專利名稱：光開關(guān)及其制造方法和具有光開關(guān)的光路切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及插入用在光通信等上的光纖傳輸路徑中用于切換傳輸路徑的光開關(guān)及其制造方法，以及具有該光開關(guān)的光路切換裝置。
背景技術(shù)：
光通信系統(tǒng)中用作光傳輸路徑的光纖具有傳輸光的纖芯和在纖芯周圍形成比纖芯折射率小的包覆層。作為切換多個(gè)這種光纖的光路的光開關(guān)，過去提出過多種類型。其中，作為機(jī)械開關(guān)，如圖28所示，特開昭63-313111號提出具有通過磁性線圈4直接驅(qū)動(dòng)在輸入用光纖1A上附加的磁性膜5，把從輸入用光纖1A到輸出用光纖1B的光路3切換到輸出光纖1C的結(jié)構(gòu)的光纖可移動(dòng)型1×2光開關(guān)。光纖1A，1B，1C固定在管體16的支持器6A和6B上，通過在磁性線圈4外周部設(shè)置的永磁體7的磁力，將輸入用光纖1A的磁性膜5保持在管體16內(nèi)的規(guī)定位置上。
如圖29和30所示，特開昭54-162551號和特開昭55-87107號公開了驅(qū)動(dòng)反射鏡和棱鏡等微小光學(xué)元件來切換光路的微小光學(xué)元件可移動(dòng)型1×2光開關(guān)。
圖29所示光開關(guān)中，以反射鏡2的反射面為中心的圓周上按120°間隔配置光纖1A，1B，1C。輸入用光纖1A上附加用于使光變成平行光束的光學(xué)系統(tǒng)(未示出)，來自輸入用光纖1A的平行光束沿著光路3入射到反射鏡2，在那里反射，沿著光路3a輸出到輸出用光纖1B中。反射鏡2回轉(zhuǎn)120°時(shí)，反射鏡2反射的平行光束沿著光路3b輸出到輸出用光纖1C中。這樣，通過控制反射鏡2的回轉(zhuǎn)角，可選擇輸出用光纖1B，1C。
但是，圖29所示的已有微小光學(xué)元件可移動(dòng)型開關(guān)中，在反射鏡2的回轉(zhuǎn)角大的情況下，由于光纖呈放射狀配置，因而，出現(xiàn)光開關(guān)的設(shè)置面積增大的問題。
圖30所示光開關(guān)中，以輸入用光纖1A為中心的圓周上配置輸出用光纖1B、1C、1D、1E、1F、1G。來自輸入用光纖1A的平行光束沿著光路3，由2個(gè)45°的反射鏡2反射，沿著光路4入射到輸出用光纖1B中。通過控制反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ可選擇各個(gè)輸出用光纖。
以往的微小光學(xué)元件可移動(dòng)型開關(guān)中，棱鏡和反射鏡通過脈沖馬達(dá)等控制回轉(zhuǎn)角和位置，但在光通信中使用的光纖的耦合中，需要在超微量級上進(jìn)行位置對中，因此通過僅0.5°左右的回轉(zhuǎn)角精度的脈沖馬達(dá)等進(jìn)行的位置控制中，光路切換缺乏再現(xiàn)性，導(dǎo)致?lián)p耗增加，也存在必需經(jīng)常給馬達(dá)供電的問題。
圖2(a)和2(b)所示已有光開關(guān)中，利用反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ，將光束從1A分為1B和1C。從1A到1B的光束相對反射鏡2的法線D1，以φ1的角度入射射出，從1A到1C的光束相對反射鏡2的法線D2以φ2的角度入射射出。φ1和φ2是反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ的一半，φ1＝φ2＝θ/2。
實(shí)際的輸入用光纖中附加使光束形成為平行光束的透鏡，由于通過反射鏡2分離的光必須輸入到輸出用光纖的透鏡中心，因此需要使光纖間隔開透鏡的半徑以上的距離D。因此，從反射鏡2到各輸出用光纖1B、1C的距離LB，LC為LB＝LC＝D/tan(φ1)?；剞D(zhuǎn)角θ小時(shí)，由于彼此不干涉，需要加長反射鏡2和光纖1A，1B，1C的距離LA，LB，LC，光開關(guān)增大。在僅通過圖2(a)所示的反射鏡2的回轉(zhuǎn)切換光路的已有的光開關(guān)的情況下，通常反射鏡2移動(dòng)，需要高精度控制其回轉(zhuǎn)角θ。
圖4表示反射鏡2對光纖間距離D的回轉(zhuǎn)角θ分別為4，6，8，10°時(shí)的反射鏡2和光纖間距離L的計(jì)算結(jié)果。從圖4可知，反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ小時(shí)，需要加長反射鏡2和光纖的距離L。使用的準(zhǔn)直透鏡的直徑約為3.2mm，考慮光束直徑時(shí)，距離D需要在2mm以上。因此，回轉(zhuǎn)角θ＝8°時(shí)，反射鏡2和光纖的距離約為28mm，光開關(guān)增大了。此時(shí)由輸入用光纖1A到輸出用光纖1B，1C的光路長度大至56mm，因此與光纖的耦合損耗增大，難以低損耗化。
關(guān)于光纖，反射返回中也有問題。所謂反射返回是在傳輸過光纖的纖芯中的光到達(dá)端部時(shí)，因纖芯和空氣的折射率差產(chǎn)生的現(xiàn)象。反射返回光返回半導(dǎo)體激光器等發(fā)光元件，因此振動(dòng)狀態(tài)不穩(wěn)定。從而為抑制反射返回光，在端部設(shè)置斜切斷光纖端部或球面化端部或減少纖芯和空氣的折射率差的防反射膜。
通過透鏡校直來自一個(gè)光纖的射出光，并使之入射到另一光纖中，該目的透鏡中使用折射率分布型的GRIN透鏡等。但是，GRIN透鏡尺寸明顯比光纖大，因此有裝置大型化的問題。
特開昭54-20747號公開了通過球面化光纖的端部，高效地將光耦合于發(fā)光元件或受光元件的情況。如圖31所示，在簡單地在光纖100的前端上形成球狀部105的情況下，球狀部105的曲率半徑R比光纖半徑(D1/2)大，但不能擴(kuò)大纖芯106端部的球面形狀。因此，來自光纖端部的光103，與將前端設(shè)置為球狀部105之前幾乎不變地射出，因此不能與光元件高耦合。所謂高耦合，是在光纖和光元件之間或光纖之間抑制光泄漏并高效地耦合。存在反射返回光也與將前端設(shè)為球狀部105之前大致同程度地存在的問題。
作為光纖的終端處理方法，融接纖芯106和包覆層107并進(jìn)行均勻化，使其前端為半球狀的方法在特開平1-269906號中公開。圖32表示具有熔融纖芯106和包覆層107而制作的前端球狀部105的光纖。該光纖中，從前端球狀部105的前端到纖芯的距離T比其直徑(2R)短。因此，從前端球狀部105發(fā)射的光103的擴(kuò)展角NA與纖芯內(nèi)的光的擴(kuò)展角大致相同，在前端球狀部105的前端，光束103不會(huì)充分?jǐn)U展。其結(jié)果是從前端球狀部105發(fā)射的光束103擴(kuò)展了，不能把前端球狀部105作為準(zhǔn)直儀。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供得到高精度的位置決定和高的再現(xiàn)性的小型的且低損耗的光開關(guān)及其制造方法。
本發(fā)明的再一目的是提供具有該光開關(guān)的光路切換裝置。
本發(fā)明的第一光開關(guān)，其特征在于具有1根輸入用光纖、2根輸出用光纖、將從上述輸入用光纖到來的光束的光路從一個(gè)輸出用光纖切換為另一輸出用光纖的反射鏡，上述輸入用光纖與上述反射鏡之間的距離同上述輸出用光纖的每一個(gè)與上述反射鏡之間的距離不同。
最好是，從上述輸入用光纖入射到上述反射鏡的光束與上述反射鏡的法線的角度在10°以下。
最好是，上述反射鏡的回轉(zhuǎn)角為20°以下，各輸出用光纖和上述反射鏡的角度為上述反射鏡的回轉(zhuǎn)角的2倍。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，具有分別由1根輸入用光纖和2根輸出用光纖構(gòu)成的N組輸入輸出系統(tǒng)，和進(jìn)行上述N組輸入輸出系統(tǒng)的切換的1個(gè)反射鏡。
在上述光開關(guān)中，也可以將輸入用光纖用作輸出用光纖，相反，將輸出用光纖用作輸入用光纖(輸入輸出倒轉(zhuǎn))。
本發(fā)明的第二光開關(guān)，其特征在于，具有1根輸入用光纖、2根輸出用光纖、反射來自上述輸入用光纖的光束并使之入射到一個(gè)輸出用光纖的第一反射鏡、來往在來自上述輸入用光纖的光束的光路上的第二反射鏡，和驅(qū)動(dòng)上述第二反射鏡的裝置，由上述驅(qū)動(dòng)裝置將上述第二反射鏡驅(qū)動(dòng)到遮住上述光路的位置時(shí)，來自上述輸入用光纖的光束由上述第二反射鏡反射，入射到另一輸出用光纖。
就上述光開關(guān)而言，利用反射鏡來改變來自2根輸入用光纖之一的光束的光路，可將其連接到1根輸出用光纖上。即，輸入輸出光纖的關(guān)系可彼此相反。
最好是，第一反射鏡為固定式反射鏡，第二反射鏡是可移動(dòng)反射鏡。最好是，使光束從上述輸入用光纖到上述第一反射鏡的入射角α1與光束從上述輸入用光纖到上述第二反射鏡的入射角α2不同，并且α1與α2的差在0.5°以上。最好是，光束到上述第一和第二反射鏡的入射角都在20°以下。
原來的反射鏡驅(qū)動(dòng)型光開關(guān)中，反射鏡常常大幅度移動(dòng)，很難高精度地控制其位置和回轉(zhuǎn)角，但使用2個(gè)反射鏡的本發(fā)明的光開關(guān)中，由于固定式反射鏡的光路位置精度高，可移動(dòng)式反射鏡的動(dòng)作簡單，因此通過可移動(dòng)式反射鏡可高精度再現(xiàn)光路的位置和角度。
最好是，使輸入用光纖與輸出用光纖之間的固定式反射鏡的光路長度等于輸入用光纖與輸出用光纖之間的可移動(dòng)式反射鏡的光路長度。
這樣通過規(guī)定入射角的差(α1-α2)和入射角自身，可提高光路的連接精度，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)光開關(guān)的小型化。
通過多級連接多個(gè)上述光開關(guān)，構(gòu)成N×M光開關(guān)。通過多級連接，可構(gòu)成比1×2分支多的光開關(guān)。此時(shí)，有N＜M的關(guān)系(N是1以上整數(shù)，M是3以上整數(shù))。這里，“N×M光開關(guān)”指的是具有N個(gè)輸入端和M個(gè)輸出端的光開關(guān)?！岸嗉夁B接”指的是將某1×2光開關(guān)的至少一個(gè)輸出光纖連接到另一1×2光開關(guān)的輸入用光纖上，用于增加切換光路的分支數(shù)。
本發(fā)明的光開光可構(gòu)成為進(jìn)行N個(gè)光路的切換的N×2N光開關(guān)。N是2以上的整數(shù)。該N×2N光開關(guān)的第一類型是為獨(dú)立進(jìn)行各光路切換而并排配置N個(gè)1×2光開關(guān)的結(jié)構(gòu)。第二類型具有具備N組輸入輸出光纖和一組固定式反射鏡和可移動(dòng)式反射鏡的結(jié)構(gòu)，是可同時(shí)進(jìn)行N個(gè)光路切換的N×2N光開關(guān)。
N×2N光開關(guān)和多級連接的N×M光開關(guān)，由于組合了本發(fā)明的小型光開關(guān)來制作，因此，與組合原來的光開關(guān)相比，整體上小型化。
在本發(fā)明的光開關(guān)中，最好是，上述輸入用光纖和上述輸出用光纖的任一個(gè)都由具有傳輸光的纖芯的光纖本體部、在上述光纖本體部的前端一體融接的前端光纖部構(gòu)成，上述前端光纖部只由具有比上述光纖本體部的纖芯直徑大的纖芯或整體的纖芯構(gòu)成，上述前端光纖部具有前端球狀部。
最好是，前端光纖部的外徑在光纖本體部的外徑以上?？赏ㄟ^增大前端光纖部的外徑，來增大前端球狀部的曲率半徑。這樣，輸出光束直徑增大，輸出光束容易飛到遠(yuǎn)處。前端光纖部的前端球狀部的曲率半徑在前端光纖部的外徑的一半以上。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例的前端球狀光纖，由具有用于傳輸光的纖芯的光纖本體部、與上述光纖本體部一體連接的前端光纖部構(gòu)成，上述前端光纖部在前端具有球狀部，上述前端球狀部的曲率半徑R，相對上述光纖本體部的外徑D1，滿足R＞D1/2的關(guān)系。最好是，光纖本體部和前端光纖部在平坦的端面之間接合。
“前端光纖部”，只由纖芯直徑比光纖本體部的纖芯直徑大的或不不包括包覆層的纖芯構(gòu)成。
使用上述前端球狀光纖可形成準(zhǔn)直儀。在上述前端球狀光纖之間，可入射和射出光，在發(fā)光元件或受光元件與前端球狀光纖之間也可傳播光。從一個(gè)前端球狀光纖射出經(jīng)過準(zhǔn)直的光(平行光線)，將該平行光線入射到另一先端球狀光纖，使得可構(gòu)成高耦合的準(zhǔn)直儀。另外上述前端球狀光纖中，光纖本體部和前端光纖部的折射率可相同。為使前端光纖部的折射率高于光纖本體部的折射率而選擇兩個(gè)光纖的材質(zhì)時(shí)，可得到高耦合的準(zhǔn)直效果。
術(shù)語“準(zhǔn)直儀”指的是使從光纖的纖芯端部射出的光基本上變?yōu)槠叫泄饩€的部件，但以從光纖的纖芯端部射出的光不充分入射到相對的光纖的端面或準(zhǔn)直儀的受光面為限，不需要是完全的平行光線。
為了使來自前端球狀部的光的反射返回量在55dB以上，前端球狀光纖最好是是低反射的。光纖的前端球狀部中光射出時(shí)，反射返回量N滿足以下關(guān)系N＝-10log10(I1/I2)≥55dB(其中，I1是由前端球狀部與空氣的界面所反射的光量，I2是入射光的光量)。這里，在各光量測定中，光纖型2×2方向性耦合器的一側(cè)的2根光纖上連接光源和傳感器，相反側(cè)的1根光纖上連接用于測定反射量的光纖A，另外連接1根斜切斷的低反射損耗(＞70dB)的光纖B。光纖的垂直斷面的菲涅耳反射損耗(14.7dB)為基準(zhǔn)反射損耗量，由傳感器測定光纖A的反射量。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的光纖中，組合了2個(gè)以上的上述前端球狀光纖，在前端球狀光纖之間配置用于切換光路的反射鏡。通過使用本發(fā)明的前端球狀光纖，可在光開關(guān)內(nèi)，充分獲取光纖之間的光路長度。通過靈活運(yùn)用光路長度的裕度改變光纖的配置或彎折光路，可把光開關(guān)小型化。
本發(fā)明的光路切換裝置，其特征在于搭載上述的光開關(guān)。例如，可在分支插入裝置(OADMOptical Add Drop Multiplexer)或具有光交叉連接(OXCOptical Cross Connect)等功能的光路切換裝置中使用本發(fā)明的光開關(guān)。這里，OADM在傳輸路徑中途取出特定波長的光，并分配給局域的網(wǎng)絡(luò)，OXC在與其他干線交叉的地方分配各波長的信號。
本發(fā)明的其他光路切換裝置，在搭載上述光開關(guān)的同時(shí)還具有電子電路或電路。電子電路或電路是控制光路的切換的控制電路(例如，驅(qū)動(dòng)器IC或OP放大器)、檢測把光纖切換到那個(gè)光路上的位置檢測電路、向驅(qū)動(dòng)裝置供給電流的電路或電源等。為切換光路，驅(qū)動(dòng)電流流過光開關(guān)上配備的驅(qū)動(dòng)裝置?；?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)電流設(shè)為1個(gè)方向，從而與需要反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電流的方向的光開關(guān)相比，可簡化驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，可把光路切換裝置整體小型化。例如，在驅(qū)動(dòng)裝置中使用電磁線圈時(shí)，為進(jìn)行光路切換，需要正負(fù)反轉(zhuǎn)電流方向。與此相反，在驅(qū)動(dòng)裝置上使用繼電器等時(shí)，為了進(jìn)行切換，而只進(jìn)行電流的通/斷即可。
本發(fā)明的光開關(guān)的制造方法，其特征在于在具有用于傳輸光的纖芯的光纖本體部的前端一體連接有其纖芯直徑比上述光纖本體部大的前端光纖部，把上述前端光纖部的前端部球面化。在光纖本體部和前端光纖部的融接中，最好使用光纖用融接裝置，但作為融接方法最好使用放電方式。
通過搭載上述前端球狀光纖，可構(gòu)成光組件。作為采用本發(fā)明得到的光組件，可舉出例如(a)通過前端球狀光纖向外部送出發(fā)光元件的光的光模塊(例如激光器二極管模塊)、(b)夾著濾波器，使前端球狀光纖對置的軸向(in-line)光濾波器、(c)光連接器、(d)從前端球狀光纖向受光元件傳遞光的裝置、(e)將光纖之間突接或使之移動(dòng)而切換光路的光纖驅(qū)動(dòng)型光開關(guān)、(f)替代反射鏡移動(dòng)棱鏡來切換光路的棱鏡驅(qū)動(dòng)型光開關(guān)、(g)在耦合導(dǎo)波路徑和外部的光纖的場所，配置光纖的導(dǎo)波路徑型光開關(guān)、(h)二維矩陣狀配置微反射鏡來切換光路的MEMS(微電機(jī)械系統(tǒng)Micro-ElectromechanicalSystem)、(I)使微反射鏡陣列之間三維對置來切換光路的MEMS等。除此之外，在需要耦合或中繼光纖的光路的光通信裝置、光通信線路和光測定裝置中，使用本發(fā)明的前端球狀光纖時(shí)，也以高耦合實(shí)現(xiàn)光的傳輸。


圖1(a)是表示本發(fā)明的一實(shí)施例的1×2光開關(guān)的平面圖；圖1(b)是表示圖1(a)的1×2光開關(guān)的細(xì)節(jié)的圖；圖2(a)是說明原來的1×2光開關(guān)的平面圖；圖2(b)是表示圖2(a)的1×2光開關(guān)的細(xì)節(jié)的圖；圖3是表示實(shí)施例1的光開關(guān)中反射鏡與光纖前端的距離L同光纖之間的距離D的關(guān)系的曲線；圖4是表示圖2所示的原來光開關(guān)中反射鏡與光纖的距離L1同光纖之間的距離D的關(guān)系的曲線；圖5是表示本發(fā)明的1×2光開關(guān)的結(jié)構(gòu)的具體例子的平面圖；圖6是表示實(shí)施例1的光開關(guān)的插入損耗的曲線；圖7是表示實(shí)施例1的光開關(guān)的切換特性的曲線；圖8是表示實(shí)施例1的光開關(guān)的脈沖寬度與切換時(shí)間的關(guān)系的曲線；圖9是表示實(shí)施例1的光開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓與切換時(shí)間的關(guān)系的曲線；圖10是表示實(shí)施例2的1×2光開關(guān)的斜視圖；圖11是表示實(shí)施例3的1×2光開關(guān)的斜視圖；圖12是詳細(xì)表示圖11的1×2光開關(guān)的反射鏡與光路的關(guān)系的擴(kuò)大圖；圖13是表示實(shí)施例3的光開關(guān)的具體結(jié)構(gòu)的圖；圖14是表示實(shí)施例3的光開關(guān)中向一個(gè)輸出用光纖的切換特性的曲線；
圖15是表示實(shí)施例3的光開關(guān)中向另一個(gè)輸出用光纖的切換特性的曲線；圖16是表示實(shí)施例3的光開關(guān)的反復(fù)切換測試結(jié)果的曲線；圖17是表示實(shí)施例5的1×2光開關(guān)的具體結(jié)構(gòu)的平面圖；圖18是表示實(shí)施例6的1×2光開關(guān)的斜視圖；圖19是表示實(shí)施例7的2×4光開關(guān)的斜視圖；圖20是表示實(shí)施例8的1N×2N光開關(guān)的平面圖；圖21是表示實(shí)施例9的1×4光開關(guān)的平面圖；圖22是表示實(shí)施例10的2×8光開關(guān)的平面圖；圖23是表示實(shí)施例11的1×8光開關(guān)的平面圖；圖24是表示實(shí)施例12的前端球狀光纖準(zhǔn)直儀的一例的截面圖；圖25是表示圖24的前端球狀光纖的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的截面圖；圖26是表示本發(fā)明的前端球狀光纖的條件的曲線；圖27是表示實(shí)施例12的前端球狀光纖之間的距離和插入損耗的關(guān)系的曲線；圖28是表示現(xiàn)有的光開關(guān)的一例的截面圖；圖29是表示現(xiàn)有的光開關(guān)的另一例的截面圖；圖30是表示現(xiàn)有的光開關(guān)的再一例的截面圖；圖31是表示現(xiàn)有的前端球狀光纖的一例的截面圖；圖32是表示現(xiàn)有的前端球狀光纖的再一例的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。各圖中，簡單地用線條表示光纖，但這不表示光纖的外徑尺寸。各圖中相同或類似的部件附加相同的符號。
實(shí)施例1圖1(a)表示本發(fā)明的光開關(guān)的一例。在該光開關(guān)中，來自輸入用光纖1A的光束3由反射鏡2反射，沿著光路3a被光纖1B耦合。如反射鏡2僅僅回轉(zhuǎn)角度θ，由反射鏡2反射的光束沿著光路3b耦合到光纖1C中。輸入用光纖1A與反射鏡2的距離同輸出用光纖1B，1C與反射鏡2的距離不同。
圖2(a)和(b)所示的原來的光開關(guān)中，因?yàn)椴捎猛ㄟ^反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ將光束從光纖1A分配為光纖1B或1C的結(jié)構(gòu)，所以如反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ小至8°，則反射鏡2與光纖的距離(LB，LC)變成約28mm，使光開關(guān)變大。
與此相反，從表示輸入用光纖1A與輸出用光纖1B，1C以及反射鏡2的位置關(guān)系的圖1(b)可知，本發(fā)明中輸入用光纖1A不是設(shè)置在中央而設(shè)置在一側(cè)，以φ1的入射角入射到反射鏡2，相對反射鏡2的法線D1以φ1反射，并進(jìn)入到輸出用光纖1B。如反射鏡2僅僅回轉(zhuǎn)θ，則以φ2的入射角入射到反射鏡2，相對反射鏡2的法線D2，以φ2反射，并進(jìn)入到輸出用光纖1C。輸出用光纖1B，1C與反射鏡2的距離LB，LC為LB＝LC＝D/tan(φ3)，φ2＝θ+φ1，φ3＝θ，輸出用光纖1B，1C之間切換光路時(shí)，光路的回轉(zhuǎn)角度為反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ的2倍。輸入用光纖1A與反射鏡2的距離LA為LA＝D/tan(2φ1)。
圖3表示在各距離D上的反射鏡2與各光纖的前端的距離L的計(jì)算結(jié)果，這時(shí)反射鏡2的回轉(zhuǎn)角θ為8°，且來自光纖的光線入射角φ1為8°。為進(jìn)行比較，圖2(a)和(b)所示的以往光開關(guān)的情況下的計(jì)算結(jié)果在圖3中作為LA，LB，LC表示。設(shè)距離D為2mm時(shí)，在實(shí)施例1的光開關(guān)中，LA約為7mm，LB，LC約為14mm，與原來的光開關(guān)相比，可使距離大約縮短一半的距離。
本實(shí)施例的光開關(guān)的一具體例子表示于圖5中。反射鏡2設(shè)置在驅(qū)動(dòng)部8上。通過在電磁線圈9A、9B中流過彼此相反的電流，通過將反射鏡(或反射鏡的支持體)吸引到電磁線圈9A、9B或使之排斥離開電磁線圈9A，9B來旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部8。在最佳的一個(gè)例子中，外殼10的尺寸為寬19mm、長27mm、厚8.5mm。
圖6表示在實(shí)施例1的光開關(guān)中，各光纖和其準(zhǔn)直儀部通過粘合劑固定時(shí)的插入損耗的測定結(jié)果。橫軸表示時(shí)間(min)，縱軸表示插入損耗(dB)。在粘合劑經(jīng)過30分鐘的硬化時(shí)間后，光纖等的位置幾乎不偏離，插入損耗達(dá)到0.32dB。
圖7表示實(shí)施例1的光開關(guān)的切換特性的測定結(jié)果。從圖7可知，利用5V和5ms的切換輸入脈沖，可用約3ms的切換時(shí)間得到光輸出。圖8是表示輸入脈沖電壓5V的光開關(guān)對脈沖寬度的切換時(shí)間的測定結(jié)果。橫軸表示脈沖寬度(pulse width)，縱軸表示切換時(shí)間(switching time(ms))。從該圖可知，在0.7ms以上得到約3ms的切換時(shí)間。圖9表示輸入脈沖寬度5ms的光開關(guān)對脈沖電壓的切換時(shí)間的測定結(jié)果?？v軸表示切換時(shí)間(switchingtime(ms))，橫軸表示脈沖電壓(V)。從該圖可知，最低驅(qū)動(dòng)電壓為2.5V以上，4V以上得到切換時(shí)間3ms。
實(shí)施例1的光開關(guān)插入損耗為1dB以下時(shí)，是低損耗的，切換時(shí)間為3ms時(shí)，是高速的。10萬次的反復(fù)切換后插入損耗也在0.1dB以下，確認(rèn)該光開關(guān)具有極高的再現(xiàn)性?；剞D(zhuǎn)角和輸入用光纖的入射角在本實(shí)施例中為8°，但回轉(zhuǎn)角超出20°時(shí)，因切換時(shí)間變長，而使插入損耗的偏光依賴性增大，所以回轉(zhuǎn)角最好在20°以下。
在本實(shí)施例中，為回轉(zhuǎn)反射鏡2而使用電磁線圈，但也可使用步進(jìn)馬達(dá)等。
實(shí)施例2圖10表示本發(fā)明的光開關(guān)的其他例子。在該光開關(guān)中，1根輸入用光纖11A和2根輸出用光纖11B，11C的組合構(gòu)成的1×2光開關(guān)和1根輸入用光纖12A和2根輸出用光纖12B，12C的組合構(gòu)成的1×2光開關(guān)上下配置，對這些1×2光開關(guān)使用1個(gè)反射鏡2。本實(shí)施例中，是同時(shí)切換2個(gè)1×2光開關(guān)的結(jié)構(gòu)，但可通過排列N個(gè)1×2光開關(guān)來實(shí)現(xiàn)N倍的1×2光開關(guān)?？刹煌瑫r(shí)切換到同一方向，而是分別控制各個(gè)1×2光開關(guān)，實(shí)現(xiàn)不同的組合的切換。
實(shí)施例3圖11簡略表示本發(fā)明的1×2光開關(guān)的另一例子。在該光開關(guān)中，從輸入用光纖1A到來的光束3由反射鏡2B反射，沿著光路3a入射到輸出用光纖1C。可移動(dòng)式反射鏡2A在X軸方向上移動(dòng)而遮住光路3時(shí)，通過可移動(dòng)式反射鏡2A反射來自輸入用光纖1A的光束，沿著光路3b耦合到輸出用光纖1B中。
該光開關(guān)中，輸入用光纖1A與輸出用光纖1B之間的距離同輸入用光纖1A與輸出用光纖1C之間的距離相等，即1A與1B同的光路長度同1A與1C間的光路長度相等。各光纖在前端上安裝準(zhǔn)直儀。輸入用光纖1A的端部的光的發(fā)散由準(zhǔn)直儀抑制，從輸入用光纖1A出來的光高效率地導(dǎo)入到輸出用光纖1B，1C。
圖12是詳細(xì)表示圖11的反射鏡2A，2B與光路的關(guān)系的擴(kuò)大圖。沿著來自輸入用光纖1A的光路3的光束由固定式反射鏡2B反射，沿著光路3a耦合到輸出用光纖1C上。此時(shí)，光束的入射角＝反射角＝αC。
可移動(dòng)式反射鏡2A可自由移動(dòng)地配置在光路3中，來自輸入用光纖1A的光束由可移動(dòng)式反射鏡2A反射，光路3連接輸出用光纖1B。該實(shí)施例中，光束的入射角＝反射角＝αB＜αC。圖2中的線P2A，P2B表示各反射鏡2A，2B的垂線。
圖13表示實(shí)施例3的光開關(guān)的具體結(jié)構(gòu)。可移動(dòng)式反射鏡2A設(shè)置在驅(qū)動(dòng)部8上。驅(qū)動(dòng)部8具有可自由旋轉(zhuǎn)地支持在中央支柱6上的蹺蹺板式的軟磁體桿5，桿5的一端上設(shè)置可移動(dòng)式反射鏡2A。通過使電磁線圈9A，9B中流過方向彼此相反的電流，杠桿型的桿5吸引到電磁線圈9A、9B或被排斥離開電磁線圈9A、9B，以支柱6為中心旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是桿5的一端固定的可移動(dòng)式反射鏡2A在光路3上進(jìn)出。
支柱6的另一端固定于外殼10。桿5被吸引到電磁線圈9B的狀態(tài)(可移動(dòng)式反射鏡2A未遮住光路3的狀態(tài))用實(shí)線表示，桿5吸引到電磁線圈9A的狀態(tài)(可移動(dòng)式反射鏡2A遮住光路3的狀態(tài))用虛線表示。在圖中省略了關(guān)于從外部向電磁線圈9A、9B供給電流的導(dǎo)線和應(yīng)連接導(dǎo)線的外殼上設(shè)置的電極端子。最佳的一個(gè)例子中，覆蓋光路切換結(jié)構(gòu)的外殼10的尺寸是寬度為14mm，長度為16mm，厚度為8.5mm。
在最佳的一個(gè)例子中，光束從輸入用光纖1A入射到可移動(dòng)式反射鏡2A的入射角αB設(shè)定為8°。光束的入射角αB超出20°時(shí)，切換時(shí)間變長，插入損耗的偏光依賴性增大，因此光束的入射角αB最好在20°以下。
通過設(shè)定分別入射到可移動(dòng)式反射鏡2A和固定式反射鏡2B的光束的角度αB和αC的差別，使輸出用光纖1B與輸出用光纖1C不重疊，光路配置小型化的同時(shí)容易進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中，根據(jù)反射鏡和光纖的距離將光束的角度差(αB-αC)設(shè)定為5°，入射角αC設(shè)為13°。該光開關(guān)的插入損耗為0.65dB以下。這樣，可制作低損耗高精度地進(jìn)行位置確定的小型光開關(guān)。
圖14和圖15表示實(shí)施例3的光開關(guān)的切換特性的測定結(jié)果。圖14是表示在固定式反射鏡2B的光路3a的情況下施加到驅(qū)動(dòng)部8上的脈沖電壓和輸出光纖1C的光輸出的關(guān)系的曲線。圖15是表示在利用可移動(dòng)式反射鏡2A的光路3b的情況下施加到驅(qū)動(dòng)部8上的脈沖電壓和輸出光纖1B的光輸出的關(guān)系的曲線。二者橫軸都表示時(shí)間，圖中的上面的波形表示施加的脈沖電壓，下面的波形表示從輸出光纖得到的光強(qiáng)度(光輸出)。脈沖電壓施加到電磁線圈9A，9B上時(shí)，即，電磁線圈9A、9B中流過電流時(shí)，產(chǎn)生磁場，桿5和可移動(dòng)式反射鏡2A被驅(qū)動(dòng)。
從圖14可知，通過向輸出光纖1C的切換根本沒有初始變動(dòng)，得到穩(wěn)定的切換動(dòng)作。對于各個(gè)作為5V和5ms的切換輸入施加的脈沖電壓，在約3ms以下的切換時(shí)間中得到光輸出。
圖16表示每0.5秒的反復(fù)切換測試結(jié)果。圖16的橫軸表示切換次數(shù)(指數(shù)表示)，縱軸表示輸出光纖的插入損耗(dB)。即便在輸出光纖1B和1C時(shí)進(jìn)行20萬次以上的切換，插入損耗的變化也仍在0.1dB以下，得到穩(wěn)定的動(dòng)作。
實(shí)施例3的光開關(guān)中插入損耗在1dB以下，是低損耗的，切換時(shí)間為3ms，是高速的。20萬次以上的反復(fù)再現(xiàn)測試結(jié)果確認(rèn)為該光開關(guān)插入損耗低至1dB以下，再現(xiàn)性高。
實(shí)施例4通過反轉(zhuǎn)實(shí)施例3的光開關(guān)的光路，作成用1個(gè)光測定裝置，交互測定2個(gè)光源的輸出信號的光開關(guān)。作為光源使用2個(gè)發(fā)光二極管，將各個(gè)發(fā)光引向光纖1B，1C。
從光纖1B射出的光，由可移動(dòng)式反射鏡2A反射，并入射到光纖1A中，導(dǎo)入連接光纖的另一端的光測定裝置，測定光強(qiáng)度，據(jù)此求出第一發(fā)光二極管的光的波長與強(qiáng)度的關(guān)系。此時(shí)，光纖1C射出的光由可移動(dòng)式反射鏡2A的里面遮住。光開關(guān)中流過驅(qū)動(dòng)電流，并將之引入可移動(dòng)式反射鏡2A，可由固定式反射鏡2B反射從光纖1C射出的光，并入射到光纖1A，導(dǎo)入在光纖的另一端連接的光測定裝置，測定第二發(fā)光二極管的光的波長和強(qiáng)度的關(guān)系。此時(shí)，從光纖1B射出的光由固定式反射鏡的端部反射，但不入射到光纖1A中。為了不使未入射到光纖1A的光成為散射光，在與光路沒有直接關(guān)系的部位和外殼10的內(nèi)壁上涂布黑色涂料為好。
增加流過各發(fā)光二極管的電流，用同樣方法切換光路，用1個(gè)光測定裝置順序測定2個(gè)發(fā)光二極管的光特性。這樣，實(shí)施例4中，由于用相同測定裝置不考慮時(shí)間而進(jìn)行順序測定，因此不影響測定裝置的精度和發(fā)光二極管與室溫的關(guān)系，可比較2個(gè)發(fā)光二極管的光特性。
實(shí)施例5
將圖13所示的杠桿型的驅(qū)動(dòng)部8置換為圖17所示的平行移動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)部18，可構(gòu)成實(shí)施例5的光開關(guān)。平行移動(dòng)型的驅(qū)動(dòng)部18，由可平行移動(dòng)板狀的桿15的一對電磁線圈9A、9B和設(shè)置在桿15的前端的反射鏡2A構(gòu)成。在引入桿15的狀態(tài)下，光路3的光束由固定式反射鏡2B反射，沿著光路3a連接到輸出用光纖1C。為遮住光路3突出桿15時(shí)，來自輸入用光纖1A的光束由反射鏡2A反射，沿著光路3b連接到輸出用光纖1B。實(shí)施例5的光開關(guān)與實(shí)施例3同樣反復(fù)再現(xiàn)性高，插入損耗在1dB以下。
反射鏡通過在桿15的端面上進(jìn)行電鍍形成，但通過固定重量輕的薄型的反射鏡也可構(gòu)成反射鏡。但是使用電鍍膜時(shí)桿15的重量增加少，與使用薄型反射鏡相比，可進(jìn)行高速的光路切換。
實(shí)施例6圖18表示本發(fā)明的光開關(guān)的另一例子的斜視圖。該光開關(guān)除可在Y方向上自由移動(dòng)可移動(dòng)式反射鏡2A這一點(diǎn)外與實(shí)施例3的光開關(guān)相同。
實(shí)施例7圖19是表示本發(fā)明的光開關(guān)的再一例子的斜視圖。該光開關(guān)與圖11同樣是光纖和反射鏡的結(jié)構(gòu)。具體說，該光開關(guān)是使輸入用光纖11A和2根輸出用光纖11B，11C的組合構(gòu)成的1×2光開關(guān)和輸入用光纖12A和2根輸出用光纖12B，12C的組合構(gòu)成的1×2光開關(guān)上下配置，作為共用反射裝置使用一組可移動(dòng)式反射鏡2A和固定式反射鏡2B的結(jié)構(gòu)。通過反射鏡共用可降低部件數(shù)目，減少組裝工序數(shù)。
下面詳細(xì)說明該光開關(guān)的動(dòng)作?？梢苿?dòng)式反射鏡2A保持在不遮住輸入用光纖11A，12A的光路的位置上時(shí)，從輸入用光纖11A射出的光由固定式反射鏡2B反射，并導(dǎo)入到輸出用光纖11C中。由輸入用光纖12A射出的光由固定式反射鏡2B反射，并導(dǎo)入到輸出用光纖12C中。將可移動(dòng)式反射鏡2A在X方向上移動(dòng)到遮住輸入用光纖11A，12A的光路的位置上時(shí)(移動(dòng)后的可移動(dòng)式反射鏡用2A’表示)，從輸入用光纖11A射出的光由可移動(dòng)式反射鏡用2A’反射并導(dǎo)入輸出用光纖11B中。從輸入用光纖12A射出的光，由固定式反射鏡2A反射，并導(dǎo)入到輸出用光纖12B上。即，得到具有由一組可移動(dòng)式反射鏡2A和固定式反射鏡2B同時(shí)切換2個(gè)1×2光開關(guān)的功能的2×4光開關(guān)。
作為使實(shí)施例7發(fā)展的實(shí)施例，對一組可移動(dòng)式反射鏡和固定式反射鏡，通過在Y方向上配置3組1×2光纖可制作3×6光開關(guān)。另外如果Y方向上加長可移動(dòng)式反射鏡和固定式反射鏡，配置N個(gè)1×2的光路切換裝置，則可得到N×2N光開關(guān)。
實(shí)施例8在實(shí)施例7中，為同時(shí)切換2個(gè)1×2開關(guān)的結(jié)構(gòu)，但如圖20所示，通過配置N個(gè)實(shí)施例3的1×2光開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)1N×2N光開關(guān)。圖示的例子是具有8個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端的8×16光開關(guān)，但這可通過在SUS制造的外殼10內(nèi)并排配置8個(gè)實(shí)施例3的光開關(guān)，并將各光纖伸出到外殼外而得到。該光開關(guān)也叫做8連的反射鏡驅(qū)動(dòng)型1×2光開關(guān)。輸入端和輸出端是光纖的端部上設(shè)置的光纖用連接器。與實(shí)施例7的光開關(guān)不同，如果有另外操作驅(qū)動(dòng)裝置的控制裝置，則可任意切換該光開關(guān)的各光路分支。排列配置的1×2光開關(guān)的數(shù)目可變，則可制作4×8光開關(guān)和12×24光開關(guān)。
實(shí)施例9如圖21所示，將3個(gè)實(shí)施例3的1×2的反射鏡驅(qū)動(dòng)型光開關(guān)多級連接時(shí)，得到1×4型光開關(guān)。第一1×2光開關(guān)的2個(gè)輸出光纖上，經(jīng)光纖用連接器分別連接第二和第三光開關(guān)的輸入用光纖。替代經(jīng)連接器連接，可直接融接光纖。連接的3個(gè)光開關(guān)容納在外殼10中，將第一1×2光開關(guān)的輸出光纖作為1個(gè)輸入端，將第二和第三1×2光纖的輸出光纖用作4個(gè)輸出端，得到反射鏡驅(qū)動(dòng)型的1×4光開關(guān)。
通過同樣的多級化法發(fā)展實(shí)施例9，則可構(gòu)成反射鏡驅(qū)動(dòng)型的1×8光開關(guān)、反射鏡驅(qū)動(dòng)型的1×16光開關(guān)、反射鏡驅(qū)動(dòng)型的1×32光開關(guān)等。
構(gòu)成N×M光開關(guān)時(shí)，如實(shí)施例9那樣，樹狀的多級連接不必要左右對稱，可構(gòu)成為根據(jù)N和M的需要值在最終級的前一級中伸出與M的至少一個(gè)相當(dāng)?shù)妮敵龆说慕Y(jié)構(gòu)。由此，可構(gòu)成反射鏡驅(qū)動(dòng)型的1×3光開關(guān)、1×7光開關(guān)、1×9光開關(guān)、1×10光開關(guān)、1×12光開關(guān)等。
實(shí)施例10如圖22所示，按實(shí)施例9的要領(lǐng)，把3個(gè)實(shí)施例7的反射鏡驅(qū)動(dòng)型2×4光開關(guān)連接成多級時(shí)，得到2×8光開關(guān)。與第一2×4光開關(guān)的一個(gè)輸入端對應(yīng)的2個(gè)輸出端上連接第二2×4光開關(guān)的2個(gè)輸入端，與第一2×4光開關(guān)的另一輸入端對應(yīng)的2個(gè)輸出端上連接第三2×4光開關(guān)的2個(gè)輸入端。
作為實(shí)施例10的變更例，也可以在多級連接1×2光開關(guān)、N×2N的N連光開關(guān)(N是2以上的整數(shù))，來構(gòu)成1×2N光開關(guān)。
實(shí)施例11如圖23所示，將反射鏡驅(qū)動(dòng)型的1×2光開關(guān)的輸出端連接到實(shí)施例10的2×8光開關(guān)的輸入端，可構(gòu)成1×8光開關(guān)。
實(shí)施例12圖24是表示本發(fā)明中使用的前端球狀光纖準(zhǔn)直儀的一例的截面圖，圖25是表示各前端球狀光纖100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的截面圖。前端球狀光纖100由傳輸光的纖芯106和覆蓋該纖芯的包覆層107構(gòu)成的本體部101與具有前端球狀部103的準(zhǔn)直儀部102構(gòu)成。準(zhǔn)直儀部102的前端球狀部103在光纖本體部101的端面上融接具有比本體部101的纖芯直徑D0大的纖芯直徑D2的光纖104，加熱熔融光纖104的前端部使之球面化來形成。
把2個(gè)前端球狀光纖100，100配置成準(zhǔn)直儀部102，102相對，射出和入射光束13。從纖芯106傳播過前端球狀部103的光為光束13，從前端球狀光纖100射出。光束13為經(jīng)過準(zhǔn)直的平行光線，即為準(zhǔn)直光。
參考圖25，在將來自前端球狀光纖100的射出光13變?yōu)闇?zhǔn)直光的過程中，前端球狀部103的曲率半徑R、從前端球狀部103的前端到光纖100的纖芯106的末端的距離T以及來自纖芯106的光束擴(kuò)展角(NA)必需滿足下面式(1)表示的條件。sin-1(n1n0·T-RR·NA)=sin-1(NA)+sin-1(T-RR·NA)......(1)]]>其中，N0是空氣的折射率，N1是光纖104的折射率。
來自光纖100的纖芯106的光束需要滿足不照射在光纖104的纖芯的外周或光纖104的外周上的條件。該條件有下面的式(2)表示T≤R2-(D12)2+R+D12·tan(sin-1NA)......(2)]]>由于光束13的擴(kuò)展角NA過大時(shí)，不能滿足式(1)，因此需要滿足下面式(3)。NA≤nn1RT-R......(3)]]>為了使光纖100的纖芯106不殘留在通過加熱熔融形成的前端球狀部103內(nèi)部，需要滿足下面式(4)的條件。
T≥2R ……(4)
圖26表示計(jì)算滿足式(1)～(4)的前端球狀部103的形狀的結(jié)果。對光束的擴(kuò)展角NA，作為參數(shù)計(jì)算前端球狀部的曲率半徑R和纖芯和前端部的距離T。曲線橫軸表示NA，縱軸是將曲率半徑/纖芯直徑參數(shù)化得到的數(shù)值(2R/D2)。R和T由光纖104的纖芯直徑D2規(guī)格化。為得到本發(fā)明的前端球狀光纖準(zhǔn)直儀，最好使2R/D2為1以上，NA為0.01～0.7，并且2T/D2為1.985～32，同時(shí)，制作前端球狀部103，以滿足圖26中除去曲線中央上部的白色部分的凹透鏡狀區(qū)域內(nèi)的斜線部表示的關(guān)系。各斜線表示2T/D2＝4～32的范圍的計(jì)算結(jié)果。
外徑D1為125微米，纖芯直徑D0為10微米的單模光纖本體部101上，融接外徑D1為125微米且纖芯直徑D2為100微米的光纖104，通過使其前端部融熔解熱形成曲率半徑R為200微米的前端球狀部103。準(zhǔn)直儀102的長度T為800微米。變更這樣得到的2根前端球狀光纖100，100之間的距離(mm)，測定插入損耗(dB)，結(jié)果如圖27所示。光纖100，100之間的距離為3.5mm時(shí)，插入損耗為0.7dB，來自前端球狀部103的反射返回量為55dB以上，是低反射的。插入損耗用IL＝-10log10(P1/P0)表示，P0是用光纖連接光源和傳感器時(shí)得到的功率，P1是將前端球狀光纖準(zhǔn)直儀100，100分別連接光源和傳感器時(shí)得到的功率。另外，在前端球狀部103上涂覆防反射膜時(shí)，插入損耗和反射返回量再次降低。關(guān)于實(shí)施例12，變更為準(zhǔn)直儀102的外徑比光纖本體部101的外徑大的結(jié)構(gòu)時(shí)，加熱熔融前端部時(shí)球面形狀的精度和成品率可提高。
實(shí)施例13除將光纖104置換為僅由纖芯構(gòu)成的光纖以外，通過與實(shí)施例12相同的方法，制作前端球狀光纖。由于沒有包覆層，D1＝D2。該前端球狀光纖準(zhǔn)直儀在具有傳輸光的纖芯106的光纖本體部101的端面上融接具有比本體部101的纖芯直徑大的外徑的光纖104b后加熱熔融光纖104b的前端部并球面化。該結(jié)構(gòu)中近似實(shí)施例12，實(shí)現(xiàn)光纖的高耦合。但是，纖芯106和光纖104的接合界面上產(chǎn)生一定散射，來自纖芯106的光到達(dá)光纖104的外周面。為防止這一點(diǎn)，如圖25所示，希望將光纖104做成具有包覆層的結(jié)構(gòu)。
從以上結(jié)果可知，為穩(wěn)定得到校直的平行光線，最好是，D2/D1＞10·D0。在0.8～3的范圍內(nèi)較好。最好是，2R/D2在1～10的范圍內(nèi)，在2～8的范圍內(nèi)最好。另外，T/D2在4～30的范圍內(nèi)較好，更好在5～20的范圍內(nèi)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)得到高精度的位置確定且高再現(xiàn)性的小型低損耗的光開關(guān)。
由于本發(fā)明的前端球狀光纖是低反射且高耦合的，通過使用該光纖，與原來的光纖與透鏡的組合相比，可使光組件小型化。
權(quán)利要求
1.一種光開關(guān)，其特征在于具有1根輸入用光纖、2根輸出用光纖、將從上述輸入用光纖到來的光束的光路從一個(gè)輸出用光纖切換為另一輸出用光纖的反射鏡，上述輸入用光纖與上述反射鏡之間的距離同上述輸出用光纖的每一個(gè)與上述反射鏡之間的距離不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)，其特征在于從上述輸入用光纖入射到上述反射鏡的光束與上述反射鏡的法線的角度在10°以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光開關(guān)，其特征在于上述反射鏡的回轉(zhuǎn)角為20°以下，各輸出用光纖和上述反射鏡的角度為上述反射鏡的回轉(zhuǎn)角的2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的光開關(guān)，其特征在于具有分別由1根輸入用光纖和2根輸出用光纖構(gòu)成的N組輸入輸出系統(tǒng)，和進(jìn)行上述N組輸入輸出系統(tǒng)的切換的1個(gè)反射鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的光開關(guān)，其特征在于將上述1個(gè)輸入用光纖用作輸出用光纖，將上述2個(gè)輸出用光纖用作輸入用光纖。
6.一種光開關(guān)，其特征在于，具有1根輸入用光纖、2根輸出用光纖、反射來自上述輸入用光纖的光束，并使之入射到一個(gè)輸出用光纖的第一反射鏡、來往在來自上述輸入用光纖的光束的光路上的第二反射鏡，和驅(qū)動(dòng)上述第二反射鏡的裝置，由上述驅(qū)動(dòng)裝置將上述第二反射鏡驅(qū)動(dòng)到遮住上述光路的位置時(shí)，來自上述輸入用光纖的光束由上述第二反射鏡反射，入射到另一輸出用光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光開關(guān)，其特征在于上述第一反射鏡是固定式反射鏡，上述第二反射鏡是可移動(dòng)反射鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光開關(guān)，其特征在于通過從上述第一和第二輸出用光纖中的一個(gè)入射光束，由上述第一和第二反射鏡中的一個(gè)反射，入射到上述輸入用光纖，倒轉(zhuǎn)光束的輸入輸出方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8之一所述的光開關(guān)，其特征在于使光束從上述輸入用光纖到上述第一反射鏡的入射角α1與光束從上述輸入用光纖到上述第二反射鏡的入射角α2不同，并且α1與α2的差在0.5°以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6到9之一所述的光開關(guān)，其特征在于光束到上述第一和第二反射鏡的入射角都在20°以下。
11.一種光開關(guān)，其特征在于通過多級連接根據(jù)權(quán)利要求6到10之一所述的多個(gè)光開關(guān)構(gòu)成N×M光開關(guān)。
12.一種光開關(guān)，其特征在于具有根據(jù)權(quán)利要求6到11之一所述的光開關(guān)的結(jié)構(gòu)，是進(jìn)行N個(gè)光路的切換的N×2N光開關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12之一所述的光開關(guān)，其特征在于上述輸入用光纖和上述輸出用光纖的任一個(gè)都由具有傳輸光的纖芯的光纖本體部、在上述光纖本體部的前端上一體融接的前端光纖部構(gòu)成，上述前端光纖部只由具有比上述光纖本體部的纖芯直徑大的纖芯或整體的纖芯構(gòu)成，上述前端光纖部具有前端球狀部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光開關(guān)，其特征在于上述前端光纖部的外徑大于上述光纖本體部的外徑。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的光開關(guān)，其特征在于上述前端光纖部的前端球狀部的曲率半徑大于上述前端光纖部的外徑的一半。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到12之一所述的光開關(guān)，其特征在于上述輸入用光纖和上述輸出用光纖的任一個(gè)都由具有用于傳輸光的纖芯的光纖本體部、與上述光纖本體部一體連接的前端光纖部構(gòu)成，上述前端光纖部具有前端球狀部，上述前端球狀部的曲率半徑R相對上述光纖本體部的外徑D1滿足R＞D1/2的關(guān)系。
17.根據(jù)權(quán)利要求13到16之一所述的光開關(guān)，其特征在于來自上述前端球狀部的光的反射返回量在55dB以上。
18.一種光路切換裝置，其特征在于搭載根據(jù)權(quán)利要求1到12之一所述的光開關(guān)。
19.一種制造權(quán)利要求13到16之一所述的光開關(guān)的方法，其特征在于在具有用于傳輸光的纖芯的光纖本體部的前端一體連接纖芯直徑比上述光纖本體部大的前端光纖部，使上述前端光纖部的前端部球面化。
全文摘要
一種光開關(guān)，包括1根輸入用光纖、2根輸出用光纖、反射來自輸入用光纖的光束并使之入射到一個(gè)輸出用光纖的固定式反射鏡、來往在來自輸入用光纖的光束的光路上的可移動(dòng)反射鏡、和驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)反射鏡的裝置，當(dāng)由驅(qū)動(dòng)裝置將可移動(dòng)反射鏡驅(qū)動(dòng)到遮住光路的位置時(shí)，來自輸入用光纖的光束由可移動(dòng)反射鏡反射，入射到另一輸出用光纖上。
文檔編號G02B6/35GK1417606SQ02157510
公開日2003年5月14日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月18日
發(fā)明者牧尾論 申請人:日立金屬株式會(huì)社