JPH06258673A - Polarization control type spatial optical switch device - Google Patents

Polarization control type spatial optical switch device

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JPH06258673A
JPH06258673A JP5048177A JP4817793A JPH06258673A JP H06258673 A JPH06258673 A JP H06258673A JP 5048177 A JP5048177 A JP 5048177A JP 4817793 A JP4817793 A JP 4817793A JP H06258673 A JPH06258673 A JP H06258673A
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JP
Japan
Prior art keywords
polarization
light
optical path
control type
type spatial
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Withdrawn
Application number
JP5048177A
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Japanese (ja)
Inventor
Tamotsu Akashi
保 赤司
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To adjust the optical path length of the polarization control type spatial optical switch device used for an optical communication network to connect and switch a light signal, to decrease the device scale, and to simplify the manufacture process. CONSTITUTION:This optical switch device is equipped with plural polarized light separators 1a and 1b which are arranged in parallel to incident light and also arranged so that respective polarized light separation planes 1a' and 1b' are parallel, plural polarized light controllers 2a and 2b which are arranged on the incident light sides of the polarized light separators 1a and 1b, and lambda/4 plates 3a and 3b and reflecting members 4a and 4b which are arranged on one of the reflection sides of the respective polarized light separators 1a and 1b at a right angle to passing lights of the polarized light separators 1a and 1b so that the main axis is at 45 deg. to the polarization direction of the incident light.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】(目次) 産業上の利用分野 従来の技術(図23〜図26) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図1,図2) 作用(図1,図2) 実施例(図3〜図22) 発明の効果(Table of Contents) Industrial Application Field of the Prior Art (FIGS. 23 to 26) Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (FIGS. 1 and 2) Operation (FIGS. 1 and 2) Example (FIGS. 3 to 22) Effect of the invention

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光信号の送受信
部あるいは送信路間に設置して、光信号の結線および切
替えを行なうために用いられる偏光制御型空間光スイッ
チ装置に関する。近年、通信・情報処理分野で取り扱う
情報量の大容量化および、システムの高速化等をより高
度に実現するために、光通信によるネットワークが要求
されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization control type spatial optical switch device which is installed between a plurality of optical signal transmitting / receiving sections or transmission paths to connect and switch optical signals. 2. Description of the Related Art In recent years, a network using optical communication is required in order to increase the capacity of information handled in the field of communication and information processing and to achieve higher speeds of systems.

【0003】[0003]

【従来の技術】図23,24,25は、それぞれ従来の
偏光制御型空間光スイッチ装置100,101,102
を示したもので、この図23の偏光制御型空間光スイッ
チ装置100は、特開平H03−48829号公報によ
り、図24の偏光制御型空間光スイッチ装置101は、
特開平H03−200123号公報により、図25の偏
光制御型空間光スイッチ装置102は、特開平H03−
101716号公報により、開示されたものである。
23, 24, and 25 are conventional polarization control type spatial light switch devices 100, 101 and 102, respectively.
The polarization control type spatial light switch apparatus 100 of FIG. 23 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. H03-48829, and the polarization control type spatial light switch apparatus 101 of FIG.
According to Japanese Patent Laid-Open No. H03-200123, the polarization control type spatial optical switch device 102 of FIG.
It was disclosed by the 101716 gazette.

【0004】又、図26は、偏光制御型空間光スイッチ
装置103を示したもので、この偏光制御型空間多段光
スイッチ103は、1992年電子情報通信学会春季大
会講演論文集SC−3−7により開示されたものであ
る。これらの偏光制御型空間光スイッチ装置100,1
01,102、および偏光制御型空間多段光スイッチ装
置103は、光通信のネットワークにおける、装置間,
素子間,光ファイバ間等で、空間多重化された光信号を
可変接続するものである。
FIG. 26 shows a polarization control type spatial optical switch device 103. This polarization control type spatial multi-stage optical switch 103 is a collection of the 1992 Spring Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers SC-3-7. It has been disclosed by. These polarization control type spatial light switch devices 100, 1
01 and 102 and the polarization control type spatial multi-stage optical switch device 103 are used for inter-device communication in an optical communication network,
The spatially multiplexed optical signal is variably connected between elements and between optical fibers.

【0005】又、これらの偏光制御型空間光スイッチ装
置100,101,102、および偏光制御型空間多段
光スイッチ装置103は、多入力多出力が可能であり、
更に、入出力方向を同一方向とするようになっており、
複数用いられることにより多段構成が可能となってい
る。しかしながら、これらの偏光制御型空間光スイッチ
装置100,101,102,103は、全て異なる構
成が採られており、以下において、それぞれの偏光制御
型空間光スイッチ装置の説明を順次していく。
The polarization control type spatial optical switch devices 100, 101 and 102 and the polarization control type spatial multi-stage optical switching device 103 are capable of multi-input multi-output.
Furthermore, the input and output directions are the same,
A multi-stage configuration is possible by using a plurality of them. However, these polarization control type spatial optical switch devices 100, 101, 102, 103 all have different configurations, and in the following, the respective polarization control type spatial optical switch devices will be sequentially described.

【0006】まず、図23の偏光制御型空間光スイッチ
装置100は、偏光分離器(偏光ビームスプリッタ)5
0と、第1反射ブロック57を構成するλ/4板52お
よび反射位置シフト用反射鏡51、更に、第2反射ブロ
ック58を構成するλ/4板54および反射鏡55、そ
の他に偏光制御器53等によって構成されている。ここ
で、偏光分離器50は、その1つの辺と対称位置にある
もう1つの辺との間に、偏光分離面56をそなえてお
り、この偏光分離面56によって、送られて来た入射偏
光を横偏光か縦偏光かで、通過あるいは90°進路を変
更するものである。
First, the polarization control type spatial optical switch device 100 shown in FIG. 23 has a polarization separator (polarization beam splitter) 5
0, a λ / 4 plate 52 and a reflection position shifting reflecting mirror 51 which form a first reflecting block 57, a λ / 4 plate 54 and a reflecting mirror 55 which form a second reflecting block 58, and a polarization controller. It is composed of 53 and the like. Here, the polarization splitter 50 has a polarization splitting surface 56 between its one side and the other side at a symmetrical position. Is a horizontally polarized light or a vertically polarized light, and the passage or the 90 ° path is changed.

【0007】尚、本例では、偏光分離器50の偏光分離
面56は、横偏光の入射光をそのまま透過させるが、縦
偏光の入射光に関しては、90°進路を変更するように
なっているものとする。偏光制御器3,4は、偏光分離
器50の入射側の直前に配置されて、送られて来た入射
光毎に、縦偏光成分を横偏光へ、又は、横偏光成分を縦
偏光へと、入射光の偏光状態を自在に変えるものであ
る。即ち、偏光制御器3,4は、入射光の偏光を制御す
ることにより、偏光分離器50を通過するような偏光状
態で、入射光を通過させたり、偏光分離器50で反射さ
れるような状態で、入射光を通過させたりするものであ
る。
In this example, the polarization splitting surface 56 of the polarization splitter 50 transmits the horizontally polarized incident light as it is, but changes the 90 ° path of the vertically polarized incident light. I shall. The polarization controllers 3 and 4 are arranged immediately in front of the incident side of the polarization separator 50, and change the vertically polarized component into the horizontally polarized component or the horizontally polarized component into the vertically polarized component for each incident light transmitted. , The polarization state of incident light is freely changed. That is, the polarization controllers 3 and 4 control the polarization of the incident light so that the incident light passes through or is reflected by the polarization separator 50 in a polarization state that allows the polarization separator 50 to pass. In this state, it allows incident light to pass through.

【0008】λ/4板52,54は、光軸が入射してく
る光の偏光方向に対して45°となるように配置された
偏光板である。反射鏡55は、送られて来た光を、その
入射時の光路に逆方向で反射するものであり、反射位置
シフト用反射鏡51は、三角形の2辺状に配置された二
枚の反射鏡で、偏光分離器50からの入射光を2度反射
して、送られて来た光路と平行な別の光路に出射するも
のである。
The λ / 4 plates 52 and 54 are polarizing plates arranged so that their optical axes form an angle of 45 ° with respect to the polarization direction of incident light. The reflecting mirror 55 reflects the transmitted light in the opposite direction to the optical path at the time of its incidence, and the reflecting position shifting reflecting mirror 51 is composed of two reflections arranged in a triangular two-sided shape. The mirror reflects the incident light from the polarization separator 50 twice, and emits it to another optical path parallel to the optical path that has been sent.

【0009】このような構成の偏光制御型空間光スイッ
チ装置100により、図23に示すように、横方向、も
しくは縦方向の単一偏光で入射された光の偏光状態を、
まず、偏光制御器53によって、偏光分離器50を通過
する偏光か、そこで反射される偏光のどちらかに決定す
ることで、光路の選択を行なう。例えば、Y1からの入
射光を光路シフトせずに、そのままの位置Y1で出射す
る場合は、偏光制御器53により、入射光は、横偏光の
状態で偏光分離器50に出射される。この結果、この横
偏光の光は、偏光分離面56を通過して光路シフトを受
けることなく横偏光の状態で、入射時と同様にY1の位
置から出射されてく。
With the polarization control type spatial optical switch device 100 having such a configuration, as shown in FIG. 23, the polarization state of the light incident as a single polarized light in the horizontal direction or the vertical direction can be changed.
First, the polarization controller 53 determines whether the polarized light passes through the polarized light separator 50 or the polarized light reflected by the polarized light separator 50, thereby selecting an optical path. For example, when the incident light from Y1 is emitted at the position Y1 without shifting the optical path, the polarization controller 53 causes the incident light to be emitted to the polarization separator 50 in a laterally polarized state. As a result, this laterally polarized light passes through the polarization splitting surface 56 and is laterally polarized without undergoing an optical path shift, and is emitted from the position Y1 as in the case of incidence.

【0010】あるいは、入射光をY1からY2の位置に
光路シフトして出射する場合は、偏光制御器53によ
り、Y1からの入射光は、縦偏光の状態で偏光分離器5
0へ出射される。このように、入射光は、縦偏光に制御
されたことにより、偏光分離器50の偏光分離面56で
90°進路を変更するように反射させられて、λ/4板
52を透過し反射位置シフト用反射鏡51へ送られる。
Alternatively, when the incident light is shifted from the Y1 position to the Y2 position and emitted, the polarization controller 53 causes the incident light from the Y1 to be vertically polarized in the polarization splitter 5.
Emitted to 0. As described above, since the incident light is controlled to be vertically polarized, it is reflected by the polarization splitting surface 56 of the polarization splitter 50 so as to change its course by 90 °, passes through the λ / 4 plate 52, and is reflected. It is sent to the shift reflecting mirror 51.

【0011】そして、縦偏光の光は、反射位置シフト用
反射鏡51で光路シフトされたのち(図23の矢印b参
照)、再び、λ/4板52を透過して、偏光分離器50
へ送られる。この際、縦偏光の光は、λ/4板52を二
度通過するため、その偏光が90°回転し横偏光にな
る。このため、この横偏光に変更された光は、偏光制御
器53からの入射時と異なり、偏光分離器50の偏光分
離面56を反射せずに透過して、更に、λ/4板54を
通過し反射鏡55へ送られる。
Then, the vertically polarized light is subjected to optical path shift by the reflection position shifting reflecting mirror 51 (see arrow b in FIG. 23), and then again passes through the λ / 4 plate 52 to obtain the polarization separator 50.
Sent to. At this time, since the vertically polarized light passes through the λ / 4 plate 52 twice, the polarized light is rotated by 90 ° and becomes horizontal polarized light. For this reason, the light changed to the laterally polarized light is transmitted through the polarization separation surface 56 of the polarization separator 50 without being reflected, unlike when it is incident from the polarization controller 53, and is further passed through the λ / 4 plate 54. It passes and is sent to the reflecting mirror 55.

【0012】反射鏡55へ送られた光は、ここで、反射
鏡55への入射時と同じ光路で反射されて、再び、λ/
4板54を通過して偏光分離器50へ送られる。この
際、横偏光の光は、λ/4板54を二度通過するため、
その偏光が90°回転し縦偏光となり、偏光分離器50
の偏光分離面56で反射して、入射時とは異なりY2の
位置から出射されるのである。
The light sent to the reflecting mirror 55 is reflected here by the same optical path as when the light enters the reflecting mirror 55, and again λ /
It passes through the four plates 54 and is sent to the polarization separator 50. At this time, since the horizontally polarized light passes through the λ / 4 plate 54 twice,
The polarized light is rotated by 90 ° to become vertical polarized light, and the polarization separator 50
The light is reflected by the polarization splitting surface 56 and is emitted from the position of Y2, unlike when it is incident.

【0013】又、図24の偏光制御型空間光スイッチ装
置101は、偏光分離器50と、第1反射ブロック60
を構成するλ/4板52および光路変更素子(プリズ
ム)59、更に、第2反射ブロック61を構成するλ/
4板54および反射鏡55、その他に偏光制御器53等
によって構成されている。即ち、この偏光制御型空間光
スイッチ装置101は、先の偏光制御型空間光スイッチ
装置100の反射位置シフト用反射鏡51の代わりに光
路変更素子59を使用したものである。
In addition, the polarization control type spatial light switch device 101 of FIG. 24 has a polarization separator 50 and a first reflection block 60.
Of the λ / 4 plate 52 and the optical path changing element (prism) 59, and the second reflection block 61, λ /
The four plates 54 and the reflecting mirror 55, as well as the polarization controller 53 and the like. That is, the polarization control type spatial light switch apparatus 101 uses the optical path changing element 59 instead of the reflection position shifting reflecting mirror 51 of the polarization control type spatial light switch apparatus 100.

【0014】ここで、偏光分離器50,λ/4板52,
54,偏光制御器53,反射鏡55,光路変更素子59
は、先に偏光制御型空間光スイッチ装置100の説明で
記した通りである。尚、偏光制御型空間光スイッチ装置
101で使用される偏光分離器50は、本例では、偏光
制御型空間光スイッチ装置100の場合と配置が異な
り、90度ずれたものとなっている。又、光路変更素子
59は、入射光をその送られて来た光路と平行な別の光
路にシフトして反射するものである。
Here, the polarization separator 50, the λ / 4 plate 52,
54, polarization controller 53, reflecting mirror 55, optical path changing element 59
Is as described above in the description of the polarization control type spatial optical switch device 100. In this example, the polarization separator 50 used in the polarization control type spatial light switch device 101 is different in arrangement from that of the polarization control type spatial light switch device 100, and is displaced by 90 degrees. The optical path changing element 59 shifts and reflects the incident light to another optical path parallel to the sent optical path.

【0015】このような構成の偏光制御型空間光スイッ
チ装置101により、先の偏光制御型空間光スイッチ装
置100と同様の作用がなされるのであるが、光路シフ
トのために光路変更素子59が使用されているため、反
射位置シフト用反射鏡51と異なり、どの入射位置の光
も一定量だけ光路シフトして出射される。又、図25の
偏光制御型空間光スイッチ装置102は、先の偏光制御
型空間光スイッチ装置100と同様に、光を入射位置毎
の所定量で光路シフトするようになっている。
The polarization control type spatial light switch apparatus 101 having the above-described structure has the same operation as the polarization control type spatial light switch apparatus 100, but the optical path changing element 59 is used for shifting the optical path. Therefore, unlike the reflection-position-shifting reflecting mirror 51, the light at any incident position is emitted with its optical path shifted by a certain amount. Further, the polarization control type spatial light switch apparatus 102 of FIG. 25 is configured to shift the light path by a predetermined amount for each incident position, like the polarization control type spatial light switch apparatus 100 described above.

【0016】しかしながら、この偏光制御型空間光スイ
ッチ装置102は、先に述べたように偏光制御型空間光
スイッチ装置100と異なった構成が採られている。即
ち、この偏光制御型空間光スイッチ装置102は、偏光
分離器62−1,62−2,62−3と、2つの反射鏡
をそなえた光路変換器63、および偏光制御器53等に
よって構成されている。
However, the polarization control type spatial light switch apparatus 102 has a different structure from the polarization control type spatial light switch apparatus 100 as described above. That is, the polarization control type spatial optical switch device 102 is composed of polarization splitters 62-1, 62-2, 62-3, an optical path converter 63 having two reflecting mirrors, a polarization controller 53 and the like. ing.

【0017】ここで、偏光制御器53は、先の偏光制御
型空間光スイッチ装置100,101で説明した通りの
ものである。偏光分離器62−1,62−2,62−3
は、先の偏光制御型空間光スイッチ装置100,101
で使用された偏光分離器50とサイズが異なるだけであ
り、又、2段目の出力側にそなえられた偏光分離器62
−3のみ、配置が90度ずらされている。
Here, the polarization controller 53 is as described in the above-mentioned polarization control type spatial light switch devices 100 and 101. Polarization splitters 62-1, 62-2, 62-3
Is the above-mentioned polarization control type spatial optical switch device 100, 101.
The polarization separator 50 is different in size from the polarization separator 50 used in the above, and the polarization separator 62 provided on the output side of the second stage.
Only -3, the arrangement is shifted by 90 degrees.

【0018】光路変換器63は、三角形の2辺状に配置
された二枚の反射鏡と、三角柱状のガラスロッドによっ
て構成されたものであり、反射位置シフト用反射鏡51
と同様の要領で、偏光分離器62からの入射光を2度反
射して、送られて来た光路と平行な別の光路に出射する
ものである。このような構成の偏光制御型空間光スイッ
チ装置102により、図25に示すように、例えば、Y
5,Y6からの入射光を光路シフトせずに、そのままの
位置で出射する場合は、Y5からの入射光は、横偏光の
状態で偏光分離器62−1へ、又、Y6からの入射光
は、偏光分離器62−2,62−3へ出射される。
The optical path changer 63 is composed of two reflecting mirrors arranged in a triangular two-sided shape and a triangular rod-shaped glass rod, and the reflecting position shifting reflecting mirror 51.
In the same manner as the above, the incident light from the polarization splitter 62 is reflected twice and is emitted to another optical path parallel to the optical path sent. With the polarization control type spatial optical switch device 102 having such a configuration, as shown in FIG.
5, when the incident light from Y6 is emitted at the position as it is without optical path shift, the incident light from Y5 is incident on the polarization separator 62-1 in the state of lateral polarization, and also from the incident light from Y6. Is emitted to the polarization separators 62-2 and 62-3.

【0019】そして、これらの光は、先の偏光制御型空
間光スイッチ装置100,101の場合と同様の要領
で、入射時と同様にY5,Y6の位置のまま、装置から
出射されていく。あるいは、Y5からの入射光をY6の
位置に光路シフトして出射する場合は、Y5からの入射
光は、縦偏光の状態で偏光分離器62−1へ出射され
て、ここで、反射させられて、光路変換器63側へ送ら
れる。
Then, these lights are emitted from the device in the same manner as in the case of the polarization control type spatial light switch devices 100 and 101, in the same positions as Y5 and Y6 at the time of incidence. Alternatively, when the incident light from Y5 is output after being shifted in the optical path to the position of Y6, the incident light from Y5 is emitted to the polarization separator 62-1 in a vertically polarized state and is reflected here. And sent to the optical path changing device 63 side.

【0020】そして、この縦偏光の光は、光路変換器6
3で光路シフトをされたのち、偏光分離器62−3へ送
られて縦偏光であるため反射させられて、Y6の位置か
ら出射される。又、Y6からの入射光をY5の位置に光
路シフトして出射する場合は、Y6からの入射光は、縦
偏光の状態で偏光分離器62−2へ出射されて、ここ
で、反射させられて偏光分離器62−1側へ送られる。
そして、この縦偏光の光は、偏光分離器62−1の偏光
分離面で再度反射させられることにより、光路シフトし
てY5の位置から出射されるのである。
Then, the vertically polarized light is converted into the optical path changer 6.
After being subjected to the optical path shift at 3, the light is sent to the polarization separator 62-3, is reflected because it is vertically polarized light, and is emitted from the position of Y6. Further, when the incident light from Y6 is output after being shifted in the optical path to the position of Y5, the incident light from Y6 is emitted to the polarization separator 62-2 in a vertically polarized state and is reflected there. And is sent to the polarization separator 62-1 side.
Then, the vertically polarized light is reflected by the polarization splitting surface of the polarization splitter 62-1 again, so that the light path is shifted and the light is emitted from the position of Y5.

【0021】又、図26の偏光制御型空間光スイッチ装
置103は、複数の偏光分離器64とガラスロッド6
5、偏光制御器53′によって構成されている。即ち、
この偏光制御型空間多段光スイッチ装置103は、先の
偏光制御型空間光スイッチ装置102の光路変換器63
を、向かい合う2つの偏光分離器64で代用するととも
に、空間光スイッチ装置102では偏光分離器がそなえ
られなかった空間に、ガラスロッド65をそなえ、更
に、このようなものを光のシフト方向に複数並べたもの
である。
Further, the polarization control type spatial light switch device 103 of FIG. 26 has a plurality of polarization separators 64 and a glass rod 6.
5 and a polarization controller 53 '. That is,
The polarization control type spatial multi-stage optical switch device 103 is the same as the optical path converter 63 of the polarization control type spatial optical switch device 102.
Is replaced by two polarization splitters 64 facing each other, and a glass rod 65 is provided in the space where the polarization splitter cannot be provided in the spatial optical switch device 102. Further, a plurality of such devices are provided in the light shift direction. They are arranged.

【0022】このような構成の偏光制御型空間光スイッ
チ装置103により、図26に示すように、先の説明の
偏光制御型空間光スイッチ装置102における入射光の
処理が、各列毎に行なわれ、より多くの光の処理が可能
となるのである。
As shown in FIG. 26, the polarization control type spatial light switch apparatus 103 having such a configuration performs the processing of the incident light in the polarization control type spatial light switch apparatus 102 described above for each column. , More light can be processed.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の偏光制御型空間光スイッチでは、光の入射
時の光路に対して外側の位置に、大きなスペースを必要
とする光路シフト用の素子を配置する必要がある。この
ために、スイッチへの入射光方向に対して横方向に小型
化することが不可能となる課題がある。
However, in the conventional polarization control type spatial optical switch as described above, an element for optical path shift which requires a large space at a position outside the optical path when light is incident. Need to be placed. For this reason, there is a problem that it becomes impossible to reduce the size in the lateral direction with respect to the direction of light incident on the switch.

【0024】又、このような構成においては、光路シフ
ト用の素子においてスイッチへの入射光方向と同方向に
ビームをシフトさせ、又、そのシフト量が出射位置を決
めるため、光のスイッチへの入射時の方向に対して小型
化することも不可能となる課題がある。その他にも、光
路シフト用の素子の位置合わせの点で、高い精度が必要
とされるため、実装の際に困難が伴うという課題があ
る。更に、多入力化のために光路シフト用の素子の形状
を変更する場合にも、高い作成精度が要求されて製造の
工程が困難なものになってしまうという課題がある。
又、光路を変更される光の光路長が比較的長くなってし
まうために、ビームの広がりが大きくなってしまう。つ
まり、空間を伝播した光ビームの直径は徐々に広がって
いくのであるが、光路長が異なると、その光ビームの広
がり具合も異なるため、受光部ではその光を効率良く受
光するために特別の設備を設ける必要が生じてしまい、
製造の工程が複雑になるだけでなく、コスト高にもつな
がってしまうという課題がある。
Further, in such a structure, the beam is shifted in the same direction as the incident light direction to the switch in the optical path shifting element, and the shift amount determines the emission position, so that the light to the switch is changed. There is a problem that it is impossible to reduce the size in the incident direction. In addition, high precision is required in terms of alignment of the element for shifting the optical path, which causes a problem in that mounting is difficult. Further, even when the shape of the element for shifting the optical path is changed to increase the number of inputs, there is a problem that high manufacturing accuracy is required and the manufacturing process becomes difficult.
Further, since the optical path length of the light whose optical path is changed becomes relatively long, the beam spread becomes large. In other words, the diameter of the light beam propagating through the space gradually expands. However, if the optical path length is different, the extent of spread of the light beam also differs. It is necessary to install equipment,
There is a problem that not only the manufacturing process becomes complicated, but also the cost increases.

【0025】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、光スイッチを各方向毎に小型化可能なものと
し、又、実装,作成精度に伴う困難を無くすとともに、
光路長を短くすることのできる偏光制御型空間光スイッ
チ装置を提供することを目的とする。
The present invention was devised in view of the above problems, and enables the optical switch to be miniaturized in each direction, and eliminates the difficulty associated with mounting and manufacturing accuracy.
An object of the present invention is to provide a polarization control type spatial optical switch device capable of shortening the optical path length.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】図1は第1の発明の原理
図で、この図1において、30は偏光制御型空間光スイ
ッチ装置で、この偏光制御型空間光スイッチ装置30
は、以下の説明の各部材により構成されている。即ち、
偏光制御型空間光スイッチ装置30には、複数の偏光分
離器1a,1bが、入射光に対して並列に配設され、且
つ、それぞれの偏光分離面1a′,1b′が平行になる
ように配置されている。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of the first invention. In FIG. 1, reference numeral 30 denotes a polarization control type spatial light switch device, and this polarization control type spatial light switch device 30.
Is composed of each member described below. That is,
In the polarization control type spatial light switch device 30, a plurality of polarization splitters 1a and 1b are arranged in parallel with respect to the incident light, and the polarization splitting surfaces 1a ′ and 1b ′ are parallel to each other. It is arranged.

【0027】これとともに、偏光制御型空間光スイッチ
装置30は、上記の偏光分離器1a,1bの入射光側
に、それぞれ偏光制御器2a,2bを配置している。そ
して、各偏光分離器1a,1bの反射側の一方には、主
軸が入射光の偏光方向と45°をなすように偏光分離器
1a,1bの通過光に対して垂直に、λ/4板3a,3
bおよび反射鏡4a,4bが配置されている。
At the same time, in the polarization control type spatial light switch device 30, the polarization controllers 2a and 2b are arranged on the incident light sides of the polarization separators 1a and 1b, respectively. Then, on one of the reflection sides of each of the polarization separators 1a and 1b, the λ / 4 plate is perpendicular to the passing light of the polarization separators 1a and 1b so that the main axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. 3a, 3
b and the reflecting mirrors 4a and 4b are arranged.

【0028】ここで、偏光分離器1a,1bは、偏光分
離面1a′,1b′により入射光の一方の偏光成分を通
過させ、この偏光成分と直交する他方の偏光成分を反射
させて出力するものである。偏光制御器2a,2bは、
偏光分離器1a,1bの入射光側にそれぞれ配置され、
外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま又は直
交方向に変化させて出力するものである。λ/4板3
a,3bは、直線偏光の入力光を円偏光に、あるいは円
偏光の入力光を直線偏光に変換させる偏光板であり、反
射部材4a,4bは、入射光を同一光路に反射するもの
である(請求項1)。
Here, the polarization separators 1a and 1b allow one polarization component of the incident light to pass through the polarization separation surfaces 1a 'and 1b', and reflect the other polarization component orthogonal to this polarization component and output it. It is a thing. The polarization controllers 2a and 2b are
They are arranged on the incident light sides of the polarization splitters 1a and 1b,
According to external control, the polarization direction of the input light is output as it is or after being changed to the orthogonal direction. λ / 4 plate 3
Reference numerals a and 3b denote polarizing plates that convert linearly polarized input light into circularly polarized light or circularly polarized input light into linearly polarized light, and the reflecting members 4a and 4b reflect incident light to the same optical path. (Claim 1).

【0029】そして又、この偏光制御型空間光スイッチ
装置30を、光路シフトを行なうべく構成された偏光制
御型空間光スイッチユニットとし、これ複数組み合わせ
て、多段構成の偏光制御型空間光スイッチ装置とするこ
ともできる。この場合、各偏光制御型空間光スイッチユ
ニットには、それぞれに応じた複数の偏光分離器が設け
られ、これらの偏光分離器が入射光に対して並列に配設
され、且つ、それぞれの偏光分離面が平行になるように
配置されている。あるいは、これらの複数の偏光分離器
のいくつかのものの代わりに、それらの機能を兼用する
偏光分離器が配置されている。
Further, the polarization control type spatial light switch device 30 is used as a polarization control type spatial light switch unit configured to shift the optical path, and a plurality of these are combined to form a multi-stage polarization control type spatial light switch device. You can also do it. In this case, each polarization control type spatial optical switch unit is provided with a plurality of polarization separators corresponding to each, and these polarization separators are arranged in parallel with respect to the incident light, and each polarization separation device The planes are arranged so that they are parallel to each other. Alternatively, instead of some of these multiple polarization separators, a polarization separator also serving their function is arranged.

【0030】これとともに、各偏光制御型空間光スイッ
チユニットには、各偏光分離器の入射光側に、それぞれ
偏光制御器を配置されている。そして、各偏光分離器の
反射側の一方には、各偏光分離器に応じたλ/4板およ
び反射鏡が、入射光の偏光方向と主軸が45°をなすよ
うに、偏光分離器の通過光に対して垂直に配置されてい
る(請求項2,3)。
At the same time, in each polarization control type spatial light switch unit, a polarization controller is arranged on the incident light side of each polarization separator. Then, on one of the reflection sides of each polarization separator, a λ / 4 plate and a reflection mirror corresponding to each polarization separator pass through the polarization separator so that the main axis and the polarization direction of the incident light form 45 °. It is arranged perpendicular to the light (claims 2 and 3).

【0031】図2は第2の発明の原理図で、この図2に
おいて、40は偏光制御型空間光スイッチ装置で、この
偏光制御型空間光スイッチ装置40は、以下の各部材に
よって構成されている。即ち、偏光制御型空間光スイッ
チ装置40には、複数の偏光分離器1a,1bが、入射
光に対して並列に配設され、且つ、それぞれの偏光分離
面1a′,1b′が交差する方向に配設されている。
FIG. 2 is a principle diagram of the second invention. In FIG. 2, reference numeral 40 denotes a polarization control type spatial optical switch device, and the polarization control type spatial optical switch device 40 is composed of the following members. There is. That is, in the polarization control type spatial optical switch device 40, a plurality of polarization splitters 1a and 1b are arranged in parallel with respect to the incident light, and the polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' intersect each other. It is installed in.

【0032】これとともに、偏光制御型空間光スイッチ
装置40には、偏光分離器1a,1bの入射光側に、偏
光制御器2a,2bが配置されており、各偏光分離器1
a,1bの反射側の一方には、主軸が入射光の偏光方向
と45°をなすように偏光分離器1a,1bの通過光に
対して垂直に、λ/4板3a,3bおよび反射鏡4a,
4bが配置されている。
At the same time, in the polarization control type spatial optical switch device 40, the polarization controllers 2a and 2b are arranged on the incident light sides of the polarization separators 1a and 1b, respectively.
On one of the reflection sides of a and 1b, the λ / 4 plates 3a and 3b and the reflecting mirror are perpendicular to the light passing through the polarization separators 1a and 1b so that the principal axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. 4a,
4b is arranged.

【0033】更に、偏光分離光の行き来する偏光分離器
1a,1bの間には、偏光成分変更部5が、主軸が入射
光の偏光方向と45°をなすように、偏光分離器1a,
1bの通過光に対して垂直に配置されている。この偏光
成分変更部5は、一方の偏光成分から他方の偏光成分ま
たはその逆に変更するものであり、λ/2板あるいは2
枚のλ/4板によって構成されたものである(請求項
4,6,7)。
Further, between the polarized light separators 1a and 1b where the polarized light separated light comes and goes, the polarized light component changing unit 5 is arranged so that the main axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light.
It is arranged perpendicular to the passing light of 1b. The polarization component changing unit 5 changes one polarization component to the other polarization component or vice versa.
It is composed of one λ / 4 plate (claims 4, 6, 7).

【0034】又、この偏光制御型空間光スイッチ装置4
0を、光路シフトを行なうべく構成された偏光制御型空
間光スイッチユニットとし、大きさの異なるものを複数
組み合わせて、多段構成としても構わない(請求項
5)。ところで、上述の第1,2の発明の偏光制御型空
間光スイッチ装置30,40を、光路シフトを行なうべ
く構成された第1,2の偏光制御型空間光スイッチユニ
ットとし、これらを組み合わせて、多段構成の偏光制御
型空間光スイッチ装置とすることもできる。
The polarization control type spatial light switch device 4 is also provided.
0 is a polarization control type spatial optical switch unit configured to perform optical path shift, and a plurality of units having different sizes may be combined to form a multi-stage configuration (claim 5). By the way, the polarization control type spatial light switch devices 30 and 40 of the first and second inventions described above are used as first and second polarization control type spatial light switch units configured to perform optical path shift, and by combining these, A polarization control type spatial light switch device having a multi-stage configuration can also be used.

【0035】この場合、各偏光制御型空間光スイッチユ
ニットには、それぞれに応じた複数の偏光分離器が設け
られ、これらの偏光分離器が入射光に対して並列に配設
され、且つ、それぞれの偏光分離面が平行あるいは交差
する方向になるように配置されている。各偏光制御型空
間光スイッチユニットのその他の構成に関しては、偏光
制御型空間光スイッチ装置30,40と同様である(請
求項8)。
In this case, each polarization control type spatial light switch unit is provided with a plurality of polarization separators corresponding thereto, and these polarization separators are arranged in parallel with respect to the incident light, and respectively. Are arranged so that the polarization separation planes of are parallel or intersecting. The other configurations of the polarization control type spatial light switch units are the same as those of the polarization control type spatial light switch devices 30 and 40 (claim 8).

【0036】又、上述の各空間光スイッチおよび各空間
光スイッチユニットは、入出力側の何れかに、入射光の
偏光状態によって、入射光の光路長を変える光路長調整
手段6を設けられる場合がある(請求項9)。そして、
この光路長調整手段6は、偏光分離器1をそなえてお
り、更に、この偏光分離器1の各反射側には、主軸が入
射光の偏光方向と45°をなすように、偏光分離器の通
過光に対して垂直に配置された、λ/4板と反射部材と
がそなえられて構成されている(請求項10)。
Further, in each of the spatial light switches and each of the spatial light switch units described above, an optical path length adjusting means 6 for changing the optical path length of the incident light depending on the polarization state of the incident light is provided on one of the input and output sides. There is (claim 9). And
This optical path length adjusting means 6 comprises a polarization separator 1, and further, on each reflection side of this polarization separator 1, the polarization separator 1 is arranged so that the main axis forms an angle of 45 ° with the polarization direction of the incident light. A λ / 4 plate and a reflecting member, which are arranged perpendicular to the transmitted light, are provided (claim 10).

【0037】尚、上述の各空間光スイッチにおいて、そ
れらの構成要素の間に空間が生じた場合に、空間に、光
透過部材を設けてもよい(請求項11)。又、上述の各
空間光スイッチにおける各反射部材としては、反射鏡が
使用されるか、あるいは、各λ/4板またはその保護用
ガラスに形成された、反射コーティング部8が使用され
る(請求項12,13)。
In each of the spatial light switches described above, when a space is generated between the constituent elements, a light transmitting member may be provided in the space (claim 11). Further, as each reflecting member in each of the above-mentioned spatial light switches, a reflecting mirror is used, or a reflecting coating portion 8 formed on each λ / 4 plate or its protective glass is used. (12, 13).

【0038】[0038]

【作用】上述の第1の発明の偏光制御型空間光スイッチ
30では、図1に示すように、一方の偏光成分を有する
入力光を、偏光制御器2a,2bによって、その偏光方
向を制御する。これにより、入力光が偏光分離器1a,
1bの偏光分離面1a′,1b′を、そのままの光路で
通過する。
In the polarization control type spatial light switch 30 of the first invention described above, the polarization direction of the input light having one polarization component is controlled by the polarization controllers 2a and 2b as shown in FIG. . As a result, the input light is polarized by the polarization splitter 1a,
It passes through the polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' of 1b in the same optical path.

【0039】又、偏光制御器2a,2bにおける偏光方
向の制御によって、他方の偏光成分を有する入力光を、
偏光分離器1a,1bの偏光分離面1a′,1b′で反
射させることにより、光路シフトを行なう。あるいは、
偏光分離器1a,1bの偏光分離面1a′,1b′で反
射させた入力光を、必要に応じてλ/4板3a,3bと
反射部材4a,4bとに経由させて、もう一方の偏光分
離器1b,1aの偏光分離面1b′,1a′で反射させ
て光路シフトを行なう(請求項1)。
By controlling the polarization direction in the polarization controllers 2a and 2b, the input light having the other polarization component is changed to
The optical path is shifted by reflecting the light on the polarization separation surfaces 1a 'and 1b' of the polarization separators 1a and 1b. Alternatively,
The input light reflected by the polarization splitting surfaces 1a ′, 1b ′ of the polarization splitters 1a, 1b is passed through the λ / 4 plates 3a, 3b and the reflecting members 4a, 4b as necessary, and the other polarization The polarized light separating surfaces 1b 'and 1a' of the separators 1b and 1a are reflected to shift the optical path (claim 1).

【0040】又、偏光制御型空間光スイッチ装置30を
偏光制御型空間光スイッチユニットとし、これ複数組み
合わせて、多段構成化した偏光制御型空間光スイッチ装
置においては、以下の処理が行なわれる。即ち、複数の
偏光制御型空間光スイッチユニットのそれぞれが、一方
の偏光成分を有する入力光を、偏光制御器によって、そ
の偏光方向を制御し、偏光分離器の偏光分離面をそのま
まの光路で通過させる。
Further, in the polarization control type spatial light switch device in which the polarization control type spatial light switch device 30 is used as a polarization control type spatial light switch unit and a plurality of the polarization control type spatial light switch units are combined into a multi-stage configuration, the following processing is performed. That is, each of the plurality of polarization control type spatial light switch units controls the polarization direction of the input light having one polarization component by the polarization controller, and passes the polarization separation surface of the polarization separator in the same optical path. Let

【0041】これとともに、同じく偏光制御器における
偏光方向の制御によって、他方の偏光成分を有する入力
光を、偏光分離器の偏光分離面で反射させることによ
り、光路シフトを行なう。あるいは、偏光分離器の偏光
分離面で反射させた入力光を、必要に応じてλ/4板と
反射部材とに経由させて、もう一方の偏光分離器の偏光
分離面で反射させることにより、光路シフトを行なう
(請求項2)。
At the same time, by controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surface of the polarization splitter to shift the optical path. Alternatively, the input light reflected by the polarization separation surface of the polarization separator is passed through the λ / 4 plate and the reflecting member as necessary, and reflected by the polarization separation surface of the other polarization separator, The optical path is shifted (claim 2).

【0042】又、上述の第2の発明の偏光制御型空間光
スイッチ40では、図2に示すように、その偏光方向を
偏光制御器2a,2bにおける偏光方向の制御によっ
て、一方の偏光成分を有する入力光を、偏光分離器1
a,1bの偏光分離面1a′,1b′をそのままの光路
で通過させる。これとともに、同じく偏光制御器2a,
2bにおける偏光方向の制御によって、他方の偏光成分
を有する入力光を、偏光分離器1a,1bの偏光分離面
1a′,1b′で反射させる。
In the polarization control type spatial optical switch 40 of the second invention, as shown in FIG. 2, one polarization component is controlled by controlling the polarization direction in the polarization controllers 2a and 2b. The input light having the polarization splitter 1
The polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' of a and 1b are allowed to pass through the optical paths as they are. Along with this, the polarization controller 2a,
By controlling the polarization direction in 2b, the input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' of the polarization splitters 1a and 1b.

【0043】そして、この反射させられた入力光は、偏
光成分変更部5へ送られて、ここを通過することで、そ
の偏光成分を一方の偏光成分に変更させられて、λ/4
板3a,3bと反射部材4a,4bとへ送られる。その
のち、この入力光は、λ/4板3a,3bと反射部材4
a,4bとを経由して、もう一方の偏光分離器1b,1
aの偏光分離面1b′,1a′で反射させられることに
より、光路シフトを行なう(請求項4)。
Then, the reflected input light is sent to the polarization component changing section 5 and, by passing therethrough, the polarization component is changed to one polarization component and λ / 4.
It is sent to the plates 3a and 3b and the reflecting members 4a and 4b. After that, this input light is transmitted to the λ / 4 plates 3a and 3b and the reflecting member 4
a and 4b, and the other polarization separator 1b, 1
The light is shifted by being reflected by the polarization splitting surfaces 1b 'and 1a' of a (claim 4).

【0044】又、偏光制御型空間光スイッチ装置40を
偏光制御型空間光スイッチユニットとし、これを複数組
み合わせて、多段構成化した偏光制御型空間光スイッチ
装置においては、以下の処理が行なわれる。即ち、複数
の大きさの異なる偏光制御型空間光スイッチユニットの
それぞれが、偏光制御器における偏光方向の制御によっ
て、一方の偏光成分を有する入力光を、偏光分離器の偏
光分離面をそのままの光路で通過させる。
Further, in the polarization control type spatial light switch device in which the polarization control type spatial light switch device 40 is used as a polarization control type spatial light switch unit and a plurality of the polarization control type spatial light switch units are combined into a multi-stage configuration, the following processing is performed. That is, each of the plurality of polarization control type spatial optical switch units of different sizes controls the polarization direction in the polarization controller so that the input light having one polarization component passes through the polarization splitting surface of the polarization splitter as it is. To pass through.

【0045】これとともに、偏光制御器における偏光方
向の制御によって、他方の偏光成分を有する入力光を偏
光分離器の偏光分離面で反射させる。これにより、入力
光は偏光成分変更部5へ送られて、ここを通過すること
で、一方の偏光成分に変更されて、λ/4板と反射部材
とに送られる。そして、入力光は、λ/4板と反射部材
とを経由して、もう一方の偏光分離器の偏光分離面で反
射させられることにより、光路シフトを行なう(請求項
5)。
At the same time, by controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surface of the polarization splitter. As a result, the input light is sent to the polarization component changing unit 5 and, by passing therethrough, is changed to one polarization component and sent to the λ / 4 plate and the reflecting member. Then, the input light passes through the λ / 4 plate and the reflecting member, and is reflected by the polarization splitting surface of the other polarization splitter to shift the optical path (claim 5).

【0046】ところで、第1,2の発明の偏光制御型空
間光スイッチ装置30,40を、それぞれ偏光制御型空
間光スイッチユニットとし、これら組み合わせて、多段
構成化した偏光制御型空間光スイッチ装置においては、
以下の処理が行なわれる。即ち、偏光制御型空間光スイ
ッチ装置30によって構成された空間光スイッチユニッ
トでは、一方の偏光成分を有する入力光を、偏光制御器
によって、その偏光方向を制御し、偏光分離器1a,1
bの偏光分離面1a′,1b′を、そのままの光路で通
過させる。
By the way, the polarization control type spatial light switch devices of the first and second aspects of the invention are used as polarization control type spatial light switch units, respectively, and a combination of these is used in a polarization control type spatial light switch device. Is
The following processing is performed. That is, in the spatial light switch unit constituted by the polarization control type spatial light switch device 30, the polarization direction of the input light having one polarization component is controlled by the polarization controller, and the polarization separators 1a, 1
The polarized light separating surfaces 1a 'and 1b' of b are passed through the optical path as they are.

【0047】これとともに、偏光制御器における偏光方
向の制御によって、他方の偏光成分を有する入力光を、
偏光分離器1a,1bの偏光分離面1a′,1b′で反
射させることにより、光路シフトを行なう。あるいは、
偏光分離器1a,1bの偏光分離面1a′,1b′で反
射させた入力光を、必要に応じてλ/4板3a,3bと
反射部材4a,4bとを経由させ、もう一方の偏光分離
器1b,1aの偏光分離面1b′,1a′で反射させる
ことにより、光路シフトを行なう。
At the same time, the input light having the other polarization component is controlled by the control of the polarization direction in the polarization controller.
The optical path is shifted by reflecting the light on the polarization separation surfaces 1a 'and 1b' of the polarization separators 1a and 1b. Alternatively,
The input light reflected by the polarization splitting surfaces 1a ′, 1b ′ of the polarization splitters 1a, 1b is passed through the λ / 4 plates 3a, 3b and the reflecting members 4a, 4b as necessary, and the other polarization splitting is performed. The optical path is shifted by reflecting the light on the polarization splitting surfaces 1b 'and 1a' of the containers 1b and 1a.

【0048】上記のような要領で、偏光制御型空間光ス
イッチ装置30による空間光スイッチユニットは、送ら
れて来た光を指定された光路で、偏光制御型空間光スイ
ッチ装置40による空間光スイッチユニットへ出射す
る。あるいは、逆に偏光制御型空間光スイッチ装置40
による空間光スイッチユニットからの入力光を、上記の
ように処理していくのである。
In the above-mentioned manner, the spatial light switch unit of the polarization control type spatial light switch device 30 uses the polarization control type spatial light switch device 40 in the designated optical path for the transmitted light. Emit to the unit. Alternatively, conversely, the polarization control type spatial light switch device 40
The input light from the spatial light switch unit is processed as described above.

【0049】又、偏光制御型空間光スイッチ装置40に
よって構成された空間光スイッチユニットでは、偏光制
御器における偏光方向の制御によって、一方の偏光成分
を有する入力光を、偏光分離器1a,1bの偏光分離面
1a′,1b′を、そのままの光路で通過させる。これ
とともに、偏光制御器における偏光方向の制御によっ
て、他方の偏光成分を有する入力光を、偏光分離器1
a,1bの偏光分離面1a′,1b′で反射させる。
Further, in the spatial light switch unit constituted by the polarization control type spatial light switch device 40, the input light having one polarization component is controlled by the polarization controller to control the polarization direction. The polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' are allowed to pass through the optical path as they are. At the same time, by controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having the other polarization component is transmitted to the polarization separator 1
It is reflected by the polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' of a and 1b.

【0050】そののち、偏光成分変更部5を通過さるこ
とにより、その偏光成分を一方のものに変換させて、λ
/4板3a,3bと反射部材4a,4bとへ送る。そし
て、λ/4板3a,3bと反射部材4a,4bとを経由
させて、もう一方の偏光分離器1b,1aの偏光分離面
1b′,1a′で反射させることにより、光路シフトを
行なう。
After that, by passing through the polarization component changing section 5, the polarization component is converted into one and λ
/ 4 plates 3a, 3b and reflecting members 4a, 4b. Then, the light path is shifted by passing through the λ / 4 plates 3a and 3b and the reflecting members 4a and 4b and reflecting the light by the polarization splitting surfaces 1b 'and 1a' of the other polarization splitters 1b and 1a.

【0051】上記のような要領で、偏光制御型空間光ス
イッチ装置30による空間光スイッチユニットからの入
力光を、上記のように処理していく。又は、偏光制御型
空間光スイッチ装置40による空間光スイッチユニット
は、送られて来た光を指定された光路で、偏光制御型空
間光スイッチ装置30による空間光スイッチユニットへ
出射するのである(請求項8)。
In the above-mentioned manner, the input light from the spatial light switch unit by the polarization control type spatial light switch device 30 is processed as described above. Alternatively, the spatial light switch unit of the polarization control type spatial light switch device 40 emits the transmitted light to the spatial light switch unit of the polarization control type spatial light switch device 30 along a designated optical path (claim). Item 8).

【0052】ところで又、上記の各空間光スイッチある
いは各空間光スイッチユニットにおいて、その入出力側
の何れかに、光路長調整手段6が配設された場合では、
入射光の偏光状態によって、その光路長が変えられる。
即ち、光路長調整手段6の偏光分離器1の偏光分離面
1′は、入射光の一方の偏光成分を通過させることによ
り、光路長を各空間光スイッチあるいは各空間光スイッ
チユニットによって得られる長さだけにする。
By the way, in the above spatial light switches or spatial light switch units, if the optical path length adjusting means 6 is disposed on either the input or output side,
The optical path length is changed depending on the polarization state of the incident light.
That is, the polarization splitting surface 1'of the polarization splitter 1 of the optical path length adjusting means 6 allows one spatial component of the incident light to pass therethrough, so that the optical path length is obtained by each spatial optical switch or each spatial optical switch unit. Only do it.

【0053】又、光路長調整手段6の偏光分離器1は、
先の偏光成分と直交する他方の偏光成分を反射させ、λ
/4板と反射部材とを経由させてから、再び、反射して
出射することにより、光の光路長を所定の量だけ追加す
る(請求項9,10)。
The polarization separator 1 of the optical path length adjusting means 6 is
Reflect the other polarization component orthogonal to the previous polarization component,
After passing through the / 4 plate and the reflection member, and then reflected and emitted again, the optical path length of light is added by a predetermined amount (claims 9 and 10).

【0054】[0054]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 (a)第1実施例の説明 図3,4は本発明の第1実施例を示す模式図で、この図
3,4において、30は偏光制御型空間光スイッチ装置
で、この偏光制御型空間光スイッチ装置30は、入出力
方向が同一方向となっており、光路シフトを多入力多出
力で行なうものである。即ち、本実施例にかかる偏光制
御型空間光スイッチ装置も、先述の従来例と同様に光通
信のネットワークにおける、装置間,素子間,光ファイ
バ間等で空間多重化された光信号を可変接続するための
ものとして使用される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (A) Description of First Embodiment FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams showing a first embodiment of the present invention. In FIGS. 3 and 4, reference numeral 30 denotes a polarization control type spatial light switch device. The optical switch device 30 has the same input and output directions and performs optical path shift with multiple inputs and multiple outputs. That is, the polarization control type spatial optical switch device according to the present embodiment also variably connects the spatially multiplexed optical signals among the devices, between the elements, between the optical fibers, etc. in the optical communication network as in the above-mentioned conventional example. It is used to

【0055】この偏光制御型空間光スイッチ装置30
は、以下の各部材を適所に配設することにより構成され
たものである。即ち、偏光制御型空間光スイッチ装置3
0には、偏光分離器1a,1bが、入射光に対して並列
に、且つ、それぞれの偏光分離面1a′,1b′が平行
になるように配設されている。これとともに、偏光制御
型空間光スイッチ装置30には、偏光分離器1a,1b
の入射光側に、それぞれ偏光制御器2a,2bが配置さ
れている。更に、各偏光分離器1a,1bの反射側の一
方には、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすよう
に、偏光分離器1a,1bの通過光と垂直に、λ/4板
3a,3bおよび反射鏡(反射部材)4a,4bが配置
されている。
The polarization control type spatial light switch device 30.
Is configured by arranging the following members in appropriate places. That is, the polarization control type spatial light switch device 3
At 0, polarization separators 1a and 1b are arranged in parallel to the incident light, and their polarization separation surfaces 1a 'and 1b' are parallel to each other. At the same time, the polarization control type spatial optical switch device 30 includes the polarization separators 1a and 1b.
Polarization controllers 2a and 2b are respectively arranged on the incident light side of. Further, on one of the reflection sides of each of the polarization separators 1a and 1b, the λ / 4 plate 3a is perpendicular to the light passing through the polarization separators 1a and 1b so that the main axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. , 3b and reflecting mirrors (reflecting members) 4a, 4b are arranged.

【0056】ここで、偏光分離器1a,1bは、偏光分
離面1a′,1b′で入射光の一方の偏光成分を通過さ
せ、この偏光成分と直交する他方の偏光成分を反射させ
て出力するものである。尚、本例における偏光分離器1
a,1bの偏光分離面1a′,1b′は、横偏光の光を
通過させ、縦偏光の光を反射させるものとする。偏光制
御器2a,2bは、外部制御に応じて入力光の偏光方向
を、そのまま又は直交方向に変化させて出力するもので
あり、このため、外部制御によって入射光の偏光面を9
0°回転させることのできる液晶偏光制御素子によって
構成されている。
Here, the polarization separators 1a and 1b allow one polarization component of the incident light to pass through the polarization separation surfaces 1a 'and 1b', and reflect the other polarization component orthogonal to this polarization component and output it. It is a thing. The polarization separator 1 in this example
The polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' of a and 1b pass the horizontally polarized light and reflect the vertically polarized light. The polarization controllers 2a and 2b output the polarization direction of the input light as it is or by changing the polarization direction of the input light to the orthogonal direction according to the external control.
It is composed of a liquid crystal polarization control element that can be rotated by 0 °.

【0057】λ/4板3a,3bは、主軸が入射光の偏
光方向と45°をなすように偏光分離器1の通過光と垂
直に配置されたもので、つまり、入射光が直線偏光なら
円偏光に、円偏光なら直線偏光に変換して出射するもの
であり、反射鏡4a,4bは、入射光を同一光路に反射
するものである。尚、反射部材としての反射鏡4a,4
bの代わりに、λ/4板3a,3b又はその保護用ガラ
スに反射コーティングを施して、その代用としてもよ
い。又、空間光スイッチ構成要素の間に生じる空間に、
その空間に応じたサイズのガラスロッド(光透過部材)
を設けても構わない。
The λ / 4 plates 3a and 3b are arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separator 1 so that their principal axes form 45 ° with the polarization direction of the incident light, that is, if the incident light is linearly polarized light. Circularly polarized light is converted into circularly polarized light and then emitted, and the reflection mirrors 4a and 4b reflect incident light to the same optical path. Incidentally, the reflecting mirrors 4a, 4 as reflecting members
Instead of b, the λ / 4 plates 3a, 3b or their protective glass may be provided with a reflective coating to substitute them. Also, in the space created between the spatial optical switch components,
A glass rod (light transmission member) of a size suitable for the space
May be provided.

【0058】このような構成により、図3に示すよう
に、入力光の光路シフトを行なわない場合は、それぞれ
縦横何れかの偏光成分を有する入力光A1,A2が、偏
光制御器2a,2bへ送られて来ると、以下の処理が施
される。即ち、偏光制御器2a,2bによって、入力光
A1,A2の偏光方向を制御するのであるが、この時、
入力光A1,A2が横偏光であれば、そのままの偏光状
態で通過させ、又、縦偏光であるならば、横偏光に回転
させて通過させる。この結果、入力光A1,A2は、偏
光分離器1a,1bの偏光分離面1a′,1b′をその
ままの光路で通過する。尚、これらの偏光制御器2a,
2bは、予め外部から個別に制御を施しておくのであ
る。
With such a configuration, as shown in FIG. 3, when the optical path of the input light is not shifted, the input light A1 and A2 having vertical and horizontal polarization components respectively enter the polarization controllers 2a and 2b. When sent, the following processing is performed. That is, the polarization directions of the input lights A1 and A2 are controlled by the polarization controllers 2a and 2b. At this time,
If the input lights A1 and A2 are horizontally polarized, they are passed as they are, and if they are vertically polarized, they are rotated to be horizontally polarized and passed. As a result, the input lights A1 and A2 pass through the polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' of the polarization splitters 1a and 1b without changing their optical paths. In addition, these polarization controllers 2a,
2b is individually controlled in advance from the outside.

【0059】又、図4に示すように、入力光の光路シフ
トを行なう場合は、それぞれ縦横何れかの偏光成分を有
する入力光A1′,A2′が、偏光制御器2a,2bへ
送られて来ると、以下の処理が施される。即ち、偏光制
御器2a,2bによって、入力光A1′,A2′の偏光
方向を制御するのであるが、この時、入力光A1′,A
2′が縦偏光であれば、そのままの偏光状態で通過さ
せ、又、横偏光であるならば、縦偏光に回転させて通過
させる。尚、これらの偏光制御器2a,2bは、予め外
部から個別に制御を施しておくのである。
Further, as shown in FIG. 4, when the optical path of the input light is shifted, the input light A1 ', A2' having either vertical or horizontal polarization components is sent to the polarization controllers 2a, 2b. When it comes, the following processing is performed. That is, the polarization directions of the input lights A1 'and A2' are controlled by the polarization controllers 2a and 2b. At this time, the input lights A1 'and A2' are controlled.
If 2'is the vertically polarized light, it is passed as it is, and if it is the horizontally polarized light, it is rotated to be the vertically polarized light and passed. The polarization controllers 2a and 2b are individually controlled in advance from the outside.

【0060】このような、偏光制御器2a,2bにおけ
る偏光方向の制御によって、入力光A1′,A2′は、
縦偏光の偏光状態で偏光分離器1a,1bへ出力され
る。そして、偏光分離器1aへ送られた入力光A1′
は、偏光分離面1a′によって反射されて90°進路を
変更されたのち、更に、偏光分離器1bの偏光分離面1
b′によって反射されて90°進路を変更されることに
より、その光路がY1からY2へシフトされて装置から
出力される。
By controlling the polarization directions in the polarization controllers 2a and 2b as described above, the input lights A1 'and A2' are
The vertically polarized light is output to the polarization separators 1a and 1b. Then, the input light A1 ′ sent to the polarization separator 1a
Is reflected by the polarization splitting surface 1a 'to change its course by 90 °, and then the polarization splitting surface 1a of the polarization splitter 1b is further changed.
The optical path is shifted from Y1 to Y2 by being reflected by b ′ and changing the 90 ° path, and is output from the device.

【0061】又、偏光分離器1bへ送られた光A2′
は、偏光分離面1b′で反射されて90°進路を変更さ
れることにより、λ/4板3bを通過したのち反射鏡4
bを反射して、再びλ/4板3bを通過し偏光分離器1
bへ送り戻される。そして、偏光分離器1bへ送り戻さ
れた光A2′は、先の場合と異なり、偏光分離面1b′
を通過し、更に、偏光分離器1aの偏光分離面1a′を
も通過する。何故ならば、偏光分離器1bへ送り戻され
た光A2′は、λ/4板3bを二度通過しているので、
その偏光状態を縦偏光から横偏光へ変換されているから
である。即ち、光A2′は、λ/4板3bによって縦偏
光から円偏光へと変換され、反射鏡4bで反射されて光
の進行方向が逆転するため、逆回転の円偏光となるの
で、λ/4板3bによって今度は横偏光へと変換される
のである。
The light A2 'sent to the polarization separator 1b is also used.
Is reflected by the polarization splitting surface 1b 'and the course thereof is changed by 90 ° so that the light passes through the λ / 4 plate 3b and then the reflecting mirror 4
b is reflected and again passes through the λ / 4 plate 3b, and the polarization separator 1
sent back to b. Then, the light A2 'sent back to the polarization separator 1b is different from the above case in that the polarization separation surface 1b' is different.
And further passes through the polarization splitting surface 1a 'of the polarization splitter 1a. Because the light A2 ′ sent back to the polarization separator 1b has passed through the λ / 4 plate 3b twice,
This is because the polarization state is converted from vertical polarization to horizontal polarization. That is, the light A2 'is converted from the vertically polarized light into the circularly polarized light by the λ / 4 plate 3b, is reflected by the reflecting mirror 4b, and the traveling direction of the light is reversed. This is converted into horizontal polarized light by the four plates 3b.

【0062】そののち、偏光分離面1a′を通過した光
A2′は、λ/4板3aと反射鏡4aとを、先のλ/4
板3bと反射鏡4bとの場合と同様の要領で経由する。
この結果、光A2′は、縦偏光の状態で偏光分離器1a
へ送り戻されることになり、偏光分離器1aの偏光分離
面1a′で反射されて、90°進路を変更されることに
より、光路をY2からY1へシフトされて出力される。
尚、本例では、各偏光制御器2a,2bに対して1入力
1出力としたが、特に複数の入出力であっても構わな
い。又、本例においては、偏光分離器1a,1bの偏光
分離面1a′,1b′は横偏光の光を通過させ、縦偏光
の光を反射させるようにしたが、縦偏光の光を通過さ
せ、横偏光の光を反射させるようにしても構わない。勿
論、このようにした場合、上述の各入力光は、光路シフ
トするならば横偏光に、光路シフトしないならば縦偏光
へと、偏光制御器2a,2bによって制御される。
After that, the light A2 'that has passed through the polarization splitting surface 1a' passes through the λ / 4 plate 3a and the reflecting mirror 4a and has the previous λ / 4.
The board 3b and the reflecting mirror 4b are routed in the same manner.
As a result, the light A2 'is vertically polarized and is polarized by the polarization separator 1a.
Then, the light is reflected back by the polarization separation surface 1a 'of the polarization separator 1a and the course of the light is changed by 90 °, so that the optical path is shifted from Y2 to Y1 and output.
In this example, one input and one output are used for each of the polarization controllers 2a and 2b, but a plurality of inputs and outputs may be used. Further, in this example, the polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' of the polarization splitters 1a and 1b pass the horizontally polarized light and reflect the vertically polarized light, but they pass the vertically polarized light. Alternatively, the horizontally polarized light may be reflected. Of course, in this case, each of the above-mentioned input lights is controlled by the polarization controllers 2a and 2b to be horizontally polarized if the optical path is shifted and vertically polarized if the optical path is not shifted.

【0063】以上において述べてきたように、偏光制御
型空間光スイッチ装置30は、外部制御により自在に光
路シフトを行なうことができる。この結果、空間光スイ
ッチ装置30は、光通信のネットワークにおける、装置
間,素子間,光ファイバ間等において、空間多重化され
た光信号の可変接続を実現するのである。又、上述の各
偏光制御型空間光スイッチ装置は、その偏光制御器の数
を光路シフトに応じた数とする他、図9,10の斜視図
に示すように、シフト方向に対して垂直方向に増やし
て、二次元アレイ化することもできる。
As described above, the polarization control type spatial optical switch device 30 can freely shift the optical path by external control. As a result, the spatial optical switch device 30 realizes variable connection of spatially multiplexed optical signals between devices, devices, optical fibers, etc. in an optical communication network. Further, in each of the above-mentioned polarization control type spatial optical switch devices, the number of polarization controllers is set according to the optical path shift, and as shown in the perspective views of FIGS. Can be increased to a two-dimensional array.

【0064】このように、偏光分離器1a,1bと偏光
制御器2a,2b、そして、λ/4板3a,3bと反射
部材4a,4bとをそなえ、偏光分離器1a,1b自身
に光路シフトのための素子としての機能を与えることに
より、大きなスペースを必要とする光路シフト用の素子
を配置する必要が無くなる。このために、スイッチへの
入射光方向に対して横方向への小型化が可能となるとと
もに、光の入射時の方向に対して小型化することも可能
となる。更に、光路シフト用の素子を用いないので、素
子の実装および作成の際に伴う困難が省かれ、製造の工
程が簡単なものとなり、コストも低く抑えられる。又、
λ/4板またはその保護用ガラスに反射コーティングを
施すことにより、反射鏡のスペース分を縮小することが
可能となる。
As described above, the polarization separators 1a and 1b, the polarization controllers 2a and 2b, the λ / 4 plates 3a and 3b, and the reflection members 4a and 4b are provided, and the optical path shift is performed on the polarization separators 1a and 1b themselves. By providing a function as an element for the optical path, it is not necessary to dispose an element for optical path shifting which requires a large space. Therefore, it is possible to reduce the size in the lateral direction with respect to the direction of light incident on the switch, and also to reduce the size in the direction of light incident. Further, since the element for shifting the optical path is not used, the difficulties involved in mounting and producing the element are omitted, the manufacturing process is simplified, and the cost is kept low. or,
By applying a reflective coating to the λ / 4 plate or its protective glass, it is possible to reduce the space for the reflecting mirror.

【0065】ところで、上述の偏光制御型空間光スイッ
チ装置30は、その出射側に、もう1つ空間光スイッチ
装置30を縦列するようにして配設し、且つ、それぞれ
の空間光スイッチ装置30の構成要素の一部を変更する
ことにより、多段構成が可能となっている。以下、図
5,6,7,8を用いて、偏光制御型空間光スイッチ装
置30を元にして構成された多段の空間光スイッチの説
明を行なう。
By the way, in the above-mentioned polarization control type spatial light switch device 30, another spatial light switch device 30 is arranged in tandem on the emission side thereof, and each of the spatial light switch devices 30 is arranged. A multi-stage configuration is possible by changing some of the components. Hereinafter, a multistage spatial optical switch configured based on the polarization control type spatial optical switch device 30 will be described with reference to FIGS.

【0066】図5は多段構成の偏光制御型空間光スイッ
チ装置を示したもので、この多段構成の空間光スイッチ
装置は、4入力4出力の構成を採られ、図22に示すよ
うな、等価ネットワークを形成するものである。この多
段構成の空間光スイッチ装置は、入射側に偏光制御型空
間光スイッチユニット30′を配設し、これに縦列する
ように、偏光制御型空間光スイッチユニット31を配設
することにより構成されている。
FIG. 5 shows a polarization control type spatial optical switch device having a multistage structure. This multistage spatial light switch device has a 4-input 4-output structure and is equivalent to that shown in FIG. It forms a network. This multi-staged spatial light switch device is configured by arranging a polarization control type spatial light switch unit 30 'on the incident side and arranging a polarization control type spatial light switch unit 31 so as to be arranged in tandem. ing.

【0067】この偏光制御型空間光スイッチユニット3
0′は、上述の偏光制御型空間光スイッチ30の偏光制
御器2a,2bの代わりに、偏光制御器2cを用いられ
たものであり、その他に関しては同様の構成である。そ
して、偏光制御型空間光スイッチユニット31は、以下
の各装置を適所に配設することにより構成されたもので
ある。即ち、偏光制御型空間光スイッチユニット31に
は、偏光分離器1c,1dが、入射側の光スイッチユニ
ットの偏光分離器1a,1bの出射側に、縦列配置され
ており、さらに、偏光分離器1e,1fが、偏光分離器
1c,1dの出射側に縦列配置されている。
This polarization control type spatial light switch unit 3
Reference numeral 0'is a polarization controller 2c used in place of the polarization controllers 2a and 2b of the polarization control type spatial optical switch 30 described above, and has the same configuration in other respects. The polarization control type spatial light switch unit 31 is configured by disposing the following devices in appropriate places. That is, in the polarization control type spatial optical switch unit 31, the polarization separators 1c and 1d are arranged in cascade on the emission side of the polarization separators 1a and 1b of the incident side optical switch unit. 1e and 1f are arranged in series on the emission side of the polarization separators 1c and 1d.

【0068】又、これらの偏光分離器1c,1d,1
e,1fは、光の出射方向に対して、それぞれの設置場
所の相対的な位置を空間的にずらされてある。即ち、偏
光分離器1cと偏光分離器1eとの間には、各偏光分離
器の一辺の長さAの空間部分が設けらている。又、この
空間を長さAの半分の距離Bだけ互いに詰めるようにし
て、偏光分離器1dと偏光分離器1fとが配設されてい
る(図5のA,Bを参照)。尚、これらの偏光分離器1
c,1d,1e,1fの偏光分離面1c′,1d′,1
e′,1f′は、全て同一方向を向くように配置されて
いる。
Further, these polarization separators 1c, 1d, 1
In e and 1f, the relative positions of the respective installation locations are spatially displaced with respect to the light emission direction. That is, a space having a length A on one side of each polarization separator is provided between the polarization separators 1c and 1e. Further, the polarization separator 1d and the polarization separator 1f are arranged so as to fill the space with each other by a distance B which is half the length A (see A and B in FIG. 5). In addition, these polarization separators 1
Polarization splitting surfaces 1c ', 1d', 1 of c, 1d, 1e, 1f
e ′ and 1f ′ are all arranged so as to face the same direction.

【0069】又、偏光制御型空間光スイッチユニット3
1には、偏光分離器1c,1dの入射側(つまり、偏光
分離器1a,1bと偏光分離器1c,1dとの間)に、
偏光制御器2dが配置されている。そして更に、偏光分
離器1c,1d,1e,1fの反射側の一方に、主軸が
入射光の偏光方向と45°をなすように、各偏光分離器
の通過光に対して垂直に、λ/4板3c,3dおよび反
射鏡4c,4dが配置されている。
Further, the polarization control type spatial light switch unit 3
1, on the incident side of the polarization separators 1c and 1d (that is, between the polarization separators 1a and 1b and the polarization separators 1c and 1d),
A polarization controller 2d is arranged. Further, at one of the reflection sides of the polarization separators 1c, 1d, 1e, 1f, λ / is perpendicular to the light passing through each polarization separator so that the main axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. Four plates 3c and 3d and reflecting mirrors 4c and 4d are arranged.

【0070】ここで、偏光分離器1c,1d,1e,1
fは、先述の偏光分離器1a,1bと同様のものであ
り、これらの偏光分離面1c′,1d′,1e′,1
f′は、偏光分離器1a,1bのものと同様に、横偏光
の光を通過させ縦偏光の光の進路を90°変更させるも
のとなっている。又、λ/4板3c,3d,反射鏡4
c,4dも、先述のλ/4板3a,3b,反射鏡4a,
4bと同様のものであるが、偏光分離器1c,1d,1
e,1fから反射されて送られて来る入力光の全てを受
光できるように、そのサイズが拡大されたものである。
Here, the polarization separators 1c, 1d, 1e, 1
f is the same as the above-mentioned polarization splitters 1a and 1b, and these polarization splitting surfaces 1c ', 1d', 1e ', 1
f'is similar to that of the polarization separators 1a and 1b, and allows the horizontally polarized light to pass therethrough and changes the course of the vertically polarized light by 90 °. Also, the λ / 4 plates 3c and 3d, the reflecting mirror 4
c and 4d are also the λ / 4 plates 3a and 3b, the reflecting mirror 4a,
4b but with polarization splitters 1c, 1d, 1
The size is enlarged so that all the input light reflected and transmitted from e and 1f can be received.

【0071】そして、偏光制御器2cは、入射光の光路
シフト回数に適応するために、偏光分離器1aに対して
液晶偏光制御素子7a,7bを、又、偏光分離器1d,
1fに対して液晶偏光制御素子7c,7dをそなえて構
成されている。又、同様に偏光制御器2dも、入射光の
光路シフト回数に適応するために、偏光分離器1aに対
して液晶偏光制御素子7e,7fを、又、偏光分離器1
bに対して液晶偏光制御素子7g,7hをそなえて構成
されている。
Then, the polarization controller 2c includes the liquid crystal polarization control elements 7a and 7b for the polarization separator 1a and the polarization separators 1d and 1d in order to adapt to the number of times the incident light is shifted.
The liquid crystal polarization control elements 7c and 7d are provided for 1f. Similarly, in the polarization controller 2d, the liquid crystal polarization control elements 7e and 7f are provided to the polarization separator 1a and the polarization separator 1 to adapt to the number of optical path shifts of the incident light.
Liquid crystal polarization control elements 7g and 7h are provided for b.

【0072】これらの液晶偏光制御素子7a,7b,7
c,7d,7e,7f,7g,7hは、それぞれを個別
に外部制御に応じて90°回転させる制御が可能となっ
ており、その個別制御次第で入射光の偏光状態をそのま
ま、若しくは90°回転させて出射するといった選択が
可能となっている。このような構成により、図5に示す
ように、各入射位置Y1〜Y4の入力光は、光路シフト
を行なわない場合は、先述の偏光制御型空間光スイッチ
30の場合と同様の要領で、そのままの光路で出射され
る。即ち、偏光制御器2c,2dの各液晶偏光制御素子
の制御を予め行なっておくことによって、入力光の偏光
方向が横偏光に変換され、入力光は、各偏光分離器の偏
光分離面をそのままの光路で通過する。
These liquid crystal polarization control elements 7a, 7b, 7
The c, 7d, 7e, 7f, 7g, and 7h can be individually controlled to be rotated by 90 ° in accordance with external control, and the polarization state of the incident light can be kept unchanged or 90 ° depending on the individual control. It is possible to rotate and emit. With such a configuration, as shown in FIG. 5, the input light at each of the incident positions Y1 to Y4 is directly subjected to the same procedure as in the polarization control type spatial light switch 30 described above when the optical path is not shifted. Is emitted in the optical path of. That is, by controlling each liquid crystal polarization control element of the polarization controllers 2c and 2d in advance, the polarization direction of the input light is converted into lateral polarization, and the input light is directly reflected by the polarization separation surface of each polarization separator. Pass by the optical path.

【0073】又、入力光の光路シフトを行なう場合、例
えば、Y2の位置の入力光をY4あるいはY1の位置に
光路シフトする場合は、以下の処理が行なわれる。即
ち、光路Y2から入力光は、入射側の偏光制御型空間光
スイッチユニット30′によって、先述の偏光制御型空
間光スイッチ30の場合と同様の要領で、光路Y2から
光路Y4へ光路シフトされる。
When the optical path of the input light is shifted, for example, when the optical path of the input light at the position Y2 is shifted to the position Y4 or Y1, the following processing is performed. That is, the input light from the optical path Y2 is shifted from the optical path Y2 to the optical path Y4 by the incident side polarization control type spatial light switch unit 30 'in the same manner as in the case of the polarization control type spatial light switch 30 described above. .

【0074】そして、最終の出射位置が光路Y4である
場合は、光路Y4へシフトした上記の入力光を、出射側
の偏光制御型空間光スイッチユニット31の偏光制御器
2dの液晶偏光制御素子7hで横偏光に制御する。この
結果、液晶偏光制御素子7hからの入力光は、光路シフ
トされずに、Y4の光路のままで最終的に出力される。
When the final emission position is the optical path Y4, the liquid crystal polarization control element 7h of the polarization controller 2d of the polarization control type spatial light switch unit 31 on the emission side is used for the input light shifted to the optical path Y4. To control laterally polarized light. As a result, the input light from the liquid crystal polarization control element 7h is finally output in the Y4 optical path without being shifted in the optical path.

【0075】あるいは、最終の出射位置がY1である場
合は、上記の入射側の偏光制御型空間光スイッチユニッ
ト30′で、光路Y2から光路Y4へ光路シフトされた
入力光は、以下の処理を受ける。即ち、偏光制御型空間
光スイッチユニット31の偏光制御器2dの液晶偏光制
御素子7hによって、光路シフトのため縦偏光に制御さ
れる。
Alternatively, when the final emission position is Y1, the input light, which has been subjected to the optical path shift from the optical path Y2 to the optical path Y4 by the polarization control type spatial light switch unit 30 'on the incident side, is subjected to the following processing. receive. That is, the liquid crystal polarization control element 7h of the polarization controller 2d of the polarization control type spatial light switch unit 31 controls the vertical polarization for the optical path shift.

【0076】その結果、液晶偏光制御素子7hからの光
は、縦偏光の状態で偏光分離器1dに入射し、偏光分離
面1d′で90°進路を変更され、λ/4板3dおよび
反射鏡4dへ送られる。そして、λ/4板3dおよび反
射鏡4dを経由することにより、光は横偏光となり、再
び偏光分離器1dの偏光分離面1d′へ送られて、今度
はここを通過する。
As a result, the light from the liquid crystal polarization control element 7h enters the polarization separator 1d in the vertically polarized state, is changed in its course by 90 ° at the polarization separation surface 1d ', and is transmitted through the λ / 4 plate 3d and the reflecting mirror. Sent to 4d. Then, the light becomes laterally polarized by passing through the λ / 4 plate 3d and the reflecting mirror 4d, is again sent to the polarization splitting surface 1d 'of the polarization splitter 1d, and passes through here.

【0077】偏光分離面1d′を通過したのち、この横
偏光の入力光は、偏光分離器1c,1eの間を抜けて、
λ/4板3cおよび反射鏡4cへ送られる。そして、λ
/4板3cおよび反射鏡4cを経由して縦偏光となり、
再び、偏光分離器1dの偏光分離面1d′へ送られて、
ここで90°進路を変更されて、偏光分離器1fの偏光
分離面1f′へ送られる。
After passing through the polarization splitting surface 1d ', the horizontally polarized input light passes through between the polarization splitters 1c and 1e,
It is sent to the λ / 4 plate 3c and the reflecting mirror 4c. And λ
/ 4 plate 3c and reflecting mirror 4c to become vertically polarized light,
Again, it is sent to the polarization splitting surface 1d 'of the polarization splitter 1d,
Here, the path is changed by 90 ° and the light is sent to the polarization separation surface 1f ′ of the polarization separator 1f.

【0078】偏光分離面1f′へ送られた縦偏光の光
は、偏光分離面1f′で90°進路を変更されて、λ/
4板3dおよび反射鏡4dへ送られ、ここを経由して横
偏光となったのち、再び偏光分離器1f側へ送られる。
再度、偏光分離器1fへ送られた光は、その偏光成分が
横偏光であるがため、偏光分離器1fの偏光分離面1
f′および偏光分離器1eの偏光分離面1e′を通過す
る。
The vertically-polarized light sent to the polarization splitting surface 1f 'has its course changed by 90 ° at the polarization splitting surface 1f' to obtain λ /
It is sent to the 4 plate 3d and the reflecting mirror 4d, and after passing therethrough, it becomes laterally polarized light, and then sent again to the polarization separator 1f side.
Again, the light sent to the polarization separator 1f has its polarization component laterally polarized, so the polarization separation surface 1 of the polarization separator 1f
f'and the polarization separation surface 1e 'of the polarization separator 1e.

【0079】そして、偏光分離面1e′を通過したの
ち、この横偏光の入力光は、λ/4板3cおよび反射鏡
4cを経由して縦偏光となって、再び、偏光分離器1e
の偏光分離面1e′へ送られ、ここで、90°進路を変
更されることにより、光路Y1の入射位置へ光路シフト
されて最終的に出力される。又、Y2の位置の入力光を
Y3の位置に光路シフトする場合は、入射側の偏光制御
型空間光スイッチユニット30′によって、光路Y2の
入力光は横偏光に制御されて、光路Y2のままで偏光制
御型空間光スイッチ31側へ出力される。
After passing through the polarization splitting surface 1e ', the horizontally polarized input light becomes vertical polarization via the λ / 4 plate 3c and the reflecting mirror 4c, and again the polarization splitter 1e.
Is transmitted to the polarization splitting surface 1e ′ of the optical path, and the path is changed by 90 °, whereby the optical path is shifted to the incident position of the optical path Y1 and finally output. When the input light at the position Y2 is to be shifted to the position Y3 by the optical path, the polarization control type spatial optical switch unit 30 'on the incident side controls the input light at the optical path Y2 to the lateral polarization, and the optical path Y2 remains unchanged. Is output to the polarization control type spatial light switch 31 side.

【0080】そして、この横偏光の入力光は、偏光制御
型空間光スイッチユニット31の偏光制御器2dの液晶
偏光制御素子7fによって、光路シフトのため縦偏光に
シフトされて、偏光分離器1cへ出力される。偏光分離
器1cへ出力された縦偏光の入力光は、偏光分離器1c
の偏光分離面1c′で90°進路を変更されたのち、更
に、偏光分離器1dの偏光分離面1d′で90°進路を
変更されることにより、光路Y3にシフトされる。
Then, the horizontally polarized input light is shifted to the vertically polarized light by the liquid crystal polarization control element 7f of the polarization controller 2d of the polarization control type spatial light switch unit 31 so as to shift the light path to the polarization splitter 1c. Is output. The vertically polarized input light output to the polarization separator 1c is the polarization separator 1c.
After the 90 ° path is changed by the polarization splitting surface 1c ′ of 1 and the 90 ° path is further changed by the polarization splitting surface 1d ′ of the polarization separator 1d, the light is shifted to the optical path Y3.

【0081】光路Y3にシフトされた縦偏光の光は、偏
光分離器1fの偏光分離面1f′へ送られて、ここで9
0°進路を変更される。そして、この縦偏光の光は、λ
/4板3dおよび反射鏡4dを経由して横偏光となり、
再び偏光分離器1fの偏光分離面1f′へ送られて、今
度はここを通過する。偏光分離面1f′を通過したの
ち、横偏光の光は、更に、偏光分離器1cと偏光分離器
1eの間の空間を通過して、λ/4板3cおよび反射鏡
4cへ送られる。そして、λ/4板3cおよび反射鏡4
cへ送られた光は、これらを経由して、今度は縦偏光の
状態で、再び偏光分離器1fの偏光分離面1f′へ送ら
れる。その結果、偏光分離面1f′で90°進路を変更
され、Y3の出射位置へ光路シフトされて最終的な出力
とされる。
The vertically polarized light shifted to the optical path Y3 is sent to the polarization separation surface 1f 'of the polarization separator 1f, where 9
0 degree course changed. Then, this vertically polarized light is λ
It becomes laterally polarized light via the / 4 plate 3d and the reflecting mirror 4d,
It is again sent to the polarization separation surface 1f 'of the polarization separator 1f, and this time it passes there. After passing through the polarization splitting surface 1f ′, the horizontally polarized light further passes through the space between the polarization splitting device 1c and the polarization splitting device 1e and is sent to the λ / 4 plate 3c and the reflecting mirror 4c. Then, the λ / 4 plate 3c and the reflecting mirror 4
The light sent to c is again sent to the polarization splitting surface 1f ′ of the polarization splitting device 1f in the vertically polarized state via these. As a result, the path is changed by 90 ° on the polarization splitting surface 1f ', and the optical path is shifted to the emission position of Y3 for final output.

【0082】そして、他の入射位置Y1,Y3,Y4か
らの入力光に関しても、偏光制御器2c,2dの各液晶
偏光制御素子を制御することにより、上述の光路Y2か
ら入射した入力光と同様の要領で、自在な出射位置へ光
路シフトができる。そして又、図6は他の多段構成の偏
光制御型空間光スイッチ装置を示したもので、この多段
構成の偏光制御型空間光スイッチ装置は、4入力4出力
の場合のバニヤン網を構成するものである。図20は、
これによって形成される等価ネットワークを示したもの
である。
With respect to the input light from the other incident positions Y1, Y3 and Y4 as well, the liquid crystal polarization control elements of the polarization controllers 2c and 2d are controlled so as to be the same as the input light incident from the optical path Y2. In this way, the optical path can be shifted to any exit position. Further, FIG. 6 shows another multi-stage polarization control type spatial optical switch device. This multi-stage polarization control type spatial optical switch device constitutes a Banyan network in the case of 4 inputs and 4 outputs. Is. 20
The equivalent network formed by this is shown.

【0083】そして、この多段構成の偏光制御型空間光
スイッチ装置は、入射側に偏光制御型空間光スイッチユ
ニット30′を配設し、これに縦列するように偏光制御
型空間光スイッチユニット32を配設することにより構
成されたものである。即ち、この多段構成の偏光制御型
空間光スイッチ装置は、前述の多段の空間光スイッチ装
置の偏光制御型空間光スイッチユニット31の代わり
に、偏光制御型空間光スイッチユニット32を配設して
いる。
In this multi-stage polarization control type spatial light switch device, the polarization control type spatial light switch unit 30 'is disposed on the incident side, and the polarization control type spatial light switch units 32 are arranged in tandem. It is configured by being arranged. That is, in this multi-stage polarization control type spatial light switch device, a polarization control type spatial light switch unit 32 is provided instead of the polarization control type spatial light switch unit 31 of the multi-stage spatial light switch device described above. .

【0084】この偏光制御型空間光スイッチユニット3
2は、入射側の偏光制御型空間光スイッチユニット3
0′の偏光分離器1a,1bの代わりに、偏光分離器1
g,1h,1i,1jが使用されたもので、その他に関
しては同様の構成が採られている。これらの偏光分離器
1g,1h,1i,1jは、偏光制御器2dの各液晶偏
光制御素子7e,7f,7g,7hの出射側に1つずつ
配置されたものであるが、偏光分離器1g,1hと偏光
分離器1i,1jの相対的な位置は、光の出射方向に偏
光分離器1g,1h,1i,1jの1辺分(長さB分)
だけずらされてある(図6のBを参照)。
This polarization control type spatial light switch unit 3
2 is a polarization control type spatial light switch unit 3 on the incident side.
Instead of the 0'polarization separators 1a and 1b, the polarization separator 1
g, 1h, 1i, 1j are used, and the other parts have the same configuration. These polarization separators 1g, 1h, 1i, 1j are arranged one by one on the emission side of each liquid crystal polarization control element 7e, 7f, 7g, 7h of the polarization controller 2d. , 1h and the polarization separators 1i, 1j are positioned relative to one side of the polarization separators 1g, 1h, 1i, 1j (length B) in the light emission direction.
They are displaced (see FIG. 6B).

【0085】そして、この偏光分離器1g,1h,1
i,1jは、先述の偏光分離器1a,1bとその大きさ
が異なるだけで、その構成自体は同様のものであり、こ
れらの偏光分離面1g′,1h′,1i′,1j′も、
偏光分離器1a,1bのものと同様に、横偏光の光を通
過させ縦偏光の光の進路を90°変更させるものとなっ
ている。
Then, the polarization separators 1g, 1h, 1
The i and 1j are similar in configuration to the above-mentioned polarization separators 1a and 1b, but their polarization separation surfaces 1g ', 1h', 1i 'and 1j' are also the same.
Similar to the polarization separators 1a and 1b, the horizontally polarized light is transmitted and the path of the vertically polarized light is changed by 90 °.

【0086】このような構成により、図6に示すよう
に、入力光は、光路シフトを行なわない場合は、先述の
偏光制御型空間光スイッチユニット31の場合と同様
に、偏光制御器2c,2dで横偏光に制御されることに
より、そのままの光路で出射される。又、入力光の光路
シフトを行なう場合、例えば、光路Y1の位置の入力光
を光路Y3の位置に光路シフトする場合、入力光は、入
射側の偏光制御型空間光スイッチユニット30′によっ
て、先述の説明と同様の処理を受け、入力光をY1から
Y3へ光路シフトさせる。
With such a configuration, as shown in FIG. 6, when the optical path is not shifted, the input light is polarized by the polarization controllers 2c and 2d as in the case of the polarization control type spatial optical switch unit 31 described above. The light is emitted in the same optical path by being controlled to be horizontally polarized by. Further, when the optical path of the input light is shifted, for example, when the input light at the position of the optical path Y1 is shifted to the position of the optical path Y3, the input light is transmitted by the polarization control type spatial optical switch unit 30 'on the incident side. The input light is shifted from Y1 to Y3 in the same manner as described above.

【0087】そののち、光路Y3へシフトされた光は、
偏光制御型空間光スイッチユニット32の偏光制御器2
dの液晶偏光制御素子7gで横偏光に制御されることに
より、Y3の光路のままで出力される。あるいは、この
光路Y1からの入力光を光路Y4にシフトして出射する
のならば、偏光制御器2dの液晶偏光制御素子7gで縦
偏光に制御する。これにより、上記のY3の光路からの
光は、偏光分離器1iの偏光分離面1i′で90°進路
を変更されたのち、更に、偏光分離器1jの偏光分離面
1j′で90°進路を変更されて、光路Y4にシフトさ
れる。
After that, the light shifted to the optical path Y3 is
Polarization controller 2 of polarization control type spatial light switch unit 32
The liquid crystal polarization control element 7g of d controls the lateral polarization, so that the optical path of Y3 is output as it is. Alternatively, if the input light from the optical path Y1 is shifted to the optical path Y4 and emitted, the liquid crystal polarization control element 7g of the polarization controller 2d controls the vertical polarization. As a result, the light from the optical path of Y3 is changed in its 90 ° path at the polarization separation surface 1i ′ of the polarization separator 1i, and then at the 90 ° path at the polarization separation surface 1j ′ of the polarization separator 1j. It is changed and shifted to the optical path Y4.

【0088】又、光路Y1の入力光を光路Y2にシフト
する場合、まず、入射側の偏光制御型空間光スイッチユ
ニット30′において、入力光をそのままの光路で通過
させる。そののち、この光(横偏光)は、偏光制御型空
間光スイッチ32の偏光制御器2dの液晶偏光制御素子
7eによって、縦偏光に制御にされる。この結果、この
光は、偏光分離器1gと偏光分離器1hの各偏光分離面
1g′,1h′とで連続して反射され、Y2の光路に最
終的にシフトされる。
When shifting the input light of the optical path Y1 to the optical path Y2, first, the input light is allowed to pass through the optical path as it is in the polarization control type spatial optical switch unit 30 'on the incident side. After that, this light (horizontal polarization) is controlled to be vertically polarized by the liquid crystal polarization control element 7e of the polarization controller 2d of the polarization control type spatial light switch 32. As a result, this light is continuously reflected by the polarization splitter 1g and the polarization splitting surfaces 1g ', 1h' of the polarization splitter 1h, and finally shifted to the optical path of Y2.

【0089】そして又、光路Y2の入力光をY1の位置
に光路シフトする場合は、まず、入射側の偏光制御型空
間光スイッチユニット30′において、入力光をそのま
まの光路で通過させる。そののち、この入力光(横偏
光)は、偏光制御型空間光スイッチユニット32の偏光
制御器2dの液晶偏光制御素子7fによって、縦偏光に
制御にされて偏光分離器1hへ出力される。
When the input light on the optical path Y2 is to be shifted to the position Y1, the polarization control type spatial light switch unit 30 'on the incident side first allows the input light to pass through the optical path as it is. After that, the input light (horizontal polarization) is controlled to be vertically polarized by the liquid crystal polarization control element 7f of the polarization controller 2d of the polarization control type spatial light switch unit 32 and output to the polarization separator 1h.

【0090】偏光分離器1hへ送られた縦偏光の光は、
各偏光分離面1h′で90°進路を変更されて、λ/4
板3bおよび反射鏡4bへ送られる。そして、これらを
経由して横偏光になったのち、再び、偏光分離器1hの
偏光分離面1h′へ送られて、今度はこれを通過する。
偏光分離面1h′を通過したのち、更に、この横偏光の
光は、偏光分離器1gの偏光分離面1g′を通過し、λ
/4板3cおよび反射鏡4cへ送られて、これらを経由
して縦偏光となり、再び偏光分離器1gの偏光分離面1
g′へ送られる。そして、偏光分離器1gの偏光分離面
1g′で、90°進路を変更されることにより、光路Y
1へシフトされて最終的な出力とされる。
The vertically polarized light sent to the polarization separator 1h is
By changing the 90 ° course at each polarization splitting surface 1h ', λ / 4
It is sent to the plate 3b and the reflecting mirror 4b. Then, after passing through these, it becomes laterally polarized light, and is again sent to the polarization splitting surface 1h 'of the polarization splitter 1h, and this time passes through it.
After passing through the polarization splitting surface 1h ′, the horizontally polarized light further passes through the polarization splitting surface 1g ′ of the polarization splitter 1g,
To the / 4 plate 3c and the reflecting mirror 4c, and becomes vertical polarized light via these, and again the polarization splitting surface 1 of the polarization splitter 1g.
sent to g '. Then, the optical path Y is changed by changing the 90 ° path at the polarization separation surface 1g ′ of the polarization separator 1g.
It is shifted to 1 for the final output.

【0091】又、光路Y2の入力光を光路Y4あるいは
光路Y3にシフトする場合は、まず、入射側の偏光制御
型空間光スイッチユニット30′で、先述の説明と同様
の要領で、入力光をY2からY4へ光路シフトさせる。
そののち、光路シフトされた光(縦偏光)は、光路Y4
から出力される場合は、偏光制御型空間光スイッチユニ
ット32の偏光制御器2dの液晶偏光制御素子7hで、
横偏光に制御されることにより光路Y4のままで出力さ
れる。
When the input light on the optical path Y2 is to be shifted to the optical path Y4 or the optical path Y3, first, the input light is input by the polarization control type spatial light switch unit 30 'on the incident side in the same manner as described above. The optical path is shifted from Y2 to Y4.
After that, the light (vertically polarized light) whose optical path is shifted is converted into the optical path Y4.
Output from the liquid crystal polarization control element 7h of the polarization controller 2d of the polarization control type spatial light switch unit 32,
The light is output as it is on the optical path Y4 by controlling the lateral polarization.

【0092】あるいは、光路Y2(縦偏光)からの光を
光路Y3にシフトして出射するのならば、偏光制御器2
dの液晶偏光制御素子7hで縦偏光に制御する。これに
より、上記の光路Y4で液晶偏光制御素子7hへ入射さ
れた光は、先の光路Y2からY1の光路へシフトする場
合と同様の要領で、光路Y3へ光路シフトされ、最終的
に光路Y3から出力される。
Alternatively, if the light from the optical path Y2 (vertical polarization) is shifted to the optical path Y3 and is emitted, the polarization controller 2
The liquid crystal polarization control element 7h of d controls vertical polarization. Thus, the light incident on the liquid crystal polarization control element 7h on the optical path Y4 is shifted to the optical path Y3 in the same manner as in the case where the light is shifted from the optical path Y2 to the optical path of Y1 and finally the optical path Y3. Is output from.

【0093】ところで、他の入射位置Y1,Y3,Y4
からの入力光に関しても、偏光制御器2c,2dの各液
晶偏光制御素子を制御することにより、上述の光路Y2
から入射した入力光と同様の要領で、自在な出射位置へ
光路シフトができる。そして又、この多段構成の偏光制
御型空間光スイッチ装置は、図7に示すように、出射側
の偏光制御型空間光スイッチユニット32の代わりに、
偏光制御型空間光スイッチユニット33を用いて多段構
成を採ってもよい。尚、この場合も、バニヤン網を構成
し、図20に示すような等価ネットワークを形成する。
By the way, other incident positions Y1, Y3, Y4
Also for the input light from the optical path Y2, the liquid crystal polarization control elements of the polarization controllers 2c and 2d are controlled.
The optical path can be shifted to any exit position in the same manner as the input light entered from. Further, as shown in FIG. 7, the polarization control type spatial light switch device of this multi-stage configuration is replaced with the polarization control type spatial light switch unit 32 on the exit side, as shown in FIG.
A multi-stage configuration may be adopted using the polarization control type spatial light switch unit 33. Also in this case, the banyan network is constructed to form the equivalent network as shown in FIG.

【0094】この偏光制御型空間光スイッチユニット3
3は、偏光制御型空間光スイッチユニット32の偏光分
離器1h,1iを、偏光分離器1a,1bと同じ構成の
偏光分離器1kに置き換えられてたものである。尚、こ
の偏光分離器1kの偏光分離面1k′は、他の偏光分離
器の偏光分離面と同じ向きを、向くように配置されてい
る。
This polarization control type spatial light switch unit 3
Reference numeral 3 denotes a polarization control type spatial light switch unit 32 in which the polarization separators 1h and 1i are replaced with a polarization separator 1k having the same configuration as the polarization separators 1a and 1b. The polarization separation surface 1k 'of this polarization separator 1k is arranged so as to face the same direction as the polarization separation surfaces of the other polarization separators.

【0095】即ち、偏光分離器1kを偏光分離器1h,
1iの代わりに使用することは、図6に示す、空間部
C,Dにガラスロッド(光透過部材)をそなえることと
同様である。このため、偏光制御型空間光スイッチユニ
ット33は、先述の説明の偏光制御型空間光スイッチユ
ニット32と同様の機能をなすのである。又、図8に示
すように、出射側にこの偏光制御型空間光スイッチユニ
ット32あるいは、偏光制御型空間光スイッチユニット
33を使用して多段構成とするならば、入射側に偏光制
御型空間光スイッチユニット30′の代わりに、偏光制
御型空間光スイッチユニット34を用いてもよい。尚、
図8の例では、出射側に偏光制御型空間光スイッチユニ
ット33が配設されている。
That is, the polarization separator 1k is replaced with the polarization separator 1h,
Using in place of 1i is similar to providing a glass rod (light transmitting member) in the spaces C and D shown in FIG. Therefore, the polarization control type spatial light switch unit 33 has the same function as the polarization control type spatial light switch unit 32 described above. Further, as shown in FIG. 8, if the polarization control type spatial light switch unit 32 or the polarization control type spatial light switch unit 33 is used on the exit side to form a multi-stage configuration, the polarization control type spatial light switch on the incident side is used. A polarization control type spatial light switch unit 34 may be used instead of the switch unit 30 '. still,
In the example of FIG. 8, the polarization control type spatial light switch unit 33 is arranged on the emission side.

【0096】即ち、この多段構成の偏光制御型空間光ス
イッチ装置は、4入力4出力の場合のクロスオーバー網
を構成するものであり、図21は、これによって形成さ
れる等価ネットワークを示したものである。そして、偏
光制御型空間光スイッチユニット34は、偏光制御型空
間光スイッチユニット30′の偏光分離器1bを、偏光
分離器1m,1nに置き換えられたもので、その他の構
成に関しては同様のものである。
That is, this multi-stage polarization control type spatial optical switch device constitutes a crossover network in the case of four inputs and four outputs, and FIG. 21 shows an equivalent network formed by this. Is. The polarization control type spatial light switch unit 34 is obtained by replacing the polarization separator 1b of the polarization control type spatial light switch unit 30 'with the polarization separators 1m and 1n, and the other configurations are the same. is there.

【0097】そして、これらの偏光分離器1m,1n
は、光の入射(あるいは出射)方向側に、その相対位置
が空間的に長さBだけずらされてある(図8のBを参
照)。尚、これらの偏光分離器1m,1nの偏光分離面
1m′,1n′は、他の偏光分離器の偏光分離面と同じ
向きを、向くように配置されている。又、偏光分離面1
m′,1n′も偏光分離器1aの分離面1a′と同様
に、横偏光の光は、通過させるが、縦偏光の光は、反射
させるようになっている。
Then, these polarization separators 1m, 1n
Are spatially displaced from each other by a length B on the light incident (or emission) direction side (see B in FIG. 8). The polarization splitting surfaces 1m 'and 1n' of the polarization splitters 1m and 1n are arranged so as to face the same direction as the polarization splitting surfaces of the other polarization splitters. Also, polarization splitting surface 1
Similarly to the separation surface 1a 'of the polarization separator 1a, m'and 1n' allow the horizontally polarized light to pass therethrough but reflect the vertically polarized light.

【0098】このような構成の偏光制御型空間光スイッ
チユニット34により、以下の処理が行なわれる。即
ち、偏光制御型空間光スイッチユニット34は、入力光
を光路シフトしない場合は、偏光制御器2cで入力光を
横偏光に制御して、入射時の光路のままで出力する。
又、偏光制御型空間光スイッチユニット34は、光路Y
1の入力光を、シフトする場合、偏光制御器2cの液晶
偏光制御素子7aを制御して、入射光を縦偏光で出力す
るようにする。
The polarization control type spatial light switch unit 34 having such a configuration performs the following processing. In other words, the polarization control type spatial light switch unit 34 controls the input light to be laterally polarized by the polarization controller 2c and outputs the light as it is at the time of incidence when it does not shift the optical path of the input light.
Further, the polarization control type spatial light switch unit 34 has the optical path Y
When shifting the input light of No. 1, the liquid crystal polarization control element 7a of the polarization controller 2c is controlled so that the incident light is output as the vertically polarized light.

【0099】これにより、光路Y1の入力光は、偏光分
離器1aと偏光分離器1nとで、二回進路を90°変更
されることにより、光路Y4にシフトされて、偏光制御
型空間光スイッチユニット33の偏光制御器2dの液晶
偏光制御素子7hに出力される。又、偏光制御型空間光
スイッチユニット34は、光路Y2の入力光をシフトす
る場合も、光を光路Y1の場合と同様の要領で光路Y3
にシフトして、偏光制御型空間光スイッチユニット33
の偏光制御器2dの液晶偏光制御素子7gに出力する。
但し、この場合は、偏光分離器1aで進路を90°変更
したのち、偏光分離器1nの代わりに、偏光分離器1m
で進路を90°変更してシフトを行なう。
As a result, the input light of the optical path Y1 is shifted to the optical path Y4 by changing the path twice by 90 degrees by the polarization separator 1a and the polarization separator 1n, and is shifted to the polarization control type spatial optical switch. It is output to the liquid crystal polarization control element 7h of the polarization controller 2d of the unit 33. Further, the polarization control type spatial light switch unit 34 shifts the input light of the optical path Y2 in the same manner as in the case of the optical path Y1.
To the polarization control type spatial light switch unit 33.
To the liquid crystal polarization control element 7g of the polarization controller 2d.
However, in this case, after changing the course by 90 ° by the polarization separator 1a, the polarization separator 1m is replaced by the polarization separator 1m instead of the polarization separator 1n.
Change the course by 90 degrees and shift.

【0100】又、偏光制御型空間光スイッチユニット3
4は、光路Y3の入力光を、シフトする場合、偏光制御
器2cの液晶偏光制御素子7cを制御して、入射光を縦
偏光で出力するようにする。これにより、光路Y3の入
力光は、偏光分離器1mで進路を90°変更され、λ/
4板3bおよび反射鏡4bへ送られる。そして、λ/4
板3bおよび反射鏡4bを経由することにより、光は横
偏光となり、再び偏光分離器1mの偏光分離面1m′へ
送られて、今度はここを通過する。偏光分離面1m′を
通過したのち、この横偏光の入力光は、更に、偏光分離
器1aを通過して、λ/4板3aおよび反射鏡4aへ送
られる。
Further, the polarization control type spatial light switch unit 3
When shifting the input light on the optical path Y3, 4 controls the liquid crystal polarization control element 7c of the polarization controller 2c to output the incident light as vertically polarized light. As a result, the path of the input light on the optical path Y3 is changed by 90 ° by the polarization separator 1m, and λ /
4 to the plate 3b and the reflecting mirror 4b. And λ / 4
By passing through the plate 3b and the reflecting mirror 4b, the light becomes laterally polarized light, is again sent to the polarization separation surface 1m 'of the polarization separator 1m, and passes through this time. After passing through the polarization splitting surface 1m ', the laterally polarized input light further passes through the polarization splitter 1a and is sent to the λ / 4 plate 3a and the reflecting mirror 4a.

【0101】そして、λ/4板3aおよび反射鏡4aを
経由して縦偏光となり、再び、偏光分離器1aの偏光分
離面1a′へ送られて、ここで90°進路を変更され
る。これにより、光は光路Y2にシフトされて、偏光制
御型空間光スイッチユニット33の偏光制御器2dの液
晶偏光制御素子7fに出力される。又、偏光制御型空間
光スイッチユニット34は、光路Y4の入力光を、シフ
トする場合、偏光制御器2cの液晶偏光制御素子7dを
制御して、入射光を縦偏光で出力するようにする。
Then, it becomes longitudinally polarized light via the λ / 4 plate 3a and the reflecting mirror 4a, and is again sent to the polarization separation surface 1a 'of the polarization separator 1a, where the 90 ° course is changed. As a result, the light is shifted to the optical path Y2 and output to the liquid crystal polarization control element 7f of the polarization controller 2d of the polarization control type spatial light switch unit 33. Further, the polarization control type spatial light switch unit 34 controls the liquid crystal polarization control element 7d of the polarization controller 2c to output the incident light as the vertically polarized light when shifting the input light of the optical path Y4.

【0102】これにより、光路Y4の入力光は、前記の
光路Y3のシフトの場合と同様の要領で、光路Y1へシ
フトされる。勿論、この場合、経由される偏光分離器
は、分離器1aと偏光分離器1nである。上記の各記載
に示すような光路シフトが、偏光制御型空間光スイッチ
ユニット34によってなされるので、その出射側に偏光
制御型空間光スイッチユニット32あるいは、偏光制御
型空間光スイッチユニット33が配設されて多段化され
ることで、各光路の入力光を自在に他の光路にシフトし
て同一方向に出力できる。この結果、多入力多出力で、
且つ、多段化されて数段の光路シフトが可能な光路切替
えスイッチとして作用するのである。
As a result, the input light on the optical path Y4 is shifted to the optical path Y1 in the same manner as in the case of shifting the optical path Y3. Of course, in this case, the polarization separators to be routed are the separator 1a and the polarization separator 1n. Since the optical path shift as shown in each of the above descriptions is made by the polarization control type spatial light switch unit 34, the polarization control type spatial light switch unit 32 or the polarization control type spatial light switch unit 33 is provided on the exit side thereof. As a result, the input light of each optical path can be freely shifted to another optical path and output in the same direction. As a result, with multiple inputs and multiple outputs,
In addition, it functions as an optical path changeover switch that is multi-staged and capable of shifting the optical path by several steps.

【0103】尚、本例においては、偏光分離器の偏光分
離面は横偏光の光を通過させ、縦偏光の光を反射させる
ようにしたが、縦偏光の光を通過させ、横偏光の光を反
射させるようにしても構わない。勿論、このようにした
場合、上述の各入力光は、光路シフトするならば横偏光
に、光路シフトしないならば縦偏光へと、偏光制御器に
よって制御される。
In this example, the polarization splitting surface of the polarization splitter passes the horizontally polarized light and reflects the vertically polarized light. However, the vertically polarized light is passed and the horizontally polarized light is passed through. May be reflected. Of course, in this case, each of the above-mentioned input lights is controlled by the polarization controller to be horizontally polarized if the optical path is shifted and vertically polarized if the optical path is not shifted.

【0104】以上において述べてきた要領で、図5,
6,7,8の多段構成された各偏光制御型空間光スイッ
チ装置は、特定の光路に送られて来た入力光の出射先
を、外部制御により自在に光路シフトできるのである。
この結果、これらの多段構成の空間光スイッチ装置は、
光通信のネットワークにおいて、装置間,素子間,光フ
ァイバ間等において、空間多重化された光信号の可変接
続を高度に実現するのである。
According to the procedure described above, FIG.
In each of the polarization control type spatial light switch devices having the multistage structure of 6, 7 and 8, the output destination of the input light sent to the specific optical path can be freely shifted by the external control.
As a result, these multi-stage spatial light switch devices are
In an optical communication network, a highly variable connection of spatially multiplexed optical signals is realized between devices, elements, optical fibers, and the like.

【0105】尚、図5,6,7,8の各空間光スイッチ
装置の構成要素の間に生じる空間を、そのままとした
が、その空間に応じたサイズのガラスロッドを設けても
構わない。更に、上述の各空間光スイッチ装置では、各
偏光制御器の各液晶偏光制御素子に対して1入力1出力
としたが、特に複数の入出力であっても構わない。又、
図5,6,7,8の各偏光制御型空間光スイッチ装置
は、その偏光制御器の数を光路シフトに応じた数とする
他、図9,10の斜視図に示すように、シフト方向に対
して垂直方向に増やして、二次元アレイ化することもで
きる。
Although the spaces generated between the constituent elements of the spatial light switch devices of FIGS. 5, 6, 7 and 8 are left as they are, glass rods of a size corresponding to the spaces may be provided. Further, in each of the spatial light switch devices described above, one input and one output are provided for each liquid crystal polarization control element of each polarization controller, but a plurality of inputs and outputs may be used. or,
The polarization control type spatial light switch devices of FIGS. 5, 6, 7 and 8 have the number of polarization controllers according to the optical path shift, and as shown in the perspective views of FIGS. It is also possible to increase the number in the vertical direction with respect to to form a two-dimensional array.

【0106】尚、図9,10のL,L′は反射鏡、M,
M′は偏光制御器、N,N′は液晶偏光制御素子、P,
P′はλ/4板、Q,Q′は偏光分離器、R,R′は偏
光分離器Q,Q′の偏光分離面、Sはガラスロッドであ
る。このように、偏光分離器自身によって、光路シフト
を行なうべく構成された偏光制御型空間光スイッチユニ
ットを複数そなえ、これらの偏光制御型空間光スイッチ
ユニットを組み合わせて、多段構成としたことにより、
多段構成の空間光スイッチ装置の場合においても、大き
なスペースを必要とする光路シフト用の素子を配置する
必要が無くなる。このために、光スイッチを小型化する
ことが可能となり、素子の実装および作成の際に伴う困
難が省かれ、製造の工程が簡単なものとなり、コストも
低く抑えられる。
Incidentally, L and L'in FIGS. 9 and 10 are reflecting mirrors, M and
M'is a polarization controller, N, N'is a liquid crystal polarization control element, P,
P ′ is a λ / 4 plate, Q and Q ′ are polarization separators, R and R ′ are polarization separation surfaces of the polarization separators Q and Q ′, and S is a glass rod. In this way, the polarization separator itself is provided with a plurality of polarization control type spatial optical switch units configured to perform optical path shift, and by combining these polarization control type spatial optical switch units, a multi-stage configuration is provided.
Even in the case of a multi-stage spatial optical switch device, it is not necessary to dispose an optical path shifting element that requires a large space. For this reason, the optical switch can be downsized, the difficulties involved in mounting and producing the element can be eliminated, the manufacturing process can be simplified, and the cost can be kept low.

【0107】又、上述の各空間光スイッチ装置は、λ/
4板またはその保護用ガラスに反射コーティングを施す
ことにより、反射鏡の代わりとしてもよく、これによ
り、反射鏡のスペース分を縮小することができ、その結
果、光スイッチの自体の光路シフト側のスペースを大幅
に縮小することが可能になる。更に、ネットワークの構
成としても、種々のもの、例えば、バニヤン網およびク
ロスオーバー網等を実現できる。
Further, each of the above-mentioned spatial optical switch devices has a λ /
By providing a reflective coating on the four plates or its protective glass, the reflective mirror may be used in place of the reflective mirror, whereby the space for the reflective mirror can be reduced, and as a result, the optical path shift side of the optical switch itself can be reduced. It is possible to significantly reduce the space. Furthermore, various network configurations such as a banyan network and a crossover network can be realized.

【0108】ところで又、図11,12は光路長調整装
置(光路長調整手段)6を示したもので、この光路長調
整装置6は、上述の図3,4,5,6,7,8の各偏光
制御型空間光スイッチ装置の出力側に配設されるもので
あり、空間光スイッチ装置からの各出射光の光路長の差
を同等あるいは減少させる場合に用いられる。尚、図1
3は先の偏光制御型空間光スイッチ装置30の出力側
に、2つの光路長調整装置6を配設したものである。
Incidentally, FIGS. 11 and 12 show an optical path length adjusting device (optical path length adjusting means) 6, and this optical path length adjusting device 6 is shown in FIGS. 3, 4, 5, 6, 7, 8 described above. It is arranged on the output side of each of the polarization control type spatial light switch devices, and is used when the difference in the optical path length of each light emitted from the spatial light switch device is made equal or reduced. Incidentally, FIG.
Reference numeral 3 is a device in which two optical path length adjusting devices 6 are arranged on the output side of the polarization control type spatial light switch device 30.

【0109】この光路長調整装置6は、入射光を受光す
るように配設された偏光分離器1と、偏光分離器1の各
反射側に、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすよう
に、偏光分離器1の通過光と垂直に配置された、λ/4
板3a,3bおよび反射鏡4a,4bとで構成されてい
る。尚、この偏光分離器1の偏光分離面1′は、縦偏光
の入力光を通過させ、横偏光の入力光を反射させるよう
になっている。又、偏光分離器1,λ/4板3a,3
b,反射鏡4a,4bの相対的な距離は、設置される偏
光制御型空間光スイッチ装置によって決められ、即ち、
空間光スイッチ装置の光路シフトされた光の光路長とシ
フトされなかった光の光路長との差と、等しい関係を取
るようにとなっている。
The optical path length adjusting device 6 has a polarization separator 1 arranged to receive incident light, and a main axis on each reflection side of the polarization separator 1 forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. Λ / 4 arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separator 1,
It is composed of plates 3a and 3b and reflecting mirrors 4a and 4b. The polarization splitting surface 1'of the polarization splitter 1 allows the vertically polarized input light to pass therethrough and reflects the horizontally polarized input light. Also, the polarization separator 1, the λ / 4 plates 3a, 3
b, the relative distance between the reflecting mirrors 4a, 4b is determined by the installed polarization control type spatial light switch device, that is,
The spatial optical switch device has an equal relationship with the difference between the optical path length of the light path-shifted light and the optical path length of the unshifted light.

【0110】このような構成の光路長調整装置6によ
り、入射光の偏光状態によって、その光路長が変えられ
て、光路シフトされなかった出射光と、光路シフトされ
た出射光の光路長が等しくなる。即ち、縦偏光の光が偏
光分離器1に入射した場合、図11に示すように、入力
光は、そのまま透過させられるが、横偏光の光が入射し
た場合は、図12に示すように、入力光は、偏光分離面
1′によって反射させられる。
With the optical path length adjusting device 6 having such a configuration, the optical path length of the incident light is changed depending on the polarization state of the incident light, and the optical path length of the outgoing light that has not been optical path shifted is equal to that of the outgoing light that has been optical path shifted. Become. That is, when vertically polarized light is incident on the polarization separator 1, the input light is transmitted as it is as shown in FIG. 11, but when horizontally polarized light is incident, as shown in FIG. The input light is reflected by the polarization splitting surface 1 '.

【0111】偏光分離面1′で反射させられた光は、λ
/4板3bと反射鏡4bを経由して縦偏光となり、再
び、偏光分離器に入射されるが、その偏光状態により、
偏光分離器1をそのまま透過し、λ/4板3aおよび反
射鏡4aに入射する。そして、λ/4板3aおよび反射
鏡4aを経由することにより、光は横偏光の状態で、再
び、偏光分離器1の偏光分離面1′によって反射され
て、装置の外へ出射される。
The light reflected by the polarization splitting surface 1'is λ
It becomes vertically polarized light via the / 4 plate 3b and the reflecting mirror 4b, and is incident on the polarization separator again.
The light passes through the polarization separator 1 as it is and enters the λ / 4 plate 3a and the reflecting mirror 4a. Then, by passing through the λ / 4 plate 3a and the reflecting mirror 4a, the light is laterally polarized, reflected again by the polarization splitting surface 1'of the polarization splitter 1, and emitted outside the device.

【0112】このため、上述の各偏光制御型空間光スイ
ッチ装置から送られて来た横偏光の光のみ、各反射鏡4
a,4b間の距離光路長が追加されてた上で出力される
のである。従って、入射偏光が縦偏光であっても横偏光
であっても、同じ位置に出射されるが、入射偏光の偏光
状態によって光路長は異なることになる。又、上述の各
偏光制御型空間光スイッチ装置からの横偏光の出射光
は、偏光制御器によって、横偏光の偏光状態で光路処理
を受けたためシフト処理されておらず、光路シフトされ
た縦偏光の出射光に比べてその光路長が短くなってい
る。
Therefore, only the horizontally polarized light transmitted from each of the above polarization control type spatial light switch devices is reflected by each reflecting mirror 4.
The distance optical path length between a and 4b is added and then output. Therefore, whether the incident polarized light is vertical polarized light or horizontal polarized light, the light is emitted to the same position, but the optical path length differs depending on the polarization state of the incident polarized light. Also, the horizontally polarized outgoing light from each of the above-mentioned polarization control type spatial light switch devices has not been subjected to the shift processing because it has been subjected to the light path processing in the polarization state of the horizontally polarized light by the polarization controller, and the vertically polarized light with the light path shifted. The optical path length is shorter than that of the emitted light.

【0113】そして、上記のように横偏光の光のみ、各
反射鏡4a,4b間の距離光路長が追加されて出力され
るため、結果として、シフト処理されなかった光の光路
長と、光路シフトされた光の光路長とが等しくなる。
尚、光路長調整装置6は、その偏光分離器1の入射側
に、各入力光毎に偏光制御器を配置することにより、各
偏光制御型空間光スイッチ装置の入力側に配設すること
も可能である。又、この光路長調整装置6は、先述の各
偏光制御型空間光スイッチ装置と同じように、二次元ア
レイ化することもできる。更に、上述の各偏光制御型空
間光スイッチ装置のように、λ/4板またはその保護用
ガラスに反射コーティングを施して、反射鏡の代わりと
することができる。
As described above, only the laterally polarized light is output with the distance optical path length between the reflecting mirrors 4a and 4b added, and as a result, the optical path length of the light that has not been subjected to the shift processing and the optical path The optical path length of the shifted light becomes equal.
The optical path length adjusting device 6 may be arranged on the input side of each polarization control type spatial optical switch device by disposing a polarization controller for each input light on the incident side of the polarization separator 1. It is possible. Further, the optical path length adjusting device 6 can also be formed into a two-dimensional array like the above-mentioned polarization control type spatial optical switch device. Further, like each polarization control type spatial light switch device described above, a reflection coating may be applied to the λ / 4 plate or its protective glass to replace the reflection mirror.

【0114】尚、上述のように、光路シフトされた光と
そうでない光との光路差を調整するように偏光制御器
1,λ/4板3c,3d,反射部材4c,4dの相対的
な位置を決めていたが、光路シフトした光同士の間の光
路差を調整するように配置することも可能である。この
ように、空間光スイッチ入出力側の何れかに、偏光分離
器1,λ/4板3c,3d,反射部材4c,4dによっ
て構成される光路長調整装置6が設けられたことによ
り、光路シフトした光とそうでない光との光路差、ある
いは光路シフトした光とそうでない光との光路差を無く
すこと、あるいは縮小することができる。
As described above, the relative positions of the polarization controller 1, the λ / 4 plates 3c and 3d, and the reflecting members 4c and 4d are adjusted so as to adjust the optical path difference between the light that has undergone the optical path shift and the light that does not. Although the position has been determined, it is also possible to arrange so as to adjust the optical path difference between the light beams that have undergone the optical path shift. As described above, since the optical path length adjusting device 6 including the polarization separator 1, the λ / 4 plates 3c and 3d, and the reflecting members 4c and 4d is provided on one of the input and output sides of the spatial light switch, the optical path is adjusted. It is possible to eliminate or reduce the optical path difference between the shifted light and the other light, or the optical path difference between the light that has undergone the optical path shift and the other light.

【0115】そして、偏光制御型空間光スイッチ装置
は、並列した光信号を扱う時に、しばしば光信号間の同
期をとることが要求されるのであるが、上記の効果によ
り、光路差のために生じる光信号間のずれを無くすこ
と、あるいは縮小させることができるため、光信号間の
同期をとること可能となる。更に、受光部において、光
路差の違いにより生じる光ビームの広がり具合の違いを
も防ぐことができる。このため、受光部において、その
光を効率良く受光するための特別の設備を用いる必要が
無くなり、製造の工程を簡単なものとすることができ
る。
The polarization control type spatial optical switch device is often required to synchronize the optical signals when handling the optical signals in parallel, but due to the above-mentioned effect, the optical path difference occurs. Since it is possible to eliminate or reduce the shift between the optical signals, it becomes possible to synchronize the optical signals. Further, it is possible to prevent the difference in the spread degree of the light beam caused by the difference in the optical path difference in the light receiving section. For this reason, it is not necessary to use special equipment for efficiently receiving the light in the light receiving section, and the manufacturing process can be simplified.

【0116】(b)第2実施例の説明 図14,15は、本発明の第2実施例を示す模式図で、
この図14,15において、40は偏光制御型空間光ス
イッチ装置で、この偏光制御型空間光スイッチ装置40
は、入出力方向が同一方向で光路シフトを多入力多出力
で行なうことが可能なものである。
(B) Description of Second Embodiment FIGS. 14 and 15 are schematic views showing a second embodiment of the present invention.
14 and 15, reference numeral 40 denotes a polarization control type spatial light switch device, which is a polarization control type spatial light switch device 40.
Is capable of performing optical path shift with multiple inputs and multiple outputs in the same input / output direction.

【0117】この偏光制御型空間光スイッチ装置40
は、以下の各部材を適所に配設することにより、構成さ
れたものである。即ち、偏光制御型空間光スイッチ装置
40には、偏光分離器1a,1bが、入射光に対して並
列に、且つ、それぞれの偏光分離面1a′,1b′が交
差する方向に配設されている。これとともに、偏光制御
型空間光スイッチ装置40には、偏光分離器1a,1b
の入射光側に、偏光制御器2a,2bが配置されてお
り、各偏光分離器1a,1bの反射側の一方には、主軸
が入射光の偏光方向と45°をなすように偏光分離器1
a,1bの通過光に対して垂直に、λ/4板3a,3b
および反射鏡(反射部材)4a,4bが配置されてい
る。
This polarization control type spatial light switch device 40.
Is configured by arranging the following members in appropriate places. That is, in the polarization control type spatial optical switch device 40, the polarization splitters 1a and 1b are arranged in parallel with the incident light and in the directions in which the respective polarization splitting surfaces 1a 'and 1b' intersect. There is. At the same time, the polarization control type spatial light switch device 40 includes the polarization separators 1a and 1b.
The polarization controllers 2a and 2b are arranged on the incident light side of the polarization separators, and one of the reflection sides of each of the polarization separators 1a and 1b is arranged such that the main axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. 1
The λ / 4 plates 3a and 3b are perpendicular to the transmitted light of a and 1b.
And reflecting mirrors (reflecting members) 4a and 4b are arranged.

【0118】更に、偏光分離光の行き来する偏光分離器
1a,1bの間には、λ/2板5′(偏光成分変更部
5)が、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすよう
に、偏光分離器1a,1bの通過光に対して垂直に配置
されている。このλ/2板5′は、光が通過することに
より、その偏光成分を縦偏光から横偏光へ、あるいはそ
の逆へと変更するものであり、その他の各装置に関して
は、先述において、既に説明した通りである。尚、λ/
2板5′の代わりに、2つのλ/4板を用いてもよい。
このような構成により、図14に示すように、入力光の
光路シフトを行なわない場合は、それぞれ縦横何れかの
偏光成分を有する入力光A1,A2が、偏光制御器2
a,2bへ送られて来ると、先述の偏光制御型空間光ス
イッチ装置30の場合と同様の処理が施される。
Further, the λ / 2 plate 5 '(polarization component changing section 5) is arranged between the polarization separators 1a and 1b through which the polarized light is separated so that the main axis forms an angle of 45 ° with the polarization direction of the incident light. In addition, they are arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separators 1a and 1b. The λ / 2 plate 5'changes the polarization component from the vertically polarized light to the horizontally polarized light or vice versa when light passes therethrough. With respect to each of the other devices, it has already been described in the above. As I did. Λ /
Instead of the two plates 5 ′, two λ / 4 plates may be used.
With such a configuration, as shown in FIG. 14, when the optical path shift of the input light is not performed, the input lights A1 and A2 having polarization components in either the vertical direction or the horizontal direction are input to the polarization controller 2.
When sent to a and 2b, the same processing as in the case of the polarization control type spatial optical switch device 30 described above is performed.

【0119】即ち、偏光制御器2a,2bによって、入
力光A1,A2の偏光方向を制御するのであるが、この
時、入力光A1,A2が横偏光であれば、そのままの偏
光状態で通過させ、又、縦偏光であるならば、横偏光に
回転させて通過させる。この結果、入力光A1,A2
は、偏光分離器1a,1bの偏光分離面1a′,1b′
をそのままの光路で通過する。
That is, the polarization directions of the input lights A1 and A2 are controlled by the polarization controllers 2a and 2b. At this time, if the input lights A1 and A2 are laterally polarized light, they are allowed to pass in the same polarization state. If it is vertically polarized light, it is rotated to be horizontally polarized light and passed. As a result, the input light A1, A2
Is the polarization splitting surfaces 1a ', 1b' of the polarization splitters 1a, 1b.
Through the same optical path.

【0120】又、図15に示すように、入力光の光路シ
フトを行なう場合は、それぞれ縦横何れかの偏光成分を
有する入力光A1′,A2′が、偏光制御器2a,2b
へ送られて来ると、以下の処理が施される。即ち、偏光
制御器2a,2bによって、入力光A1′,A2′の偏
光方向を制御するのであるが、この時、入力光A1′,
A2′が縦偏光であれば、そのままの偏光状態で通過さ
せ、又、横偏光であるならば、縦偏光に回転させて通過
させる。
Further, as shown in FIG. 15, when the optical path of the input light is shifted, the input light A1 ', A2' having either vertical or horizontal polarization components is changed to the polarization controllers 2a, 2b.
When sent to, the following processing is performed. That is, the polarization directions of the input light A1 ', A2' are controlled by the polarization controllers 2a, 2b. At this time, the input light A1 ',
If A2 'is vertically polarized light, it is transmitted as it is, and if it is horizontally polarized light, it is rotated to vertically polarized light and passed.

【0121】このような、偏光制御器2a,2bにおけ
る偏光方向の制御によって、入力光A1′,A2′は、
縦偏光の偏光状態で偏光分離器1a,1bへ出力され
る。そして、偏光分離器1aへ送られた入力光A1′
は、偏光分離面1a′によって反射されて、進路を90
°変更されたのち、λ/2板5′を通過するのである
が、この通過の際に、λ/2板5′によって、縦偏光か
ら横偏光へ変更させられる。
By controlling the polarization directions in the polarization controllers 2a and 2b as described above, the input lights A1 'and A2' are
The vertically polarized light is output to the polarization separators 1a and 1b. Then, the input light A1 ′ sent to the polarization separator 1a
Is reflected by the polarization splitting surface 1a 'and travels 90
After being changed, the light passes through the λ / 2 plate 5 ', and during this passage, the λ / 2 plate 5'changes the vertical polarization to the horizontal polarization.

【0122】このように、横偏光の状態で、光A1′は
偏光分離器1bの偏光分離面1b′へ送られて、ここを
横偏光であるがため通過し、λ/4板3bおよび反射鏡
4bへ送られる。そして、光A1′は、λ/4板3bを
通過したのち反射鏡4bによって反射されて、再び、λ
/4板3bを通過し、偏光分離器1bへ送り戻される。
このように、偏光分離器1bへ送り戻された光A1′
は、λ/4板3bを二度通過しているので、その偏光状
態を横偏光から縦偏光へ変換されている。
In this way, in the state of horizontal polarization, the light A1 'is sent to the polarization splitting surface 1b' of the polarization splitter 1b, passes therethrough because it is horizontal polarization, and is reflected by the λ / 4 plate 3b and the reflection. It is sent to the mirror 4b. Then, the light A1 ′ passes through the λ / 4 plate 3b, is reflected by the reflecting mirror 4b, and is again reflected by λ.
It passes through the / 4 plate 3b and is sent back to the polarization separator 1b.
In this way, the light A1 ′ sent back to the polarization separator 1b
Has passed through the λ / 4 plate 3b twice, its polarization state is converted from horizontal polarization to vertical polarization.

【0123】そして、偏光分離器1bへ送り戻された光
A1′は、縦偏光に変更されたため、先の場合と異な
り、偏光分離面1b′によって反射されて、光路Y2の
出射位置から最終的に出力されることになる。勿論、光
路Y2のA2′の入力光に対しても、偏光制御型空間光
スイッチ装置40は、光路Y1のA1′の場合と同様の
要領で、光路をY2からY1へシフトして装置から出力
する。尚、本例においては、偏光分離器の偏光分離面は
横偏光の光を通過させ、縦偏光の光を反射させるように
したが、縦偏光の光を通過させ横偏光の光を反射させる
ようにしても構わない。勿論、この場合、上述の各入力
光は、光路シフトするならば横偏光に、光路シフトしな
いならば縦偏光へと、偏光制御器によって制御される。
Since the light A1 'sent back to the polarization separator 1b is changed to the vertically polarized light, unlike the previous case, it is reflected by the polarization separation surface 1b' and finally emitted from the emission position of the optical path Y2. Will be output to. Of course, for the input light of A2 'on the optical path Y2, the polarization control type spatial optical switch device 40 shifts the optical path from Y2 to Y1 and outputs it from the device in the same manner as in the case of A1' on the optical path Y1. To do. In this example, the polarization splitting surface of the polarization splitter is configured to pass the horizontally polarized light and reflect the vertically polarized light, but to pass the vertically polarized light and reflect the horizontally polarized light. It doesn't matter. Of course, in this case, each of the above-mentioned input lights is controlled by the polarization controller to be horizontally polarized if the optical path is shifted and vertically polarized if the optical path is not shifted.

【0124】以上において述べてきたように、偏光制御
型空間光スイッチ装置40は、外部制御により自在に光
路シフトを行なうことができる。この結果、空間光スイ
ッチ装置40は、光通信のネットワークにおける、装置
間,素子間,光ファイバ間等において、空間多重化され
た光信号の可変接続を実現するのである。尚、図16,
17に示すように、偏光制御型空間光スイッチ装置40
における、偏光分離器1a,1bの偏光分離面1a′,
1b′の向きを逆に配置しても、光の各装置への通過順
序は異なるが、基本的に上述の場合と同様の要領で光ス
イッチとしての処理が行なわれる。
As described above, the polarization control type spatial optical switch device 40 can freely shift the optical path by external control. As a result, the spatial optical switch device 40 realizes variable connection of spatially multiplexed optical signals between devices, devices, optical fibers, etc. in an optical communication network. Incidentally, FIG.
As shown in FIG. 17, a polarization control type spatial light switch device 40
, The polarization splitting surfaces 1a ′ of the polarization splitters 1a and 1b,
Even if the direction of 1b 'is reversed, the order in which light passes through each device is different, but basically the processing as an optical switch is performed in the same manner as in the above case.

【0125】このように、偏光分離面1a′,1b′が
交差する方向に配置された偏光分離器1a,1b,偏光
制御器2a,2b,λ/4板3a,3b,反射鏡4a,
4bにより、大きなスペースを必要とする光路シフト用
の素子を配置する必要が無くなる。このために、光スイ
ッチ自体を小型化できるとともに、製造の工程が簡単な
ものとなり、コストも低く抑えられる更に、λ/4板ま
たはその保護用ガラスに反射コーティングを施すことに
より、反射鏡の代わりとしてもよく、これにより、反射
鏡のスペース分を縮小することができ、その結果、光ス
イッチの自体の光路シフト側のスペースを大幅に縮小す
ることが可能になる。
As described above, the polarization separators 1a and 1b, the polarization controllers 2a and 2b, the λ / 4 plates 3a and 3b, the reflecting mirror 4a, which are arranged in the direction in which the polarization separation surfaces 1a 'and 1b' intersect with each other,
4b eliminates the need for disposing an element for optical path shifting, which requires a large space. For this reason, the optical switch itself can be downsized, the manufacturing process can be simplified, and the cost can be kept low. Furthermore, by applying a reflective coating to the λ / 4 plate or its protective glass, it is possible to replace the reflective mirror. As a result, the space for the reflecting mirror can be reduced, and as a result, the space on the optical path shift side of the optical switch itself can be significantly reduced.

【0126】又、λ/2板5′の代わりに偏光成分変更
部として、2つのλ/4板を用いることにより、光スイ
ッチを完全に同等な2つの部品群(偏光分離器1つ,偏
光制御器1つ,λ/4板2枚,反射鏡1枚)で構成する
ことができる。ところで、上述の偏光制御型空間光スイ
ッチ装置40は、その出射側に、空間光スイッチ装置4
0を小型化したものを縦列するようにして配設し、且
つ、それぞれの空間光スイッチ装置の構成要素の一部を
変更することにより、多段構成が可能となっている。
Further, by using two λ / 4 plates as the polarization component changing section instead of the λ / 2 plate 5 ′, the optical switch has two completely equivalent two component groups (one polarization separator, a polarization separator). It can be configured with one controller, two λ / 4 plates, and one reflecting mirror). By the way, the above-mentioned polarization control type spatial light switch device 40 has the spatial light switch device 4 on the exit side thereof.
It is possible to realize a multi-stage configuration by arranging the miniaturized 0s in a row and changing some of the components of each spatial optical switch device.

【0127】以下、図18を用いて、偏光制御型空間光
スイッチ装置40を元にして構成された多段の空間光ス
イッチの説明を行なう。図18に示す多段構成の偏光制
御型空間光スイッチ装置は、4入力4出力の場合のクロ
スオーバー網を構成するものである。尚、図21は、こ
れによって形成される等価ネットワークを示したもので
ある。
A multi-stage spatial light switch constructed based on the polarization control type spatial light switch device 40 will be described below with reference to FIG. The multi-stage polarization control type spatial optical switch device shown in FIG. 18 constitutes a crossover network in the case of four inputs and four outputs. Note that FIG. 21 shows an equivalent network formed by this.

【0128】この多段構成の空間光スイッチ装置は、入
射側に、偏光制御型空間光スイッチユニット40′を配
設しており、又、これの各偏光分離器1a,1b毎に、
その出射側に縦列するようにして、偏光制御型空間光ス
イッチユニット41を配設されている。この偏光制御型
空間光スイッチ40′は、上述の偏光制御型空間光スイ
ッチ40の偏光制御器2a,2bの代わりに、液晶偏光
制御素子7i,7j,7k,7mからなる偏光制御器2
e,2fを用いられたものであり、その他に関しては同
様の構成である。
In this multistage spatial light switch device, a polarization control type spatial light switch unit 40 'is disposed on the incident side, and each of the polarization separators 1a and 1b is provided with a polarization control type spatial light switch unit 40'.
A polarization control type spatial light switch unit 41 is arranged so as to be in tandem on the output side. This polarization control type spatial light switch 40 ′ includes a polarization control device 2 including liquid crystal polarization control elements 7 i, 7 j, 7 k and 7 m instead of the polarization control devices 2 a and 2 b of the polarization control type spatial light switch 40 described above.
e and 2f are used, and other configurations are the same.

【0129】そして、偏光制御型空間光スイッチユニッ
ト41は、偏光分離器1m,1n,偏光制御器2g,2
h,λ/4板3e,3f,反射鏡4e,4f,λ/2板
5′′によって構成されており、これらの各装置は、偏
光制御型空間光スイッチ装置40′の場合と同様の配置
をなされている。但し、偏光分離器1m,1nは、偏光
制御器2g,2hの各液晶偏光制御素子7n,7p,7
q,7rの出射側に1つずつ配置されている。
The polarization control type spatial light switch unit 41 includes the polarization separators 1m, 1n and the polarization controllers 2g, 2n.
h, λ / 4 plate 3e, 3f, reflecting mirrors 4e, 4f, λ / 2 plate 5 ″, and these devices are arranged in the same manner as in the polarization control type spatial optical switch device 40 ′. Has been done. However, the polarization separators 1m and 1n are the liquid crystal polarization control elements 7n, 7p and 7 of the polarization controllers 2g and 2h.
One is arranged on each of the emission sides of q and 7r.

【0130】ここで、偏光分離器1m,1nは、偏光分
離器1a,1bとその大きさが異なるだけで、その構成
自体は同様のものであり、これらの偏光分離面1′m,
1′nも、偏光分離器1a,1bのものと同様に、横偏
光の光を通過させ縦偏光の光の反射し、進路を90°変
更させるものとなっている。偏光制御器2g,2hは、
上記に述べたように、液晶偏光制御素子7i,7j,7
k,7m,7n,7p,7q,7rで構成されている。
これらの液晶偏光制御素子は、先述の各多段構成の偏光
制御型空間光スイッチ装置で述べた液晶偏光制御素子7
a,7b,7c,7d,7e,7f,7g,7hと同様
のものである。即ち、それぞれが、外部よりの個別制御
で90°回転させることが可能なものである。
Here, the polarization separators 1m and 1n have the same configuration as that of the polarization separators 1a and 1b, but their sizes are the same.
Similarly to the polarization separators 1a and 1b, the reference numeral 1'n allows the horizontally polarized light to pass therethrough and reflects the vertically polarized light to change the course by 90 °. The polarization controllers 2g and 2h are
As described above, the liquid crystal polarization control elements 7i, 7j, 7
It is composed of k, 7m, 7n, 7p, 7q and 7r.
These liquid crystal polarization control elements are the liquid crystal polarization control elements 7 described in the above-mentioned polarization control type spatial optical switch device of each multi-stage configuration.
a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h. That is, each of them can be rotated by 90 ° by individual control from the outside.

【0131】又、λ/4板3e,3f,反射鏡4e,4
f,λ/2板5′′は、先述のλ/4板3a,3b,反
射鏡4a,4b,λ/2板5′と同様のものであるが、
偏光分離器1m,1nに応じたサイズが採用されたもの
である。尚、偏光制御型空間光スイッチユニット40′
は、λ/2板5′の代わりに偏光成分変更部として、2
つのλ/4板を用いてもよい。又、これは偏光制御型空
間光スイッチユニット41のλ/2板5′′においても
同様である。
Further, the λ / 4 plates 3e, 3f, the reflecting mirrors 4e, 4
The f and λ / 2 plates 5 ″ are similar to the λ / 4 plates 3a and 3b, the reflecting mirrors 4a and 4b, and the λ / 2 plate 5 ′ described above,
A size corresponding to the polarization separators 1m and 1n is adopted. The polarization control type spatial light switch unit 40 '
Is a polarization component changing unit instead of the λ / 2 plate 5 ', and
One λ / 4 plate may be used. This also applies to the λ / 2 plate 5 ″ of the polarization control type spatial light switch unit 41.

【0132】このような構成により、各入力光は、偏光
制御型空間光スイッチユニット40′の偏光制御器2
e,2fの液晶偏光制御素子7i,7j,7k,7mに
よって、偏光方向の制御を受ける。そののち、これらの
入力光は、先述の偏光制御型空間光スイッチ装置40の
場合と同様の要領で、光路処理を施されていき、偏光制
御型空間光スイッチユニット41へ出射される。
With such a configuration, each input light is transmitted to the polarization controller 2 of the polarization control type spatial light switch unit 40 '.
The liquid crystal polarization control elements 7i, 7j, 7k, and 7m of e and 2f control the polarization direction. After that, these input lights are subjected to optical path processing in the same manner as in the case of the polarization control type spatial light switch device 40 described above, and are emitted to the polarization control type spatial light switch unit 41.

【0133】空間光スイッチユニット40′からの各光
を受光した各空間光スイッチユニット41も、偏光制御
器2g,2hの各液晶偏光制御素子7n,7p,7q,
7rによって、各光の偏光方向を制御する。そして、偏
光方向を制御された各光は、偏光制御型空間光スイッチ
ユニット41の偏光分離器1m,1n,λ/4板3e,
3f,反射鏡4e,4fによって、先述の偏光制御型空
間光スイッチ装置40の場合と同様の要領で、光路処理
を施され、目的の光路にシフトされて装置から出力され
る。この結果、偏光制御器2e,2f,2g,2hの制
御により、自在に光路シフトが行なわれる。これによ
り、多入力多出力で、且つ、多段化されて数段の光路シ
フトが可能な光路切替えスイッチとして作用するのであ
る。
The respective spatial light switch units 41 which have received the respective lights from the spatial light switch unit 40 'also have the respective liquid crystal polarization control elements 7n, 7p, 7q, of the polarization controllers 2g, 2h.
The polarization direction of each light is controlled by 7r. Then, the respective lights whose polarization directions are controlled are the polarization splitters 1m and 1n of the polarization control type spatial light switch unit 41, the λ / 4 plate 3e,
The optical path processing is performed by the 3f and the reflecting mirrors 4e, 4f in the same manner as in the case of the polarization control type spatial optical switch device 40 described above, and the optical path is shifted to the target optical path and output from the device. As a result, the optical path can be freely shifted by controlling the polarization controllers 2e, 2f, 2g, 2h. As a result, the optical path selector switch has multiple inputs and multiple outputs, and can be configured in multiple stages to shift the optical paths in several stages.

【0134】尚、本例では、各偏光制御器の各液晶偏光
制御素子に対して1入力1出力としたが、特に複数の入
出力であっても構わない。このような結果、これらの多
段構成の空間光スイッチ装置は、光通信のネットワーク
において、装置間,素子間,光ファイバ間等において、
空間多重化された光信号の可変接続を高度に実現するの
である。尚、図14,15,16,17,18の各空間
光スイッチ構成要素の間に生じる空間を、そのままとし
たが、その空間に応じたサイズのガラスロッドを設けて
も構わない。又、これらの偏光制御型空間光スイッチ装
置は、第1実施例の各偏光制御型空間光スイッチ装置と
同様の要領で、二次元アレイ化することも可能である。
又、このような各偏光制御型空間光スイッチ装置におい
ても、光路長調整装置6を用いて光路長を調整すること
ができる。
In this example, one input and one output are provided for each liquid crystal polarization control element of each polarization controller, but a plurality of inputs and outputs may be used. As a result, these multi-staged spatial optical switch devices are used in optical communication networks such as between devices, between elements, between optical fibers, etc.
It realizes highly variable connection of spatially multiplexed optical signals. Although the spaces generated between the respective spatial optical switch constituent elements in FIGS. 14, 15, 16, 17, and 18 are left as they are, glass rods having a size corresponding to the spaces may be provided. Further, these polarization control type spatial light switch devices can be formed into a two-dimensional array in the same manner as the polarization control type spatial light switch devices of the first embodiment.
Further, also in such each polarization control type spatial optical switch device, the optical path length can be adjusted by using the optical path length adjusting device 6.

【0135】このように、各偏光分離面が交差する方向
に配置された偏光分離器をもつ、大きさの異なる偏光制
御型空間光スイッチユニットを複数そなえ、これらの偏
光制御型空間光スイッチユニットを組み合わせて、多段
構成としたことにより、大きなスペースを必要とする光
路シフト用の素子を配置する必要が無くなる。このため
に、光スイッチの小型化が可能となるとともに、製造の
工程が簡単なものとなり、コストも低く抑えられる。
As described above, a plurality of polarization control type spatial optical switch units of different sizes having the polarization splitters arranged in the directions in which the respective polarization separating planes intersect are provided, and these polarization control type spatial optical switch units are provided. By combining them to form a multistage structure, it is not necessary to dispose an optical path shifting element which requires a large space. Therefore, the size of the optical switch can be reduced, the manufacturing process can be simplified, and the cost can be kept low.

【0136】更に、λ/4板またはその保護用ガラスに
反射コーティングを施すことにより、反射鏡の代わりと
してもよく、これにより、反射鏡のスペース分を縮小す
ることができ、その結果、光スイッチの自体の光路シフ
ト側のスペースを大幅に縮小することが可能になる。
又、λ/2板5′の代わりに偏光成分変更部として、2
つのλ/4板を用いることにより、光スイッチユニット
を完全に同等な2つの部品群で構成することができる。
そして、ネットワークの構成としても、クロスオーバー
網等を実現できる。
Furthermore, a reflection coating may be applied to the λ / 4 plate or its protective glass to replace the reflection mirror, whereby the space for the reflection mirror can be reduced and, as a result, the optical switch. It is possible to significantly reduce the space on the side of the optical path shift of itself.
Also, instead of the λ / 2 plate 5 ′, a polarization component changing unit
By using one λ / 4 plate, the optical switch unit can be composed of two completely equivalent component groups.
Also, as a network configuration, a crossover network or the like can be realized.

【0137】(c)第3実施例の説明 図19は、本発明の第3実施例を示す模式図で、この図
19は、多段構成の偏光制御型空間光スイッチ装置で、
この多段構成の空間光スイッチは、入射側に配設された
偏光制御型空間光スイッチユニット30′′と、出射側
に配設された偏光制御型空間光スイッチユニット40′
とを配設して構成されている。そして、この多段構成の
空間光スイッチ装置は、4入力4出力のもので、図22
に示すような、等価ネットワークを形成するものであ
る。
(C) Description of Third Embodiment FIG. 19 is a schematic diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 19 shows a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage structure.
This multi-stage spatial light switch includes a polarization control type spatial light switch unit 30 ″ arranged on the entrance side and a polarization control type spatial light switch unit 40 ′ arranged on the exit side.
And are arranged. This multi-stage spatial light switch device is of a 4-input 4-output type.
It forms an equivalent network as shown in.

【0138】又、空間光スイッチユニット30′′は、
先述の偏光制御型空間光スイッチユニット30′の偏光
分離器1a,1bおよび偏光制御器2cに、空間光スイ
ッチユニット40′のλ/2板5′に応じた隙間を設け
ただけのものであり、尚、このような隙間を設けられた
偏光制御器を偏光制御器2c′とする。このような空間
光スイッチユニット30′′,40′による多段化構成
により、各入力光は、まず、空間光スイッチユニット3
0′′の偏光制御器2c′の偏光制御によって、先述の
偏光制御型空間光スイッチ装置30の場合と同様の要領
で、光路処理を施される。
Further, the spatial light switch unit 30 ″ is
The polarization separators 1a and 1b and the polarization controller 2c of the above-mentioned polarization control type spatial light switch unit 30 'are simply provided with a gap corresponding to the λ / 2 plate 5'of the spatial light switch unit 40'. The polarization controller provided with such a gap is referred to as a polarization controller 2c '. Due to the multi-stage configuration of the spatial light switch units 30 ″ and 40 ′, each input light is first transmitted to the spatial light switch unit 3
By the polarization control of the 0 ″ polarization controller 2c ′, the optical path processing is performed in the same manner as the case of the polarization control type spatial optical switch device 30 described above.

【0139】そののち、各光は空間光スイッチユニット
40′へ出射されて、ここで、偏光制御器2e,2fの
偏光制御によって、先述の偏光制御型空間光スイッチ装
置40の場合と同様の要領で、光路処理を施され、目的
の光路にシフトされて装置から出力される。この結果、
多入力多出力で、且つ、多段化されて数段の光路シフト
が可能な光路切替えスイッチとして作用するのである。
After that, each light is emitted to the spatial light switch unit 40 ', where the polarization control of the polarization controllers 2e and 2f controls the light in the same manner as in the case of the polarization control type spatial light switch device 40 described above. Then, the optical path processing is performed, the optical path is shifted to the target optical path, and the light is output from the device. As a result,
This is an optical path changeover switch that has multiple inputs and multiple outputs, and can be shifted in multiple stages to shift the optical path in several stages.

【0140】尚、本例では、各偏光制御器の各液晶偏光
制御素子に対して1入力1出力としたが、特に複数の入
出力であっても構わない。このような結果として、これ
らの多段構成の空間光スイッチ装置は、光通信のネット
ワークにおいて、装置間,素子間,光ファイバ間等にお
いて、空間多重化された光信号の可変接続を高度に実現
するのである。尚、空間光スイッチ構成要素の間に生じ
る空間を、そのままとしたが、その空間に応じたサイズ
のガラスロッドを設けても構わない。又、この偏光制御
型空間光スイッチ装置は、第1実施例の各偏光制御型空
間光スイッチ装置と同様の要領で、二次元アレイ化する
ことも可能である。更に、このような偏光制御型空間光
スイッチ装置においても、光路長調整装置6を用いて光
路長を調整することができる。
In this example, one input and one output are used for each liquid crystal polarization control element of each polarization controller, but a plurality of inputs and outputs may be used. As a result, these multi-stage spatial optical switch devices highly realize variable connection of spatially multiplexed optical signals between devices, elements, optical fibers, etc. in an optical communication network. Of. Although the space generated between the spatial optical switch components is left as it is, a glass rod having a size corresponding to the space may be provided. Further, this polarization control type spatial light switch device can be formed into a two-dimensional array in the same manner as each polarization control type spatial light switch device of the first embodiment. Further, also in such a polarization control type spatial optical switch device, the optical path length can be adjusted by using the optical path length adjusting device 6.

【0141】このように、各偏光分離面1a′,1b′
が平行になるように配置された、偏光分離器1a,1b
とからなる偏光制御型空間光スイッチユニット30′′
と、各偏光分離面1a′,1b′が交差する方向に配置
された偏光分離器1a,1bとからなる偏光制御型空間
光スイッチユニット40′を組み合わせて、多段構成と
することにより、大きなスペースを必要とする光路シフ
ト用の素子を配置する必要が無くなり、このために、製
造の工程が簡単なものとなり、コストも低く抑えられ
る。更に、ネットワークの構成としても、その自由度を
拡大することができる。
In this way, each polarization splitting surface 1a ', 1b' is
Polarization separators 1a and 1b arranged so that they are parallel to each other.
A polarization control type spatial light switch unit 30 '' consisting of
And a polarization control type spatial optical switch unit 40 'composed of the polarization separators 1a and 1b arranged in the direction in which the polarization separation surfaces 1a' and 1b 'intersect with each other to form a multi-stage structure, thereby providing a large space. It is not necessary to dispose an element for optical path shifting, which requires the above, which simplifies the manufacturing process and keeps the cost low. Further, the flexibility of the network configuration can be expanded.

【0142】更に、λ/4板またはその保護用ガラスに
反射コーティングを施すことにより、反射鏡の代わりと
してもよく、これにより、反射鏡のスペース分を縮小す
ることができ、その結果、光スイッチの自体の光路シフ
ト側のスペースを大幅に縮小することが可能になる。
Further, a reflection coating may be applied to the λ / 4 plate or its protective glass to replace the reflection mirror, whereby the space for the reflection mirror can be reduced and, as a result, the optical switch. It is possible to significantly reduce the space on the side of the optical path shift of itself.

【0143】[0143]

【発明の効果】以上詳述したように、第1の発明の偏光
制御型空間光スイッチ装置によれば、入射光に対して並
列に配設され、且つ、各偏光分離面が平行になるように
配置され、それぞれ偏光分離面により入射光の一方の偏
光成分を通過させ、この偏光成分と直交する他方の偏光
成分を反射させて出力する複数の偏光分離器と、偏光分
離器の入射光側にそれぞれ配置され、外部制御に応じて
入力光の偏光方向を、そのまま又は直交方向に変化させ
て出力する複数の偏光制御器と、各偏光分離器の反射側
の一方に、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすよう
に偏光分離器の通過光に対して垂直に配置されたλ/4
板と、入射光を同一光路に反射する反射部材としての反
射鏡とをそなえ、一方の偏光成分を有する入力光を、偏
光制御器によって、その偏光方向を制御し、偏光分離器
の偏光分離面をそのままの光路で通過させるとともに、
偏光制御器における偏光方向の制御によって、他方の偏
光成分を有する入力光を偏光分離器の偏光分離面で反射
させ、必要に応じてλ/4板と反射部材とを経由させ
て、もう一方の偏光分離器1b,1aの偏光分離面で反
射させることにより、光路シフトを行なうべく構成され
たことにより、二次元アレイ化可能な小型の多入力多出
力の光スイッチを容易に構成できる利点がある(請求項
1,12)。
As described above in detail, according to the polarization control type spatial optical switch device of the first invention, the polarization control surfaces are arranged in parallel with each other with respect to the incident light and the respective polarization separation surfaces are parallel to each other. A plurality of polarization separators, each of which transmits one polarization component of the incident light by a polarization splitting surface, reflects the other polarization component orthogonal to this polarization component, and outputs the same. And a plurality of polarization controllers that respectively output the polarization direction of the input light according to external control and change the polarization direction as it is or in the orthogonal direction, and on one of the reflection sides of each polarization separator, the main axis of the incident light Λ / 4 arranged perpendicularly to the light passing through the polarization splitter so as to form 45 ° with the polarization direction
A plate and a reflecting mirror as a reflecting member that reflects incident light to the same optical path, and controls the polarization direction of the input light having one polarization component by a polarization controller, and the polarization separation surface of the polarization separator. While passing through the optical path as it is,
By controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surface of the polarization splitter, and passes through the λ / 4 plate and the reflecting member as necessary, and the other Since it is configured to shift the optical path by reflecting on the polarization splitting surfaces of the polarization splitters 1b and 1a, there is an advantage that a small multi-input multi-output optical switch that can be two-dimensionally arrayed can be easily configured. (Claims 1 and 12).

【0144】又、入射光に対して並列に配設され、且
つ、各偏光分離面が平行になるように配置され、それぞ
れ偏光分離面により入射光の一方の偏光成分を通過さ
せ、この偏光成分と直交する他方の偏光成分を反射させ
て出力する複数の偏光分離器と、偏光分離器の入射光側
にそれぞれ配置され、外部制御に応じて入力光の偏光方
向を、そのまま又は直交方向に変化させて出力する複数
の偏光制御器と、各偏光分離器の反射側の一方に、主軸
が入射光の偏光方向と45°をなすように偏光分離器の
通過光に対して垂直に配置されたλ/4板と、入射光を
同一光路に反射する反射部材としての反射鏡とをそな
え、一方の偏光成分を有する入力光を、偏光制御器によ
って、その偏光方向を制御し、偏光分離器の偏光分離面
をそのままの光路で通過させるとともに、偏光制御器に
おける偏光方向の制御によって、他方の偏光成分を有す
る入力光を偏光分離器の偏光分離面で反射させ、必要に
応じてλ/4板と反射部材とを経由させて、もう一方の
偏光分離器の偏光分離面で反射させることにより、光路
シフトを行なうべく構成された偏光制御型空間光スイッ
チユニットを複数そなえ、これらの偏光制御型空間光ス
イッチユニットを組み合わせて、多段構成としたことに
より、二次元アレイ化可能な小型の多入力多出力で、且
つ、多段構成の光スイッチを容易に構成できる。又、ネ
ットワーク構成としても種々のもの、例えば、バニヤン
網やクロスオーバー網等を実現できる利点がある(請求
項2,12)。
Further, the polarized light splitting surfaces are arranged in parallel with respect to the incident light, and the polarization splitting surfaces are arranged in parallel with each other. A plurality of polarization separators that reflect and output the other polarization component that is orthogonal to and are arranged respectively on the incident light side of the polarization separator, and change the polarization direction of the input light as it is or in the orthogonal direction according to external control. A plurality of polarization controllers for outputting the light and the one of the reflection sides of the respective polarization separators are arranged perpendicular to the light passing through the polarization separators so that the principal axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. A λ / 4 plate and a reflecting mirror as a reflecting member that reflects incident light to the same optical path are provided, and the polarization direction of the input light having one polarization component is controlled by a polarization controller, and Passes through the polarization splitting surface without changing the optical path. In addition, by controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having the other polarization component is reflected by the polarization separation surface of the polarization separator, and if necessary, passes through the λ / 4 plate and the reflection member, It has multiple polarization control type spatial light switch units that are configured to shift the optical path by reflecting on the polarization splitting surface of the other polarization splitter, and these polarization control type spatial light switch units are combined to form a multi-stage configuration. As a result, a compact multi-input multi-output optical switch that can be formed into a two-dimensional array and that has a multi-stage configuration can be easily configured. In addition, there is an advantage that various network configurations, such as a banyan network and a crossover network, can be realized (claims 2 and 12).

【0145】そして、複数の偏光分離器のいくつかが、
各偏光分離器の機能を兼用する1つの偏光分離器で構成
されていることにより、光スイッチの作成における自由
度が広がり、製造工程の簡略化が可能となる(請求項
3)。又、第2の発明の偏光制御型空間光スイッチ装置
によれば、入射光に対して並列に配設され、且つ、各偏
光分離面が交差する方向に配置され、それぞれ偏光分離
面により入射光の一方の偏光成分を通過させ、この偏光
成分と直交する他方の偏光成分を反射させて出力する複
数の偏光分離器と、偏光分離器の入射光側にそれぞれ配
置され、外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのま
ま又は直交方向に変化させて出力する複数の偏光制御器
と、各偏光分離器の反射側の一方に、主軸が入射光の偏
光方向と45°をなすように偏光分離器の通過光に対し
て垂直に配置されたλ/4板と入射光を同一光路に反射
する反射部材としての反射鏡とをそなえるとともに、偏
光分離光の行き来する偏光分離器の間に、主軸が入射光
の偏光方向と45°をなすように偏光分離器の通過光に
対して垂直に配置されて、一方の偏光成分から他方の偏
光成分またはその逆に変更する、λ/2板で構成された
偏光成分変更部とをそなえ、偏光制御器における偏光方
向の制御によって、一方の偏光成分を有する入力光を、
偏光分離器の偏光分離面をそのままの光路で通過させる
とともに、偏光制御器における偏光方向の制御によっ
て、他方の偏光成分を有する入力光を偏光分離器の偏光
分離面で反射させ、偏光成分変更部を通過させたのち、
λ/4板と反射部材とを経由させて、もう一方の偏光分
離器1b,1aの偏光分離面で反射させることにより、
光路シフトを行なうべく構成されたことにより、二次元
アレイ化可能な小型の多入力多出力の光スイッチを容易
に構成できる利点がある(請求項4,6,12)。
Then, some of the plurality of polarization separators are
By comprising one polarization separator that also has the function of each polarization separator, the degree of freedom in producing the optical switch is increased, and the manufacturing process can be simplified (claim 3). Further, according to the polarization control type spatial optical switch device of the second invention, the polarization separation surfaces are arranged in parallel with each other, and the polarization separation surfaces are arranged in a direction intersecting with each other. A plurality of polarization separators that pass one polarized light component and reflect the other polarized light component that is orthogonal to this polarized light component and output it, and are arranged on the incident light side of the polarized light separators respectively and input according to external control. A polarization controller that outputs the light by changing the polarization direction of the light as it is or by changing it in the orthogonal direction, and polarization separation so that the main axis is at 45 ° with the polarization direction of the incident light on one of the reflection sides of each polarization separator. A λ / 4 plate arranged perpendicularly to the light passing through the optical axis and a reflecting mirror as a reflecting member for reflecting the incident light in the same optical path, and the main axis is provided between the polarization separators where the polarization separated light travels. Is 45 ° with the polarization direction of the incident light And a polarization component changing unit composed of a λ / 2 plate, which is arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separator and changes from one polarization component to the other polarization component or vice versa, and polarization control is performed. The input light having one polarization component is
The polarization splitting surface of the polarization splitter is allowed to pass through the optical path as it is, and the polarization direction is controlled by the polarization controller so that the input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surface of the polarization splitter, and the polarization component changing unit After passing through,
By passing the light through the λ / 4 plate and the reflection member and reflecting the light on the polarization separation surface of the other polarization separator 1b, 1a,
Since the optical path is configured to be shifted, there is an advantage that a compact multi-input multi-output optical switch that can be formed into a two-dimensional array can be easily constructed (claims 4, 6 and 12).

【0146】又、入射光に対して並列に配設され、且
つ、各偏光分離面が交差する方向に配置され、それぞれ
偏光分離面により入射光の一方の偏光成分を通過させ、
この偏光成分と直交する他方の偏光成分を反射させて出
力する複数の偏光分離器と、偏光分離器の入射光側にそ
れぞれ配置され、外部制御に応じて入力光の偏光方向
を、そのまま又は直交方向に変化させて出力する複数の
偏光制御器と、各偏光分離器の反射側の一方に、主軸が
入射光の偏光方向と45°をなすように偏光分離器の通
過光に対して垂直に配置されたλ/4板と入射光を同一
光路に反射する反射部材としての反射鏡とをそなえると
ともに、偏光分離光の行き来する偏光分離器の間に、主
軸が入射光の偏光方向と45°をなすように偏光分離器
の通過光に対して垂直に配置されて、一方の偏光成分か
ら他方の偏光成分またはその逆に変更する、λ/2板で
構成された偏光成分変更部とをそなえ、偏光制御器にお
ける偏光方向の制御によって、一方の偏光成分を有する
入力光を、偏光分離器の偏光分離面をそのままの光路で
通過させるとともに、偏光制御器における偏光方向の制
御によって、他方の偏光成分を有する入力光を偏光分離
器の偏光分離面で反射させ、偏光成分変更部を通過させ
たのち、λ/4板と反射部材とを経由させて、もう一方
の偏光分離器の偏光分離面で反射させることにより、光
路シフトを行なうべく構成された大きさの異なる偏光制
御型空間光スイッチユニットを複数そなえ、これらの偏
光制御型空間光スイッチユニットを組み合わせて、多段
構成としたことにより、二次元アレイ化可能な小型の多
入力多出力で、且つ、多段構成の光スイッチを容易に構
成できる。又、ネットワーク構成としてもクロスオーバ
ー網等を実現できる利点がある(請求項5,6)。
Further, they are arranged in parallel with respect to the incident light, and are arranged in the directions in which the respective polarization separation surfaces intersect with each other, and one polarization component of the incident light is passed by the respective polarization separation surfaces,
A plurality of polarization separators that reflect and output the other polarization component that is orthogonal to this polarization component, and are disposed on the incident light side of the polarization separator, respectively, and the polarization direction of the input light can be the same or orthogonal depending on external control. Direction of the polarized light, and one of the polarization sides of each of the polarized light separators, which has a principal axis perpendicular to the light passing through the polarized light separator so that its main axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light. It has a λ / 4 plate arranged and a reflecting mirror as a reflecting member that reflects the incident light in the same optical path, and the main axis is between the polarization direction of the incident light and the polarization direction of 45 ° between the polarization separators where the polarization separated light travels. And a polarization component changing section composed of a λ / 2 plate, which is arranged perpendicular to the light passing through the polarization separator to change from one polarization component to the other polarization component or vice versa. , For controlling the polarization direction in the polarization controller Thus, while allowing the input light having one polarization component to pass through the polarization separation surface of the polarization splitter as it is, the input light having the other polarization component is polarized and separated by controlling the polarization direction in the polarization controller. Optical path shift by reflecting on the polarization splitting surface of the other polarization splitter, passing through the polarization component changing part, and then passing through the λ / 4 plate and the reflecting member and reflected on the polarization splitting surface of the other polarization splitter. The polarization control type spatial light switch units of different sizes are configured to perform the above, and by combining these polarization control type spatial light switch units into a multi-stage configuration, a small multi-dimensional array that can be formed into a two-dimensional array is provided. An optical switch with multiple inputs and multiple stages can be easily constructed. Further, there is an advantage that a crossover network or the like can be realized as a network configuration (claims 5 and 6).

【0147】又、上述の偏光分離器の偏光分離面が交差
するように配置された、各偏光制御型空間光スイッチ装
置の偏光成分変更部が、2枚のλ/4板で構成されたこ
とにより、空間光スイッチ装置および空間光スイッチユ
ニットを完全に同等な2つの部品群で構成することがで
きる(請求項7,12)。そして又、第3の発明の偏光
制御型空間光スイッチ装置によれば、入射光に対して並
列に配設され、且つ、各偏光分離面が平行になるように
配置され、それぞれ偏光分離面により入射光の一方の偏
光成分を通過させ、この偏光成分と直交する他方の偏光
成分を反射させて出力する複数の偏光分離器と、偏光分
離器の入射光側にそれぞれ配置され、外部制御に応じて
入力光の偏光方向を、そのまま又は直交方向に変化させ
て出力する複数の偏光制御器と、各偏光分離器の反射側
の一方に、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすよう
に偏光分離器の通過光に対して垂直に配置されたλ/4
板と、入射光を同一光路に反射する反射部材としての反
射鏡とをそなえ、一方の偏光成分を有する入力光を、偏
光制御器によって、その偏光方向を制御し、偏光分離器
の偏光分離面をそのままの光路で通過させるとともに、
偏光制御器における偏光方向の制御によって、他方の偏
光成分を有する入力光を偏光分離器の偏光分離面で反射
させ、必要に応じてλ/4板と反射部材とを経由させ
て、もう一方の偏光分離器の偏光分離面で反射させるこ
とにより、光路シフトを行なうべく構成された第1の偏
光制御型空間光スイッチユニットをそなえるとともに、
入射光に対して並列に配設され、且つ、各偏光分離面が
交差する方向に配置され、それぞれ偏光分離面により入
射光の一方の偏光成分を通過させ、この偏光成分と直交
する他方の偏光成分を反射させて出力する複数の偏光分
離器と、偏光分離器の入射光側にそれぞれ配置され、外
部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま又は直交
方向に変化させて出力する複数の偏光制御器と、各偏光
分離器の反射側の一方に、主軸が入射光の偏光方向と4
5°をなすように偏光分離器の通過光に対して垂直に配
置されたλ/4板と入射光を同一光路に反射する反射部
材とをそなえるとともに、偏光分離光の行き来する偏光
分離器の間に、主軸が入射光の偏光方向と45°をなす
ように偏光分離器の通過光に対して垂直に配置されて、
一方の偏光成分から他方の偏光成分またはその逆に変更
する偏光成分変更部とをそなえ、偏光制御器における偏
光方向の制御によって、一方の偏光成分を有する入力光
を、偏光分離器の偏光分離面をそのままの光路で通過さ
せるとともに、偏光制御器における偏光方向の制御によ
って、他方の偏光成分を有する入力光を偏光分離器の偏
光分離面で反射させ、偏光成分変更部を通過させたの
ち、λ/4板と反射部材とを経由させて、もう一方の偏
光分離器の偏光分離面で反射させることにより、光路シ
フトを行なうべく構成された第2の偏光制御型空間光ス
イッチユニットをそなえ、上記の第1の偏光制御型空間
光スイッチユニットおよび第2の偏光制御型空間光スイ
ッチユニットを組み合わせて、多段構成としたことによ
り、二次元アレイ化可能な小型の多入力多出力で、且
つ、多段構成の光スイッチを容易に構成できる。又、ネ
ットワーク構成の自由度を拡げることができる利点があ
る(請求項8,12)。
Further, the polarization component changing section of each polarization control type spatial optical switch device, which is arranged so that the polarization separation planes of the above-mentioned polarization separator intersect, is composed of two λ / 4 plates. Thus, the spatial light switch device and the spatial light switch unit can be configured by two completely equivalent two component groups (claims 7 and 12). Further, according to the polarization control type spatial light switch device of the third invention, the polarization control surfaces are arranged in parallel with respect to the incident light, and the polarization separation surfaces are arranged in parallel with each other. A plurality of polarization separators that pass one polarization component of the incident light and reflect the other polarization component orthogonal to this polarization component and output it, and are arranged on the incident light side of the polarization separator, respectively, depending on the external control. A plurality of polarization controllers that output the polarization direction of the input light as it is or in the orthogonal direction, and one of the reflection sides of each polarization separator, so that the main axis forms a 45 ° angle with the polarization direction of the incident light. Λ / 4 arranged perpendicular to the light passing through the polarization splitter
A plate and a reflecting mirror as a reflecting member that reflects incident light to the same optical path, and controls the polarization direction of the input light having one polarization component by a polarization controller, and the polarization separation surface of the polarization separator. While passing through the optical path as it is,
By controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surface of the polarization splitter, and passes through the λ / 4 plate and the reflecting member as necessary, and the other By providing a first polarization control type spatial optical switch unit configured to shift the optical path by reflecting the light on the polarization splitting surface of the polarization splitter,
It is arranged in parallel to the incident light, and is arranged in the direction in which the respective polarization splitting surfaces intersect, and one polarization component of the incident light passes through the respective polarization splitting surfaces, and the other polarization orthogonal to this polarization component. A plurality of polarization separators that reflect and output the components, and a plurality of polarization separators that are respectively arranged on the incident light side of the polarization separators and that output the polarization direction of the input light as it is or in the orthogonal direction according to external control. One of the polarization controller and one of the reflection side of each polarization separator has a principal axis with the polarization direction of the incident light.
The polarization separator is provided with a λ / 4 plate arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separator so as to form 5 ° and a reflecting member for reflecting the incident light in the same optical path. In between, the main axis is arranged perpendicular to the light passing through the polarization separator so that the main axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light,
A polarization component changing unit for changing from one polarization component to the other polarization component or vice versa, and by controlling the polarization direction in the polarization controller, input light having one polarization component is converted into a polarization separation surface of the polarization separator. While passing through the optical path as it is, by controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surface of the polarization splitter and passed through the polarization component changing unit, and then λ The second polarization control type spatial light switch unit configured to shift the optical path by reflecting the light on the polarization splitting surface of the other polarization splitter via the / 4 plate and the reflecting member. By combining the first polarization control type spatial light switch unit and the second polarization control type spatial light switch unit in a multi-stage configuration, a two-dimensional array is formed. In multiple-input multiple-output capacity compact, and it can be easily configured the optical switch of multi-stage configuration. Further, there is an advantage that the degree of freedom of the network configuration can be expanded (claims 8 and 12).

【0148】そして又、上述の第1,2の発明の偏光制
御型空間光スイッチ装置において、その入出力側の何れ
かに、入射光の偏光状態によって入射光の光路長を変え
る光路長調整手段が設けられ、又、この光路長調整手段
が、偏光分離面により入射光の一方の偏光成分を通過さ
せ、この偏光成分と直交する他方の偏光成分を反射させ
て出力する偏光分離器と、偏光分離器の各反射側に、主
軸が入射光の偏光方向と45°をなすように偏光分離器
の通過光に対して垂直に配置されたλ/4板と、入射光
を同一光路に反射する反射部材としての反射鏡とをそな
えて構成されたことにより、光路シフトによって生じる
光路差を無くしたり、あるいは縮小するといった、光路
長の調整ができる利点がある(請求項9,10,1
2)。
In the polarization control type spatial optical switch device of the first and second inventions, the optical path length adjusting means for changing the optical path length of the incident light depending on the polarization state of the incident light on either the input or output side. Is provided, and the optical path length adjusting means allows one polarization component of the incident light to pass through the polarization splitting surface and reflects the other polarization component orthogonal to this polarization component, and outputs the polarized light. On each reflection side of the separator, a λ / 4 plate arranged perpendicular to the light passing through the polarization separator so that the principal axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light, and reflects the incident light in the same optical path. By being configured with a reflecting mirror as a reflecting member, there is an advantage that the optical path length can be adjusted by eliminating or reducing the optical path difference caused by the optical path shift (claims 9, 10, 1).
2).

【0149】又、上述の第1,2の発明の偏光制御型空
間光スイッチ装置において、その構成要素の間に空間が
生じた場合に、空間に光透過部材が設けられていること
により、作成がより容易になる利点がある(請求項1
1)。更に、上述の第1,2の発明の偏光制御型空間光
スイッチ装置において、その反射部材として、λ/4板
またはその保護用ガラスに形成された反射コーティング
部が使用されたことにより、反射部材に取られるスペー
スを縮小でき、偏光制御型空間光スイッチ装置自体をよ
り小型化できる利点がある(請求項13)。
In the polarization control type spatial optical switch device according to the first and second aspects of the invention, when a space is formed between the constituent elements, the space is provided with a light transmitting member, so that Has the advantage of being easier (claim 1
1). Further, in the polarization control type spatial optical switch device according to the first and second aspects of the present invention, since the reflection coating portion formed on the λ / 4 plate or the protective glass thereof is used as the reflection member, the reflection member is formed. There is an advantage that the space taken up in the above can be reduced and the polarization control type spatial optical switch device itself can be further downsized (claim 13).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の発明の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of a first invention.

【図2】第2の発明の原理図である。FIG. 2 is a principle diagram of a second invention.

【図3】本発明の第1実施例における偏光制御型空間光
スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial optical switch device in a first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例における偏光制御型空間光
スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device in a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施例における多段構成の偏光制
御型空間光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage configuration in a first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施例における多段構成の偏光制
御型空間光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage configuration in a first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施例における多段構成の偏光制
御型空間光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage configuration in a first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1実施例における多段構成の偏光制
御型空間光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage configuration in a first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1実施例における多段構成の偏光制
御型空間光スイッチ装置を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage configuration in a first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第1実施例における多段構成の偏光
制御型空間光スイッチ装置を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage configuration according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第1実施例における光路長調整装置
を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic view showing an optical path length adjusting device in the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第1実施例における光路長調整装置
を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic view showing an optical path length adjusting device in the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第1実施例における光路長調整装置
を配設した偏光制御型空間光スイッチ装置を示す模式図
である。
FIG. 13 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device provided with an optical path length adjusting device in the first embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2実施例における偏光制御型空間
光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial optical switch device in a second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第2実施例における偏光制御型空間
光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device according to a second embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第2実施例における偏光制御型空間
光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device in a second embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第2実施例における偏光制御型空間
光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device according to a second embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第2実施例における多段構成の偏光
制御型空間光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 18 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage structure in a second embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第3実施例における多段構成の偏光
制御型空間光スイッチ装置を示す模式図である。
FIG. 19 is a schematic view showing a polarization control type spatial optical switch device having a multi-stage structure in a third embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第1実施例における各偏光制御型空
間光スイッチ装置を用いたネットワークを示す図であ
る。
FIG. 20 is a diagram showing a network using each polarization control type spatial optical switch device in the first embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第1,2実施例における各偏光制御
型空間光スイッチ装置を用いたネットワークを示す図で
ある。
FIG. 21 is a diagram showing a network using each polarization control type spatial optical switch device in the first and second embodiments of the present invention.

【図22】本発明の第1,3実施例における各偏光制御
型空間光スイッチ装置を用いたネットワークを示す図で
ある。
FIG. 22 is a diagram showing a network using each polarization control type spatial optical switch device in the first and third embodiments of the present invention.

【図23】従来例における偏光制御型空間光スイッチ装
置を示す模式図である。
FIG. 23 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial optical switch device in a conventional example.

【図24】従来例における偏光制御型空間光スイッチ装
置を示す模式図である。
FIG. 24 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial optical switch device in a conventional example.

【図25】従来例における偏光制御型空間光スイッチ装
置を示す模式図である。
FIG. 25 is a schematic diagram showing a polarization control type spatial light switch device in a conventional example.

【図26】従来例における偏光制御型空間光スイッチ装
置を示す模式図である。
FIG. 26 is a schematic view showing a polarization control type spatial light switch device in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1
h,1i,1j,1k,1m,1n,50,62−1,
62−2,62−3,64,Q,Q′ 偏光分離器 1′,1a′,1b′,1c′,1d′,1e′,1
f′,1g′,1h′,1i′,1j′,1k′,1
m′,1n′,56,R,R′ 偏光分離面 2a,2b,2c,2c′,2d,2e,2f,2g,
2h,53,53′,54,M,M′ 偏光制御器 3a,3b,3c,3d,3e,3f,52,54,
P,P′ λ/4板 4a,4b,4c,4d,4e,4f,55,L,L′
反射鏡(反射部材) 5 偏光成分変更部 5′,5′′ λ/2板 6 光路長調整装置(光路長調整手段) 7a,7b,7c,7d,7e,7f,7g,7h,7
i,7j,7k,7m,7n,7p,7q,7r,N,
N′ 液晶偏光制御素子 30,40,100,101,102,103 偏光制
御型空間光スイッチ装置 30′,31,32,33,34,41 偏光制御型空
間光スイッチユニット 51 反射位置シフト用反射鏡 57,60 第1反射ブロック 58,61 第2反射ブロック 59 光路変更素子 63 光路変換器 65,S ガラスロッド(光透過部材)
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1
h, 1i, 1j, 1k, 1m, 1n, 50, 62-1,
62-2, 62-3, 64, Q, Q'polarization separator 1 ', 1a', 1b ', 1c', 1d ', 1e', 1
f ', 1g', 1h ', 1i', 1j ', 1k', 1
m ', 1n', 56, R, R'polarization separating surfaces 2a, 2b, 2c, 2c ', 2d, 2e, 2f, 2g,
2h, 53, 53 ', 54, M, M'polarization controller 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 52, 54,
P, P'λ / 4 plate 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 55, L, L '
Reflecting mirror (reflecting member) 5 Polarization component changing unit 5 ′, 5 ″ λ / 2 plate 6 Optical path length adjusting device (optical path length adjusting means) 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7
i, 7j, 7k, 7m, 7n, 7p, 7q, 7r, N,
N ′ Liquid crystal polarization control element 30, 40, 100, 101, 102, 103 Polarization control type spatial light switch device 30 ′, 31, 32, 33, 34, 41 Polarization control type spatial light switch unit 51 Reflection position shifting reflector 57,60 1st reflection block 58,61 2nd reflection block 59 Optical path changing element 63 Optical path changer 65, S Glass rod (light transmission member)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光に対して並列に配設され、且つ、
各偏光分離面(1a′,1b′)が平行になるように配
置され、それぞれ偏光分離面(1a′,1b′)により
入射光の一方の偏光成分を通過させ、この偏光成分と直
交する他方の偏光成分を反射させて出力する複数の偏光
分離器(1a,1b)と、 該偏光分離器(1a,1b)の入射光側にそれぞれ配置
され、外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま
又は直交方向に変化させて出力する複数の偏光制御器
(2a,2b)と、 各偏光分離器(1a,1b)の反射側の一方に、 主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該偏光分
離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置された
λ/4板(3a,3b)と、入射光を同一光路に反射す
る反射部材(4a,4b)とをそなえ、 一方の偏光成分を有する入力光を、該偏光制御器によっ
て、その偏光方向を制御し、該偏光分離器(1a,1
b)の偏光分離面(1a′,1b′)をそのままの光路
で通過させるとともに、 該偏光制御器における偏光方向の制御によって、他方の
偏光成分を有する入力光を該偏光分離器(1a,1b)
の該偏光分離面(1a′,1b′)で反射させ、必要に
応じて該λ/4板(3a,3b)と該反射部材(4a,
4b)とを経由させて、もう一方の該偏光分離器(1
b,1a)の偏光分離面(1b′,1a′)で反射させ
ることにより、光路シフトを行なうべく構成されたこと
を特徴とする、偏光制御型空間光スイッチ装置。
1. Arranged in parallel with incident light, and
The polarization splitting surfaces (1a ', 1b') are arranged so as to be parallel to each other, and one polarization component of the incident light passes through the polarization splitting surfaces (1a ', 1b'), respectively, and the other polarization component orthogonal to this polarization component. A plurality of polarization separators (1a, 1b) that reflect and output the polarized light component of the output light and the polarization splitters (1a, 1b) are respectively arranged on the incident light side, and the polarization direction of the input light is changed according to external control. , One of the polarization controllers (2a, 2b) that outputs the polarization controller (2a, 2b) as it is or by changing it in the orthogonal direction and one of the reflection sides of the respective polarization separators (1a, 1b), the main axis is 45 ° with the polarization direction of incident light. A λ / 4 plate (3a, 3b) arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separator (1a, 1b), and a reflecting member (4a, 4b) for reflecting the incident light in the same optical path. And inputting light having one polarization component to the polarization controller. Thus, by controlling the polarization direction, the polarization separator (1a, 1
The polarization splitting surface (1a ′, 1b ′) of b) is allowed to pass through the optical path as it is, and the polarization direction is controlled by the polarization controller so that the input light having the other polarization component is transmitted to the polarization splitter (1a, 1b). )
Of the polarized light separating surfaces (1a ′, 1b ′) of the λ / 4 plate (3a, 3b) and the reflecting member (4a,
4b) and the other polarization separator (1
A polarization control type spatial optical switch device, characterized in that it is configured to perform an optical path shift by reflecting the light on a polarization splitting surface (1b ', 1a') of (b, 1a).
【請求項2】 入射光に対して並列に配設され、且つ、
各偏光分離面(1b′,1a′)が平行になるように配
置され、それぞれ偏光分離面(1b′,1a′)により
入射光の一方の偏光成分を通過させ、この偏光成分と直
交する他方の偏光成分を反射させて出力する複数の偏光
分離器(1a,1b)と、 該偏光分離器(1a,1b)の入射光側にそれぞれ配置
され、外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま
又は直交方向に変化させて出力する複数の偏光制御器
(2a,2b)と、 各偏光分離器(2a,2b)の反射側の一方に、 主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該偏光分
離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置された
λ/4板(3a,3b)と、入射光を同一光路に反射す
る反射部材(4a,4b)とをそなえ、 一方の偏光成分を有する入力光を、該偏光制御器(2
a,2b)によって、その偏光方向を制御し、該偏光分
離器(1a,1b)の偏光分離面(1b′,1a′)を
そのままの光路で通過させるとともに、 該偏光制御器(2a,2b)における偏光方向の制御に
よって、他方の偏光成分を有する入力光を該偏光分離器
(1a,1b)の該偏光分離面(1b′,1a′)で反
射させ、必要に応じて該λ/4板(3a,3b)と該反
射部材(4a,4b)とを経由させて、もう一方の該偏
光分離器(1a,1b)の偏光分離面(1b′,1
a′)で反射させることにより、光路シフトを行なうべ
く構成された偏光制御型空間光スイッチユニットを複数
そなえ、 これらの偏光制御型空間光スイッチユニットを組み合わ
せて、多段構成としたことを特徴とする、偏光制御型空
間光スイッチ装置。
2. Arranged in parallel with incident light, and
The polarization splitting surfaces (1b ', 1a') are arranged so as to be parallel to each other, and one polarization component of the incident light is transmitted by the polarization splitting surfaces (1b ', 1a'), and the other polarization component orthogonal to this polarization component is passed. A plurality of polarization separators (1a, 1b) that reflect and output the polarized light component of the output light and the polarization splitters (1a, 1b) are respectively arranged on the incident light side, and the polarization direction of the input light is changed according to external control. , One of the polarization controllers (2a, 2b) that outputs as it is or by changing it in the orthogonal direction and one of the reflection sides of each polarization separator (2a, 2b), the main axis is 45 ° with the polarization direction of the incident light. A λ / 4 plate (3a, 3b) arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separator (1a, 1b), and a reflecting member (4a, 4b) for reflecting the incident light in the same optical path. And inputting light having one polarization component to the polarization controller. 2
a, 2b) to control the polarization direction so that the polarization splitting surface (1b ', 1a') of the polarization splitter (1a, 1b) is allowed to pass through the optical path as it is, and the polarization controller (2a, 2b). ), The input light having the other polarization component is reflected by the polarization splitting surface (1b ′, 1a ′) of the polarization splitter (1a, 1b), and if necessary, the λ / 4 The polarization splitting surface (1b ′, 1) of the other polarization splitter (1a, 1b) is passed through the plates (3a, 3b) and the reflecting member (4a, 4b).
It is characterized in that it comprises a plurality of polarization control type spatial light switch units configured to shift the optical path by reflecting at a '), and these polarization control type spatial light switch units are combined to form a multi-stage configuration. , Polarization control type spatial light switch device.
【請求項3】 複数の偏光分離器のいくつかが各偏光分
離器の機能を兼用する1つの偏光分離器で構成されてい
ることを特徴とする請求項2記載の偏光制御型空間光ス
イッチ装置。
3. A polarization control type spatial optical switch device according to claim 2, wherein some of the plurality of polarization separators are constituted by one polarization separator which also has the function of each polarization separator. .
【請求項4】 入射光に対して並列に配設され、且つ、
各偏光分離面(1a′,1b′)が交差する方向に配置
され、それぞれ偏光分離面(1a′,1b′)により入
射光の一方の偏光成分を通過させ、この偏光成分と直交
する他方の偏光成分を反射させて出力する複数の偏光分
離器(1a,1b)と、 該偏光分離器(1a,1b)の入射光側にそれぞれ配置
され、外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま
又は直交方向に変化させて出力する複数の偏光制御器
(2a,2b)と、 各偏光分離器(1a,1b)の反射側の一方に、 主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該偏光分
離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置された
λ/4板(3a,3b)と入射光を同一光路に反射する
反射部材(4a,4b)とをそなえるとともに、 偏光分離光の行き来する該偏光分離器(1a,1b)の
間に、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該
偏光分離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置
されて、一方の偏光成分から他方の偏光成分またはその
逆に変更する偏光成分変更部(5)とをそなえ、 該偏光制御器における偏光方向の制御によって、一方の
偏光成分を有する入力光を、該偏光分離器(1a,1
b)の該偏光分離面(1a′,1b′)をそのままの光
路で通過させるとともに、 該偏光制御器における偏光方向の制御によって、他方の
偏光成分を有する入力光を該偏光分離器(1a,1b)
の該偏光分離面(1a′,1b′)で反射させ、該偏光
成分変更部を通過させたのち、該λ/4板(3a,3
b)と該反射部材(4a,4b)とを経由させて、もう
一方の該偏光分離器(1b,1a)の偏光分離面(1
b′,1a′)で反射させることにより、光路シフトを
行なうべく構成されたことを特徴とする、偏光制御型空
間光スイッチ装置。
4. Arranged in parallel to incident light, and
The polarized light splitting surfaces (1a ′, 1b ′) are arranged in a direction intersecting with each other. The polarized light splitting surfaces (1a ′, 1b ′) respectively allow one polarization component of the incident light to pass therethrough and the other polarization component orthogonal to this polarization component. A plurality of polarization separators (1a, 1b) that reflect and output a polarization component, and the polarization separators (1a, 1b) are respectively arranged on the incident light side, and the polarization direction of the input light is changed according to external control. A plurality of polarization controllers (2a, 2b) that output as they are or by changing them in orthogonal directions and one of the reflection sides of each polarization separator (1a, 1b) have a main axis that makes 45 ° with the polarization direction of incident light. As described above, the λ / 4 plate (3a, 3b) arranged perpendicular to the light passing through the polarization separator (1a, 1b) and the reflecting member (4a, 4b) for reflecting the incident light in the same optical path are provided. At the same time, the polarization splitter (1 , 1b) are arranged perpendicular to the light passing through the polarization separator (1a, 1b) so that the principal axis forms an angle of 45 ° with the polarization direction of the incident light, and one polarization component is polarized to the other polarization. A polarization component changing unit (5) for changing the component or vice versa, and by controlling the polarization direction in the polarization controller, the input light having one polarization component is converted into the polarization separator (1a, 1a).
The polarized light separating surface (1a ′, 1b ′) of b) is passed through the optical path as it is, and the polarization direction is controlled by the polarization controller, so that the input light having the other polarization component is transmitted to the polarization separator (1a, 1b). 1b)
Of the λ / 4 plate (3a, 3b) after being reflected by the polarization splitting surfaces (1a ′, 1b ′) of the
b) and the reflection member (4a, 4b), and the other polarization separation surface (1b, 1a) of the polarization separation surface (1b, 1a).
A polarization control type spatial optical switch device characterized in that it is configured to perform optical path shift by reflecting at b ', 1a').
【請求項5】 入射光に対して並列に配設され、且つ、
各偏光分離面(1b′,1a′)が交差する方向に配置
され、それぞれ偏光分離面(1b′,1a′)により入
射光の一方の偏光成分を通過させ、この偏光成分と直交
する他方の偏光成分を反射させて出力する複数の偏光分
離器(1a,1b)と、 該偏光分離器(1a,1b)の入射光側にそれぞれ配置
され、外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま
又は直交方向に変化させて出力する複数の偏光制御器
(2a,2b)と、 各偏光分離器(1a,1b)の反射側の一方に、 主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該偏光分
離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置された
λ/4板(3a,3b)と入射光を同一光路に反射する
反射部材(4a,4b)とをそなえるとともに、 偏光分離光の行き来する該偏光分離器(1a,1b)の
間に、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該
偏光分離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置
されて、一方の偏光成分から他方の偏光成分またはその
逆に変更する偏光成分変更部とをそなえ、 該偏光制御器(2a,2b)における偏光方向の制御に
よって、一方の偏光成分を有する入力光を、該偏光分離
器(1a,1b)の該偏光分離面(1b′,1a′)を
そのままの光路で通過させるとともに、 該偏光制御器(2a,2b)における偏光方向の制御に
よって、他方の偏光成分を有する入力光を該偏光分離器
(1a,1b)の該偏光分離面(1b′,1a′)で反
射させ、該偏光成分変更部を通過させたのち、該λ/4
板(3a,3b)と該反射部材(4a,4b)とを経由
させて、もう一方の該偏光分離器(1a,1b)の偏光
分離面(1b′,1a′)で反射させることにより、光
路シフトを行なうべく構成された大きさの異なる偏光制
御型空間光スイッチユニットを複数そなえ、 これらの偏光制御型空間光スイッチユニットを組み合わ
せて、多段構成としたことを特徴とする、偏光制御型空
間光スイッチ装置。
5. Arranged in parallel to incident light, and
The respective polarization splitting surfaces (1b ', 1a') are arranged in the intersecting direction, and one polarization component of the incident light is transmitted by each polarization splitting surface (1b ', 1a'), and the other polarization component orthogonal to this polarization component is passed. A plurality of polarization separators (1a, 1b) that reflect and output a polarization component, and the polarization separators (1a, 1b) are respectively arranged on the incident light side, and the polarization direction of the input light is changed according to external control. A plurality of polarization controllers (2a, 2b) that output as they are or by changing them in orthogonal directions and one of the reflection sides of each polarization separator (1a, 1b) have a main axis that makes 45 ° with the polarization direction of incident light. As described above, the λ / 4 plate (3a, 3b) arranged perpendicular to the light passing through the polarization separator (1a, 1b) and the reflecting member (4a, 4b) for reflecting the incident light in the same optical path are provided. At the same time, the polarization splitter (1 , 1b) are arranged perpendicular to the light passing through the polarization separator (1a, 1b) so that the principal axis forms an angle of 45 ° with the polarization direction of the incident light, and one polarization component is polarized to the other polarization. A polarization component changing unit that changes the component or vice versa, and controls the polarization direction in the polarization controller (2a, 2b) to convert the input light having one polarization component into the polarization separator (1a, 1b). Of the input light having the other polarization component by controlling the polarization direction in the polarization controller (2a, 2b) while allowing the polarization splitting surface (1b ', 1a') of the polarization splitter to pass along the optical path as it is. After being reflected by the polarization splitting surface (1b ', 1a') of (1a, 1b) and passed through the polarization component changing section, the λ / 4
By passing through the plate (3a, 3b) and the reflecting member (4a, 4b) and reflecting by the polarization splitting surface (1b ', 1a') of the other polarization splitter (1a, 1b), A polarization control type space characterized by comprising a plurality of polarization control type space optical switch units of different sizes configured for optical path shifting, and combining these polarization control type space optical switch units into a multi-stage configuration. Optical switch device.
【請求項6】 該偏光成分変更部が、λ/2板で構成さ
れたことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の
偏光制御型空間光スイッチ装置。
6. The polarization control type spatial optical switch device according to claim 4 or 5, wherein the polarization component changing unit is formed of a λ / 2 plate.
【請求項7】 該偏光成分変更部が、2枚のλ/4板で
構成されたことを特徴とする請求項4または請求項5に
記載の偏光制御型空間光スイッチ装置。
7. The polarization control type spatial optical switch device according to claim 4, wherein the polarization component changing section is composed of two λ / 4 plates.
【請求項8】 入射光に対して並列に配設され、且つ、
各偏光分離面(1a′,1b′)が平行になるように配
置され、それぞれ偏光分離面(1a′,1b′)により
入射光の一方の偏光成分を通過させ、この偏光成分と直
交する他方の偏光成分を反射させて出力する複数の偏光
分離器(1a,1b)と、 該偏光分離器(1a,1b)の入射光側にそれぞれ配置
され、外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま
又は直交方向に変化させて出力する複数の偏光制御器
と、 各偏光分離器(1a,1b)の反射側の一方に、 主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該偏光分
離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置された
λ/4板(3a,3b)と、入射光を同一光路に反射す
る反射部材(4a,4b)とをそなえ、 一方の偏光成分を有する入力光を、該偏光制御器によっ
て、その偏光方向を制御し、該偏光分離器(1a,1
b)の偏光分離面(1a′,1b′)をそのままの光路
で通過させるとともに、 該偏光制御器における偏光方向の制御によって、他方の
偏光成分を有する入力光を該偏光分離器(1a,1b)
の該偏光分離面(1a′,1b′)で反射させ、必要に
応じて該λ/4板(3a,3b)と該反射部材(4a,
4b)とを経由させて、もう一方の該偏光分離器(1
b,1a)の偏光分離面(1b′,1a′)で反射させ
ることにより、光路シフトを行なうべく構成された第1
の偏光制御型空間光スイッチユニットをそなえるととも
に、 入射光に対して並列に配設され、且つ、各偏光分離面
(1a′,1b′)が交差する方向に配置され、それぞ
れ偏光分離面(1a′,1b′)により入射光の一方の
偏光成分を通過させ、この偏光成分と直交する他方の偏
光成分を反射させて出力する複数の偏光分離器(1a,
1b)と、 該偏光分離器(1a,1b)の入射光側にそれぞれ配置
され、外部制御に応じて入力光の偏光方向を、そのまま
又は直交方向に変化させて出力する複数の偏光制御器
と、 各偏光分離器(1a,1b)の反射側の一方に、 主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該偏光分
離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置された
λ/4板(3a,3b)と入射光を同一光路に反射する
反射部材(4a,4b)とをそなえるとともに、 偏光分離光の行き来する該偏光分離器(1a,1b)の
間に、主軸が入射光の偏光方向と45°をなすように該
偏光分離器(1a,1b)の通過光に対して垂直に配置
されて、一方の偏光成分から他方の偏光成分またはその
逆に変更する偏光成分変更部とをそなえ、 該偏光制御器における偏光方向の制御によって、一方の
偏光成分を有する入力光を、該偏光分離器(1a,1
b)の該偏光分離面(1a′,1b′)をそのままの光
路で通過させるとともに、 該偏光制御器における偏光方向の制御によって、他方の
偏光成分を有する入力光を該偏光分離器(1a,1b)
の該偏光分離面(1a′,1b′)で反射させ、該偏光
成分変更部を通過させたのち、該λ/4板(3a,3
b)と該反射部材(4a,4b)とを経由させて、もう
一方の該偏光分離器(1b,1a)の偏光分離面(1
b′,1a′)で反射させることにより、光路シフトを
行なうべく構成された第2の偏光制御型空間光スイッチ
ユニットをそなえ、 上記の第1の偏光制御型空間光スイッチユニットおよび
第2の偏光制御型空間光スイッチユニットを組み合わせ
て、多段構成としたことを特徴とする、偏光制御型空間
光スイッチ装置。
8. Arranged in parallel to incident light, and
The polarization splitting surfaces (1a ', 1b') are arranged so as to be parallel to each other, and one polarization component of the incident light passes through the polarization splitting surfaces (1a ', 1b'), respectively, and the other polarization component orthogonal to this polarization component. A plurality of polarization separators (1a, 1b) that reflect and output the polarized light component of the output light and the polarization splitters (1a, 1b) are respectively arranged on the incident light side, and the polarization direction of the input light is changed according to external control. , A plurality of polarization controllers that output as they are or by changing them in the orthogonal direction and one of the polarization sides of the respective polarization separators (1a, 1b) so that the main axis forms an angle of 45 ° with the polarization direction of the incident light. The λ / 4 plate (3a, 3b) arranged perpendicular to the light passing through the separator (1a, 1b) and the reflecting member (4a, 4b) for reflecting the incident light in the same optical path are provided. The input light having a polarization component is converted by the polarization controller Controls the optical direction, the polarization separator (1a, 1
The polarization splitting surface (1a ′, 1b ′) of b) is allowed to pass through the optical path as it is, and the polarization direction is controlled by the polarization controller so that the input light having the other polarization component is transmitted to the polarization splitter (1a, 1b). )
Of the polarized light separating surfaces (1a ′, 1b ′) of the λ / 4 plate (3a, 3b) and the reflecting member (4a,
4b) and the other polarization separator (1
b, 1a) which is configured to perform optical path shift by reflecting on the polarization splitting surface (1b ', 1a').
Of the polarization control type spatial light switch unit, is arranged in parallel with respect to the incident light, and is arranged in the direction in which the respective polarization splitting surfaces (1a ′, 1b ′) intersect with each other. ', 1b') allows a plurality of polarization separators (1a, 1a, 1a, 1b) to pass one polarization component of the incident light and to reflect and output the other polarization component orthogonal to this polarization component.
1b) and a plurality of polarization controllers which are respectively disposed on the incident light side of the polarization separators (1a, 1b) and output the polarization direction of the input light as it is or in the orthogonal direction according to external control. , One of the reflection sides of each of the polarization separators (1a, 1b) is arranged perpendicular to the light passing through the polarization separators (1a, 1b) so that the main axis forms an angle of 45 ° with the polarization direction of the incident light. The λ / 4 plate (3a, 3b) and the reflecting member (4a, 4b) for reflecting incident light in the same optical path, and between the polarization separators (1a, 1b) through which the polarization-separated light travels, It is arranged perpendicularly to the light passing through the polarization separator (1a, 1b) so that its principal axis forms 45 ° with the polarization direction of the incident light, and changes from one polarization component to the other polarization component or vice versa. A polarization component changing section, and a polarization direction in the polarization controller. Under the control of an input light having one polarization component, the polarization separator (1a, 1
The polarized light separating surface (1a ′, 1b ′) of b) is passed through the optical path as it is, and the polarization direction is controlled by the polarization controller, so that the input light having the other polarization component is transmitted to the polarization separator (1a, 1b). 1b)
Of the λ / 4 plate (3a, 3b) after being reflected by the polarization splitting surfaces (1a ′, 1b ′) of the
b) and the reflection member (4a, 4b), and the other polarization separation surface (1b, 1a) of the polarization separation surface (1b, 1a).
b ', 1a') to provide a second polarization control type spatial light switch unit configured to perform optical path shift, and the above-mentioned first polarization control type spatial light switch unit and second polarization controlling spatial light switch unit. A polarization control type spatial light switch device, characterized in that a control type spatial light switch unit is combined to form a multi-stage configuration.
【請求項9】 空間光スイッチ入出力側の何れかに、入
射光の偏光状態によって入射光の光路長を変える光路長
調整手段(6)が設けられたことを特徴とする請求項
1,2,3,4,5,8のいずれかに記載の偏光制御型
空間光スイッチ装置。
9. The optical path length adjusting means (6) for changing the optical path length of the incident light depending on the polarization state of the incident light is provided on either the input / output side of the spatial light switch. , 3, 4, 5, 8 which is a polarization control type spatial optical switch device.
【請求項10】 光路長調整手段(6)が、 偏光分離面(1′)により入射光の一方の偏光成分を通
過させ、この偏光成分と直交する他方の偏光成分を反射
させて出力する偏光分離器(1)と、 該偏光分離器(1)の各反射側に、主軸が入射光の偏光
方向と45°をなすように該偏光分離器の通過光に対し
て垂直に配置されたλ/4板と、 入射光を同一光路に反射する反射部材とをそなえて構成
されたことを特徴とする請求項9記載の偏光制御型空間
光スイッチ装置。
10. A polarized light for which an optical path length adjusting means (6) allows one polarization component of incident light to pass through the polarization splitting surface (1 ′) and reflects the other polarization component orthogonal to this polarization component for output. A separator (1) and λ arranged on each reflection side of the polarization separator (1) perpendicular to the light passing through the polarization separator so that the principal axis forms an angle of 45 ° with the polarization direction of the incident light. 10. The polarization control type spatial optical switch device according to claim 9, comprising a / 4 plate and a reflecting member that reflects incident light to the same optical path.
【請求項11】 空間光スイッチ構成要素の間に空間が
生じた場合に、該空間に、光透過部材(8)が設けられ
ていることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,8
のいずれかに記載の偏光制御型空間光スイッチ装置。
11. The light transmitting member (8) is provided in the space when a space is formed between the spatial optical switch constituent elements, 1, 2, 3, 4, 4. 5,8
A polarization control type spatial light switch device according to any one of 1.
【請求項12】 該反射部材(4a,4b)として、反
射鏡が使用されたことを特徴とする請求項1,2,3,
4,5,8のいずれかに記載の偏光制御型空間光スイッ
チ装置。
12. A reflecting mirror is used as the reflecting member (4a, 4b).
The polarization control type spatial light switch device according to any one of 4, 5, and 8.
【請求項13】 該反射部材(4a,4b)として、λ
/4板(3c,3d)またはその保護用ガラスに形成さ
れた反射コーティング部(9)が使用されたことを特徴
とする請求項1,2,3,4,5,8のいずれかに記載
の偏光制御型空間光スイッチ装置。
13. The reflection member (4a, 4b) has a λ
The reflective coating part (9) formed on the / 4 plate (3c, 3d) or its protective glass is used. Polarization control type spatial light switch device.
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