する導波路コア６４に漏れ込むのを防止することができる。
【００４３】
実施の形態４．
図５は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態４を示す平面図である。この実施の形態４では、図４に示す光屈折溝９に代わって、図５に示す光屈折溝９Ａを使用する。その他は、実施の形態１と同じに構成される。
【００４４】
光屈折溝９Ａは、一対の溝側壁９１、９２を、互いに非平行状態に形成したものである。これらの溝側壁９１、９２は、ポリマ導波路フィルム１の表面に垂直に形成されるが、これらの溝壁９１、９２を互いに非平行とすることにより、導波路コア６１から漏れ出した光信号を、導波路コア６１の延長線からさらに大きく偏向することができ、その結果、導波路コア６１と導波路コア６４との結合効率が低減され、導波路コア６１から導波路コア６４への光信号ＬＳの漏れ込みを充分に低減できる。
【００４５】
実施の形態５．
図６は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態５を示す平面図、図７は、この実施の形態５において使用される光屈折溝９Ｂの断面図である。この実施の形態５では、図４に示す光屈折溝９に代わって、図６、図７に示す光屈折溝９Ｂが使用される。その他は、実施の形態１と同じに構成される。
【００４６】
光屈折溝９Ｂは、互いに平行な一対の溝側面９１、９２を有し、これらの溝側面９１、９２の間に光吸収体９３を充填したものである。この光吸収体９３は、光スイッチ装置で使用される光信号ＬＳを吸収する物質で構成される。光吸収体９３には、カーボン等の黒体の微小粉末を含有する樹脂を用いることができる。例えば透明あるいは半透明の樹脂であっても、そこにカーボン等の黒体の微小粉末が混ぜてあるようなものが使用可能である。あるいは、使用される光の波長帯に、吸収帯を有する樹脂を用いることも可能で、より具体的には、信号光の波長領域の光を吸収するように、その辺りに吸収帯を持つように設計された樹脂を用いることも可能である。光屈折溝９Ｂは、導波路コア６１から漏れ出した光信号ＬＳを、導波路コア６４から外れた方向に屈折させるとともに、光吸収体９３を設けることにより、導波路コア６１から漏れ出した光信号ＬＳを吸収して減衰させるので、導波路コア６２への漏れ込みをさらに低減することができる。
【００４７】
実施の形態６．
図８は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態６を示す平面図である。この実施の形態６では、横方向に延びる第１導波路コア４に対して、第２導波路コア５が縦方向に直交するように形成される。また、第３導波路コア６は、それぞれ第２導波路コア４と平行な第１部分と、第１導波路コア５と平行な第２部分を有し、これらの第１部分と第２部分が直角に交差する交差部分に光スイッチ素子が形成される。
【００４８】
具体的には、導波路コア６１、６２、６３、６４は、それぞれ第１部分６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６４Ａと、第２部分６１Ｂ、６２Ｂ、６３Ｂ、６４Ｂを有する。各第１部分６１Ａ〜６４Ａは、縦方向に延びて、第２導波路コア５と平行に形成される。各第２部分６１Ｂ〜６４Ｂは、横方向に延びて、第１導波路コア４と平行に形成される。各第１部分６１Ａ〜６４Ａと、各第２部分６１Ｂ〜６４Ｂは、互いに直角に交差しており、それぞれの交差部分が符号Ｂ６１〜Ｂ６４で示される。これらの各交差部分Ｂ６１〜Ｂ６４には、それぞれ光スイッチ素子Ｓ６１〜Ｓ６４が形成される。
【００４９】
各光スイッチ素子Ｓ６１〜Ｓ６４は、それぞれポリマ導波路フィルム１に形成された切れ目Ｌ６１〜Ｌ６４を有する。各切れ目Ｌ６１〜Ｌ６４は、交差部分Ｂ６１〜Ｂ６４のそれぞれにおいて、第１部分６１Ａ〜６４Ａおよび第２部分６１Ｂ〜６４Ｂと互いにほぼ等しい角度θで交差する。この角度θは、切れ目Ｌ６１〜Ｌ６４がそれぞれ開状態とされたときに、第１部分６１Ａ〜６４Ａ〜第２部分６１Ｂ〜６４Ｂへ向けて全反射する条件を満たすように設定される。光スイッチ素子Ｓ６１〜Ｓ６４は、それぞれ切れ目Ｌ６１〜Ｌ６４が開状態にあるときに、光伝達状態となり、第１部分６１Ａ〜６４Ａから第２部分６１Ｂ〜６４Ｂへ向けて光信号ＬＳを伝達する。光スイッチ素子Ｓ６１〜Ｓ６４は、それぞれ切れ目Ｌ６１〜Ｌ６４が閉状態にあるときに、光遮断状態となり、第１部分６１Ａ〜６４Ａから第２部分６１Ｂ〜６４Ｂへの光信号ＬＳは遮断される。
【００５０】
なお、この実施の形態６では、光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ２１は、それぞれ導波路コア４１と各第１部分６１Ａ、６２Ａとの交差部分Ｂ１１、Ｂ２１に形成される。光スイッチ素子Ｓ１２、Ｓ２２は、それぞれ導波路コア５１、５２と第２部分６１Ｂ、６２Ｂとの交差部分Ｂ２１、Ｂ２２に形成される。光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ４１は、それぞれ導波路コア４２と各第１部分６３Ａ、６４Ａとの交差部分Ｂ３１、Ｂ４１に形成される。光スイッチ素子Ｓ３２、Ｓ４２は、それぞれ導波路コア５１、５２と第２部分６３Ｂ、６４Ｂとの交差部分Ｂ３２、Ｂ４２に形成される。
【００５１】
この実施の形態６では、角度θは、ほぼ４５度となるが、実施の形態１で述べた全反射する条件を満たすように設定される。実施の形態６は、その他は実施の形態１と同じに構成される。
【００５２】
この実施の形態６では、光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ１の間におけるポート間結合状態またはポート間開放状態は、３つの光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ６１、Ｓ１２により制御される。これらの３つの光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ６１、Ｓ１２がともに前記光伝達状態とされ、それらの各切れ目Ｌ１１、Ｌ６１、Ｌ１２がともに開状態とされたときに、ポートＩＮ１、ＯＵＴ１間は、ポート間結合状態となり、３つの光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ６１、Ｓ１２がともに前記光遮断状態とされ、それらの切れ目Ｌ１１、Ｌ６１、Ｌ１２がともに閉状態とされたときに、ポートＩＮ１、ＯＵＴ１間は、ポート間開放状態となる。
【００５３】
光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ２の間におけるポート間結合状態またはポート間開放状態は、３つの光スイッチ素子Ｓ２１、Ｓ６２、Ｓ２２により制御される。これらの３つの光スイッチ素子Ｓ２１、Ｓ６２、Ｓ２２がともに前記光伝達状態とされ、それらの各切れ目Ｌ２１、Ｌ６２、Ｌ２２がともに開状態とされたときに、ポートＩＮ１、ＯＵＴ２間は、ポート間結合状態となり、３つの光スイッチ素子Ｓ２１、Ｓ６２、Ｓ２２がともに前記光遮断状態とされ、それらの切れ目Ｌ２１、Ｌ６２、Ｌ２２がともに閉状態とされたときに、ポートＩＮ１、ＯＵＴ２間は、ポート間開放状態となる。
【００５４】
光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ１の間におけるポート間結合状態またはポート間開放状態は、３つの光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ６３、Ｓ３２により制御される。これらの３つの光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ６３、Ｓ３２がともに前記光伝達状態とされ、それらの各切れ目Ｌ３１、Ｌ６３、Ｌ３２がともに開状態とされたときに、ポートＩＮ２、ＯＵＴ１間は、ポート間結合状態となり、３つの光スイッチ素子Ｓ３１、Ｓ６３、Ｓ３２がともに前記光遮断状態とされ、それらの切れ目Ｌ３１、Ｌ６３、Ｌ３２がともに閉状態とされたときに、ポートＩＮ２、ＯＵＴ１間は、ポート間開放状態となる。
【００５５】
光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ２の間におけるポート間結合状態またはポート間開放状態は、３つの光スイッチ素子Ｓ４１、Ｓ６４、Ｓ４２により制御される。これらの３つの光スイッチ素子Ｓ４１、Ｓ６４、Ｓ４２がともに前記光伝達状態とされ、それらの各切れ目Ｌ４１、Ｌ６４、Ｌ４２がともに開状態とされたときに、ポートＩＮ２、ＯＵＴ２間は、ポート間結合状態となり、３つの光スイッチ素子Ｓ４１、Ｓ６４、Ｓ４２がともに前記光遮断状態とされ、それらの切れ目Ｌ４１、Ｌ６４、Ｌ４２がともに閉状態とされたときに、ポートＩＮ２、ＯＵＴ２間は、ポート間開放状態となる。
【００５６】
この実施の形態６では、任意の１つの光入力ポートと光出力ポートとの間のポート間開放状態が、３つの光スイッチ素子がともに前記光遮断状態とされたときに得られるので、この状態におけるクロストークを合計−９０ｄＢ以下に低減することができる。
【００５７】
実施の形態７．
図９は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態７を示す平面図である。図９において、第１導波路コア４は、横方向に延びる４本の導波路コア４１〜４４を含み、光入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４に対応している。また第２導波路コア５は、右上がり方向に斜めに延びる４本の導波路コア５１〜５４を含み、光出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４に対応している。これらの第１、第２導波路コア４、５は、実施の形態１と同様に配置される。
【００５８】
導波路コア４１〜４４と導波路コア５１〜５４の各交差部分をバイパスする１６本の第３導波路コア６１〜６１６が形成される。これらの導波路コア６〜１６は、左上がり方向に傾斜した直線上に、互いに間隔をおいて形成される。各導波路コア６１〜６１６は、それぞれの両端に光スイッチ素子ＳＡ１〜ＳＡ１６と、光スイッチ素子ＳＢ１〜ＳＢ１６を有し、また各導波路コア６１〜６１６の中間の光スイッチ素子ＳＣ１〜ＳＣ１６を有する。これらのすべての光スイッチ素子ＳＡ１〜ＳＡ１６、ＳＢ１〜ＳＢ１６およびＳＣ１〜ＳＣ１６はそべてポリマ導波路フィルム１の形成された切れ目を含み、光入力ポートＩＮ１〜ＩＮ４と光出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４との間のポート間結合状態またはポート間開放状態を制御する。
【００５９】
光スイッチ素子ＳＡ１〜ＳＡ１６は、実施の形態１における光スイッチ素子Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１と同様に構成され、導波路コア４１〜４４から導波路コア６１〜６１６への光信号ＬＳを光伝達状態または光遮断状態に制御する。光スイッチ素子ＳＢ１〜ＳＢ１６は、実施の形態１における光スイッチ素子Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２と同様に構成され、導波路コア６１〜６１６から導波路コア５１〜５４への光信号ＬＳを光伝達状態または光遮断状態に制御する。
【００６０】
光スイッチ素子ＳＣ１〜ＳＣ１６は、それぞれ導波路コア６〜６１６の中間に形成される。これらの光スイッチ素子ＳＣ１〜ＳＣ１６は、それぞれ導波路コア６〜６１６と交差する切れ目を有する。光スイッチ素子ＳＣ１〜ＳＣ１６の切れ目は、それぞれ両端の光スイッチ素子ＳＡ１〜ＳＡ１６と光スイッチ素子ＳＢ１〜ＳＢ１６がともに光遮断状態、すなわちそれらの切れ目がともに閉状態とされ、全反射を生じない状態において、開状態とされ、導波路コア６〜６１６に漏れ込む光信号ＬＳのクロストーク成分を遮断する。この導波路コア６〜６１６に漏れ込むクロストーク成分は、光スイッチ素子ＳＣ１〜ＳＣ１６の切れ目が開状態とされることにより、導波路コア６〜６１６から外れた方向に全反射され、結果として、このクロストーク成分が低減される。
【００６１】
なお、図９において、実線の大きな円で囲んだ光スイッチ素子ＳＡ５、ＳＡ４、ＳＡ１２、ＳＡ１３およびＳＢ５、ＳＢ４、ＳＢ１２、ＳＢ１３は、それぞれの切れ目が開状態とされ、全反射を行なう前記光伝達状態にあることを示す。これら以外の光スイッチ素子ＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ６〜ＳＡ１１、ＳＡ１４〜ＳＡ１６およびＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ６〜ＳＢ１１、ＳＢ１４〜ＳＢ１６はいずれも切れ目が閉状態とされ、前記光遮断状態とされる。これらの光スイッチ素子ＳＡ５、ＳＢ５に対応する導波路コア６５は、光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ３との間をポート間結合状態にする。光スイッチ素子ＳＡ４、ＳＢ４に対応する導波路コア６４は、光入力ポートＩＮ２と光出力ポートＯＵＴ２との間をポート間結合状態にする。光スイッチ素子ＳＡ１２、ＳＢ１２に対応する導波路コア６１２は、光入力ポートＩＮ３と光出力ポートＯＵＴ４との間をポート間結合状態にする。光スイッチ素子ＳＡ１３、ＳＢ１３に対応する導波路コア６１３は、光入力ポートＩＮ１と光出力ポートＯＵＴ１との間をポート間結合状態にする。
【００６２】
また、図９において、点線の小さな円で囲んだ光スイッチ素子ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３、ＳＣ６〜ＳＣ１１、ＳＣ１４〜ＳＣ１６は、それぞれの切れ目が開状態とされ、それらに対応する導波路コア６１、６２、６３、６６〜６１１、６１４〜６１６に漏れ込むクロストーク成分を遮断する。他の光スイッチ素子ＳＣ５、ＳＣ４、ＳＣ１２、ＳＣ１３は、それぞれの切れ目が閉状態とされ、それらが対応する導波路コア６３、６６、６１２、６１３の光信号ＬＳを通過させる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
ほの発明による光スイッチ装置は、光ファイバを利用した光通信システムにおいて、光信号を伝達または遮断を行なうのに使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態１を示す平面図である。
【図２】図２は、実施の形態１における光透過防止溝を示す断面図である。
【図３】図３は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態２において使用される光透過防止溝を示す断面図である。
【図４】図４は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態３を示す平面図である。
【図５】図５は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態４を示す平面図である。
【図６】図６は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態５を示す平面図である。
【図７】図７は、実施の形態５における光屈折溝を示す断面図である。
【図８】図８は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態６を示す平面図である。
【図９】図９は、この発明による光スイッチ装置の実施の形態７を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：ポリマ導波路フィルム、ＩＮ１〜ＩＮ４：光入力ポート、
ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４：光出力ポート、４１〜４４：第１導波路コア、
５１〜５４：第２導波路コア、６１〜６１６：第３導波路コア、
Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、ＳＡ１〜ＳＡ１６：第１光スイッチ素子、
Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２、ＳＢ１〜ＳＢ１６：第２光スイッチ素子、
Ｓ６１〜Ｓ６４：第３光スイッチ、ＳＣ１〜ＳＣ１６：付加光スイッチ素子、
７、７Ａ：光透過防止溝、７１、７２：反射斜面、８：光吸収体、
９、９Ａ、９Ｂ：光屈折溝、９１、９２、溝側壁、９３：光吸収体。
【図１】
2007148150.tif 000003
【図２】
2007148150.tif 000004
【図３】
2007148150.tif 000005
【図４】
2007148150.tif 000006
【図５】
2007148150.tif 000007
【図６】
2007148150.tif 000008
【図７】
2007148150.tif 000009
【図８】
2007148150.tif 000010
【図９】
2007148150.tif 000011