JP2003295075A - Optical switch device and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光スイッチ装置と
その制御方法に関する。特に本発明は、波長多重光伝送
システムにおいて好適に使用できる光スイッチ装置とそ
の制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch device and its control method. In particular, the present invention relates to an optical switch device that can be suitably used in a wavelength division multiplexing optical transmission system and a control method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の情報通信ニーズの高まりに伴い、
通信システムの伝送能力の拡大や、その管理システムの
整備が急がれている。旧来の音声を主体とする通信シス
テムでは、交換網によりエンド・ツウ・エンドのコネク
ションを設定することができれば十分であった。これに
対し、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）
などデータ主体の通信においては、回線容量をフレキシ
ブルに変更したり、伝送経路を切り替えるといったサー
ビスが不可欠である。2. Description of the Related Art With the recent increase in information and communication needs,
There is an urgent need to expand the transmission capacity of communication systems and improve their management systems. In a conventional communication system mainly composed of voice, it was sufficient to be able to set up an end-to-end connection through a switching network. In contrast, the Internet and LAN (Local Area Network)
In data-based communication, such services as flexibly changing the line capacity and switching transmission routes are indispensable.
【０００３】このような要求に応えうる伝送システムと
して、波長多重光伝送システムが注目されている。最近
ではＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexi
ng）により光伝送路を大容量化し、光スイッチにより各
波長光の経路を切り替えるというシステムが提案されて
いる。この種のシステムにあっては、波長光の経路を光
信号のまま切り替えることができる光スイッチ装置がキ
ーデバイスとなる。なかでも、ＭＥＭＳ（マイクロ・エ
レクトロ・メカニカル・システム）技術を適用した２次
元（２Ｄ）、または３次元（３Ｄ）の光スイッチ装置に
注目が集まっている。As a transmission system that can meet such demands, a wavelength division multiplexing optical transmission system is drawing attention. Recently, DWDM (Dense Wavelength Division Multiplex)
ng) has been proposed to increase the capacity of the optical transmission line and to switch the path of each wavelength light by the optical switch. In this type of system, an optical switch device that can switch the optical path of the wavelength light as an optical signal serves as a key device. Above all, attention is focused on a two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) optical switch device to which a MEMS (micro electro mechanical system) technology is applied.
【０００４】図６は、３Ｄ−ＭＥＭＳタイプの従来の光
スイッチ装置の概略構成を示すブロック図である。図６
において、入力光ファイバ１０１，１０３からの入射光
はそれぞれレンズ１０２，１０４を透過して平行ビーム
化され、微小な反射ミラー１０７，１０８に当たる。各
反射ミラー１０７，１０８で反射された平行ビームは、
それぞれ別の反射ミラー１１０，１１１に達し、更に反
射される。ミラー１１０からの反射光は集束レンズ１１
３を介して出力光ファイバ１１４に出力される。同様に
ミラー１１１からの反射光は集束レンズ１１５を介して
出力光ファイバ１１６に出力されるようになる。このよ
うにして、入力光ファイバ１０１と出力光ファイバ１１
４、および、入力光ファイバ１０３と出力光ファイバ１
１６が光学的に接続される。FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional 3D-MEMS type optical switch device. Figure 6
In, the incident light from the input optical fibers 101 and 103 passes through the lenses 102 and 104, respectively, is converted into a parallel beam, and hits the minute reflection mirrors 107 and 108. The parallel beams reflected by the reflection mirrors 107 and 108 are
Each of them reaches another reflection mirror 110, 111 and is further reflected. The reflected light from the mirror 110 is focused by the focusing lens 11.
It is output to the output optical fiber 114 via the signal line 3. Similarly, the reflected light from the mirror 111 is output to the output optical fiber 116 via the focusing lens 115. In this way, the input optical fiber 101 and the output optical fiber 11
4, and the input optical fiber 103 and the output optical fiber 1
16 are optically connected.
【０００５】図７は、図６の光スイッチ装置が、光軸を
クロスさせる状態で動作している様子を示す図である。
図７において、制御信号を与えることにより各反射ミラ
ー１０７，１０８，１１０，１１１に静電気、電界、ま
たは電圧などを印加し、その反射角度を変化させる。こ
れにより、入力光ファイバ１０１と出力光ファイバ１１
６、および、入力光ファイバ１０３と出力光ファイバ１
１４が光学的に接続される。FIG. 7 is a diagram showing a state in which the optical switch device of FIG. 6 is operated in a state where the optical axes are crossed.
In FIG. 7, by applying a control signal, static electricity, an electric field, a voltage, or the like is applied to each of the reflection mirrors 107, 108, 110, 111 to change the reflection angle. As a result, the input optical fiber 101 and the output optical fiber 11
6, and the input optical fiber 103 and the output optical fiber 1
14 is optically connected.
【０００６】ところで、これらの接続状態は反射ミラー
１０７，１０８及び１１０，１１１の角度を変えること
で実現されるが、反射ミラーの角度の調整には極めて微
少な量の制御が必要である。よって初期状態における角
度調整作業が煩雑であり、また、一旦設定された位置
（角度）を、環境温度や、振動衝撃などの擾乱に対して
安定的に保持することが極めて難しい。このため光信号
の内部損失量が変動し易く、安定的な運用が困難であ
る。By the way, these connection states are realized by changing the angles of the reflection mirrors 107, 108 and 110, 111, but an extremely minute amount of control is required to adjust the angle of the reflection mirrors. Therefore, the angle adjustment work in the initial state is complicated, and it is extremely difficult to stably maintain the position (angle) that has been set once against environmental temperature and disturbance such as vibration impact. Therefore, the amount of internal loss of the optical signal is likely to fluctuate, and stable operation is difficult.
【０００７】特に、最近では数百以上もの入出力ポート
を有する光スイッチ装置が考えられている。このような
装置は膨大な数の反射ミラーを有するため、擾乱への耐
性がますます低くなり、上記の不具合はより深刻とな
る。In particular, recently, an optical switch device having hundreds or more input / output ports has been considered. Since such a device has a huge number of reflecting mirrors, it becomes less and less resistant to disturbances, and the above problems become more serious.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】以上延べたように従来
の光スイッチは、擾乱に弱く、安定した運用が困難であ
るという不具合を有する。本発明は上記事情によりなさ
れたもので、その目的は、擾乱への耐性を高め、これに
より安定した運用が可能な光スイッチ装置とその制御方
法を提供することにある。As has been described above, the conventional optical switch is vulnerable to disturbance and has a problem that stable operation is difficult. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical switch device capable of stable operation by increasing resistance to disturbance and a control method thereof.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、第１ポート（例えば入力光ファイバに接続
される入力ポート）から出射される光を可動型ミラー素
子（例えば反射ミラー）を用いた反射光学系によってそ
れぞれ反射し、その反射角度を変更することで複数の第
２ポート（例えば出力光ファイバに接続される出力ポー
ト）のいずれかに導く光スイッチ装置にあって、前記複
数の第２ポートそれぞれに対応して設けられ、前記可動
型ミラー素子から前記第２ポートに導かれる光の当該第
２ポートに対する光軸のずれを検出する複数の光軸ずれ
検出手段（例えば光軸ずれ検出部）と、前記可動型ミラ
ー素子の反射角度を可変して前記第１ポートを前記複数
の第２ポートのいずれかに光学的に接続するとともに、
前記光軸ずれ検出手段の検出結果に基づいて前記反射角
度の可変量を調節するミラー制御手段（例えばミラー制
御部）とを具備することを特徴とする。To achieve the above object, the present invention provides a movable mirror element (for example, a reflection mirror) that emits light emitted from a first port (for example, an input port connected to an input optical fiber). In the optical switch device, each of the plurality of second ports (for example, an output port connected to an output optical fiber) is reflected by a reflection optical system using, and is reflected by changing the reflection angle. A plurality of optical axis shift detecting means (for example, optical axes) provided corresponding to the respective second ports of the movable mirror element and detecting the shift of the optical axis of the light guided from the movable mirror element to the second port. (Deviation detection unit) and the reflection angle of the movable mirror element is varied to optically connect the first port to any one of the plurality of second ports, and
And a mirror control unit (for example, a mirror control unit) that adjusts the variable amount of the reflection angle based on the detection result of the optical axis shift detection unit.
【００１０】上記構成によれば、個々の可動型ミラー素
子の反射角度がミラー制御手段により可変され、入力ポ
ートに入射された光信号が任意の出力ポートと接続され
る。一旦設定された光路が擾乱によりずれると、そのこ
とが光軸ずれ検出手段により検出され、ずれの量に応じ
たフィードバック制御がミラー制御手段に与えられる。
これにより、ミラー制御手段により設定された光路を安
定に保持することが可能となり、従って、光スイッチ装
置の動作をより安定化することが可能になる。さらに、
光軸ずれ検出手段により、出力ポートに対する光軸のず
れが最小となるように制御されるため、スイッチ装置内
部における損失を最小限に抑えることが可能になる。According to the above construction, the reflection angle of each movable mirror element is changed by the mirror control means, and the optical signal incident on the input port is connected to an arbitrary output port. Once the set optical path is deviated due to the disturbance, the deviation is detected by the optical axis deviation detection means, and feedback control according to the amount of deviation is given to the mirror control means.
This makes it possible to stably hold the optical path set by the mirror control means, and thus to further stabilize the operation of the optical switch device. further,
Since the optical axis shift detection means controls the shift of the optical axis with respect to the output port to the minimum, it is possible to minimize the loss inside the switch device.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１２】図１は、本発明に係わる光スイッチ装置の
一実施の形態における構成を示すブロック図である。図
１において図６、図７と共通の部分には同一の符号を付
し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。なお図
１、図６、図７、あるいは図５に示される構成は、３Ｄ
（３次元）ＭＥＭＳ光スイッチの一部である、２×２規
模の入出力ポート間における切替状態を示す。すなわち
これらの図に示される構成は、３次元的に構成されるス
イッチの一部を平面上に模式的に示すものである。数百
以上もの入出力ポートを形成するためには、２Ｄ（２次
元）よりも３Ｄ構造のほうが有利である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an optical switch device according to the present invention. In FIG. 1, the same parts as those in FIGS. 6 and 7 are designated by the same reference numerals, and only different parts will be described here. Note that the configuration shown in FIG. 1, FIG. 6, FIG. 7, or FIG.
7 shows a switching state between 2 × 2 scale input / output ports, which is a part of a (three-dimensional) MEMS optical switch. That is, the configurations shown in these figures schematically show a part of the switch formed three-dimensionally on a plane. To form hundreds or more input / output ports, the 3D structure is more advantageous than the 2D (two-dimensional) structure.
【００１３】図１において、入力ポートとしての入力光
ファイバ１０１と１０３に入射される光信号は、集束レ
ンズ１０２，１０４によりそれぞれ平行ビーム化され
る。この平行ビーム光は、反射ミラー１０７，１０８、
および反射ミラー１１０，１１１を介して集束レンズ１
１３，１１５に到達し、出力ポートとしての出力光ファ
イバ１１４，１１６から出力される。反射ミラー１０
７，１０８，および１１０，１１１には、ミラー制御部
１６によりその反射角度を制御する制御信号が与えら
れ、これにより入力光ファイバ１０１，１０３、およ
び、出力光ファイバ１１４，１１６が光学的に交換接続
される。In FIG. 1, the optical signals incident on the input optical fibers 101 and 103 as input ports are converted into parallel beams by focusing lenses 102 and 104, respectively. The parallel beam light is reflected by the reflection mirrors 107, 108,
And the focusing lens 1 via the reflection mirrors 110 and 111.
It reaches 13 and 115, and is output from the output optical fibers 114 and 116 as output ports. Reflection mirror 10
A control signal for controlling the reflection angle is given to 7, 108, and 110, 111 by the mirror control unit 16, whereby the input optical fibers 101, 103 and the output optical fibers 114, 116 are optically exchanged. Connected.
【００１４】ところで、出力ポート側の集束レンズ１１
３，１１５には、それぞれ光検出器１１，１２が設けら
れている。これらの光検出器１１，１２は、集束レンズ
１１３，１１５を通過する光の光軸のずれを検出するも
ので、ずれの程度に応じた値の検出信号を出力する。こ
の検出信号は光軸ずれ検出部１５に与えられ、ミラー制
御部１６による反射ミラー１０７，１０８，および１１
０，１１１の角度調節量がフィードバック制御される。By the way, the focusing lens 11 on the output port side
Photodetectors 11 and 12 are provided at 3 and 115, respectively. These photodetectors 11 and 12 detect the deviation of the optical axis of the light passing through the focusing lenses 113 and 115, and output a detection signal having a value according to the degree of deviation. This detection signal is given to the optical axis shift detection unit 15, and the reflection mirrors 107, 108, and 11 by the mirror control unit 16 are supplied.
The angle adjustment amount of 0,111 is feedback-controlled.
【００１５】図２は、光検出器１１の概略構成を示す模
式図である。光検出器１２も同様の構成である。光検出
器１１は、４分割型と称されるもので、４つの受光素子
ａ〜ｄを備える。各受光素子ａ〜ｄは光の通過経路を取
り囲むように、中央に空間を設けた状態で、しかも平行
ビームの周辺部を遮るように集束レンズ１１３に取り付
けられる。FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic structure of the photodetector 11. The photodetector 12 has the same configuration. The photodetector 11 is called a 4-division type and includes four light receiving elements a to d. Each of the light receiving elements a to d is attached to the focusing lens 113 with a space provided at the center so as to surround the light passage path and to block the peripheral portion of the parallel beam.
【００１６】集束レンズ１１３には、例えば円筒状の分
布屈折率型レンズを使用することができる。この場合、
集束レンズ１１３の直径は数ｍｍ〜１ｃｍ程度であるの
で、硝子基板（使用する波長で透明な媒質であればよ
い）などに受光素子ａ〜ｄを配列して光検出器１１を形
成するとよい。または、一体化して形成された光検出器
チップの中央部を光が通過できるようにした構成でも良
い。なお受光素子ａ〜ｄは、光／電変換機能だけでな
く、バッファ回路を備えても良い。As the focusing lens 113, for example, a cylindrical distributed index lens can be used. in this case,
Since the diameter of the focusing lens 113 is about several mm to 1 cm, it is preferable to form the photodetector 11 by arranging the light receiving elements a to d on a glass substrate (which is a transparent medium at the wavelength used). Alternatively, it may be configured such that light can pass through the central portion of the photodetector chip formed integrally. The light receiving elements a to d may have not only a photoelectric conversion function but also a buffer circuit.
【００１７】図３は、光検出器１１に設けられる検出回
路の構成を示す回路ブロック図である。この回路は、光
の通過経路を挟んで互いに対向する受光素子ａとｃ、お
よび受光素子ｂとｄをそれぞれ一対とし、各対の受光素
子を差動増幅器２５，２７にそれぞれ接続したものであ
る。受光素子ａは差動増幅器２５の正相入力端子に、受
光素子ｃは差動増幅器２５の逆相入力端子に接続され
る。受光素子ｂは差動増幅器２７の正相入力端子に、受
光素子ｄは差動増幅器２７の逆相入力端子に接続され
る。このような構成により、光検出器１１において検出
された光電力のバランスが、差動増幅器２５の出力信号
２６と、差動増幅器２７の出力信号２８とで表現され
る。各出力信号２６，２８は演算回路３６に入力され、
光軸のずれ方向と、ずれ量とが算出される。FIG. 3 is a circuit block diagram showing the configuration of the detection circuit provided in the photodetector 11. In this circuit, a pair of light receiving elements a and c and a pair of light receiving elements b and d, which face each other with a light passage path in between, are formed, and the light receiving elements of each pair are connected to the differential amplifiers 25 and 27, respectively. . The light receiving element a is connected to the positive phase input terminal of the differential amplifier 25, and the light receiving element c is connected to the negative phase input terminal of the differential amplifier 25. The light receiving element b is connected to the positive phase input terminal of the differential amplifier 27, and the light receiving element d is connected to the negative phase input terminal of the differential amplifier 27. With such a configuration, the balance of the optical power detected by the photodetector 11 is expressed by the output signal 26 of the differential amplifier 25 and the output signal 28 of the differential amplifier 27. The output signals 26 and 28 are input to the arithmetic circuit 36,
The shift direction of the optical axis and the shift amount are calculated.
【００１８】また図３において、差動増幅器２５の正相
入力端子と、差動増幅器２７の正相入力端子とに、それ
ぞれオフセット回路２９，３０が接続される。オフセッ
ト回路２９，３０は、光検出器１１を光が通過する際の
受光素子ａ，ｂ、およびｃ，ｄの受光パワーのアンバラ
ンスなどを補正する。このようにすることで、図３に示
される回路を複合部品化しようとする場合に、各差動増
幅器２５，２７のダイナミックレンジを有効に活用する
ことができる。In FIG. 3, offset circuits 29 and 30 are connected to the positive phase input terminal of the differential amplifier 25 and the positive phase input terminal of the differential amplifier 27, respectively. The offset circuits 29 and 30 correct the unbalance of the light receiving powers of the light receiving elements a, b, and c and d when light passes through the photodetector 11. By doing so, the dynamic range of each differential amplifier 25, 27 can be effectively utilized when the circuit shown in FIG. 3 is to be made into a composite component.
【００１９】上記構成においては、光検出器１１を光が
通過する際に偏りが有ると、各受光素子ａ，ｂ，ｃ，ｄ
の出力信号のバランスが崩れ、これにより光軸ずれ検出
部１５において光軸のずれが検出される。そうすると、
ずれの程度に応じた制御信号が光軸ずれ検出部１５から
ミラー制御部１６にフィードバックされる。これに応じ
てミラー制御部１６は、受光素子ａ〜ｄの出力信号のバ
ランスが正しく保たれるように各反射ミラー１０７，１
０８，１１０，１１１の反射角度を調整する。In the above structure, if there is a bias when light passes through the photodetector 11, each of the light receiving elements a, b, c, d.
Of the output signal is unbalanced, and the optical axis shift detector 15 detects the optical axis shift. Then,
A control signal according to the degree of deviation is fed back from the optical axis deviation detector 15 to the mirror controller 16. In response to this, the mirror control unit 16 causes the respective reflection mirrors 107, 1 so that the output signals of the light receiving elements a to d are properly balanced.
The reflection angles of 08, 110 and 111 are adjusted.
【００２０】上記構成における、反射ミラー１０７，１
０８，１１０，１１１の反射角度の調整に至るまでの手
順は、次の通りである。すなわち本発明においては、反
射ミラー１０７，１０８，１１０，１１１を介して出力
光ファイバ１１４，１１６に導かれる光の、この出力光
ファイバ１１４，１１６に対する光軸のずれがまず検出
される。反射ミラー１０７，１０８，１１０，１１１の
反射角度は可変され、これにより入力光ファイバ１０
１，１０３、および、出力光ファイバ１１４，１１６が
光学的に接続される。そして、光軸のずれの検出結果に
基づいて、反射ミラー１０７，１０８，１１０，１１１
の反射角度の可変量がフィードバック制御される。The reflection mirrors 107, 1 having the above structure
The procedure for adjusting the reflection angles of 08, 110, and 111 is as follows. That is, in the present invention, the deviation of the optical axis of the light guided to the output optical fibers 114, 116 via the reflection mirrors 107, 108, 110, 111 with respect to the output optical fibers 114, 116 is first detected. The reflection angles of the reflection mirrors 107, 108, 110, and 111 are variable, so that the input optical fiber 10
1, 103 and output optical fibers 114, 116 are optically connected. Then, based on the detection result of the deviation of the optical axis, the reflection mirrors 107, 108, 110, 111
The variable amount of the reflection angle of is controlled by feedback.
【００２１】以上をまとめると本実施形態では、光の出
方路側における集束レンズ１１３，１１５の端面に、光
検出器１１，１２を形成する。光検出器１１，１２は、
光の通過経路を取り囲むように、中央に空間を設けた状
態で、しかも平行ビームの周辺部を遮るように設けられ
る４分割型の受光素子ａ〜ｄを備える。そして、受光素
子ａ〜ｄの出力信号から、光軸ずれ検出部１５により平
行ビームの位置を検出し、その結果に応じてミラー制御
部１６による反射ミラー１０７，１０８，および１１
０，１１１の角度調節量をフィードバック制御するよう
にしている。To summarize the above, in the present embodiment, the photodetectors 11 and 12 are formed on the end faces of the focusing lenses 113 and 115 on the light output path side. The photodetectors 11 and 12 are
It is provided with four-division type light receiving elements a to d which are provided with a space provided in the center so as to surround the passage path of light and which shield the peripheral portion of the parallel beam. Then, the position of the parallel beam is detected by the optical axis shift detection unit 15 from the output signals of the light receiving elements a to d, and the reflection mirrors 107, 108, and 11 by the mirror control unit 16 are detected according to the result.
The angle adjustment amount of 0,111 is feedback-controlled.
【００２２】すなわち本発明によれば、光軸のずれが実
時間でモニタされ、その結果がミラー制御部１６にフィ
ードバックされるので、環境変動や外乱などにより光軸
がずれたとしても、それに追従して、反射ミラー１０
７，１０８，および１１０，１１１の角度を最適に制御
することができる。従って、擾乱への耐性を高めること
ができ、従って安定した運用を行なえる光スイッチ装置
を提供することができる。That is, according to the present invention, the deviation of the optical axis is monitored in real time and the result is fed back to the mirror control section 16, so that even if the optical axis is deviated due to environmental fluctuations or disturbance, it can be followed. Then, the reflection mirror 10
The angles of 7, 108, and 110, 111 can be optimally controlled. Therefore, it is possible to provide an optical switch device capable of enhancing the resistance to disturbance and thus performing stable operation.
【００２３】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。The present invention is not limited to the above embodiment.
【００２４】例えば本実施形態においては、２×２型の
光スイッチ装置に本発明を適用した例につき説明した
が、本発明は多チャネル型の光スイッチ装置に適用する
ことも可能である。For example, in the present embodiment, an example in which the present invention is applied to a 2 × 2 type optical switch device has been described, but the present invention can also be applied to a multi-channel type optical switch device.
【００２５】図４は、本発明を多チャネル型の光スイッ
チ装置に適用した場合の概略構成を示す図である。図４
には、光スイッチ装置における光信号の出方路側の構成
が示される。図４において、複数チャネル分の集束レン
ズ群３２が共通のウェーハ３４上に設けられ、各集束レ
ンズにそれぞれ取り付けられる４分割光検出器群３１が
ウェーハ３４上に形成される。そして、出力光ファイバ
群３３のそれぞれに、各集束レンズがそれぞれ接続され
る。このような構成においても、光検出器は上記と同様
に動作することができ、従って上記と同様の効果を得る
ことができる。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration when the present invention is applied to a multi-channel type optical switch device. Figure 4
Shows the configuration of the optical switch device on the output path side of the optical signal. In FIG. 4, the focusing lens groups 32 for a plurality of channels are provided on a common wafer 34, and the four-division photodetector group 31 attached to each focusing lens is formed on the wafer 34. Then, each focusing lens is connected to each of the output optical fiber groups 33. Even in such a configuration, the photodetector can operate in the same manner as described above, and therefore the same effect as described above can be obtained.
【００２６】図５は、本発明に係わる光スイッチ装置の
他の構成例を示すブロック図である。図５の光スイッチ
装置は、入力ポートに結合される反射ミラー１０７，１
０８と、出力ポートに結合される反射ミラー１１０，１
１１との間に反射板３５を備え、入出力ポートを同じ方
向に形成するようにしたものである。このようにする
と、入り線と出線とを一箇所に集約することができるの
で、省サイズ化を図ることが可能になる。このような構
成においても、本発明の目的である動作の安定化を図れ
ることは自明である。FIG. 5 is a block diagram showing another example of the configuration of the optical switch device according to the present invention. The optical switch device shown in FIG. 5 has reflection mirrors 107, 1 coupled to the input ports.
08 and a reflecting mirror 110,1 coupled to the output port
A reflection plate 35 is provided between the input and output terminals 11, and the input / output ports are formed in the same direction. With this configuration, the incoming line and the outgoing line can be integrated in one place, so that the size can be reduced. Even in such a configuration, it is obvious that the operation, which is the object of the present invention, can be stabilized.
【００２７】このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形実施を行うことができる。In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、擾
乱への耐性が高く、安定した運用が可能な光スイッチ装
置とその制御方法を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide an optical switch device having high resistance to disturbance and capable of stable operation, and a control method thereof.
【図１】 本発明に係わる光スイッチ装置の一実施の形
態における構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an optical switch device according to the present invention.
【図２】 光検出器１１の概略構成を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a photodetector 11.
【図３】 光検出器１１に設けられる検出回路の構成を
示す回路ブロック図。FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration of a detection circuit provided in the photodetector 11.
【図４】 本発明を多チャネル型の光スイッチ装置に適
用した場合の概略構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration when the present invention is applied to a multi-channel type optical switch device.
【図５】 本発明に係わる光スイッチ装置の他の構成例
を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing another configuration example of the optical switch device according to the present invention.
【図６】 ３Ｄ−ＭＥＭＳタイプの従来の光スイッチ装
置の概略構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional 3D-MEMS type optical switch device.
【図７】 図６の光スイッチ装置が、光軸をクロスさせ
る状態で動作している状態を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a state in which the optical switch device of FIG. 6 is operating in a state in which optical axes are crossed.
ａ〜ｄ…受光素子 １１，１２…光検出器 １５…光軸ずれ検出部 １６…ミラー制御部 ２５，２７…差動増幅器 ２９，３０…オフセット回路 ３１…４分割光検出器群 ３２…集束レンズ群 ３３…出力光ファイバ群 ３４…ウェーハ ３５…反射板 ３６…演算回路 １０１，１０３…入力光ファイバ １０２，１０４，１１３、１１５…集束レンズ １０７，１０８，１１０、１１１…反射ミラー １１４、１１６…出力光ファイバ a to d ... Light receiving element 11, 12 ... Photodetector 15 ... Optical axis deviation detection unit 16 ... Mirror controller 25, 27 ... Differential amplifier 29, 30 ... Offset circuit 31 ... 4-division photodetector group 32 ... Focusing lens group 33 ... Output optical fiber group 34 ... Wafer 35 ... Reflector 36 ... Arithmetic circuit 101, 103 ... Input optical fiber 102, 104, 113, 115 ... Focusing lens 107, 108, 110, 111 ... Reflecting mirror 114, 116 ... Output optical fiber
Claims (13)
ラー素子を用いた反射光学系によってそれぞれ反射し、
その反射角度を変更することで複数の第２ポートのいず
れかに導く光スイッチ装置において、 前記複数の第２ポートそれぞれに対応して設けられ、前
記可動型ミラー素子から前記第２ポートに導かれる光の
当該第２ポートに対する光軸のずれを検出する複数の光
軸ずれ検出手段と、 前記可動型ミラー素子の反射角度を可変して前記第１ポ
ートを前記複数の第２ポートのいずれかに光学的に接続
するとともに、前記光軸ずれ検出手段の検出結果に基づ
いて前記反射角度の可変量を調節するミラー制御手段と
を具備することを特徴とする光スイッチ装置。1. The light emitted from the first port is reflected by a reflection optical system using a movable mirror element,
An optical switch device that guides to any of a plurality of second ports by changing the reflection angle, is provided corresponding to each of the plurality of second ports, and is guided from the movable mirror element to the second port. A plurality of optical axis shift detecting means for detecting a shift of the optical axis of the light with respect to the second port; and a variable reflection angle of the movable mirror element to change the first port to any one of the plurality of second ports. An optical switch device comprising: a mirror control unit that is optically connected and that adjusts a variable amount of the reflection angle based on a detection result of the optical axis shift detection unit.
れ、前記可動型ミラー素子で反射された光を集束させて
当該第２ポートに導く複数の光学媒質を備え、 前記複数の光軸ずれ検出手段は、それぞれ対応する光学
媒質の光入射部における光路周縁の少なくとも３点以上
に受光素子を配置し、各受光素子の出力レベル差から前
記光軸のずれ量及びずれ方向を検出することを特徴とす
る請求項１に記載の光スイッチ装置。2. A plurality of optical media, which are provided for each of the second ports, focus light reflected by the movable mirror element and guide the light to the second port, wherein the plurality of optical axis deviation detections are performed. The means arranges the light receiving elements at least at three or more points on the optical path periphery in the light incident part of the corresponding optical medium, and detects the shift amount and the shift direction of the optical axis from the output level difference of each light receiving element. The optical switch device according to claim 1.
に対向配置され、前記周縁に均等に並べられる複数組の
一対の受光素子と、 前記一対の受光素子に対応して設けられ、対応する一対
の受光素子の出力レベル差を求める複数の差動増幅器
と、 これらの差動増幅器の出力信号から前記光軸のずれ方向
及びずれ量を求める演算部とを備えることを特徴とする
請求項２に記載の光スイッチ装置。3. A plurality of pairs of light receiving elements, wherein the optical axis shift detecting means is arranged at a peripheral edge of an optical path in a light incident portion of the optical medium so as to face the optical axis center and is evenly arranged on the peripheral edge. A plurality of differential amplifiers which are provided corresponding to a pair of light receiving elements and calculate the output level difference between the pair of corresponding light receiving elements, and the deviation direction and deviation amount of the optical axis are calculated from the output signals of these differential amplifiers. The optical switch device according to claim 2, further comprising an arithmetic unit.
一対の受光素子の出力のバランスを取るバランス調整手
段を備えることを特徴とする請求項３に記載の光スイッ
チ装置。4. The optical switch device according to claim 3, wherein the optical axis shift detecting means further comprises balance adjusting means for balancing outputs of the pair of light receiving elements.
器の一方の入力端にオフセットを与えることを特徴とす
る請求項４に記載の光スイッチ装置。5. The optical switch device according to claim 4, wherein the balance adjusting means applies an offset to one input end of the differential amplifier.
１ポートと、これらの第１ポートから出射される光を反
射して前記複数の第２ポートのいずれかに導く複数の可
動型ミラー素子とを備え、 前記ミラー制御手段は、前記複数の可動型ミラー素子の
反射角度を可変して前記複数の第１ポートと前記複数の
第２ポートとを光学的に交換接続することを特徴とする
請求項１乃至５のいずれかに記載の光スイッチ装置。6. A plurality of first ports of the same number with respect to the second ports, and a plurality of movable types that reflect light emitted from the first ports and guide the light to any one of the plurality of second ports. A mirror element, wherein the mirror control means varies the reflection angles of the plurality of movable mirror elements to optically connect the plurality of first ports and the plurality of second ports. The optical switch device according to any one of claims 1 to 5.
動型ミラー素子を用いた反射光学系によってそれぞれ反
射し、その反射角度を変更することでいずれかの第１ポ
ートから出射される光を第２ポートに導く光スイッチ装
置において、 前記第２ポートに対応して設けられ、前記可動型ミラー
素子から当該第２ポートに導かれる光の当該第２ポート
に対する光軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段と、 前記複数の可動型ミラー素子の反射角度を可変していず
れかの第１ポートを前記第２ポートに光学的に接続する
とともに、前記光軸ずれ検出手段の検出結果に基づいて
前記反射角度の可変量を調節するミラー制御手段とを具
備することを特徴とする光スイッチ装置。7. Light emitted from a plurality of first ports is reflected by a reflection optical system using a movable mirror element, and its reflection angle is changed to emit light from any one of the first ports. In an optical switch device that guides light to a second port, the light being provided corresponding to the second port and detecting the deviation of the optical axis of the light guided from the movable mirror element to the second port with respect to the second port. Based on the detection result of the optical axis shift detecting means, the first axis is optically connected to the second port by varying the reflection angles of the axis shift detecting means and the plurality of movable mirror elements. And a mirror control means for adjusting the variable amount of the reflection angle.
られ、前記可動型ミラー素子で反射された光を集束させ
て当該第２ポートに導く光学媒質を備え、 前記光軸ずれ検出手段は、前記光学媒質の光入射部にお
ける光路周縁の少なくとも３点以上に受光素子を配置
し、各受光素子の出力レベル差から前記光軸のずれ量及
びずれ方向を検出することを特徴とする請求項７に記載
の光スイッチ装置。8. An optical medium, which is provided corresponding to the second port, focuses the light reflected by the movable mirror element and guides the light to the second port, and the optical axis shift detecting means is provided. The light receiving elements are arranged at least at three or more points on the optical path periphery in the light incident portion of the optical medium, and the shift amount and the shift direction of the optical axis are detected from the output level difference of each light receiving element. 7. The optical switch device according to 7.
に対向配置され、前記周縁に均等に並べられる複数組の
一対の受光素子と、 前記一対の受光素子に対応して設けられ、対応する一対
の受光素子の出力レベル差を求める複数の差動増幅器
と、 これらの差動増幅器の出力信号から前記光軸のずれ方向
及びずれ量を求める演算部とを備えることを特徴とする
請求項８に記載の光スイッチ装置。9. The optical axis shift detecting means includes a plurality of pairs of light receiving elements, which are arranged to face the optical path at the light incident portion of the optical medium so as to face the center of the optical axis and are evenly arranged on the edge. A plurality of differential amplifiers which are provided corresponding to a pair of light receiving elements and calculate the output level difference between the pair of corresponding light receiving elements, and the deviation direction and deviation amount of the optical axis are calculated from the output signals of these differential amplifiers. The optical switch device according to claim 8, further comprising a calculation unit.
記一対の受光素子の出力のバランスを取るバランス調整
手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の光スイ
ッチ装置。10. The optical switch device according to claim 9, wherein the optical axis shift detecting means further includes balance adjusting means for balancing outputs of the pair of light receiving elements.
幅器の一方の入力端にオフセットを与えることを特徴と
する請求項１０に記載の光スイッチ装置。11. The optical switch device according to claim 10, wherein the balance adjusting means applies an offset to one input end of the differential amplifier.
ミラー素子を用いた反射光学系によってそれぞれ反射
し、その反射角度を変更することで複数の第２ポートの
いずれかに導く光スイッチ装置の制御方法であって、 前記可動型ミラー素子から前記第２ポートに導かれる光
の当該第２ポートに対する光軸のずれを検出し、 前記可動型ミラー素子の反射角度を可変して前記第１ポ
ートを前記複数の第２ポートのいずれかに光学的に接続
し、 前記光軸のずれの検出結果に基づいて、前記反射角度の
可変量をフィードバック制御することを特徴とする光ス
イッチ装置の制御方法。12. An optical switch device in which light emitted from a first port is reflected by a reflective optical system using a movable mirror element and is guided to any of a plurality of second ports by changing its reflection angle. The control method according to claim 1, wherein a deviation of an optical axis of light guided from the movable mirror element to the second port with respect to the second port is detected, and a reflection angle of the movable mirror element is varied to change the first angle. A port is optically connected to any one of the plurality of second ports, and the variable amount of the reflection angle is feedback-controlled based on the detection result of the deviation of the optical axis. Method.
可動型ミラー素子を用いた反射光学系によってそれぞれ
反射し、その反射角度を変更することでいずれかの第１
ポートから出射される光を第２ポートに導く光スイッチ
装置の制御方法であって、 前記可動型ミラー素子から当該第２ポートに導かれる光
の当該第２ポートに対する光軸のずれを検出し、 前記複数の可動型ミラー素子の反射角度を可変していず
れかの第１ポートを前記第２ポートに光学的に接続し、 前記光軸のずれの検出結果に基づいて、前記反射角度の
可変量をフィードバック制御することを特徴とする光ス
イッチ装置の制御方法。13. Light emitted from a plurality of first ports is respectively reflected by a reflection optical system using a movable mirror element, and the reflection angle is changed to change one of the first ports.
A method for controlling an optical switch device that guides light emitted from a port to a second port, wherein a deviation of an optical axis of the light guided from the movable mirror element to the second port with respect to the second port is detected, The reflection angles of the plurality of movable mirror elements are varied to optically connect one of the first ports to the second port, and the variation amount of the reflection angle is determined based on the detection result of the optical axis shift. A method for controlling an optical switch device, which is characterized by performing feedback control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101557A JP2003295075A (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Optical switch device and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002101557A JP2003295075A (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Optical switch device and control method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003295075A true JP2003295075A (en) | 2003-10-15 |
Family
ID=29241870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002101557A Pending JP2003295075A (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Optical switch device and control method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003295075A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105784335A (en) * | 2016-04-15 | 2016-07-20 | 中国科学院上海技术物理研究所 | Auxiliary light correction device and method for calibrating normal direction of reference mirror |
| WO2021145357A1 (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Laser apparatus and laser machining apparatus using same |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101557A patent/JP2003295075A/en active Pending
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| WO2021145357A1 (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Laser apparatus and laser machining apparatus using same |
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