JP5475560B2 - Light switch - Google Patents

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Description

本発明は、光通信で用いられる光スイッチに関するものである。   The present invention relates to an optical switch used in optical communication.

ＷＷＷ（World Wide Web）やビデオ等のストリームデータに代表されるデータトラヒックの急激な増大により、インターネットを構成する基幹ネットワークの大容量化が求められている。ネットワークの伝送路部分には、１０Ｇｂｉｔ／ｓを越える高速大容量光通信装置や、同一光ファイバ上に波長の異なる光信号を多重化することでさらなる大容量化を実現したＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）光通信装置が導入されている。   Due to the rapid increase in data traffic represented by stream data such as WWW (World Wide Web) and video, it is required to increase the capacity of a backbone network constituting the Internet. High-speed, high-capacity optical communication devices exceeding 10 Gbit / s, and WDM (Wavelength Division Multiplexing) that realizes higher capacity by multiplexing optical signals with different wavelengths on the same optical fiber An optical communication device has been introduced.

一方、ネットワークのノード部分においては、光信号を一旦電気信号に変換し、従来の電気回路を用いたスイッチで方路の切り替えを行った後、再び光信号に変換してネットワークに戻す方法を採ることが一般的である。ここに示した電気信号から光信号に変換する装置、あるいは光信号から電気信号に変換する装置のコストや消費電力は、信号帯域の向上に伴って大幅に上昇することが指摘されている。特に、信号速度が４０Ｇｂｉｔ／ｓに到達する場合には、光信号を光のままスイッチングする光スイッチを用いることが有効であるとされている。光スイッチの中でも、光ビームを用いた高密度立体配線を用いるフリースペース型光スイッチは、１０００ポートを越える大規模光スイッチをコンパクトに構成することができるため、光クロスコネクト装置を構成するスイッチ部への導入が見込まれる。   On the other hand, at the node portion of the network, a method of once converting an optical signal into an electric signal, switching a route with a switch using a conventional electric circuit, and then converting it back into an optical signal and returning it to the network is adopted. It is common. It has been pointed out that the cost and power consumption of the device for converting an electrical signal into an optical signal or the device for converting from an optical signal into an electrical signal shown here increase significantly as the signal band is improved. In particular, when the signal speed reaches 40 Gbit / s, it is effective to use an optical switch that switches an optical signal as light. Among the optical switches, the free space type optical switch using high-density three-dimensional wiring using a light beam can compactly construct a large-scale optical switch exceeding 1000 ports, so that the switch section constituting the optical cross-connect device Is expected to be introduced.

この種のフリースペース型光スイッチとしては、例えば非特許文献１に記載されているものがある。非特許文献１に開示されているフリースペース型光スイッチを図１２によって説明する。図１２は、フリースペース型光スイッチの第１の従来例を示す側面図である。図１２に示す光スイッチ１００は、入力光ファイバアレイ１０１と、コリメート用マイクロレンズアレイ１０２と、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３と、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４と、集光用マイクロレンズアレイ１０５と、出力光ファイバアレイ１０６とから構成されている。   As this type of free space type optical switch, for example, there is one described in Non-Patent Document 1. A free space type optical switch disclosed in Non-Patent Document 1 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a side view showing a first conventional example of a free space type optical switch. An optical switch 100 shown in FIG. 12 includes an input optical fiber array 101, a collimating microlens array 102, an input-side micro movable mirror array 103, an output-side micro movable mirror array 104, and a condensing microlens array 105. , And an output optical fiber array 106.

光ファイバアレイ１０１，１０６は、それぞれファイバ整列用部材（図示せず）を用いることで、光ファイバ１０１ａ，１０６ａがある一定の間隔をおいて二次元的に整列配置されたものである。マイクロレンズアレイ１０２，１０５は、それぞれ光ファイバアレイ１０１，１０６と同様に、マイクロレンズ１０２ａ，１０５ａがある一定の間隔をおいて二次元的に整列配置されたものである。また、マイクロ可動ミラーアレイ１０３，１０４は、それぞれ光ファイバアレイ１０１，１０６と同様に、マイクロ可動ミラー１０３ａ，１０４ａがある一定の間隔をあけて二次元的に整列配置されたものである。なお、図１２において、各部品は側面図のため一次元の配列として表示されている。図１２において、矢印は光ビーム１０７の進行方向を示している。   The optical fiber arrays 101 and 106 are two-dimensionally aligned and arranged at a certain interval by using fiber alignment members (not shown). Similar to the optical fiber arrays 101 and 106, the microlens arrays 102 and 105 are two-dimensionally aligned and arranged at a certain interval, similarly to the optical fiber arrays 101 and 106, respectively. Similarly to the optical fiber arrays 101 and 106, the micro movable mirror arrays 103 and 104 are two-dimensionally aligned and arranged at a certain interval, similarly to the optical fiber arrays 101 and 106, respectively. In FIG. 12, each component is displayed as a one-dimensional array for a side view. In FIG. 12, the arrow indicates the traveling direction of the light beam 107.

入力光ファイバアレイ１０１を構成する個々の入力光ファイバ１０１ａと、コリメート用マイクロレンズアレイ１０２を構成する個々のマイクロレンズ１０２ａとは１対１で対応し、各々が光ファイバ１０１ａからの出射光を光ビーム１０７に変換する光コリメータとして機能する。これと同様に、出力光ファイバアレイ１０６を構成する個々の出力光ファイバ１０６ａと、集光用マイクロレンズアレイ１０５を構成する個々のマイクロレンズ１０５ａとは１対１で対応し、各々がマイクロレンズ１０５ａに到達した光ビーム１０７を光ファイバ１０６ａに集光する光コリメータとして機能する。各々の光コリメータが形成する光ビーム１０７のビームウェストは、入出力マイクロ可動ミラーアレイ１０３，１０４の中間に配置されている。本光スイッチはこのビームウェスト位置を中心とした点対称の構成であり、光学的に可逆であるため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところなく、光信号の方路切換が成立する。   The individual input optical fibers 101a constituting the input optical fiber array 101 and the individual microlenses 102a constituting the collimating microlens array 102 have a one-to-one correspondence, and each emits light emitted from the optical fiber 101a. It functions as an optical collimator that converts the beam 107. Similarly, the individual output optical fibers 106a constituting the output optical fiber array 106 and the individual microlenses 105a constituting the condensing microlens array 105 have a one-to-one correspondence, and each of them is a microlens 105a. It functions as an optical collimator that condenses the light beam 107 that reaches the optical fiber 106a. The beam waist of the light beam 107 formed by each optical collimator is arranged between the input / output micro movable mirror arrays 103 and 104. Since this optical switch has a point-symmetric configuration around this beam waist position and is optically reversible, there is no change in the function of the optical switch even if the traveling direction of the light beam is reversed. Route switching is established.

マイクロ可動ミラー１０３ａ，１０４ａは、マイクロマシン技術を用いて半導体基板上に形成された、直交する２つの回転軸を有する能動素子である。このマイクロ可動ミラー１０３ａ，１０４ａにおいては、前記２つの回転軸を中心としてミラー面を任意の方向に回転させ、その傾き角度θを調整することが可能である。入力光ファイバアレイ１０１を構成する個々の入力光ファイバ１０１ａと、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３を構成する個々のマイクロ可動ミラー１０３ａとは１対１で対応している。一方、出力光ファイバアレイ１０６を構成する個々の出力光ファイバ１０６ａと、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４を構成する個々のマイクロ可動ミラー１０４ａとは１対１で対応している。この構成により、二次元的に配列された任意の入力光ファイバ１０１ａと出力光ファイバ１０６ａ間を選択的に接続することができる。   The micro movable mirrors 103a and 104a are active elements having two orthogonal rotation axes formed on a semiconductor substrate using micromachine technology. In the micro movable mirrors 103a and 104a, the mirror surface can be rotated in any direction around the two rotation axes, and the tilt angle θ can be adjusted. The individual input optical fibers 101a constituting the input optical fiber array 101 and the individual micro movable mirrors 103a constituting the input-side micro movable mirror array 103 have a one-to-one correspondence. On the other hand, the individual output optical fibers 106a constituting the output optical fiber array 106 and the individual micro movable mirrors 104a constituting the output-side micro movable mirror array 104 have a one-to-one correspondence. With this configuration, an arbitrary input optical fiber 101a and output optical fiber 106a arranged two-dimensionally can be selectively connected.

続いて、第１の従来例のフリースペース型光スイッチ１００における光信号の方路切換方法について説明する。光スイッチ１００の光入力ポートである入力光ファイバアレイ１０１のうち、特定の入力光ファイバ１０１ａに光信号が入力され、対応するマイクロレンズ１０２ａにより光ビーム１０７に変換される。この光ビーム１０７は、他のポートの光ビームと干渉することなく、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３上の前記入力光ファイバ１０１ａと一意に対応するマイクロ可動ミラー１０３ａに到達する。   Next, a method for switching the route of an optical signal in the free space type optical switch 100 of the first conventional example will be described. In the input optical fiber array 101 that is an optical input port of the optical switch 100, an optical signal is input to a specific input optical fiber 101a and converted into a light beam 107 by a corresponding microlens 102a. The light beam 107 reaches the micro movable mirror 103a uniquely corresponding to the input optical fiber 101a on the input side micro movable mirror array 103 without interfering with the light beams of other ports.

前記マイクロ可動ミラー１０３ａは、直交する２つの回転軸を中心としてミラー面の回転角度θ１を変化させることにより、ミラー面で反射した光ビーム１０７の進行方向を偏向させ、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４上の特定のマイクロ可動ミラー１０４ａを選択する。前記マイクロ可動ミラー１０４ａ上に到達した光ビーム１０７は、その入射角度に応じて出力光ファイバ１０６ａへ垂直入射するようマイクロ可動ミラー１０４ａの回転角度θ２を調整することにより、マイクロレンズ１０５ａを介して対応する出力光ファイバ１０６ａに一意に光結合する。これにより、特定の光出力ポートへ光信号を出力することができる。図１２中の実線は、入力側マイクロ可動ミラー１０３ａの回転角度θが０［ｒａｄ］の場合の光ビーム１０７の進行方向を示し、破線は、回転角度θがθ１［ｒａｄ］の場合の光ビーム１０７の進行方向をそれぞれ示している。   The micro movable mirror 103a deflects the traveling direction of the light beam 107 reflected by the mirror surface by changing the rotation angle θ1 of the mirror surface about two orthogonal rotation axes, and outputs the micro movable mirror array 104 on the output side. The specific micro movable mirror 104a above is selected. The light beam 107 arriving on the micro movable mirror 104a can be handled via the micro lens 105a by adjusting the rotation angle θ2 of the micro movable mirror 104a so as to vertically enter the output optical fiber 106a according to the incident angle. The output optical fiber 106a is uniquely optically coupled. Thereby, an optical signal can be output to a specific optical output port. The solid line in FIG. 12 indicates the traveling direction of the light beam 107 when the rotation angle θ of the input side micro movable mirror 103a is 0 [rad], and the broken line indicates the light beam when the rotation angle θ is θ1 [rad]. The direction of travel 107 is shown.

上述した第１の従来例において、マイクロ可動ミラーアレイ１０３，１０４に要求される回転角度は、対応する入出力光ファイバ１０１ａ，１０６ａの位置により変化する。具体的には、入力光ファイバアレイ１０１の上端又は下端に位置する入力ポートから出射した光ビーム１０７の方路制御に必要なマイクロ可動ミラーの最大回転角度は、入力光ファイバアレイ１０１の中央部に位置する入力ポートから出射した光ビーム１０７の方路制御に必要なマイクロ可動ミラーの最大回転角度の概ね２倍となる。   In the first conventional example described above, the rotation angle required for the micro movable mirror arrays 103 and 104 varies depending on the positions of the corresponding input / output optical fibers 101a and 106a. Specifically, the maximum rotation angle of the micro movable mirror required for the path control of the light beam 107 emitted from the input port located at the upper end or the lower end of the input optical fiber array 101 is at the center of the input optical fiber array 101. This is approximately twice the maximum rotation angle of the micro movable mirror required for the path control of the light beam 107 emitted from the input port located.

以上のように、第１の従来例に示した構成のフリースペース型光スイッチ１００においては、入出力マイクロ可動ミラーアレイ１０３，１０６に要求される回転角度が、対応する入出力光ファイバ１０１ａ，１０６ａの位置により変化する。このため、特に入出力光ファイバアレイ１０１，１０６のコーナー部に位置する入出力光ファイバ１０１ａ，１０６ａに対応する入出力マイクロ可動ミラー１０３ａ，１０６ａについて、回転動作範囲に対する要求条件が高くなるという問題がある。他方で、光スイッチ１００の光学系は、光入出力部すなわち光ファイバアレイ１０１，１０６およびマイクロレンズアレイ１０２，１０５から構成される光コリメータアレイと、光ビームの方路制御部すなわち入出力マイクロ可動ミラーアレイ１０３，１０４によって成り立つ簡易な構成であり、光部品の実装誤差に由来する過剰損失の抑制や光スイッチの小型化の点で有利である。   As described above, in the free space type optical switch 100 having the configuration shown in the first conventional example, the rotation angle required for the input / output micro movable mirror arrays 103 and 106 corresponds to the corresponding input / output optical fibers 101a and 106a. Varies depending on the position of For this reason, there is a problem that requirements for the rotational operation range are particularly high for the input / output micro movable mirrors 103a and 106a corresponding to the input / output optical fibers 101a and 106a located at the corners of the input / output optical fiber arrays 101 and 106. is there. On the other hand, the optical system of the optical switch 100 includes an optical input / output unit, that is, an optical collimator array including optical fiber arrays 101 and 106, and microlens arrays 102 and 105, and a light beam path control unit, that is, input / output micro movable. This is a simple configuration constituted by the mirror arrays 103 and 104, which is advantageous in terms of suppressing excess loss due to mounting errors of optical components and reducing the size of the optical switch.

フリースペース型光スイッチとしては、図１２に示すものの他に、例えば非特許文献２に記載されているものがある。この非特許文献２に開示されたフリースペース型光スイッチの第２の従来例を図１３および図１４を使用して説明する。なお、以降では、前述した第１の従来例の部材と同様な部材については、前述の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより重複する説明を省略する。   As a free space type optical switch, there is one described in Non-Patent Document 2, for example, in addition to the one shown in FIG. A second conventional example of the free space type optical switch disclosed in Non-Patent Document 2 will be described with reference to FIGS. In the following description, the same members as those of the first conventional example described above are denoted by the same reference numerals as those used in the above description, and redundant description is omitted.

図１３および図１４は、非特許文献２に記載されているフリースペース型光スイッチの第２の従来例を示す側面図である。図１３および図１４における光スイッチ１１０は、入力光ファイバアレイ１０１と、コリメート用マイクロレンズアレイ１０２と、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３と、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４と、集光用マイクロレンズアレイ１０５と、出力光ファイバアレイ１０６および凹面ミラー１１１とから構成されている。図１３および図１４において、矢印は光ビーム１１２ａの進行方向を示している。なお、図１３において、各部品は側面図のため一次元の配列として表示されている。   13 and 14 are side views showing a second conventional example of the free space type optical switch described in Non-Patent Document 2. FIG. The optical switch 110 in FIGS. 13 and 14 includes an input optical fiber array 101, a collimating microlens array 102, an input-side movable micromirror array 103, an output-side movable micromirror array 104, and a condensing microlens array. 105, an output optical fiber array 106, and a concave mirror 111. In FIG. 13 and FIG. 14, the arrow indicates the traveling direction of the light beam 112a. In FIG. 13, each component is displayed as a one-dimensional array for side view.

続いて、第２の従来例のフリースペース型光スイッチ１１０における光信号の方路切換方法について説明する。入力光ファイバアレイ１０１から出射した光信号は、コリメート用マイクロレンズアレイ１０２により光ビーム群１１２に変換され、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３に到達する。ここで、図１３に示す通り、マイクロ可動ミラーアレイ１０３を構成する各ミラーのＹ軸（図１３の紙面と直交する方向の軸）を中心とする回転角度θ１を０［ｒａｄ］とする場合、光ビーム群１１２の全ての光ビームは、一定の出射角度α１［ｒａｄ］の方向に進行する。その後、凹面ミラー１１１で反射された光ビーム群１１２の光ビームは、凹面ミラー１１１の焦点位置に集光する。   Next, a method of switching the optical signal path in the free space type optical switch 110 of the second conventional example will be described. The optical signal emitted from the input optical fiber array 101 is converted into a light beam group 112 by the collimating microlens array 102 and reaches the input side micro movable mirror array 103. Here, as shown in FIG. 13, when the rotation angle θ1 around the Y axis (axis in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 13) of each mirror constituting the micro movable mirror array 103 is set to 0 [rad], All the light beams in the light beam group 112 travel in the direction of a fixed emission angle α1 [rad]. Thereafter, the light beam of the light beam group 112 reflected by the concave mirror 111 is condensed at the focal position of the concave mirror 111.

ここで、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４の中央部のマイクロ可動ミラー１０４ａを凹面ミラー１１１の焦点位置に配置すると、凹面ミラー１１１で反射されたすべての光ビームは、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４の中央部のマイクロ可動ミラー１０４ａに到達する。図１３中の実線１１２ａは、入力光ファイバアレイ１０１の中央部に位置する入力光ファイバ１０１ａから出射した光ビームを示している。この光ビーム１１２ａは、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３の中央部のマイクロ可動ミラー１０３ａで反射された後、凹面ミラー１１１の光軸中心において反射されて進行方向を変え、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４の中央部のマイクロ可動ミラー１０４ａで再び反射された後、集光用マイクロレンズアレイ１０５の中央部のマイクロレンズ１０５ａにより集光され、出力光ファイバアレイ１０６の中央部の出力光ファイバ１０６ａに光結合する。   Here, when the micro movable mirror 104 a in the center of the output side micro movable mirror array 104 is arranged at the focal position of the concave mirror 111, all the light beams reflected by the concave mirror 111 are transmitted from the output side micro movable mirror array 104. It reaches the micro movable mirror 104a at the center. A solid line 112 a in FIG. 13 indicates a light beam emitted from the input optical fiber 101 a located at the center of the input optical fiber array 101. This light beam 112 a is reflected by the micro movable mirror 103 a at the center of the input side micro movable mirror array 103, then reflected at the center of the optical axis of the concave mirror 111 to change the traveling direction, and the output side micro movable mirror array 104. Is reflected again by the micro movable mirror 104a at the center of the light, and then condensed by the micro lens 105a at the center of the condensing micro lens array 105 and optically coupled to the output optical fiber 106a at the center of the output optical fiber array 106. To do.

また、図１４に示す通り、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３を構成する各マイクロ可動ミラー１０３ａのＹ軸を中心とする回転角度θ１を＋σ１［ｒａｄ］とする場合、光ビーム群１１２の全ての光ビームは、一定の出射角度α２［ｒａｄ］の方向に進行する。 その後、凹面ミラー１１１で反射された光ビーム群１１２の光ビームは、回転角度θ１が０［ｒａｄ］の場合と同様に凹面ミラー１１１の焦点位置に集光するが、このときの集光位置は、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４の中央部よりＸshift だけシフトしている。シフト量Ｘshift は、凹面ミラー１１１の焦点距離ｆと凹面ミラー１１１に入射する光ビームの入射角度によって一意に定まり、凹面ミラー１１１における各収差の影響が無視できる場合には、以下の関係が成り立つ。   As shown in FIG. 14, when the rotation angle θ1 about the Y axis of each micro movable mirror 103a constituting the input side micro movable mirror array 103 is set to + σ1 [rad], all the light beams in the light beam group 112 are obtained. The beam travels in the direction of a constant emission angle α2 [rad]. Thereafter, the light beams of the light beam group 112 reflected by the concave mirror 111 are condensed at the focal position of the concave mirror 111 as in the case where the rotation angle θ1 is 0 [rad]. , The output side micro movable mirror array 104 is shifted from the center by Xshift. The shift amount Xshift is uniquely determined by the focal length f of the concave mirror 111 and the incident angle of the light beam incident on the concave mirror 111. When the influence of each aberration on the concave mirror 111 can be ignored, the following relationship is established.

Ｘshift ＝ｆ・（α2−α1） ・・・（１）
σ1 ＝（α2−α1）／２ ・・・（２）
上記式（１）および式（２）より、出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４に到達する光ビームの位置は、入力光ファイバ１０１ａの位置に依存することなく、凹面ミラー１１１の焦点距離ｆと入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３を構成するマイクロ可動ミラー１０３ａの回転角度θ１によって決定される。一般に、式（１）に示した光ビームの入射角度と光ビームの到達位置との変換作用は「光学的フーリエ変換」と呼称されている。なお、この変換作用は、凸レンズや組み合わせレンズ等を用いても実現することが可能である（例えば、非特許文献３参照）。 Xshift = f · (α2−α1) (1)
σ1 = (α2−α1) / 2 (2)
From the above formulas (1) and (2), the position of the light beam reaching the output side micro movable mirror array 104 does not depend on the position of the input optical fiber 101a, and the focal length f of the concave mirror 111 and the input side. The rotation angle θ1 of the micro movable mirror 103a constituting the micro movable mirror array 103 is determined. In general, the conversion action between the incident angle of the light beam and the arrival position of the light beam shown in Expression (1) is called “optical Fourier transform”. Note that this conversion function can also be realized by using a convex lens, a combination lens, or the like (for example, see Non-Patent Document 3).

前記光学的フーリエ変換は、図１３，１０中のＸ−Ｚ平面内のみではなく、Ｙ−Ｚ平面内にも適用可能である。この場合には、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３を構成する各マイクロ可動ミラー１０３ａを、Ｘ軸を中心とする回転方向に動作させることにより、同様に光ビーム入射角度と光ビーム到達位置との変換作用が実現可能である。なお、本光スイッチはこの凹面ミラーの光軸に対して線対称の構成であり、光学的に可逆であるため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところなく光信号の方路切換が成立する。
以上説明したとおり、第２の従来例の形態によれば、凹面ミラー１１１に代表される光学的フーリエ変換光学素子の焦点位置に入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３および出力側マイクロ可動ミラーアレイ１０４を配置することにより、入力側マイクロ可動ミラー１０３ａの回転角度に応じて一意に出力光ファイバ１０６ａに対応する出力側マイクロ可動ミラー１０４ａが選択されるため、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３の各マイクロ可動ミラー１０３ａの回転動作範囲に対する要求条件が入出力光ファイバ１０１ａ，１０６ａの位置に依存することなく等しくなる。 The optical Fourier transform can be applied not only in the XZ plane in FIGS. 13 and 10 but also in the YZ plane. In this case, each micro movable mirror 103a constituting the input-side micro movable mirror array 103 is operated in a rotation direction around the X axis, thereby similarly converting the light beam incident angle and the light beam arrival position. The action is realizable. Since this optical switch has a symmetrical configuration with respect to the optical axis of the concave mirror and is optically reversible, the function of the optical switch does not change even if the traveling direction of the light beam is reversed. Signal path switching is established.
As described above, according to the form of the second conventional example, the input side micro movable mirror array 103 and the output side micro movable mirror array 104 are arranged at the focal position of the optical Fourier transform optical element represented by the concave mirror 111. As a result, the output-side micro movable mirror 104a corresponding to the output optical fiber 106a is uniquely selected according to the rotation angle of the input-side micro movable mirror 103a. The requirements for the rotational operation range are equal without depending on the positions of the input / output optical fibers 101a and 106a.

この結果、第１の従来例に示した構成と比較して、特にコーナー部に位置する入出力光ファイバ１０１ａ，１０６ａに対応するマイクロ可動ミラー１０３ａ，１０４ａの最大回転角度を概ね１／２に軽減し、マイクロ可動ミラーアレイ１０３，１０４の回転動作範囲に対する要求条件を緩和することができる。他方で、第２の従来例の形態では、光学的フーリエ変換光学素子のそれぞれの焦点位置にコリメート用マイクロレンズアレイ１０２、および集光用マイクロレンズアレイ１０５が形成する光ビームのビームウェストを配置する必要があることから、第１の従来例と比較して光スイッチの小型化の点では不利である。また、光学的フーリエ変換光学素子が増えることで、部品の実装誤差等の累積による過剰損失が増加する可能性もある。このため、光スイッチを構成する際は、マイクロ可動ミラーの最大回転角度や光ビームのコリメート長、光学部品のレイアウト等を考慮し、第１の従来例と第２の従来例とのうちいずれの光学系の構成が適しているかを総合的に判断することになる。   As a result, compared with the configuration shown in the first conventional example, the maximum rotation angle of the micro movable mirrors 103a and 104a corresponding to the input / output optical fibers 101a and 106a located at the corners is reduced to approximately 1/2. In addition, the requirements for the rotational operation range of the micro movable mirror arrays 103 and 104 can be relaxed. On the other hand, in the form of the second conventional example, the beam waist of the light beam formed by the collimating microlens array 102 and the condensing microlens array 105 is arranged at each focal position of the optical Fourier transform optical element. This is disadvantageous in terms of downsizing the optical switch as compared with the first conventional example. Further, an increase in the number of optical Fourier transform optical elements may increase excess loss due to accumulation of component mounting errors and the like. Therefore, when configuring the optical switch, the maximum rotation angle of the micro movable mirror, the collimating length of the light beam, the layout of the optical components, etc. are taken into consideration, and either the first conventional example or the second conventional example is used. It is comprehensively judged whether the configuration of the optical system is suitable.

山本他，「３−Ｄ ＭＥＭＳ大規模光スイッチ」，信学技報，ＰＳ２００２，２００２年Yamamoto et al., “3-D MEMS large-scale optical switch”, IEICE Technical Report, PS2002, 2002 M. Kozhevnikov,et al., “Compact 64×64 Micromechanical Optical Cross Connect”, IEEE Photonics Tecnology Letters, Vol.15, No.7, July 2003.M. Kozhevnikov, et al., “Compact 64 × 64 Micromechanical Optical Cross Connect”, IEEE Photonics Tecnology Letters, Vol.15, No.7, July 2003. V. A. Aksyuk,et al., “238×238 Micromechanical Optical Cross Connect”, IEEE Photonics Tecnology Letters, Vol.15, No.4, April 2003.V. A. Aksyuk, et al., “238 × 238 Micromechanical Optical Cross Connect”, IEEE Photonics Tecnology Letters, Vol.15, No.4, April 2003.

ところで、これまで述べてきたフリースペース型光スイッチの従来例においては、光入出力ポート数が数百を越える大規模な光スイッチを構成するにあたり、次のような問題があった。
（１）先ず、光スイッチの入出力ポート数を拡大するのに伴い、光信号の入出力に用いる光ファイバアレイと、光ファイバアレイから入出力する光信号を光ビームに変換するマイクロレンズアレイ、ならびに光ビームを偏向するマイクロ可動ミラーアレイのそれぞれについて、配列規模を拡大する必要がある。 By the way, in the conventional example of the free space type optical switch described so far, there are the following problems in constructing a large-scale optical switch in which the number of optical input / output ports exceeds several hundred.
(1) First, as the number of input / output ports of an optical switch is increased, an optical fiber array used for input / output of an optical signal, and a microlens array for converting an optical signal input / output from the optical fiber array into a light beam, In addition, it is necessary to expand the array scale for each of the micro movable mirror arrays that deflect the light beam.

これらのうち、特に光ファイバアレイは、半導体プロセスを用いて一括形成するマイクロ可動ミラーアレイや、半導体プロセスや成型技術を用いて一体形成することが可能なマイクロレンズアレイとは異なり、個々の光ファイバを整列させて実装する必要があることから、配列規模を拡大するほど配列誤差が累積しやすい。光ファイバアレイの配列誤差は、光ビームの進行方向に垂直な平面内における光ファイバとマイクロレンズの間の光軸ずれとなり、光ビームに光軸傾きを発生させる。   Among these, in particular, the optical fiber array is different from the micro movable mirror array that is collectively formed by using a semiconductor process and the micro lens array that can be integrally formed by using a semiconductor process or a molding technique. Since it is necessary to mount the array in an aligned manner, the array error tends to accumulate as the array scale is increased. The alignment error of the optical fiber array becomes an optical axis shift between the optical fiber and the microlens in a plane perpendicular to the traveling direction of the light beam, and causes an optical axis tilt in the light beam.

このため、光ファイバアレイの配列規模を単に拡大すると、レンズ開口におけるケラレ損失や、マイクロ可動ミラーによるケラレ損失、出力側光ファイバに対する光ビームの角度ずれに由来する光結合損失が増加するという問題があった。さらに、前記光軸傾きを有する光ビームは、隣接するポートに対してクロストークを発生させ、光通話品質の劣化を引き起こすという問題があった。
加えて、光ファイバアレイの配列規模を拡大するほど、個々の光ファイバを整列させ実装する工程の難易度が高くなり、製造歩留まりが低下して製造コストが高くなるという問題があった。 For this reason, simply expanding the array size of the optical fiber array increases the vignetting loss at the lens aperture, the vignetting loss due to the micro movable mirror, and the optical coupling loss due to the angular deviation of the light beam with respect to the output side optical fiber. there were. Furthermore, the light beam having the optical axis tilt has a problem in that it causes crosstalk to adjacent ports and degrades the quality of optical communication.
In addition, there is a problem that as the arrangement scale of the optical fiber array is increased, the difficulty of aligning and mounting the individual optical fibers is increased, the manufacturing yield is reduced, and the manufacturing cost is increased.

（２）また、光スイッチを構成する光学部品の配列規模が拡大すると、最も離れた入出力ポート間を接続する経路と、最も近接した入出力ポート間を接続する経路との間で、光ビームが伝搬する距離（以下、光路長と称する）の差が大きくなるという問題があった。この光路長差は、光ビームの進行方向に対する光軸ずれとなり、光結合損失のばらつきを増加させて、光受信器のダイナミックレンジに対する要求値を厳しくしてしまうという問題があった。 (2) When the arrangement scale of the optical components constituting the optical switch is increased, the light beam is connected between the path connecting the farthest input / output ports and the path connecting the nearest input / output ports. There is a problem that the difference in the distance (hereinafter referred to as the optical path length) propagates. This optical path length difference causes an optical axis shift with respect to the traveling direction of the light beam, which increases the variation in optical coupling loss, and makes the required value for the dynamic range of the optical receiver strict.

（３）さらに、光スイッチを構成する光部品の配列規模が拡大すると、個々の光部品の累積配列誤差を抑制しても、光部品間を相対的に位置合わせすることが難しくなるという問題があった。例えば、入力光ファイバアレイ１０１およびコリメート用マイクロレンズアレイ１０２から構成される光コリメータアレイと、入力側マイクロ可動ミラーアレイ１０３との間で位置合わせを行う場合、光部品が二次元的に整列配置された面に垂直な軸について回転する方向のずれθrotが発生すると、そのずれ量がわずかであっても、配列の端部における相対的な位置ずれ量Δは次式の通り配列規模Ｎに応じて増大し、光コリメータから出射する光ビームがマイクロ可動ミラーの中心から外れてケラレ損失を増大させる。 (3) Further, when the arrangement scale of the optical components constituting the optical switch is increased, there is a problem that it is difficult to relatively align the optical components even if the cumulative arrangement error of the individual optical components is suppressed. there were. For example, when alignment is performed between an optical collimator array composed of the input optical fiber array 101 and the collimating microlens array 102 and the input-side micro movable mirror array 103, the optical components are arranged two-dimensionally. If a shift θrot in the direction of rotation about an axis perpendicular to the surface is generated, even if the shift amount is small, the relative positional shift amount Δ at the end of the array depends on the array scale N as follows: As a result, the light beam emitted from the optical collimator deviates from the center of the micro movable mirror to increase the vignetting loss.

Δ＝ｔａｎ（θrot）×（Ｎ−１）×（光学部品の配列間隔）・・・（３）
また、このずれは隣接する光ポートへの漏光を発生させて光スイッチ性能を劣化させる要因にもなる。従って、フリースペース型光スイッチの入出力ポート数を拡大する場合、特に光ファイバアレイとコリメート用マイクロレンズアレイで構成される光コリメータアレイと、マイクロ可動ミラーアレイの間において、並進方向のみならず回転方向についても相対的な位置関係を高い精度で一致させることが重要となる。 Δ = tan (θrot) × (N−1) × (arrangement of optical components) (3)
This deviation also causes light leakage to the adjacent optical port and causes deterioration of the optical switch performance. Therefore, when expanding the number of input / output ports of a free space type optical switch, it rotates not only in the translation direction but also between the optical collimator array composed of the optical fiber array and the collimating microlens array, and the micro movable mirror array. It is important to match the relative positional relationship with high accuracy also in the direction.

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、大規模な光スイッチを構成する光学系において、光入出力部の配列規模拡大に伴う光結合損失の増加を抑制し、低損失な光スイッチを実現することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to suppress an increase in optical coupling loss accompanying an increase in the array scale of the light input / output unit in an optical system constituting a large-scale optical switch, It is to realize a low-loss optical switch.

この目的を達成するために、本発明に係る光スイッチは、光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、前記光入力部の前記集合体を構成する支持部材と、前記光出力部の前記集合体を構成する支持部材とは、複数の支持部材を結合させて集合させるフレームに段部を形成することにより、光入力ポートと光出力ポートとの間の光路長の差が減少する位置に配置されているものである。 In order to achieve this object, an optical switch according to the present invention includes an optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting an optical signal into the optical switch, and a plurality of optical output ports for outputting the optical signal. And an optical switch that deflects an optical signal input from the optical input port and outputs the deflected optical signal to the selected optical output port. Each of the optical input port and the optical output port includes a plurality of support members. The light input portion and the light output portion are each formed by an assembly of the plurality of support members, and a support member that constitutes the assembly of the light input portions; The support member that constitutes the aggregate of the light output portions is formed between a light input port and a light output port by forming a step portion in a frame that combines and aggregates a plurality of support members. In which the difference in path length is disposed so as to decrease.

本発明は、前記発明において、前記光入力ポートおよび光出力ポートを光ファイバまたはファイバコリメータとしたものである。
本発明は、前記発明において、前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられているものである。 According to the present invention, in the above invention, the optical input port and the optical output port are optical fibers or fiber collimators .
The present invention provides the optical output unit according to the invention, wherein a plurality of tiltable micromirrors are used between the optical input unit and the optical output unit to deflect an optical signal from the optical input unit. A micro movable mirror array for transmission is provided.

本発明は、前記発明において、前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられているものである。   According to the present invention, in the above invention, the micro movable mirror array includes an input side micro movable mirror array for deflecting an optical signal from the light input unit, and an optical signal deflected by the input side micro movable mirror array as the light. The output side movable micro mirror array is deflected by the input side movable micro mirror array between the input side movable micro mirror array and the output side movable micro mirror array. There is provided a Fourier transform optical element that makes the output angle of the signal light correspond to the arrival position on the output side micro movable mirror array on a one-to-one basis.

本発明は、前記発明において、前記フーリエ変換光学素子を凹面ミラーとしたものである。
本発明は、光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられ、前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられ、前記フーリエ変換光学素子は凹面ミラーであり、前記凹面ミラーの反射面をトロイダル面としたものである。
本発明は、前記発明において、前記光入力ポートおよび光出力ポートを、光ファイバまたはファイバコリメータとしたものである。 According to the present invention, in the above invention, the Fourier transform optical element is a concave mirror.
The present invention includes an optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting an optical signal into an optical switch, and an optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal, and the optical input port In the optical switch that deflects the optical signal input from the optical switch and outputs the deflected optical signal to the selected optical output port, each of the optical input port and the optical output port is two-dimensionally arranged and supported by a plurality of support members. The light input part and the light output part are each formed by an assembly of the plurality of support members, and a plurality of tiltable micromirrors are used between the light input part and the light output part. A micro movable mirror array for deflecting an optical signal from an optical input unit and transmitting the deflected optical signal to the optical output unit is provided, and the micro movable mirror array is an input side for deflecting an optical signal from the optical input unit The movable movable mirror array and an output micro movable mirror array that deflects an optical signal deflected by the input micro movable mirror array toward the optical output unit. These input micro movable mirror array and output A Fourier transform optical element that makes the output angle of the signal light deflected by the input side micro movable mirror array one-to-one correspond to the arrival position on the output side micro movable mirror array between the side micro movable mirror array and the side micro movable mirror array The Fourier transform optical element is a concave mirror, and the reflecting surface of the concave mirror is a toroidal surface.
According to the present invention, in the above invention, the optical input port and the optical output port are optical fibers or fiber collimators.

本発明は、前記発明において、前記光入力部および光出力部は、それぞれ独立した一対のフレームに装着され、前記一対のフレームは、少なくとも前記光入力部から光出力部に向けて光信号が伝搬する経路上に開口部を有し、かつ前記光入力部および光出力部が所定の位置関係を保って配置されるための位置決め手段を有しているものである。   In the present invention, the optical input unit and the optical output unit are attached to a pair of independent frames, respectively, and the pair of frames propagates an optical signal at least from the optical input unit to the optical output unit. And a positioning means for arranging the light input part and the light output part in a predetermined positional relationship.

本発明は、光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられ、前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられ、前記光入力部および光出力部は、それぞれ独立した一対の支持構造体に装着され、前記光入力部を装着した支持構造体には所定の位置関係を保って前記入力側マイクロ可動ミラーアレイが装着され、前記光出力部を装着した支持構造体には所定の位置関係を保って前記出力側マイクロ可動ミラーアレイが装着され、前記一対の支持構造体は、少なくとも前記光入力部から光出力部に向けて光信号が伝搬する経路上に開口部を有し、前記一対の支持構造体の嵌合部、あるいは前記一対の支持構造体とこれを搭載するベースの間に、前記光入力部および光出力部が所定の位置関係を保って配置されるための第１の位置決め手段を有し、前記一対の支持構造体、あるいは前記一対の支持構造体を搭載するベースに、前記フーリエ変換光学素子が、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイの間で所定の位置関係を保って配置されるための第２の位置決め手段を有しているものである。 The present invention includes an optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting an optical signal into an optical switch, and an optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal, and the optical input port In the optical switch that deflects the optical signal input from the optical switch and outputs the deflected optical signal to the selected optical output port, each of the optical input port and the optical output port is two-dimensionally arranged and supported by a plurality of support members. The light input part and the light output part are each formed by an assembly of the plurality of support members, and a plurality of tiltable micromirrors are used between the light input part and the light output part. A micro movable mirror array for deflecting an optical signal from an optical input unit and transmitting the deflected optical signal to the optical output unit is provided, and the micro movable mirror array is an input side for deflecting an optical signal from the optical input unit The movable movable mirror array and an output micro movable mirror array that deflects an optical signal deflected by the input micro movable mirror array toward the optical output unit. These input micro movable mirror array and output A Fourier transform optical element that makes the output angle of the signal light deflected by the input side micro movable mirror array one-to-one correspond to the arrival position on the output side micro movable mirror array between the side micro movable mirror array and the side micro movable mirror array The optical input unit and the optical output unit are mounted on a pair of independent support structures, respectively, and the input side micro-movable is maintained in a predetermined positional relationship with the support structure mounted with the optical input unit. A mirror array is mounted, and the output side microphone is maintained in a predetermined positional relationship with the support structure mounted with the light output unit. A movable mirror array is mounted, and the pair of support structures has an opening at least on a path through which an optical signal propagates from the light input unit toward the light output unit, and the pair of support structures are fitted to each other. Or a pair of supporting structures and a first mounting means for arranging the light input portion and the light output portion in a predetermined positional relationship between the support structure and the base on which the support structure is mounted, The Fourier transform optical element has a predetermined positional relationship between the input-side micro movable mirror array and the output-side micro movable mirror array on a pair of support structures or a base on which the pair of support structures are mounted. It has the 2nd positioning means for arrange | positioning.

本発明は、光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられ、前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられ、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイおよび出力側マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部あるいは光出力部に対する相対位置を調整する調整機構を備えているものである。
本発明は、前記発明において、前記フーリエ変換光学素子を凹面ミラーとしたものである。
本発明は、前記発明において、前記凹面ミラーの反射面をトロイダル面としたものである。 The present invention includes an optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting an optical signal into an optical switch, and an optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal, and the optical input port In the optical switch that deflects the optical signal input from the optical switch and outputs the deflected optical signal to the selected optical output port, each of the optical input port and the optical output port is two-dimensionally arranged and supported by a plurality of support members. The light input part and the light output part are each formed by an assembly of the plurality of support members, and a plurality of tiltable micromirrors are used between the light input part and the light output part. A micro movable mirror array for deflecting an optical signal from an optical input unit and transmitting the deflected optical signal to the optical output unit is provided, and the micro movable mirror array is an input side for deflecting an optical signal from the optical input unit The movable movable mirror array and an output micro movable mirror array that deflects an optical signal deflected by the input micro movable mirror array toward the optical output unit. These input micro movable mirror array and output A Fourier transform optical element that makes the output angle of the signal light deflected by the input side micro movable mirror array one-to-one correspond to the arrival position on the output side micro movable mirror array between the side micro movable mirror array and the side micro movable mirror array The input-side micro movable mirror array and the output-side micro movable mirror array include an adjustment mechanism that adjusts a relative position with respect to the light input unit or the light output unit.
According to the present invention, in the above invention, the Fourier transform optical element is a concave mirror.
In the present invention according to the present invention, the reflecting surface of the concave mirror is a toroidal surface.

本発明は、光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、前記光入力部および光出力部を形成する前記複数の支持部材の集合体は、前記複数の支持部材の相対位置を調整する調整機構を備えているものである。 The present invention includes an optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting an optical signal into an optical switch, and an optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal, and the optical input port In the optical switch that deflects the optical signal input from the optical switch and outputs the deflected optical signal to the selected optical output port, each of the optical input port and the optical output port is two-dimensionally arranged and supported by a plurality of support members. The light input portion and the light output portion are each formed by an assembly of the plurality of support members, and the assembly of the plurality of support members forming the light input portion and the light output portion is the plurality of support members. Is provided with an adjusting mechanism for adjusting the relative position.

本発明によれば、光入力部あるいは光出力部を１つの光ファイバアレイにより構成することなく、複数の（少なくとも２つ以上の）支持部材（例えば複数の光ファイバを二次元的に配列して支持した整列基板）の集合体を用いて構成することにより、個々の支持部材の配列規模を小さくし、配列誤差の累積を抑制することができる。この結果、本発明によれば、光入力ポートおよび光出力ポートにおける光ビームの進行方向と垂直な方向の位置の精度を向上させることができるから、光入出力部の配列規模が拡大された光スイッチを提供することができる。
光入力ポートおよび光出力ポートが光ファイバである場合は、光ファイバとレンズの間の光軸ずれを許容値内に収めて、光結合損失の増加を抑えることができる。また、光ファイバとコリメートレンズが予め一体化されたファイバコリメータによって光入力ポートと光出力ポートとを構成する場合は、光入力部と光出力部との間で光軸ずれが生じることを防ぐことができる。 According to the present invention, a plurality of (at least two or more) support members (for example, a plurality of optical fibers are two-dimensionally arranged without forming the optical input unit or the optical output unit by one optical fiber array. By using an assembly of supported alignment substrates), the arrangement scale of the individual support members can be reduced, and the accumulation of arrangement errors can be suppressed. As a result, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the position of the light input port and the light output port in the direction perpendicular to the traveling direction of the light beam. A switch can be provided.
When the optical input port and the optical output port are optical fibers, the optical axis deviation between the optical fiber and the lens can be kept within an allowable value, and an increase in optical coupling loss can be suppressed. Also, when the optical input port and the optical output port are configured by a fiber collimator in which the optical fiber and the collimating lens are integrated in advance, it is possible to prevent the optical axis from being shifted between the optical input unit and the optical output unit. Can do.

また、本発明においては、光入力ポートおよび光出力ポートをそれぞれ大型で単一の支持部材に支持させる場合と比較して、一つの支持部材当たりのポート数が減少することに伴って支持部材に各ポートの構成部材を支持させる組立工程の難易度が低くなる。このため、本発明によれば、光入力部と光出力部とをより安定した製造歩留まりで作製することが可能となり、製造コストを低く抑えることができる。   Further, in the present invention, compared to the case where the optical input port and the optical output port are each supported by a large and single support member, the number of ports per support member is reduced. The difficulty of the assembly process for supporting the constituent members of each port is reduced. For this reason, according to the present invention, the light input portion and the light output portion can be manufactured with a more stable manufacturing yield, and the manufacturing cost can be kept low.

さらに、前記光入力部あるいは光出力部を構成する際に、前記複数の光ファイバアレイ、もしくはファイバコリメータアレイを、光ビームの進行方向に対して所定のオフセットを与えて配置することにより、最も離れた入出力ポート間を接続する経路と、最も近接した入出力ポート間を接続する経路との間で生じる光路長差を低減し、光ビームの進行方向に対する光軸ずれを抑制して、光結合損失のばらつきを抑えることができる。
これらの光結合損失低減の効果は、第１および第２の従来例に示したいずれの光スイッチについても有効である。 Further, when configuring the light input section or the light output section, the plurality of optical fiber arrays or fiber collimator arrays are arranged at a distance from each other by providing a predetermined offset with respect to the traveling direction of the light beam. Reduces the optical path length difference between the path connecting between the input / output ports and the path connecting between the closest input / output ports, and suppresses the optical axis deviation with respect to the traveling direction of the light beam, thereby optical coupling. Variation in loss can be suppressed.
These effects of reducing the optical coupling loss are effective for any of the optical switches shown in the first and second conventional examples.

なお、第２の従来例の光スイッチについては、前記フーリエ変換光学素子として凹面ミラーを用い、光ビームの進行方向を折り返すことにより、同様のフーリエ変換作用を有するレンズを用いる場合と較べて光スイッチの容積を小さくすることができる。この第２の従来例の光スイッチにおいては、光ビームの折り返しが行われる平面（図１３，１０中のＸ−Ｚ平面）上で入力側および出力側マイクロ可動ミラーアレイが凹面ミラーに対し所定の傾き角をもって配置されることから、マイクロ可動ミラーアレイにより反射された光ビームが軸外光線となり、凹面ミラーにおける収差が無視できない値となる場合がある。この軸外収差については、前記凹面ミラーをＸ軸とＹ軸で曲率の異なるトロイダル面とすることで補正することができる。   As for the optical switch of the second conventional example, a concave mirror is used as the Fourier transform optical element, and an optical switch is used as compared with the case where a lens having the same Fourier transform action is used by turning back the traveling direction of the light beam. The volume of can be reduced. In the optical switch of the second conventional example, the input side and output side micro movable mirror arrays have a predetermined distance with respect to the concave mirror on the plane (XZ plane in FIGS. 13 and 10) where the light beam is folded. Since they are arranged with an inclination angle, the light beam reflected by the micro movable mirror array becomes an off-axis ray, and the aberration in the concave mirror may be a value that cannot be ignored. About this off-axis aberration, it can correct | amend by making the said concave-surface mirror into the toroidal surface from which a curvature differs by the X-axis and a Y-axis.

また、本発明においては、光スイッチを一対の支持構造体で構成し、それぞれに入力側の光ポートとマイクロ可動ミラーアレイ、および出力側の光ポートとマイクロ可動ミラーアレイを搭載し、この２つの支持構造体を高精度な位置決め手段を用いて組み合わせることにより、空間的に離れた位置にある各光学部品を高い精度で配置させることができる。
前記一対の支持構造体は、少なくとも光信号が伝搬する経路上に開口部を有しており、そのうち入出力の光ポート、およびマイクロ可動ミラーアレイを取り付ける開口部にも位置決めピンなどに代表される高精度な位置決め手段を有している。 In the present invention, the optical switch is composed of a pair of support structures, each of which includes an input side optical port and a micro movable mirror array, and an output side optical port and a micro movable mirror array. By combining the support structures using high-precision positioning means, the optical components at spatially separated positions can be arranged with high accuracy.
The pair of support structures have openings at least on a path through which an optical signal propagates. Of these, input / output optical ports and openings for attaching the micro movable mirror array are represented by positioning pins and the like. It has high-precision positioning means.

この位置決め手段を、例えば前記開口の外周部に２箇所設けることにより、光ポートとマイクロ可動ミラーアレイの間で、光学部品が二次元的に整列配置された面内における並進方向（前記面と平行な方向）のみならず、前記の面に垂直な軸を中心とした回転方向の相対的な位置関係も、短時間かつ受動的に決定することができる。このような位置決め手段は、光学部品を位置合わせする方法として一般的に用いられている手法である。   For example, by providing two positioning means on the outer periphery of the opening, a translational direction (parallel to the surface) in the plane in which the optical components are two-dimensionally arranged between the optical port and the micro movable mirror array is provided. As well as the relative positional relationship in the rotational direction about the axis perpendicular to the plane can be determined in a short time and passively. Such positioning means is a technique generally used as a method of aligning optical components.

ところで、実際には、位置決め手段の嵌め合いに必要な間隙やわずかな位置誤差が原因で光学部品の取り付けが傾き、光ポートとマイクロ可動ミラーアレイの双方に、前記の回転方向のずれが発生する可能性がある。特に、光学部品の配列規模が大きい場合、前記回転方向のずれに由来する光ポートとマイクロ可動ミラーアレイ間の位置ずれが、先述のように光スイッチ性能に悪影響を及ぼす可能性がある。本発明では、光スイッチを入力側と出力側で独立した支持構造体に分離することにより、この一対の支持構造体を組み合わせる面の開口部から前記のずれの有無、あるいはその程度を観察し、評価することができる。さらに、評価した結果に基づいて光学部品の取り付け位置を修正し、この工程を繰り返すことにより、前記のずれを補正することもできる。   By the way, in reality, the mounting of the optical components is inclined due to the gap necessary for fitting the positioning means and a slight positional error, and the above-described rotational direction deviation occurs in both the optical port and the micro movable mirror array. there is a possibility. In particular, when the arrangement scale of the optical components is large, the positional deviation between the optical port and the micro movable mirror array resulting from the deviation in the rotation direction may adversely affect the optical switch performance as described above. In the present invention, by separating the optical switch into an independent support structure on the input side and the output side, the presence or absence of the aforementioned shift or the degree thereof is observed from the opening of the surface where the pair of support structures are combined, Can be evaluated. Furthermore, the above-described deviation can be corrected by correcting the mounting position of the optical component based on the evaluated result and repeating this process.

本発明における光スイッチは光学的に可逆であることから、この一対の支持構造体は入力側、出力側ともに概ね同一の構造にすることができ、評価手法も同一で構わない。このため、入力側と出力側で組立や検査の工程を独立して進めることができ、組立時間を短縮することができる。
なお、前記一対の支持構造体の間、すなわち入出力マイクロ可動ミラー間の相対的な位置誤差は、数百μｍ程度の範囲であれば光スイッチ動作時に各々のマイクロ可動ミラーの傾き角度を微調整することにより概ね補正可能であり、一対の支持構造体を組み合わせる時に高精度な調整を行う必要はない。 Since the optical switch in the present invention is optically reversible, the pair of support structures can have substantially the same structure on the input side and the output side, and the evaluation method may be the same. Therefore, the assembly and inspection processes can be independently performed on the input side and the output side, and the assembly time can be shortened.
If the relative position error between the pair of support structures, that is, the input / output micro movable mirrors is in the range of several hundreds of micrometers, the tilt angle of each micro movable mirror is finely adjusted when the optical switch is operated. By doing so, correction can be generally made, and it is not necessary to perform high-precision adjustment when combining a pair of support structures.

このように、光入出力ポートとマイクロ可動ミラーアレイ間の位置ずれの有無を評価し位置ずれを補正した後、前記光学部品を搭載した一対の支持構造体を、互いに組み合わせる面に設けた位置決め手段を用いて嵌合するか、あるいは支持構造体とは独立したベースに一対の支持構造体を位置合わせする位置決め手段を設けて設置することにより、低損失な光スイッチを実現することができる。   Thus, after evaluating the presence / absence of positional deviation between the light input / output port and the micro movable mirror array and correcting the positional deviation, positioning means provided with a pair of support structures mounted with the optical components on the surfaces to be combined with each other A low-loss optical switch can be realized by using a base member independent of the support structure or providing a positioning means for aligning the pair of support structures.

また、本発明において入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間にフーリエ変換光学素子を設ける場合、入力側マイクロ可動ミラーアレイから反射した光は、入力側マイクロ可動ミラーに電圧を印加しない組立初期状態では全て出力側マイクロ可動ミラーアレイの中央に集光するため、入力側マイクロ可動ミラーアレイに対する出力側マイクロ可動ミラーアレイ、およびフーリエ変換光学素子の相対位置を能動的に調整することは非常に困難である。   In the present invention, when a Fourier transform optical element is provided between the input side micro movable mirror array and the output side micro movable mirror array, the light reflected from the input side micro movable mirror array applies a voltage to the input side micro movable mirror. In the initial assembly state where no voltage is applied, all the light is focused on the center of the output side micro movable mirror array, so the relative positions of the output side micro movable mirror array and the Fourier transform optical element are actively adjusted. Is very difficult.

本発明は、光スイッチを一対の支持構造体で構成することにより、前記の発明と同様に光入出力ポートとマイクロ可動ミラーアレイ間の位置ずれの有無を評価し、位置ずれを予め補正することができる。さらに、前記一対の支持構造体を用いて入出力のマイクロ可動ミラーアレイとフーリエ変換素子を相対的に位置決めすることにより、これらの間で受動的な位置合わせを実現する。   In the present invention, by configuring the optical switch with a pair of support structures, the presence / absence of misalignment between the light input / output port and the micro movable mirror array is evaluated and the misalignment is corrected in advance, as in the above invention. Can do. Further, by passively positioning the input / output micro movable mirror array and the Fourier transform element using the pair of support structures, a passive alignment between them is realized.

具体的には、入力側、および出力側のそれぞれについて、光ポートとマイクロ可動ミラーアレイを前記の発明と同様に搭載した後、この一対の支持構造体のフーリエ変換光学素子が配置される面の開口部に位置決め手段を設けるか、あるいは支持構造体とは独立したベース上に同様の位置決め手段を設けて、一対の支持構造体とフーリエ変換素子との相対的な位置関係を決定する。   Specifically, for each of the input side and the output side, after mounting the optical port and the micro movable mirror array in the same manner as in the above invention, the surface of the pair of support structures on which the Fourier transform optical elements are arranged Positioning means is provided in the opening, or similar positioning means is provided on a base independent of the support structure, and the relative positional relationship between the pair of support structures and the Fourier transform element is determined.

なお、入出力マイクロ可動ミラー、およびフーリエ変換光学素子の間の相対的な位置誤差は、数百μｍ程度の範囲であれば、光スイッチ動作時に各々のマイクロ可動ミラーの傾き角度を微調整することにより概ね補正可能である。このため、前記発明と同様に、一対の支持構造体を組み合わせる時に高精度な調整を行う必要はない。また、フーリエ変換光学素子についても、一般的な光学素子の外径公差を有するものであれば、特に高精度なホルダに搭載したりしなくても、その外径を基準として受動的な位置合わせを行うことが可能である。   If the relative positional error between the input / output micro movable mirror and the Fourier transform optical element is in the range of several hundred μm, the tilt angle of each micro movable mirror can be finely adjusted during the optical switch operation. Can be corrected roughly. For this reason, it is not necessary to perform a highly accurate adjustment when combining a pair of support structure like the said invention. In addition, as long as the Fourier transform optical element has an outer diameter tolerance of a general optical element, passive alignment is performed on the basis of the outer diameter even if it is not mounted on a highly accurate holder. Can be done.

また、本発明においては、光入力ポートあるいは光出力ポートを構成する複数の支持部材をフレームに搭載し、このフレームに例えば光ファイバが二次元的に整列配置された面内における並進方向、ならびにこの面に垂直な軸を中心とした回転方向に可動な微調整機構を設けることにより、光入出力ポートの位置をマイクロ可動ミラーアレイに対して相対的に位置合わせすることができる。これにより、例えば光学部品の取り付け直しだけでは調整することの難しい回転軸方向の僅かな誤差についても、高い精度で修正することができる。   In the present invention, a plurality of support members constituting the optical input port or the optical output port are mounted on the frame, and the translation direction in a plane in which, for example, optical fibers are two-dimensionally arranged and arranged on the frame, By providing a fine adjustment mechanism that is movable in the rotation direction about an axis perpendicular to the surface, the position of the light input / output port can be relatively aligned with the micro movable mirror array. Thereby, for example, even a slight error in the direction of the rotation axis, which is difficult to adjust only by reattaching the optical component, can be corrected with high accuracy.

また、本発明においては、入力側マイクロ可動ミラーアレイ、あるいは出力側マイクロ可動ミラーアレイをフレームに搭載し、このフレームに例えばマイクロ可動ミラーが二次元的に整列配置された面内における並進方向、ならびにこの面に垂直な軸を中心とした回転方向に可動な微調整機構を設けることにより、入出力マイクロ可動ミラーアレイの位置を光入出力ポートに対して相対的に位置合わせすることができる。これにより、前記発明と同様に、例えば光学部品の取り付け直しだけでは調整することの難しい回転軸方向の僅かな位置誤差についても高精度な調整を可能とする。   In the present invention, the input-side micro movable mirror array or the output-side micro movable mirror array is mounted on a frame, and the translation direction in a plane in which, for example, micro movable mirrors are two-dimensionally arranged on the frame, and By providing a fine adjustment mechanism that is movable in the rotation direction about an axis perpendicular to this surface, the position of the input / output micro movable mirror array can be aligned relative to the optical input / output port. Thus, as in the case of the above-described invention, for example, even a slight position error in the rotation axis direction that is difficult to adjust only by reattaching the optical component can be adjusted with high accuracy.

本発明に係る光スイッチの第１の実施形態の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of a first embodiment of an optical switch according to the present invention. 図１に示した光ファイバアレイを構成する各部分の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of each part which comprises the optical fiber array shown in FIG. 図１に示した光ファイバアレイの斜視図である。It is a perspective view of the optical fiber array shown in FIG. 光コリメータアレイを構成する各部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows each part which comprises an optical collimator array. 光コリメータアレイを構成する各部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows each part which comprises an optical collimator array. 本発明に係る光スイッチの第２の実施形態の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of 2nd Embodiment of the optical switch which concerns on this invention. 図６に示した光の進行方向にオフセットを有する光ファイバアレイの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical fiber array which has an offset in the advancing direction of the light shown in FIG. 本発明に係る光スイッチの第３の実施形態の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of 3rd Embodiment of the optical switch which concerns on this invention. 本発明に係る光スイッチの第４の実施形態の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of 4th Embodiment of the optical switch which concerns on this invention. 本発明に係る光スイッチの第５の実施形態の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of 5th Embodiment of the optical switch which concerns on this invention. 本発明に係る光スイッチの第６の実施形態の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of 6th Embodiment of the optical switch which concerns on this invention. フリースペース型光スイッチの第１の従来例の概略的な構成を示す側面図である。It is a side view which shows the schematic structure of the 1st prior art example of a free space type optical switch. フリースペース型光スイッチの第２の従来例の概略的な構成を示す側面図である。It is a side view which shows the schematic structure of the 2nd prior art example of a free space type optical switch. フリースペース型光スイッチの第２の従来例の概略的な構成を示す側面図である。It is a side view which shows the schematic structure of the 2nd prior art example of a free space type optical switch.

［第１の実施の形態］
以下、図面を用いて本発明の第１の実施形態の光スイッチについて説明する。
図１は２個のマイクロ可動ミラーを用いた光スイッチの斜視図であり、図中の矢印は光ビームの進行方向を示している。図１において、１は本発明に係る光スイッチ、２は光入力部、３は入力側マイクロ可動ミラーアレイ、４は出力側マイクロ可動ミラーアレイ、５は光出力部をそれぞれ示している。なお、本発明に関わる光スイッチ１は光学的に可逆な構成を有しているため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところはない。従って、本説明において光の入出力の向きは説明のために便宜的に与えた設定であり、本実施の形態を採るとき入力側あるいは出力側としての役割に限定されないことは言うまでもない。 [First Embodiment]
Hereinafter, an optical switch according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of an optical switch using two micro movable mirrors, and an arrow in the figure indicates a traveling direction of a light beam. In FIG. 1, 1 is an optical switch according to the present invention, 2 is an optical input unit, 3 is an input side micro movable mirror array, 4 is an output side micro movable mirror array, and 5 is an optical output unit. Since the optical switch 1 according to the present invention has an optically reversible configuration, there is no change in the function of the optical switch even if the traveling direction of the light beam is reversed. Therefore, in this description, the direction of light input / output is a setting given for convenience of description, and it goes without saying that the present invention is not limited to the role of the input side or the output side when the present embodiment is adopted.

光入力部２は、４つの入力光ファイバアレイ６〜９を２行×２列の配列となるように集合させて配置することによって構成されている。これと同様に、光出力部５は、４つの出力光ファイバアレイ１１〜１４を２行×２列の配列となるように集合させて配置することによって構成されている。前記入力光ファイバアレイ６〜９と、前記出力光ファイバアレイ１１〜１４とは、それぞれ８行×８列の配列数を有する二次元光ファイバアレイである。   The optical input unit 2 is configured by arranging and arranging four input optical fiber arrays 6 to 9 in an array of 2 rows × 2 columns. Similarly, the light output unit 5 is configured by arranging and arranging four output optical fiber arrays 11 to 14 so as to form an array of 2 rows × 2 columns. The input optical fiber arrays 6 to 9 and the output optical fiber arrays 11 to 14 are two-dimensional optical fiber arrays each having an array number of 8 rows × 8 columns.

また、前記入出力光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４は、各々８行×８列の配列数を有する二次元マイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４を装着することにより、８行×８列の配列数を有する二次元光コリメータアレイとして機能する。前記マイクロ可動ミラーアレイ３，４は、それぞれ半導体製造技術により１チップのシリコン基板上に作製された、光入出力部２，５と同一の配列を有する１６行×１６列のマイクロ可動ミラーアレイである。   The input / output optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 are mounted with two-dimensional microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24 each having an arrangement number of 8 rows and 8 columns, so that 8 rows × 8. It functions as a two-dimensional optical collimator array having an array number of columns. The micro movable mirror arrays 3 and 4 are 16 row × 16 column micro movable mirror arrays each having the same arrangement as that of the optical input / output units 2 and 5 and manufactured on a one-chip silicon substrate by a semiconductor manufacturing technique. is there.

前記光入力部２および光出力部５は、８行×８列の配列となる比較的小規模な二次元光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４と、二次元マイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４とを集合化して１６行×１６列のアレイとすることにより、ポート数が２５６個ある光入出力ポートを実現する。   The light input unit 2 and the light output unit 5 are each composed of a relatively small two-dimensional optical fiber array 6 to 9, 11 to 14 and a two-dimensional microlens array 15 to 18, 21 having an array of 8 rows × 8 columns. ˜24 are assembled into an array of 16 rows × 16 columns, thereby realizing an optical input / output port having 256 ports.

前記マイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４は、前記光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４と同一の配列間隔となるように形成されており、前記光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４と各々の光軸が一致するよう位置合わせされることによって、光コリメータアレイとして機能する。   The micro lens arrays 15 to 18 and 21 to 24 are formed to have the same arrangement interval as the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14, and the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and By aligning each optical axis to coincide, it functions as an optical collimator array.

各々のマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４は、金型成型技術により作製されている。これらのマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４におけるレンズ中心の配列精度は、±１μｍ以内である。また、これらのマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４の光入出力端面には、反射防止膜が設けられている。なお、これらのマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４は低融点ガラスや光学ポリマを用いた金型成型技術により作製する他、石英やシリコンを半導体プロセス技術により加工し作製したものであってもよい。   Each of the micro lens arrays 15 to 18 and 21 to 24 is manufactured by a mold molding technique. The arrangement accuracy of the lens centers in these microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24 is within ± 1 μm. Further, an antireflection film is provided on the light input / output end faces of the microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24. These microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24 may be manufactured by a mold molding technique using a low melting point glass or an optical polymer, or may be manufactured by processing quartz or silicon by a semiconductor process technique. Good.

また、マイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４は、前記いずれの加工技術においても、特に半導体プロセス技術において、例えば８行×８列の配列数で分割形成する場合に較べて１６行×１６列の配列数で一括形成する方が容易である場合は、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４と同一の配列を有することを前提として、単一のマイクロレンズアレイ部品として作製することができる。   Further, the microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24 are 16 rows × 16 columns in any of the above processing techniques, particularly in the semiconductor process technology, as compared with the case where the microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24 are divided and formed with an array number of 8 rows × 8 columns. Can be produced as a single microlens array component on the premise of having the same arrangement as the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14.

前記入力光ファイバアレイ６〜９および出力光ファイバアレイ１１〜１４は、図２および図３に示すように、光ファイバ２５を保持したフェルール２６と、このフェルール２６を支持する整列基板２７〜３０と、これらの整列基板２７〜３０を互いに結合させて集合させる額縁状のフレーム３１とによって構成されている。この実施の形態においては、前記光ファイバ２５によって本発明でいう光入力ポートおよび光出力ポートが構成され、前記整列基板２７〜３０によって本発明でいう支持部材が構成され、整列基板２７〜３０とフレーム３１との組立体によって本発明でいう複数の支持部材の集合体が構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the input optical fiber arrays 6 to 9 and the output optical fiber arrays 11 to 14 include a ferrule 26 that holds an optical fiber 25, and alignment substrates 27 to 30 that support the ferrule 26. The frame-shaped frame 31 is formed by combining the aligned substrates 27 to 30 together. In this embodiment, the optical fiber 25 constitutes an optical input port and an optical output port according to the present invention, and the alignment substrate 27-30 constitutes a support member according to the present invention. The assembly with the frame 31 constitutes an assembly of a plurality of support members in the present invention.

前記フェルール２６は、円筒状に形成されており、光ファイバ２５を軸心部に嵌入し位置決めした状態で保持している。光ファイバ２５の光入出射端面２５ａには、反射防止膜が形成されている。
整列基板２７〜３０は、例えば８行×８列の配列となるように所定の間隔をおいて二次元的に配列された複数の貫通孔３２がそれぞれ穿設されている。これらの整列基板２７〜３０は、これらの貫通孔３２に前記フェルール２６を挿入することにより、複数の光ファイバ２５を二次元的に配列される状態で支持するとともに、複数の光ファイバ２５の光入出射端面２５ａを整列基板２７〜３０の端面に露出しかつ互いに平行になるように整列させる。 The ferrule 26 is formed in a cylindrical shape, and holds the optical fiber 25 in a state where the optical fiber 25 is fitted and positioned in the axial center portion. An antireflection film is formed on the light incident / exit end face 25 a of the optical fiber 25.
The alignment substrates 27 to 30 are respectively provided with a plurality of through holes 32 that are two-dimensionally arranged at predetermined intervals so as to form an array of 8 rows × 8 columns, for example. These alignment substrates 27 to 30 support the plurality of optical fibers 25 in a two-dimensional array by inserting the ferrule 26 into the through holes 32, and the light of the plurality of optical fibers 25. The entrance / exit end face 25a is exposed at the end faces of the alignment substrates 27 to 30 and aligned so as to be parallel to each other.

また、整列基板２７〜３０における前記複数の貫通孔３２より外側に位置する外縁部には、他の整列基板との位置を決めて固定するために、ガイド孔３３が穿設されている。このガイド孔３３の孔径は、フレーム３１に立設された嵌合ピン３４が嵌合可能な孔径に形成されている。嵌合ピン３４がガイド孔３３に嵌合することにより、フレーム３１に各光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４を高い精度で位置決め、固定することができる。   In addition, guide holes 33 are formed in outer edge portions of the alignment substrates 27 to 30 located outside the plurality of through holes 32 in order to determine and fix positions with other alignment substrates. The diameter of the guide hole 33 is formed such that the fitting pin 34 erected on the frame 31 can be fitted. By fitting the fitting pins 34 into the guide holes 33, the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 can be positioned and fixed to the frame 31 with high accuracy.

この位置決めは、嵌合ピン３４をフレーム３１の所定の位置に高い精度で位置付けておくことにより、高精度にかつ特別な位置決め操作を何ら行うことなく受動的に行うことができる。また、前記嵌合ピン３４がガイド孔３３に嵌合することにより、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４と同一の配置でガイド孔３５（図４参照）を設けたマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４の光軸合わせを行うことができる。   This positioning can be passively performed with high accuracy and without any special positioning operation by positioning the fitting pin 34 at a predetermined position of the frame 31 with high accuracy. Further, when the fitting pins 34 are fitted into the guide holes 33, the microlens arrays 15-18 provided with the guide holes 35 (see FIG. 4) in the same arrangement as the optical fiber arrays 6-9, 11-14. , 21 to 24 can be aligned.

前記フェルール２６は、光コネクタ用フェルールとして一般に市販されており、その外形精度は±１μｍ以下である。かつ、フェルール２６の外径中心と、それに保持される光ファイバ２５のコア中心とのずれである偏心量は、一般に１μｍ以下と高い精度を有している。さらに、前記複数の貫通孔３２の内径は、前記円筒形状のフェルール２６の外形状と略等しいものとなっている。加えて、整列基板２７〜３０は、ポリマ系熱可塑性材料の他、金属やセラミック、またガラスから構成してもよい。   The ferrule 26 is generally marketed as a ferrule for optical connectors, and its external accuracy is ± 1 μm or less. In addition, the amount of eccentricity, which is a deviation between the outer diameter center of the ferrule 26 and the core center of the optical fiber 25 held by the ferrule 26, generally has a high accuracy of 1 μm or less. Further, the inner diameters of the plurality of through holes 32 are substantially equal to the outer shape of the cylindrical ferrule 26. In addition, the alignment substrates 27 to 30 may be made of metal, ceramic, or glass in addition to the polymer-based thermoplastic material.

これらの材料を機械加工、あるいは金型を用いて成型することにより、各々の貫通孔３２の位置を、二次元アレイの全領域において±２μｍ以下の高精度で配列させることが可能であり、またフレーム３１の嵌合ピン３４に対するガイド孔３３の位置精度も同様の精度で形成することができる。特に、整列基板２７〜３０を熱可塑性樹脂から構成する場合、トランスファ成型法により高い精度を保ちつつ安価に作製することが可能である。   By machining these materials or molding them using a mold, it is possible to arrange the positions of the respective through holes 32 with a high accuracy of ± 2 μm or less in the entire region of the two-dimensional array. The positional accuracy of the guide hole 33 with respect to the fitting pin 34 of the frame 31 can be formed with the same accuracy. In particular, when the alignment substrates 27 to 30 are made of a thermoplastic resin, the alignment substrates 27 to 30 can be manufactured at low cost while maintaining high accuracy by a transfer molding method.

アレイ規模が大きくなった場合、１つの整列基板内に全ての貫通孔３２を設けると、その配列精度は整列基板の製造精度により制限されるため、高精度に配列することは困難になる。この製造精度の限度は、機械加工の場合には工具の送り誤差の累積であったり、また成型の場合には成型部材の収縮率の不均一さなどに起因するものである。本発明では１つの光ファイバアレイの大きさを光ファイバの配列精度が損なわれることがない大きさに制限し、複数の光ファイバアレイを一つのフレーム３１上に整列することで、光ファイバアレイの配列精度を損なうことなく、光スイッチ１の入出力ポート規模を拡大することができる。   When the array scale becomes large, if all the through holes 32 are provided in one alignment substrate, the alignment accuracy is limited by the manufacturing accuracy of the alignment substrate, so that it is difficult to arrange with high accuracy. This limit of manufacturing accuracy is due to accumulation of tool feed errors in the case of machining, or non-uniform shrinkage of the molded member in the case of molding. In the present invention, the size of one optical fiber array is limited to a size that does not impair the alignment accuracy of the optical fibers, and a plurality of optical fiber arrays are aligned on one frame 31, thereby The input / output port scale of the optical switch 1 can be increased without degrading the arrangement accuracy.

なお、本実施の形態においては、光入出力ポートを構成する光コリメータアレイとして、図４に示したように、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４とマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４の組み合わせを挙げたが、光コリメータとしては、図５に示すように、例えば先端を非球面加工したロッドレンズ４１｛図５（Ｂ）参照｝に光ファイバ２５を光学接着剤あるいは融着により固定した単一部品でもあってもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, optical fiber arrays 6-9, 11-14 and microlens arrays 15-18, 21-24 are used as the optical collimator array constituting the optical input / output port. As an optical collimator, as shown in FIG. 5, for example, the optical fiber 25 is fixed to the rod lens 41 {see FIG. 5B) whose tip is aspherical by optical adhesive or fusion. It may be a single part.

前記のようにロッドレンズ４１と光ファイバ２５とを接続して構成するファイバコリメータ４２は、一般に市販されており、その外形精度は±２μｍ以下である。図５にファイバコリメータ４２を整列基板２７〜３０に配列させてなるファイバコリメータアレイ４３の構成例を示す。ファイバコリメータ４２から出射する光ビームの光軸の角度ずれ、すなわちポインティング精度は０．１°以下である。このポインティング精度は、マイクロ可動ミラー上に光ビームが到達したとき、その光ビームの光軸傾きによるビーム中心位置のシフト量が数十μｍであり、光学損失に与える影響としては十分無視できる値である。   The fiber collimator 42 configured by connecting the rod lens 41 and the optical fiber 25 as described above is generally commercially available, and the external accuracy thereof is ± 2 μm or less. FIG. 5 shows a configuration example of a fiber collimator array 43 in which the fiber collimators 42 are arranged on the alignment substrates 27 to 30. The angle deviation of the optical axis of the light beam emitted from the fiber collimator 42, that is, the pointing accuracy is 0.1 ° or less. This pointing accuracy is such that when the light beam reaches the micro movable mirror, the shift amount of the beam center position due to the optical axis inclination of the light beam is several tens of μm, and the influence on the optical loss is sufficiently negligible. is there.

このため、複数のファイバコリメータ４２を整列させる際にその角度ずれの方向を揃える必要はない。この実施の形態においては、前記ファイバコリメータ４２によって本発明でいう光入力ポートおよび光出力ポートが構成されている。なお、前記ファイバコリメータ４２を構成するレンズ部分は、先端を非球面加工したロッドレンズの他、セルフォックレンズに代表される屈折率分布型のロッドレンズや、内部が空洞の金属製チューブの内側に平凸型もしくは両凸型のコリメートレンズを固定したものなどを用いることができる。   For this reason, when aligning the plurality of fiber collimators 42, it is not necessary to align the direction of the angular deviation. In this embodiment, the fiber collimator 42 constitutes an optical input port and an optical output port in the present invention. The lens portion constituting the fiber collimator 42 is a rod lens whose tip is aspherical processed, a refractive index distribution type rod lens represented by a SELFOC lens, or a metal tube having a hollow inside. A plano-convex or bi-convex collimator lens may be used.

前記整列基板２７〜３０に配列された複数の貫通孔３２は、前記円筒形状のレンズ部分を有するファイバコリメータ４２が嵌合可能な形状に形成されている。すなわち、貫通孔３２の孔形状は、ファイバコリメータ４２の外形と略等しい形状に形成されている。このため、前記整列基板２７〜３０の複数の貫通孔３２に前記ファイバコリメータ４２を挿入し整列させるだけで、配列誤差のきわめて小さいファイバコリメータアレイ４３を低コストで作製することができる。
なお、本実施の形態において、光入出力部２，５のポート数は１６行×１６列の２５６ポートであるが、前記ポート数についてはこの値に限定されるものではない。
また、本実施の形態において、光入出力部２，５は、入出力光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４とマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４の組み合わせによって構成されているが、これらについては、図５に示したように、ファイバコリメータアレイによって構成することができる。
また、入出力光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４と入出力マイクロ可動ミラーアレイ３，４との幾何的配置、およびこれらを構成する光ファイバ２５、マイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４、マイクロ可動ミラーアレイ３，４の配列間隔は、本実施の形態を採るとき値に限定されないことは言うまでもない。 The plurality of through-holes 32 arranged in the alignment substrates 27 to 30 are formed in a shape in which a fiber collimator 42 having the cylindrical lens portion can be fitted. In other words, the hole shape of the through hole 32 is formed to be substantially the same as the outer shape of the fiber collimator 42. For this reason, the fiber collimator array 43 with a very small arrangement error can be manufactured at low cost simply by inserting the fiber collimator 42 into the plurality of through holes 32 of the alignment substrates 27 to 30 and aligning them.
In the present embodiment, the number of ports of the optical input / output units 2 and 5 is 256 ports of 16 rows × 16 columns, but the number of ports is not limited to this value.
In the present embodiment, the light input / output units 2 and 5 are configured by combinations of the input / output optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and the microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24. As shown in FIG. 5, a fiber collimator array can be used.
Further, the geometrical arrangement of the input / output optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and the input / output micro movable mirror arrays 3 and 4, and the optical fibers 25 and microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24, which constitute these, Needless to say, the arrangement interval of the micro movable mirror arrays 3 and 4 is not limited to the value when the present embodiment is adopted.

このように構成された本実施の形態における光スイッチ１においては、例えば、整列基板２７〜３０の貫通孔３２やガイド孔３３の位置や形状等を高い寸法精度で形成し、光ファイバ２５を貫通孔３２にフェルール２６あるいはファイバコリメータ４２を介して挿入して整列基板２７〜３０に固定すれば、光スイッチ１の主要部品である二次元光コリメータアレイを極めて小さい配列誤差で作製することができる。さらに、ガイド孔３３を介して複数の整列基板２７〜３０をフレーム３１に配列することによって、例えばポート数が２００個を超える大規模な光スイッチの光入出力ポートを高精度かつ簡易に構成することが可能となる。   In the optical switch 1 according to the present embodiment configured as described above, for example, the positions and shapes of the through holes 32 and the guide holes 33 of the alignment substrates 27 to 30 are formed with high dimensional accuracy, and pass through the optical fiber 25. If the hole 32 is inserted through the ferrule 26 or the fiber collimator 42 and fixed to the alignment substrates 27 to 30, the two-dimensional optical collimator array that is the main component of the optical switch 1 can be manufactured with extremely small arrangement errors. Furthermore, by arranging a plurality of alignment substrates 27 to 30 in the frame 31 through the guide holes 33, for example, optical input / output ports of a large-scale optical switch having more than 200 ports can be configured with high accuracy and simplicity. It becomes possible.

［第２の実施の形態］
本発明に係る光スイッチは、図６および図７に示すように構成することができる。
図６は２個のマイクロ可動ミラーと凹面ミラーとを用いた光スイッチの側面図、図７はこの実施の形態による光ファイバアレイの斜視図である。図６中の矢印は光ビームの進行方向を示している。図６および図７において、前記図１〜図５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。なお、本発明に関わる光スイッチは光学的に可逆な構成を有しているため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところはない。従って、本説明において光の入出力の向きは説明のために便宜的に与えた設定であり、本実施の形態を採るとき入力側あるいは出力側としての役割に限定されないことは言うまでもない。 [Second Embodiment]
The optical switch according to the present invention can be configured as shown in FIGS.
FIG. 6 is a side view of an optical switch using two micro movable mirrors and a concave mirror, and FIG. 7 is a perspective view of an optical fiber array according to this embodiment. The arrows in FIG. 6 indicate the traveling direction of the light beam. 6 and 7, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate. Since the optical switch according to the present invention has an optically reversible configuration, there is no change in the function of the optical switch even if the traveling direction of the light beam is reversed. Therefore, in this description, the direction of light input / output is a setting given for convenience of description, and it goes without saying that the present invention is not limited to the role of the input side or the output side when the present embodiment is adopted.

図６に示す光スイッチ５１は、光入力部５２と、入力側マイクロ可動ミラーアレイ５３と、凹面ミラー５４と、出力側マイクロ可動ミラーアレイ５５と、光出力部５６とを備えている。図６において、符号５７は光ビーム群を示している。
前記光入力部５２は、各々８行×８列の配列規模を有する４つの入力光ファイバアレイ６〜９に、この入力光ファイバアレイと同一の配列を有する入力マイクロレンズアレイ１５〜１８を位置合わせすることにより４つの光コリメータアレイとし、これを２行×２列に配置することにより、全体としてポート数２５６の光入力ポートを構成する。 The optical switch 51 shown in FIG. 6 includes an optical input unit 52, an input-side micro movable mirror array 53, a concave mirror 54, an output-side micro movable mirror array 55, and an optical output unit 56. In FIG. 6, reference numeral 57 denotes a light beam group.
The optical input unit 52 aligns the input microlens arrays 15 to 18 having the same arrangement as the input optical fiber arrays with the four input optical fiber arrays 6 to 9 each having an array size of 8 rows × 8 columns. As a result, four optical collimator arrays are formed and arranged in 2 rows × 2 columns, whereby an optical input port with 256 ports as a whole is configured.

また、光出力部５６は、光入力部５２と同様に、出力光ファイバアレイ１１〜１４と出力マイクロレンズアレイ２１〜２４とからなる８行×８列の光コリメータアレイが２行×２列に配置されてポート数２５６の光出力ポートを構成する。前記入出力光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４および前記入出力マイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４は、各々を構成する光ファイバ、もしくはマイクロレンズが、概ね１ｍｍの間隔で二次元的に配列されている。   Similarly to the optical input unit 52, the optical output unit 56 includes an optical collimator array of 8 rows × 8 columns composed of the output optical fiber arrays 11 to 14 and the output microlens arrays 21 to 24 in 2 rows × 2 columns. An optical output port having 256 ports is arranged. The input / output optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and the input / output microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24 are two-dimensionally arranged so that the optical fibers or microlenses constituting each of the input / output optical fiber arrays It is arranged.

前記マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５は、それぞれ半導体製造技術により１チップのシリコン基板上に作製された、光コリメータアレイと同一の配列を有する１６行×１６列のマイクロ可動ミラーアレイである。
前記光入力部５２、入力側マイクロ可動ミラーアレイ５３、凹面ミラー５４、出力側マイクロ可動ミラーアレイ５５、光出力部５６は、図６に示すように、それぞれ光ビームの進行方向に対してδ［ｒａｄ］の傾き角度を持ってＷ型に配置されている。 The micro movable mirror arrays 53 and 55 are 16 rows × 16 columns micro movable mirror arrays each having the same arrangement as that of the optical collimator array, manufactured on a one-chip silicon substrate by a semiconductor manufacturing technique.
As shown in FIG. 6, the light input unit 52, the input side micro movable mirror array 53, the concave mirror 54, the output side micro movable mirror array 55, and the light output unit 56 are each δ [ rad] with an inclination angle of “rad”.

前記入出力マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５は、焦点距離１５０ｍｍの凹面ミラー５４の焦点位置にそれぞれ配置されている。また、前記光入出力部５２、５６は、それぞれ入力側もしくは出力側マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５と、概ね１５０ｍｍの距離をおいてそれぞれ配置されている。この実施の形態で示す前記凹面ミラー５４は、Ｘ方向の曲率半径が３１５ｍｍ、Ｙ方向の曲率半径が３００ｍｍのトロイダルミラーである。   The input / output micro movable mirror arrays 53 and 55 are respectively arranged at the focal positions of the concave mirror 54 having a focal length of 150 mm. The light input / output units 52 and 56 are arranged at a distance of about 150 mm from the input or output side micro movable mirror arrays 53 and 55, respectively. The concave mirror 54 shown in this embodiment is a toroidal mirror having a curvature radius in the X direction of 315 mm and a curvature radius in the Y direction of 300 mm.

本実施の形態による光スイッチにおいて、入出力光ファイバアレイ間の最も離れた光ファイバどうしを接続する場合は、最も近接した光ファイバどうしを接続する場合と比較して、概ね２０ｍｍの光路長差を生じる。この実施の形態においては、この光路長差を低減するために、前記光入出力部を構成する４個の光ファイバアレイについて、図６中のＹ方向（図６の紙面と直交する方向）に並ぶ２個を１組として、光の進行方向に対し所定のオフセットを付与してある。   In the optical switch according to the present embodiment, when connecting the most distant optical fibers between the input and output optical fiber arrays, an optical path length difference of about 20 mm is compared with connecting the closest optical fibers. Arise. In this embodiment, in order to reduce this optical path length difference, the four optical fiber arrays constituting the light input / output unit are arranged in the Y direction in FIG. 6 (direction orthogonal to the paper surface of FIG. 6). A predetermined offset is given to the traveling direction of light, with the two arranged in a set as one set.

このようにオフセットを付与した光入力部５２の構成を図７に示す。前記入力光ファイバアレイ６〜９については、凹面ミラー５４に近接する位置にある光ファイバアレイ７，９を入力側マイクロ可動ミラーアレイ５３に概ね１０ｍｍ近接させた。このように光ファイバアレイにオフセットを付与するに当たっては、図７に示すように、フレーム３１に段部６１を形成することによって行っている。   FIG. 7 shows the configuration of the light input unit 52 to which the offset is given in this way. Regarding the input optical fiber arrays 6 to 9, the optical fiber arrays 7 and 9 located in the vicinity of the concave mirror 54 are brought close to the input side movable micro mirror array 53 by approximately 10 mm. In this manner, the offset is given to the optical fiber array by forming the step portion 61 in the frame 31 as shown in FIG.

これと同様に、前記出力光ファイバアレイ１１〜１４については、凹面ミラー５４に近接する位置にある光ファイバアレイ１１，１３を出力側マイクロ可動ミラーアレイ５５に概ね１０ｍｍ近接させてフレーム３１に固定し配置した。
このような構成を採ることにより、光スイッチ全体の光路長ばらつきを概ね１０ｍｍの範囲内に抑制し、光路長差による光結合損失ばらつきを０．１ｄＢ以下に収めることができた。 Similarly, the output optical fiber arrays 11 to 14 are fixed to the frame 31 by bringing the optical fiber arrays 11 and 13 located close to the concave mirror 54 to approximately 10 mm close to the output side micro movable mirror array 55. Arranged.
By adopting such a configuration, the optical path length variation of the entire optical switch can be suppressed within a range of approximately 10 mm, and the optical coupling loss variation due to the optical path length difference can be kept to 0.1 dB or less.

凹面ミラー５４の反射面５４ａの光軸、すなわち曲率中心を通る軸に対し、大きく角度を持った斜め入射で光ビームが入射する場合、先に示したようにビーム群の集光位置は１点に定まらず、位置誤差が生じる。凹面ミラー光軸に対して斜め入射する面（この場合Ｘ−Ｚ面）での曲率半径を垂直な面（Ｙ−Ｚ面）の曲率半径に対し大きくするトロイダル面とすることで、この位置誤差を低減することができ、各マイクロ可動ミラーの回転動作範囲に対する要求条件を均一にすることができ、ミラー回転角度を有効に使用する光スイッチが構成できる。
また、凹面ミラー５４の反射面５４ａをトロイダル面とすることにより、曲率がＸ軸とＹ軸とで等しく形成されている場合と比較して、凹面ミラー５４における軸外収差を低減し、その値を０．５ｄＢ以下とすることができた。
なお、本実施の形態において、光入出力部５２，５６のポート数は１６行×１６列の２５６ポートであるが、前記ポート数についてはこの値に限定されるものではない。また、光入出力部５２，５６は、８行×８列の配列を有する光ファイバアレイを４個ずつ使用して構成し、これを２つずつ組にしてそのうちの一方をマイクロ可動ミラー５３，５５に近接させているが、必要に応じて１６行×８列の光ファイバアレイ２個の組み合わせとし、そのうちの一方を近接させる構成を採ることもできる。 When the light beam is incident at an oblique incidence with a large angle with respect to the optical axis of the reflecting surface 54a of the concave mirror 54, that is, the axis passing through the center of curvature, the focusing position of the beam group is one point as described above. A position error occurs. This position error is obtained by making the radius of curvature of the surface obliquely incident on the concave mirror optical axis (in this case, the XZ plane) larger than the radius of curvature of the vertical plane (YZ plane). , The required conditions for the rotational operation range of each micro movable mirror can be made uniform, and an optical switch that effectively uses the mirror rotation angle can be configured.
Further, by making the reflecting surface 54a of the concave mirror 54 a toroidal surface, the off-axis aberration in the concave mirror 54 is reduced as compared with the case where the curvature is formed equally on the X axis and the Y axis, and the value Of 0.5 dB or less.
In this embodiment, the number of ports of the optical input / output units 52 and 56 is 256 ports of 16 rows × 16 columns, but the number of ports is not limited to this value. Further, the optical input / output units 52 and 56 are configured by using four optical fiber arrays each having an array of 8 rows × 8 columns. However, if necessary, it is possible to adopt a configuration in which two optical fiber arrays of 16 rows × 8 columns are combined and one of them is close.

また、本実施の形態においては、光ファイバアレイ７，９，１１，１３をマイクロ可動ミラーアレイ５３，５５に近接させることによって光路長差を低減しているが、必要に応じてマイクロ可動ミラーアレイ５３，５５から遠ざけることもできる。さらに、例えばポート数が１０００を超える、よりポート数の多い光スイッチの光入出力部を構成する場合、これらを構成する光ファイバアレイの数を２個あるいは４個に限定する必要はなく、例えば１６個の光ファイバアレイで構成し、これらを多段にして近接あるいは遠ざける構成を採ることができる。   In the present embodiment, the optical fiber array 7, 9, 11, 13 is brought close to the micro movable mirror arrays 53, 55 to reduce the optical path length difference. It can also be kept away from 53,55. Furthermore, for example, when configuring an optical input / output unit of an optical switch having more ports than 1000 and having a larger number of ports, it is not necessary to limit the number of optical fiber arrays constituting these to two or four. It can be constituted by 16 optical fiber arrays, and these can be arranged in multiple stages so as to be close to or away from each other.

また、本実施の形態において、光入出力部５２，５６は、入出力光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４とマイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４の組み合わせによって構成されているが、これらについては、図５に示したように、ファイバコリメータアレイによって構成することができる。
また、入出力光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４と凹面ミラー５４、入出力マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５との幾何的配置、およびこれらを構成する光ファイバ２５、マイクロレンズアレイ１５〜１８，２１〜２４、マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５の配列間隔は、本実施の形態を採るとき値に限定されないことは言うまでもない。 In the present embodiment, the light input / output units 52 and 56 are configured by combinations of the input / output optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and the microlens arrays 15 to 18 and 21 to 24. As shown in FIG. 5, a fiber collimator array can be used.
Further, the geometrical arrangement of the input / output optical fiber arrays 6-9, 11-14, the concave mirror 54, and the input / output micro movable mirror arrays 53, 55, and the optical fiber 25, microlens arrays 15-18, It goes without saying that the arrangement intervals of the 21 to 24 and the micro movable mirror arrays 53 and 55 are not limited to values when the present embodiment is adopted.

このように構成された本実施の形態における光スイッチ５１においては、例えば、光入出力部５２，５６をそれぞれ４個の入出力光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４によって構成し、そのうちの２個について光ビームの進行方向に対し相対的にオフセットを与えることにより、光スイッチ５１の大規模化に伴う光路長差の拡大を抑制し、光路長差に由来する光結合損失のばらつきを極めて小さくすることができる。また、凹面ミラー５４の反射面５４ａをＸ軸とＹ軸とで曲率が異なるトロイダル面とすることにより、凹面ミラー５４における軸外収差を０．５ｄＢ程度に抑制することができる。   In the optical switch 51 according to the present embodiment configured as described above, for example, the optical input / output units 52 and 56 are configured by four input / output optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14, respectively. By providing an offset relative to the traveling direction of the light beam, the increase in the optical path length difference accompanying the increase in the size of the optical switch 51 is suppressed, and the variation in optical coupling loss due to the optical path length difference is extremely small. can do. Further, by making the reflecting surface 54a of the concave mirror 54 a toroidal surface having different curvatures between the X axis and the Y axis, the off-axis aberration in the concave mirror 54 can be suppressed to about 0.5 dB.

［第３の実施の形態］
以下、図面を用いて本発明の第３の実施の形態の光スイッチについて説明する。本発明に係る光スイッチは、図８に示すように構成することができる。
図８は第３の実施の形態による光スイッチの分解斜視図である。図８において、前記図１〜図７によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。なお、本発明に関わる光スイッチは光学的に可逆な構成を有しているため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところはない。従って、本説明において光の入出力の向きは説明のために便宜的に与えた設定であり、本実施の形態を採るとき入力側あるいは出力側としての役割に限定されないことは言うまでもない。 [Third Embodiment]
Hereinafter, an optical switch according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The optical switch according to the present invention can be configured as shown in FIG.
FIG. 8 is an exploded perspective view of the optical switch according to the third embodiment. In FIG. 8, the same or equivalent members as described with reference to FIGS. 1 to 7 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate. Since the optical switch according to the present invention has an optically reversible configuration, there is no change in the function of the optical switch even if the traveling direction of the light beam is reversed. Therefore, in this description, the direction of light input / output is a setting given for convenience of description, and it goes without saying that the present invention is not limited to the role of the input side or the output side when the present embodiment is adopted.

図８に示す光スイッチ１は、本発明の第１の実施の形態で示した光スイッチの構造を分解して示したものであり、光スイッチの入力側を構成する支持構造体６０ａに光入力部２と入力側マイクロ可動ミラーアレイ３を、光スイッチの出力側を構成する支持構造体６０ｂに出力側マイクロ可動ミラーアレイ４と光出力部５をそれぞれ搭載している。この実施の形態においては、前記支持構造体６０ａ，６０ｂによって請求項９記載の発明でいう「一対の支持構造体」が構成されている。光入出力部および入出力マイクロ可動ミラーアレイは、それぞれ配列規模が１６行×１６列でポート数が２５６である。なお、説明を簡易にするため、出力側の支持構造体６０ｂの上面は描画を省略する。また、各光学部品の配列規模も図面上は略して表示する。 The optical switch 1 shown in FIG. 8 is an exploded view of the structure of the optical switch shown in the first embodiment of the present invention, and the optical input is applied to the support structure 60a constituting the input side of the optical switch. The output side micro movable mirror array 4 and the light output unit 5 are mounted on the support structure 60b constituting the output side of the optical switch. In this embodiment, the support structures 60a and 60b constitute a “pair of support structures” according to the invention of claim 9 . The optical input / output unit and the input / output micro movable mirror array each have an arrangement scale of 16 rows × 16 columns and 256 ports. In order to simplify the description, drawing on the upper surface of the output side support structure 60b is omitted. In addition, the arrangement scale of each optical component is also omitted from the drawing.

前記の支持構造体６０ａ，６０ｂは、光入出力部２，５を搭載するための開口部６１と、マイクロ可動ミラーアレイ３，４を搭載するための開口部６３と、入出力の支持構造体同士を組み合わせて入出力マイクロ可動ミラーアレイ間の光結合を成立させるための開口部６６とを備えている。
光入出力部２，５を搭載するための開口部６１には、所定の位置に、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４を搭載した整列基板２７〜３０を搭載するための複数の位置決めピン６２を高い位置精度で設けている。この位置決めピン６２を、前記整列基板２７〜３０に形成された複数のガイド孔３３に嵌合させることにより、光ファイバアレイを図８中のＸ−Ｙ平面における並進方向だけでなく、この面に垂直なＺ軸を中心とした回転方向に対しても高い精度で受動的に位置決めし、固定することができる。 The support structures 60a and 60b include an opening 61 for mounting the light input / output units 2 and 5, an opening 63 for mounting the micro movable mirror arrays 3 and 4, and an input / output support structure. And an opening 66 for establishing optical coupling between the input / output micro movable mirror arrays by combining them.
A plurality of positioning pins for mounting the alignment substrates 27 to 30 on which the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 are mounted at predetermined positions in the opening 61 for mounting the optical input / output units 2 and 5. 62 is provided with high positional accuracy. By fitting the positioning pins 62 into the plurality of guide holes 33 formed in the alignment substrates 27 to 30, the optical fiber array is arranged not only in the translation direction in the XY plane in FIG. 8 but also on this surface. It can be passively positioned and fixed with high accuracy even in the rotation direction around the vertical Z-axis.

マイクロ可動ミラーアレイ３，４を搭載する開口部６３にも同様に、マイクロ可動ミラーアレイ３，４を搭載するための複数の位置決めピン６４を高い位置精度で設けている。この位置決めピン６４をマイクロ可動ミラーアレイ側に設けた複数のガイド孔６５に嵌合させることにより、マイクロ可動ミラーアレイ３，４を高い精度で受動的に位置決めし、固定することができる。前記の支持構造体６０ａ，６０ｂのそれぞれを、例えば金属ブロックの削り出しや成型加工等により一体形成部品として作製すると、前記光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４を搭載するための複数の位置決めピン６２の位置誤差とマイクロ可動ミラーアレイ３，４を搭載するための位置決めピン６４の位置誤差、ならびにこれらの位置決めピン６２，６４の間の相対的な位置誤差は、概ね１０μｍから２５μｍに収めることが可能である。   Similarly, a plurality of positioning pins 64 for mounting the micro movable mirror arrays 3 and 4 are provided in the opening 63 for mounting the micro movable mirror arrays 3 and 4 with high positional accuracy. By fitting the positioning pins 64 into a plurality of guide holes 65 provided on the micro movable mirror array side, the micro movable mirror arrays 3 and 4 can be passively positioned and fixed with high accuracy. When each of the support structures 60a and 60b is manufactured as an integrally formed part by cutting or molding a metal block, for example, a plurality of positioning pins for mounting the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 are provided. The position error of 62, the position error of the positioning pin 64 for mounting the micro movable mirror arrays 3 and 4, and the relative position error between these positioning pins 62 and 64 can be approximately 10 μm to 25 μm. Is possible.

このように、一対の支持構造体６０の上に高い位置精度で設けられた複数の位置決めピン６２，６４を用いて光入出力部２，５とマイクロ可動ミラーアレイ３，４の相対的な配置を決定することにより、アレイ部品が整列配置された面内における並進方向、およびこの面に垂直な軸を中心とした回転方向の自由度を拘束し、空間的に離れた位置にある光入出力部２，５とマイクロ可動ミラーアレイ３，４の間を高い精度で受動的に位置合わせすることができる。ただし、前記入力側および出力側の支持構造体６０а、６０ｂをそれぞれ一体形成する場合、加工が難しくなると同時に高額になるため、前記支持構造体６０ａ，６０ｂを構成する板や枠組みを複数の部材で構成し、これらをネジで止めるなどすることにより一体化するのでも構わない。   In this manner, the relative arrangement of the light input / output units 2 and 5 and the micro movable mirror arrays 3 and 4 using the plurality of positioning pins 62 and 64 provided with high positional accuracy on the pair of support structures 60. The optical input / output at spatially separated positions is constrained by the degree of freedom in the translation direction in the plane in which the array components are aligned and the rotation direction about the axis perpendicular to the plane. The portions 2 and 5 and the micro movable mirror arrays 3 and 4 can be passively aligned with high accuracy. However, when the support structures 60a and 60b on the input side and the output side are respectively formed integrally, the processing becomes difficult and the cost becomes high. Therefore, the plates and the frames constituting the support structures 60a and 60b are made of a plurality of members. It may be configured and integrated by fastening them with screws or the like.

この場合、前記光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４を搭載するための複数の位置決めピン６２とマイクロ可動ミラーアレイ３，４を搭載するための位置決めピン６４の間の位置誤差は、先に述べた値よりも大きくなる。あるいは、一体形成技術で作製する場合でも、支持構造体６０ａ，６０ｂの形状によっては、前記光ファイバアレイを搭載するための複数の位置決めピン６２同士、およびマイクロ可動ミラーアレイ３，４を搭載するための位置決めピン６４同士を高い位置精度で形成することはできても、これらの間の相対的な位置精度を出すことが難しくなる場合もある。   In this case, the positional error between the plurality of positioning pins 62 for mounting the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and the positioning pins 64 for mounting the micro movable mirror arrays 3 and 4 is described above. It becomes larger than the value. Alternatively, even in the case of manufacturing by an integral forming technique, depending on the shape of the support structures 60a and 60b, a plurality of positioning pins 62 for mounting the optical fiber array and the micro movable mirror arrays 3 and 4 are mounted. Although the positioning pins 64 can be formed with high positional accuracy, it may be difficult to obtain relative positional accuracy between them.

このような場合は、支持構造体６０а、６０ｂ同士を組み合わせる以前に、前記のように光入力部２と入力側マイクロ可動ミラーアレイ３、あるいは光出力部５と出力側マイクロ可動ミラーアレイ４を一方の支持構造体に搭載した後、光入出力部２，５を構成する光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４から光を入力して光ビームを形成し、入出力の支持構造体６０ａ，６０ｂの開口部６６から前記光ビームに照射されたマイクロ可動ミラーアレイ３，４を光学顕微鏡で観察することにより、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４とマイクロ可動ミラーアレイ３，４の相対的な位置ずれの有無およびその程度を予め確認することができる。マイクロ可動ミラーアレイ３，４は全箇所観察してもよいが、アレイ領域の四隅など回転方向のずれの影響が最も顕著に現れる複数の箇所のみに限定しても、光学部品の配列規模が大きい場合に特に問題となる前記の回転方向の位置ずれについて、その影響を感度良く評価することができる。   In such a case, before the support structures 60a and 60b are combined, the light input unit 2 and the input side micro movable mirror array 3 or the light output unit 5 and the output side micro movable mirror array 4 are connected as described above. After being mounted on the support structure, light is input from the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 constituting the light input / output units 2 and 5 to form a light beam, and input / output support structures 60a and 60b. By observing the micro movable mirror arrays 3 and 4 irradiated to the light beam from the opening 66 of the optical fiber with an optical microscope, the relative relationship between the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and the micro movable mirror arrays 3 and 4 is increased. Presence or absence of misalignment and its degree can be confirmed in advance. The micro movable mirror arrays 3 and 4 may be observed at all locations, but the arrangement scale of the optical components is large even when the micro movable mirror arrays 3 and 4 are limited to only a plurality of locations such as the four corners of the array region where the influence of the shift in the rotational direction is most noticeable. In this case, the influence of the positional deviation in the rotational direction, which is particularly problematic, can be evaluated with high sensitivity.

評価する手段としては、同様に光ビームを形成してマイクロ可動ミラーアレイ３，４で反射させ、その反射光の光強度を光検出器により測定して、ケラレ損失による過剰損失の有無を確認する方法などもある。しかしながら、光学顕微鏡を用いるほうが、光ビームとマイクロ可動ミラーの中心ずれの量とその方向を視覚的に容易に検出することができる。ここで、光学部品の配列規模が大きい場合、例えばアレイ領域の四隅が数ｍｍから数十ｍｍの間隔をあけて存在することになる。これらの測定箇所を一度に観測しようとすると、顕微鏡の倍率を下げたり光検出器の受光面積を大きくしたりしなければならず、個々の箇所に対する測定分解能が低下する。   As a means for evaluation, similarly, a light beam is formed and reflected by the micro movable mirror arrays 3 and 4, and the light intensity of the reflected light is measured by a photodetector to confirm the presence or absence of excessive loss due to vignetting loss. There are also methods. However, using the optical microscope makes it easier to visually detect the amount and direction of the center deviation between the light beam and the micro movable mirror. Here, when the arrangement scale of the optical components is large, for example, the four corners of the array region exist with an interval of several mm to several tens mm. In order to observe these measurement points at once, the magnification of the microscope must be reduced or the light receiving area of the photodetector must be increased, resulting in a reduction in measurement resolution for each point.

光入出力部２，５とマイクロ可動ミラーアレイ３，４の間で許容される位置ずれ量はマイクロ可動ミラー径と光ビーム径の関係にも依存するが概ね１００μｍ程度であり、このような精度で位置ずれの影響を検出するには、高分解能の測定機器をリニアステージ等に搭載して移動させ、観察する箇所を個々に測定する必要がある。このように、回転方向のずれを高精度に評価するには、ある程度の空間を確保することが要求されるため、光スイッチの支持構造体６０を入出力で分離せずに評価することは事実上困難である。   The amount of positional deviation allowed between the light input / output units 2 and 5 and the micro movable mirror arrays 3 and 4 is approximately 100 μm, although it depends on the relationship between the micro movable mirror diameter and the light beam diameter. In order to detect the influence of the position shift, it is necessary to mount a high-resolution measuring device on a linear stage or the like and move it, and measure each point to be observed. As described above, in order to evaluate the deviation in the rotational direction with high accuracy, it is required to secure a certain amount of space. Therefore, it is a fact that the support structure 60 of the optical switch is evaluated without being separated by input and output. It is difficult.

なお、評価の結果、前記のずれが許容範囲を超えた場合、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４あるいはマイクロ可動ミラーアレイ３，４のいずれかの固定を緩めてその取り付け位置を微調整することにより、ずれを補正することも可能である。本実施の形態では、この補正と前記のずれの評価を繰り返し実施することにより、配列規模が１６行×１６列でポート数が２５６の光スイッチについて、その回転方向のずれ量を、光ビームとマイクロ可動ミラーの相対的な中心ずれを１００μｍ以下に収めることができた。   As a result of the evaluation, if the deviation exceeds an allowable range, the fixing of any one of the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 or the micro movable mirror arrays 3 and 4 is loosened to finely adjust the mounting position. Therefore, it is possible to correct the deviation. In this embodiment, this correction and the evaluation of the deviation are repeatedly performed, so that the deviation amount in the rotation direction of the optical switch having the arrangement scale of 16 rows × 16 columns and the number of ports of 256 is calculated as the light beam. The relative center deviation of the micro movable mirror could be kept below 100 μm.

さらに、入力側、および出力側のそれぞれについて前記ずれを補正した支持構造体６０ａ、６０ｂ同士を、開口部６６の端面に設けた嵌合ピン６７および嵌合孔６８を合わせて固定し、光スイッチ１を完成する。この実施の形態においては、前記嵌合ピン６７と嵌合孔６８との嵌合部と、前記位置決めピン６２とガイド孔３３との嵌合部と、前記位置決めピン６４とガイド孔６５との嵌合部とによって、請求項８記載の発明でいう位置決め手段が構成されている。
この結果、光スイッチ１の挿入損失評価において、マイクロ可動ミラーにおけるケラレ損失を０．５ｄＢ以内に抑制し、挿入損失の平均値１．１ｄＢを実現することができた。
なお、本実施の形態では、光学部品を１６行×１６列に配列した例を示したが、本発明の効果はこの配列規模に限定されないことはいうまでもない。 Further, the support structures 60a and 60b in which the shift is corrected for each of the input side and the output side are fixed together with the fitting pin 67 and the fitting hole 68 provided on the end face of the opening 66, and the optical switch. Complete 1 In this embodiment, the fitting portion between the fitting pin 67 and the fitting hole 68, the fitting portion between the positioning pin 62 and the guide hole 33, and the fitting between the positioning pin 64 and the guide hole 65. A positioning means as defined in the invention of claim 8 is constituted by the joint portion.
As a result, in the evaluation of the insertion loss of the optical switch 1, the vignetting loss in the micro movable mirror was suppressed to within 0.5 dB, and an average value of insertion loss of 1.1 dB could be realized.
In the present embodiment, an example in which the optical components are arranged in 16 rows × 16 columns has been described, but it goes without saying that the effect of the present invention is not limited to this arrangement scale.

また、本実施の形態では光入出力部２，５を光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４としたが、これらは光ファイバとマイクロレンズが予め一体となった光コリメータアレイであっても構わない。
また、本実施の形態では光入出力部２，５を同一面上に配置したが、本発明の第２の実施の形態のようにオフセットを与えて光路長差を与えて配置しても構わない。
また、本実施の形態では、マイクロ可動ミラーアレイ３，４を複数の基板に分割した形で個々に取り付ける例を示したが、これらは同一の電極基板上に搭載されていてもよく、この場合、前記電極基板の複数の箇所に貫通孔６５を設けても良い。 In the present embodiment, the optical input / output units 2 and 5 are the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14. However, these may be optical collimator arrays in which the optical fiber and the microlens are integrated in advance. Absent.
In the present embodiment, the light input / output units 2 and 5 are arranged on the same plane. However, as in the second embodiment of the present invention, an optical path length difference may be provided by providing an offset. Absent.
Further, in the present embodiment, an example in which the micro movable mirror arrays 3 and 4 are individually attached in the form of being divided into a plurality of substrates is shown, but these may be mounted on the same electrode substrate. The through holes 65 may be provided at a plurality of locations on the electrode substrate.

また、本実施の形態では、支持構造体６０ａ，６０ｂの開口部は光入出力部２，５を搭載する面６１、マイクロ可動ミラーアレイ３，４を搭載する面６３および一対の支持構造体６０を嵌合する面６６の３箇所としているが、必要に応じて支持構造体６０ａ，６０ｂを枠組みのみの形状とし、他に開口を設けても構わない。
また、本実施の形態では、一対の支持構造体６０を組み合わせる手段として、支持構造体６０ａ，６０ｂの開口部６６に嵌合ピン６７と嵌合孔６８を設けて位置決めし嵌合させているが、位置決め構造はピンと孔の組み合わせに限定するものではない。同様に、一対の支持構造体６０と光入出力部２，５、およびマイクロ可動ミラーアレイ３，４を位置決めし嵌合する構造についても、例えば精密な外径精度を有する微小ボールと矩形の受け穴の組み合わせ等を用いてもよく、ピンと孔の組み合わせに限定するものではないことは言うまでもない。 In the present embodiment, the openings of the support structures 60a and 60b include the surface 61 on which the light input / output units 2 and 5 are mounted, the surface 63 on which the micro movable mirror arrays 3 and 4 are mounted, and a pair of support structures 60. However, if necessary, the support structures 60a and 60b may be formed in the shape of only the frame, and other openings may be provided.
In the present embodiment, as a means for combining the pair of support structures 60, the fitting pins 67 and the fitting holes 68 are provided in the openings 66 of the support structures 60a and 60b to be positioned and fitted. The positioning structure is not limited to a combination of pins and holes. Similarly, with respect to a structure in which the pair of support structures 60, the light input / output units 2 and 5, and the micro movable mirror arrays 3 and 4 are positioned and fitted, for example, a minute ball having a precise outer diameter accuracy and a rectangular receiver It goes without saying that a combination of holes or the like may be used, and is not limited to a combination of pins and holes.

さらに、一対の支持構造体６０を組み合わせる手段としては、入力側および出力側の支持構造体６０ａ，６０ｂ同士を前記の通り嵌合させる他、図８中に二点鎖線で示すように、支持構造体６０ａ，６０ｂとは独立したベース６９に一対の支持構造体６０を位置合わせする嵌合ピン７０を設け、入力側および出力側の支持構造体６０ａ，６０ｂのそれぞれについて開口部６１、６３、６６以外の面に嵌合孔６８を設けて、これらを嵌合させることにより実現しても構わない。なお、前記ベース６９と支持構造体６０ａ，６０ｂの位置決め構造については、ここに記したピンと孔の組み合わせに限定するものではない。   Further, as a means for combining the pair of support structures 60, the support structures 60a and 60b on the input side and the output side are fitted together as described above, and as shown by a two-dot chain line in FIG. A fitting pin 70 for aligning the pair of support structures 60 is provided on a base 69 independent of the bodies 60a and 60b, and openings 61, 63, and 66 are provided for the input side and output side support structures 60a and 60b, respectively. It may be realized by providing fitting holes 68 on the other surfaces and fitting them. The positioning structure of the base 69 and the support structures 60a and 60b is not limited to the combination of pins and holes described here.

［第４の実施の形態］
以下、図面を用いて本発明の第４の実施形態の光スイッチについて説明する。本発明に係る光スイッチは、図９に示すように構成することができる。
図９は第４の実施の形態の形態による光スイッチの分解斜視図である。図９において、前記図１〜図８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。なお、本発明に関わる光スイッチは光学的に可逆な構成を有しているため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところはない。従って、本説明において光の入出力の向きは説明のために便宜的に与えた設定であり、本実施の形態を採るとき入力側あるいは出力側としての役割に限定されないことは言うまでもない。 [Fourth Embodiment]
Hereinafter, an optical switch according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The optical switch according to the present invention can be configured as shown in FIG.
FIG. 9 is an exploded perspective view of an optical switch according to the fourth embodiment. In FIG. 9, the same or equivalent members as described with reference to FIGS. 1 to 8 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate. Since the optical switch according to the present invention has an optically reversible configuration, there is no change in the function of the optical switch even if the traveling direction of the light beam is reversed. Therefore, in this description, the direction of light input / output is a setting given for convenience of description, and it goes without saying that the present invention is not limited to the role of the input side or the output side when the present embodiment is adopted.

図９に示す光スイッチ５１は、本発明の第２の実施の形態で示した光スイッチの構造を分解して示したものであり、光スイッチの入力側を構成する支持構造体６０ａに光入力部５２と入力側マイクロ可動ミラーアレイ５３を、光スイッチの出力側を構成する支持構造体６０ｂに出力側マイクロ可動ミラーアレイ５５と光出力部５６をそれぞれ搭載している。光入出力部５２，５６および入出力マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５は、それぞれ配列規模が１６行×１６列でポート数が２５６である。なお、説明を簡易にするため、支持構造体６０ａおよび支持構造体６０ｂの外面は描画を一部省略する。また、各光学部品の配列規模も図面上は略して表示する。前記の支持構造体６０ａ，６０ｂは、光入出力部５２，５６を搭載するための開口部６１、入出力マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５を搭載する開口部６３、凹面ミラー５４を搭載する開口部７１、ならびに入出力マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５と凹面ミラー５４の間の光結合を成立させるための開口部６６を備えている。   An optical switch 51 shown in FIG. 9 is an exploded view of the structure of the optical switch shown in the second embodiment of the present invention, and the optical input is applied to the support structure 60a constituting the input side of the optical switch. The output-side micro movable mirror array 55 and the light output unit 56 are mounted on the support structure 60b that constitutes the output side of the optical switch. The optical input / output units 52 and 56 and the input / output micro movable mirror arrays 53 and 55 each have an arrangement scale of 16 rows × 16 columns and 256 ports. In addition, in order to simplify description, drawing is partially omitted from the outer surfaces of the support structure 60a and the support structure 60b. In addition, the arrangement scale of each optical component is also omitted from the drawing. The support structures 60a and 60b include an opening 61 for mounting the optical input / output units 52 and 56, an opening 63 for mounting the input / output micro movable mirror arrays 53 and 55, and an opening for mounting the concave mirror 54. 71 and an opening 66 for establishing optical coupling between the input / output micro movable mirror arrays 53 and 55 and the concave mirror 54.

入力側および出力側の支持構造体６０ａ、６０ｂには、上述した第３の実施の形態と同様に、高い位置精度で設けられた複数の位置決めピン６２、６４を用いて、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４で構成された光入出力部５２，５６と入出力マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５を、整列配置された面内における並進方向、およびこの面に垂直な軸を中心とした回転方向について高い精度で搭載した。さらに、第３の実施の形態と同様に、入力側ならびに出力側のそれぞれについて、光入出力部５２，５６を構成する光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４から光を入力して光ビームを形成し、支持構造体の開口部６６から前記光ビームに照射されたマイクロ可動ミラーアレイ５３，５５を光学顕微鏡で観察することにより、光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４とマイクロ可動ミラーアレイ５３，５５の相対的な位置ずれの有無を評価し、配列規模が１６行×１６列でポート数が２５６の光スイッチについて、光ビームとマイクロ可動ミラーの相対的な中心ずれを１００μｍ以下に収めることができた。 As in the third embodiment described above, a plurality of positioning pins 62 and 64 provided with high positional accuracy are used for the support structures 60a and 60b on the input side and the output side. The optical input / output units 52 and 56 and the input / output micro movable mirror arrays 53 and 55 configured by 9, 11 to 14 are rotated about the translation direction in the aligned plane and the axis perpendicular to the plane. Mounted with high accuracy in the direction. Further, as in the third embodiment, light is input from the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 constituting the light input / output units 52 and 56 for the input side and the output side, respectively. The optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14 and the micro movable mirror array 53 are formed by observing the micro movable mirror arrays 53 and 55 irradiated with the light beam from the opening 66 of the support structure with an optical microscope. 55, the relative center deviation of the light beam and the micro movable mirror should be kept to 100 μm or less for an optical switch having an arrangement scale of 16 rows × 16 columns and 256 ports. I was able to.

続いて、前記入力側および出力側の支持構造体６０ａ，６０ｂ、ならびに凹面ミラー５４の配置に合わせて複数の位置決めピン７０を設けたベース６９の上に、底面に位置決め用の複数の嵌合孔６８を設けた支持構造体６０ａ、６０ｂをそれぞれ搭載し、前記位置決めピン７０と嵌合孔６８を合わせて固定する。最後に、前記ベース６９上の凹面ミラー５４を配置する位置に設けた複数の位置決めピン７０に、凹面ミラー５４の背部および側部の平坦面を突き当てることにより、凹面ミラーを位置決めして固定し、光スイッチ５１を完成させる。   Subsequently, on the base 69 provided with a plurality of positioning pins 70 in accordance with the arrangement of the input side and output side support structures 60a and 60b and the concave mirror 54, a plurality of positioning fitting holes are provided on the bottom surface. Support structures 60a and 60b provided with 68 are mounted, and the positioning pins 70 and the fitting holes 68 are fixed together. Finally, the concave mirror is positioned and fixed by abutting the flat surfaces of the back and sides of the concave mirror 54 against a plurality of positioning pins 70 provided at positions where the concave mirror 54 on the base 69 is disposed. The optical switch 51 is completed.

この結果、光スイッチ５１の挿入損失評価において、マイクロ可動ミラーにおけるケラレ損失を０．５ｄＢ以内に抑制し、光スイッチの挿入損失の平均値４．２ｄＢを実現することができた。この実施の形態においては、ベース６９に支持構造体６０ａ，６０ｂを位置決めするための位置決めピン７０と嵌合孔６８とによって、請求項９記載の発明でいう第１の位置決め手段が構成されている。また、この実施の形態においては、ベース６９に凹面ミラー５４を位置決めするために設けた位置決めピン７０によって、請求項９記載の発明でいう第２の位置決め手段が構成されている。   As a result, in the evaluation of the insertion loss of the optical switch 51, the vignetting loss in the micro movable mirror was suppressed to within 0.5 dB, and an average value of 4.2 dB of the insertion loss of the optical switch could be realized. In this embodiment, the positioning pins 70 for positioning the support structures 60a and 60b on the base 69 and the fitting holes 68 constitute the first positioning means referred to in the invention of claim 9. . In this embodiment, the positioning pins 70 provided for positioning the concave mirror 54 on the base 69 constitute the second positioning means referred to in the invention of claim 9.

本実施の形態にあるように、入力側マイクロ可動ミラーアレイ５３と出力側マイクロ可動ミラーアレイ５５との間にフーリエ変換光学素子（凹面ミラー５４）を設ける場合、入力側マイクロ可動ミラーアレイ５３から反射した光は、入力側マイクロ可動ミラー５３に電圧を印加しない組立初期状態では全て出力側マイクロ可動ミラーアレイ５５の中央に集光する。そのため、入力側マイクロ可動ミラーアレイ５３に対する出力側マイクロ可動ミラーアレイ５５、およびフーリエ変換光学素子の相対位置および相対傾きを能動的に調整することは非常に困難である。そのため光入力部５２からの入力光を基準に入力側から順次、部材を位置合わせしていくような組立手法では要求される位置合わせ精度を実現できない。   As in the present embodiment, when a Fourier transform optical element (concave mirror 54) is provided between the input side micro movable mirror array 53 and the output side micro movable mirror array 55, reflection from the input side micro movable mirror array 53 occurs. All the collected light is collected at the center of the output side micro movable mirror array 55 in the initial assembly state where no voltage is applied to the input side micro movable mirror 53. Therefore, it is very difficult to actively adjust the relative position and relative inclination of the output side micro movable mirror array 55 and the Fourier transform optical element with respect to the input side micro movable mirror array 53. Therefore, the required alignment accuracy cannot be realized by an assembly method in which the members are sequentially aligned from the input side based on the input light from the light input unit 52.

一方、本実施の形態で用いるようなフーリエ光学素子の焦点距離は数十ｍｍと長く、その光軸方向、および並進方向の位置決めに要求される精度は、先述の光ビームとマイクロ可動ミラー間に要求させる精度に比べると大幅に緩められる。本実施の形態では、より高精度な位置合わせが要求される光入力部５２と入力側マイクロ可動ミラー５３、および光出力部５６と出力側マイクロ可動ミラー５５を、それぞれ支持構造体６０ａ、６０ｂに搭載し、さらに個別に高精度に位置合わせを行った後、比較的要求精度の緩い、フーリエ変換光学素子（本実施の形態では凹面ミラー５４）、および支持構造体６０ａ、６０ｂの３部材間を別途受動的な位置合わせを行うような構成を採用している。これにより非常に簡単な手順で要求される位置合わせ精度を実現することが可能になる。   On the other hand, the focal length of a Fourier optical element as used in this embodiment is as long as several tens of millimeters, and the accuracy required for positioning in the optical axis direction and translational direction is between the light beam and the micro movable mirror. Compared to the required accuracy, it is greatly relaxed. In the present embodiment, the optical input unit 52 and the input-side micro movable mirror 53, and the optical output unit 56 and the output-side micro movable mirror 55, which require higher precision alignment, are respectively provided on the support structures 60a and 60b. After mounting and positioning individually with high accuracy, the three parts of the Fourier transform optical element (concave mirror 54 in the present embodiment) and the support structures 60a and 60b, which are relatively loosely required, are supported. A configuration that performs separate passive alignment is adopted. This makes it possible to achieve the alignment accuracy required by a very simple procedure.

なお、本実施の形態では、光学部品を１６行×１６列に配列した例を示したが、本発明の効果はこの配列規模に限定されないことはいうまでもない。
また、本実施の形態では光入出力部５２，５６を光ファイバアレイ６〜９，１１〜１４としたが、これらは光ファイバとマイクロレンズが予め一体となった光コリメータアレイであっても構わない。
また、本実施の形態では光入出力部５２，５６を同一面上に配置したが、本発明の第２の実施の形態のようにオフセットを与えて光路長差を与えて配置しても構わない。 In the present embodiment, an example in which the optical components are arranged in 16 rows × 16 columns has been described, but it goes without saying that the effect of the present invention is not limited to this arrangement scale.
In the present embodiment, the optical input / output units 52 and 56 are the optical fiber arrays 6 to 9 and 11 to 14. However, these may be an optical collimator array in which an optical fiber and a microlens are integrated in advance. Absent.
In the present embodiment, the light input / output units 52 and 56 are arranged on the same plane. However, as in the second embodiment of the present invention, an optical path length difference may be provided by providing an offset. Absent.

また、本実施の形態では、フーリエ変換素子として凹面ミラー５４を用いているが、本発明の範囲を逸脱しない範囲で他のフーリエ変換素子を適用しても構わない。
また、本実施の形態では、マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５を複数の基板に分割した形で個々に取り付ける例を示したが、これらは同一の電極基板上に搭載されていてもよく、この場合、前記電極基板の複数の箇所に貫通孔６５を設けても良い。 In this embodiment, the concave mirror 54 is used as the Fourier transform element. However, other Fourier transform elements may be applied without departing from the scope of the present invention.
Further, in the present embodiment, an example in which the micro movable mirror arrays 53 and 55 are individually attached in a form divided into a plurality of substrates is shown, but these may be mounted on the same electrode substrate. The through holes 65 may be provided at a plurality of locations on the electrode substrate.

また、本実施の形態では、支持構造体６０ａ，６０ｂの開口部は光入出力部５２，５６を搭載する面６１、マイクロ可動ミラーアレイ５３，５５を搭載する面６３および一対の支持構造体６０を嵌合する面６６の３箇所としているが、必要に応じて支持構造体を枠組みのみの形状とし、他に開口を設けても構わない。
また、一対の支持構造体６０と凹面ミラー５４を組み合わせる手段としては、前記の通り複数の位置決めピン７０を設けたベース６９上に各部品を搭載する他、支持構造体６０ａ，６０ｂの凹面ミラー５４を搭載する開口部７１に複数の位置決めピン７０を搭載した枠を設け、一対の支持構造体６０を互いの開口部６６に設けた位置決め手段により嵌合させた後、前記開口部７１に設けた複数の位置決めピン７０に凹面ミラー５４の外形を突き当てて位置決めを行うことにより実現しても構わない。なお、前記ベース６９と支持構造体６０ａ，６０ｂの位置決め構造については、ここに記したピンと孔の組み合わせに限定するものではない。また、一対の支持構造体６０と光入出力部５２，５６、およびマイクロ可動ミラーアレイ５３，５５を位置決めし嵌合する構造についても、第４の実施の形態と同様に、ピンと孔の組み合わせに限定するものではないことは言うまでもない。 In the present embodiment, the openings of the support structures 60a and 60b include the surface 61 on which the light input / output units 52 and 56 are mounted, the surface 63 on which the micro movable mirror arrays 53 and 55 are mounted, and the pair of support structures 60. However, if necessary, the support structure may be formed in the shape of only the frame, and other openings may be provided.
As a means for combining the pair of support structures 60 and the concave mirror 54, as described above, each component is mounted on the base 69 provided with the plurality of positioning pins 70, and the concave mirror 54 of the support structures 60a and 60b. A frame on which a plurality of positioning pins 70 are mounted is provided in the opening 71 on which the pair of support structures 60 are mounted, and the pair of support structures 60 are fitted by positioning means provided in each other opening 66, and then provided in the opening 71. You may implement | achieve by aligning the external shape of the concave mirror 54 to the some positioning pin 70, and positioning. The positioning structure of the base 69 and the support structures 60a and 60b is not limited to the combination of pins and holes described here. Further, the structure for positioning and fitting the pair of support structures 60, the light input / output units 52 and 56, and the micro movable mirror arrays 53 and 55 is also a combination of pins and holes, as in the fourth embodiment. Needless to say, this is not a limitation.

［第５の実施の形態］
以下、図面を用いて本発明の第５の実施形態の光スイッチについて説明する。
図１０は第５の実施の形態の形態による光スイッチの光入力部の分解斜視図である。図１０において、前記図１〜図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。なお、本発明に関わる光スイッチは光学的に可逆な構成を有しているため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところはない。従って、本説明において光の入出力の向きは説明のために便宜的に与えた設定であり、本実施の形態を採るとき入力側あるいは出力側としての役割に限定されないことは言うまでもない。 [Fifth Embodiment]
Hereinafter, an optical switch according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is an exploded perspective view of the optical input unit of the optical switch according to the fifth embodiment. 10, the same or equivalent members as described with reference to FIGS. 1 to 9 are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Since the optical switch according to the present invention has an optically reversible configuration, there is no change in the function of the optical switch even if the traveling direction of the light beam is reversed. Therefore, in this description, the direction of light input / output is a setting given for convenience of description, and it goes without saying that the present invention is not limited to the role of the input side or the output side when the present embodiment is adopted.

図１０に示す光入力部２あるいは５２は、本発明の第１および第２の実施の形態で示した光スイッチ１、５１の光入力部の構造を分解して示したものである。光入力部２，５２および入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３は、それぞれ配列規模が１６行×１６列でポート数が２５６である。
光入出力部２，５２を搭載するための開口部６１は、図１０中のＸ−Ｙ平面における並進方向、およびこの面に垂直なＺ軸を中心とした回転方向に駆動可能な微調整機構７２を有している。微調整機構７２は、同一平面上に配置された外枠７２аと内枠７２ｂを備え、これらの間は複数の板ばね７２ｃによって接続されている。内枠７２ｂには、入力光ファイバアレイ６〜９を搭載した複数の整列基板２７〜３０を取り付けるための複数の位置決めピン６２を概ね±１０μｍの位置精度で設けており、これらを前記整列基板２７〜３０に設けた複数のガイド孔３３に嵌合させて高い精度で受動的に位置決めする。 The optical input unit 2 or 52 shown in FIG. 10 is an exploded view of the structure of the optical input unit of the optical switches 1 and 51 shown in the first and second embodiments of the present invention. The optical input units 2 and 52 and the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53 each have an arrangement scale of 16 rows × 16 columns and 256 ports.
The opening 61 for mounting the optical input / output units 2 and 52 is a fine adjustment mechanism that can be driven in the translation direction in the XY plane in FIG. 10 and in the rotation direction about the Z axis perpendicular to the plane. 72. The fine adjustment mechanism 72 includes an outer frame 72a and an inner frame 72b arranged on the same plane, and these are connected by a plurality of leaf springs 72c. The inner frame 72b is provided with a plurality of positioning pins 62 with a positional accuracy of approximately ± 10 μm for mounting a plurality of alignment substrates 27 to 30 on which the input optical fiber arrays 6 to 9 are mounted. The plurality of guide holes 33 provided in .about.30 are fitted to be passively positioned with high accuracy.

内枠７２ｂは、整列部材２７〜３０に対して分離された４つの部分から構成されており、内枠７２ｂに取り付けられた整列部材２７〜３０を外枠７２ａに対して独立に位置調整することができる。すなわち光入力部２，５２を構成する整列部材２７〜３０（支持部材）を個別に入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３に対して位置調整することができる。このように複数の整列部材２７〜３０（支持部材）に対して個別に調整可能な調整機構を備えることにより、整列部材２７〜３０の製造精度の個体差や、各整列部材を取り付ける際の位置誤差を調整することが可能になり、より高精度な組立が実現できる。   The inner frame 72b is composed of four parts separated from the alignment members 27 to 30, and the alignment members 27 to 30 attached to the inner frame 72b are independently adjusted with respect to the outer frame 72a. Can do. That is, the alignment members 27 to 30 (support members) constituting the light input portions 2 and 52 can be individually adjusted with respect to the input side movable micro mirror arrays 3 and 53. Thus, by providing the adjustment mechanism which can be adjusted individually with respect to the plurality of alignment members 27 to 30 (support members), individual differences in the manufacturing accuracy of the alignment members 27 to 30 and positions when the alignment members are attached. The error can be adjusted, and assembly with higher accuracy can be realized.

前記外枠７２аと分割された内枠７２ｂの各分割部分との間には、そのＹ方向の一辺に２箇所の調整ネジ（図示せず）が取り付けられ、これらをねじ込むことによりＸ方向の並進、およびＺ軸を中心とした回転について、内枠７２ｂを移動させることができる。同様に、前記外枠７２аと内枠７２ｂの各分割部分のＸ方向の一辺には１箇所の調整ネジ（図示せず）が取り付けられ、これをねじこむことにより、Ｙ方向の並進について内枠７２ｂを移動させることができる。これらのネジの動きを組み合わせることにより、Ｘ−Ｙ平面内の任意の方向に対して、数十μｍ以下のごく僅かな位置ずれを補正することが可能となる。なお、前記の調整ネジは、直交する辺の一方に２個所、他方の一辺に１箇所設けることにより並進方向の移動および回転の両方を実現するものであり、例えばＸ方向の一辺に２個所、Ｙ方向の一辺に１箇所設けても前記と同様の補正を実現することができる。   Between the outer frame 72a and each divided portion of the divided inner frame 72b, two adjustment screws (not shown) are attached to one side in the Y direction, and the translation in the X direction is performed by screwing them. The inner frame 72b can be moved with respect to rotation about the Z axis. Similarly, one adjustment screw (not shown) is attached to one side in the X direction of each of the divided parts of the outer frame 72a and the inner frame 72b, and by screwing it, the inner frame is translated in the Y direction. 72b can be moved. By combining these movements of the screws, it is possible to correct a very slight positional deviation of several tens of μm or less with respect to an arbitrary direction in the XY plane. The adjusting screw is provided at two locations on one of the orthogonal sides and at one location on the other side to realize both translational movement and rotation, for example, two locations on one side in the X direction, Even if one is provided on one side in the Y direction, the same correction as described above can be realized.

本実施の形態では、内枠７２ｂが分割され、各分割部分が外枠７２ａに対して調整可能な調整機構を示したが、内枠７２ｂが分割されず、一体で外枠７２ａに対して調整できるような調整機構であっても、光入力部２，５２を一体で入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３に対して簡易に位置調整することができる。   In the present embodiment, the inner frame 72b is divided, and the adjustment mechanism in which each divided portion is adjustable with respect to the outer frame 72a is shown. Even with such an adjustment mechanism, it is possible to easily adjust the position of the light input units 2 and 52 with respect to the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53 integrally.

本実施の形態では、光入力部２，５２を構成する光ファイバアレイ６〜９から光を入力して光ビームを形成し、支持構造体６０ａの支持構造体同士を嵌合させるための開口部６６から前記光ビームに照射されたマイクロ可動ミラーアレイ３、５３を光学顕微鏡で観察しながら、前記微調整機構７２を用いて、入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３に対する光入力部２，５２のずれの補正を実施した。その結果、光入力部２，５２あるいは入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３の位置が、支持構造体６０ａの開口部６１あるいは６３の中心からわずかに偏って取り付けられており、図１０中のＺ軸を中心とする回転方向を調整すると同時にＸ方向とＹ方向がずれてしまうような場合についても、光ビームとマイクロ可動ミラーの相対的な中心ずれを概ね５０μｍ以下に収めることができた。   In the present embodiment, light is input from the optical fiber arrays 6 to 9 constituting the light input portions 2 and 52 to form a light beam, and an opening for fitting the support structures 60a together. While observing the micro movable mirror arrays 3 and 53 irradiated to the light beam from 66 with an optical microscope, the fine adjustment mechanism 72 is used to adjust the light input units 2 and 52 to the input side micro movable mirror arrays 3 and 53. Deviation correction was performed. As a result, the positions of the light input portions 2 and 52 or the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53 are attached slightly offset from the center of the opening 61 or 63 of the support structure 60a. Even in the case where the X direction and the Y direction are shifted at the same time as the rotation direction about the axis is adjusted, the relative center shift between the light beam and the micro movable mirror can be reduced to about 50 μm or less.

なお、本実施の形態では、光学部品を１６行×１６列に配列した例を示したが、本発明の効果はこの配列規模に限定されないことはいうまでもない。
また、本実施の形態では光入力部２，５２を光ファイバアレイとしたが、これらは光ファイバとマイクロレンズが予め一体となった光コリメータアレイであっても構わない。
また、本実施の形態では光入力部２，５２を同一面上に配置したが、本発明の実施の形態２のようにオフセットを与えて光路長差を与えて配置しても構わない。
また、本実施の形態では、支持構造体６０ａの開口部は光入力部２，５２を搭載する面６１、マイクロ可動ミラーアレイ３，５３を搭載する面６３および一対の支持構造体６０を嵌合する面６６の３箇所としているが、必要に応じて支持構造体を枠組みのみの形状とし、他に開口を設けても構わない。
また、支持構造体６０ａと光入力部２，５２、およびマイクロ可動ミラーアレイ３，５３を位置決めし嵌合する構造についても、第４の実施の形態と同様に、ピンと孔の組み合わせに限定するものではない。 In the present embodiment, an example in which the optical components are arranged in 16 rows × 16 columns has been described, but it goes without saying that the effect of the present invention is not limited to this arrangement scale.
In the present embodiment, the optical input units 2 and 52 are optical fiber arrays. However, they may be optical collimator arrays in which optical fibers and microlenses are integrated in advance.
In the present embodiment, the light input units 2 and 52 are arranged on the same plane. However, as in the second embodiment of the present invention, an optical path length difference may be provided by providing an offset.
In the present embodiment, the opening of the support structure 60a fits the surface 61 on which the light input portions 2 and 52 are mounted, the surface 63 on which the micro movable mirror arrays 3 and 53 are mounted, and the pair of support structures 60. However, if necessary, the support structure may be formed in the shape of only the frame, and other openings may be provided.
Further, the structure for positioning and fitting the support structure 60a, the light input portions 2, 52, and the micro movable mirror arrays 3, 53 is also limited to the combination of pins and holes, as in the fourth embodiment. is not.

［第６の実施の形態］
以下、図面を用いて本発明の第６の実施形態の光スイッチについて説明する。
図１１は第６の実施の形態の形態による光スイッチの光入力部の分解斜視図である。図１１において、前記図１〜図１０によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。なお、本発明に関わる光スイッチは光学的に可逆な構成を有しているため、光ビームの進行方向を逆にしても光スイッチの機能として何ら変わるところはない。従って、本説明において光の入出力の向きは説明のために便宜的に与えた設定であり、本実施の形態を採るとき入力側あるいは出力側としての役割に限定されないことは言うまでもない。 [Sixth Embodiment]
Hereinafter, an optical switch according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is an exploded perspective view of an optical input unit of an optical switch according to the sixth embodiment. In FIG. 11, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted as appropriate. Since the optical switch according to the present invention has an optically reversible configuration, there is no change in the function of the optical switch even if the traveling direction of the light beam is reversed. Therefore, in this description, the direction of light input / output is a setting given for convenience of description, and it goes without saying that the present invention is not limited to the role of the input side or the output side when the present embodiment is adopted.

図１１に示す光入力部２あるいは５２は、本発明の第１および第２の実施の形態で示した光スイッチ１、５１の光入力部の構造を分解して示したものである。光入力部２、５２および入力側マイクロ可動ミラーアレイ３、５３は、それぞれ配列規模が１６行×１６列でポート数が２５６である。
入力側マイクロ可動ミラーアレイ３、５３を搭載するための開口部６３は、図１１中のＸ−Ｙ平面における並進方向、およびこれと直交するＺ軸を中心とした回転方向に駆動可能な微調整機構７２を有している。 An optical input unit 2 or 52 shown in FIG. 11 is an exploded view of the structure of the optical input unit of the optical switches 1 and 51 shown in the first and second embodiments of the present invention. The optical input units 2 and 52 and the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53 each have an arrangement scale of 16 rows × 16 columns and 256 ports.
The opening 63 for mounting the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53 is finely adjustable so that it can be driven in the translational direction in the XY plane in FIG. 11 and in the rotational direction centered on the Z-axis perpendicular thereto. A mechanism 72 is provided.

微調整機構７２は、同一平面上に配置された外枠７２аと内枠７２ｂを備え、これらの間は複数の板ばね７２ｃによって接続されている。内枠７２ｂには、入力側マイクロ可動ミラーアレイ３、５３を取り付けるための複数の位置決めピン６２を概ね±１０μｍの位置精度で設けており、これらを前記入力側マイクロ可動ミラーアレイ３、５３に設けた複数のガイド孔６５に嵌合させて高い精度で受動的に位置決めする。   The fine adjustment mechanism 72 includes an outer frame 72a and an inner frame 72b arranged on the same plane, and these are connected by a plurality of leaf springs 72c. A plurality of positioning pins 62 for attaching the input side micro movable mirror arrays 3 and 53 are provided on the inner frame 72b with a positional accuracy of approximately ± 10 μm, and these are provided on the input side micro movable mirror arrays 3 and 53. The plurality of guide holes 65 are fitted to be passively positioned with high accuracy.

内枠７２ｂは、入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３に対して分離された４つの部分から構成されており、内枠７２ｂに取り付けられた入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３を外枠７２ａに対して独立に位置調整することができる。このように複数の入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３に対して個別に調整可能な調整機構を備えることにより、入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３の製造精度の個体差や、各入力側マイクロ可動ミラーアレイを取り付ける際の位置誤差を調整することが可能になり、より高精度な組立が実現できる。   The inner frame 72b is composed of four parts separated from the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53, and the input-side micro movable mirror array 3 and 53 attached to the inner frame 72b is used as the outer frame 72a. The position can be adjusted independently. Thus, by providing an adjustment mechanism that can be individually adjusted for the plurality of input side micro movable mirror arrays 3, 53, individual differences in manufacturing accuracy of the input side micro movable mirror arrays 3, 53, It is possible to adjust the position error when attaching the movable mirror array, and it is possible to realize more accurate assembly.

前記外枠７２аと分割された内枠７２ｂの各分割部分との間には、そのＹ方向の一辺に２箇所の調整ネジ（図示せず）が取り付けられ、これらをねじ込むことによりＸ方向の並進、およびＺ軸を中心とした回転について、内枠７２ｂを移動させることができる。同様に、前記外枠７２аと内枠７２ｂの各分割部分のＸ方向の一辺には１箇所の調整ネジ（図示せず）が取り付けられ、これをねじこむことにより、Ｙ方向の並進について内枠７２ｂを移動させることができる。これらのネジの動きを組み合わせることにより、Ｘ−Ｙ平面内の任意の方向に対して、数十μｍ以下のごく僅かな位置ずれを補正することが可能となる。なお、前記の調整ネジは、直交する辺の一方に２個所、他方の一辺に１箇所設けることにより並進方向の移動および回転の両方を実現するものであり、例えばＸ方向の一辺に２個所、Ｙ方向の一辺に１箇所設けても前記と同様の補正を実現することができる。   Between the outer frame 72a and each divided portion of the divided inner frame 72b, two adjustment screws (not shown) are attached to one side in the Y direction, and the translation in the X direction is performed by screwing them. The inner frame 72b can be moved with respect to rotation about the Z axis. Similarly, one adjustment screw (not shown) is attached to one side in the X direction of each of the divided parts of the outer frame 72a and the inner frame 72b, and by screwing it, the inner frame is translated in the Y direction. 72b can be moved. By combining these movements of the screws, it is possible to correct a very slight positional deviation of several tens of μm or less with respect to an arbitrary direction in the XY plane. The adjusting screw is provided at two locations on one of the orthogonal sides and at one location on the other side to realize both translational movement and rotation, for example, two locations on one side in the X direction, Even if one is provided on one side in the Y direction, the same correction as described above can be realized.

本実施の形態では、内枠７２ｂが分割され、各分割部分が外枠７２ａに対して調整可能な調整機構を示したが、内枠７２ｂが分割されず、一体で外枠７２ａに対して調整できるような調整機構であっても、入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３を一体で光入力部２，５２に対して簡易に位置調整することができる。
本実施の形態では、光入力部２，５２を構成する光ファイバアレイ６〜９から光を入力して光ビームを形成し、支持構造体６０ａの支持構造体同士を嵌合させるための開口部６６から前記光ビームに照射された入力側マイクロ可動ミラーアレイ３、５３を光学顕微鏡で観察しながら、前記微調整機構を用いて、光入力部２，５２に対する入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３のずれの補正を実施した。 In the present embodiment, the inner frame 72b is divided, and the adjustment mechanism in which each divided portion is adjustable with respect to the outer frame 72a is shown. However, the inner frame 72b is not divided and is adjusted with respect to the outer frame 72a integrally. Even with such an adjustment mechanism, the position of the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53 can be easily adjusted relative to the light input units 2 and 52.
In the present embodiment, light is input from the optical fiber arrays 6 to 9 constituting the light input portions 2 and 52 to form a light beam, and an opening for fitting the support structures 60a together. While observing the input side micro movable mirror arrays 3 and 53 irradiated to the light beam from 66 with an optical microscope, the input side micro movable mirror arrays 3 and 53 with respect to the light input units 2 and 52 are used by using the fine adjustment mechanism. Correction of deviation was performed.

その結果、光入力部２，５２あるいは入力側マイクロ可動ミラーアレイ３，５３の位置が、支持構造体６０ａの開口部６１あるいは６３の中心からわずかに偏って取り付けられており、図１０中のＺ軸を中心とする回転方向を調整すると同時にＸ方向とＹ方向がずれてしまうような場合についても、上述した第５の実施の形態と同様に、光ビームとマイクロ可動ミラーの相対的な中心ずれを概ね５０μｍ以下に収めることができた。   As a result, the positions of the light input portions 2 and 52 or the input-side micro movable mirror arrays 3 and 53 are attached slightly offset from the center of the opening 61 or 63 of the support structure 60a. Even in the case where the X direction and the Y direction are shifted at the same time as adjusting the rotation direction about the axis, the relative center shift between the light beam and the micro movable mirror is the same as in the fifth embodiment. Was approximately 50 μm or less.

なお、本実施の形態では、光学部品を１６行×１６列に配列した例を示したが、本発明の効果はこの配列規模に限定されないことはいうまでもない。
また、本実施の形態では光入力部２，５２を光ファイバアレイとしたが、これらは光ファイバとマイクロレンズが予め一体となった光コリメータアレイであっても構わない。
また、本実施の形態では光入力部２，５２を同一面上に配置したが、本発明の第２の実施の形態のようにオフセットを与えて光路長差を与えて配置しても構わない。
また、本実施の形態では、支持構造体６０аの開口部は支持構造体６０ａの開口部は光入力部２，５２を搭載する面６１、マイクロ可動ミラーアレイ３，５３を搭載する面６３および一対の支持構造体６０を嵌合する面６６の３箇所としているが、必要に応じて支持構造体を枠組みのみの形状とし、他に開口を設けても構わない。
また、支持構造体６０ａと光入力部２，５２、およびマイクロ可動ミラーアレイ３，５３を位置決めし嵌合する構造についても、第４の実施の形態と同様に、ピンと孔の組み合わせに限定するものではない。 In the present embodiment, an example in which the optical components are arranged in 16 rows × 16 columns has been described, but it goes without saying that the effect of the present invention is not limited to this arrangement scale.
In the present embodiment, the optical input units 2 and 52 are optical fiber arrays. However, they may be optical collimator arrays in which optical fibers and microlenses are integrated in advance.
In the present embodiment, the light input units 2 and 52 are arranged on the same plane. However, as in the second embodiment of the present invention, an optical path length difference may be provided by providing an offset. .
In the present embodiment, the opening of the support structure 60a is the surface 61 on which the light input portions 2 and 52 are mounted, the surface 63 on which the micro movable mirror arrays 3 and 53 are mounted, and the pair of openings. However, the support structure may be formed in a shape of only the frame and provided with other openings if necessary.
Further, the structure for positioning and fitting the support structure 60a, the light input portions 2, 52, and the micro movable mirror arrays 3, 53 is also limited to the combination of pins and holes, as in the fourth embodiment. is not.

１，５１…光スイッチ、２，５２…光入力部、３，５３…入力側マイクロ可動ミラーアレイ、４，５５…出力側マイクロ可動ミラーアレイ、５，５６…光出力部、６〜９…入力光ファイバアレイ、１１〜１４…出力光ファイバアレイ、１５〜１８，２１〜２４…二次元マイクロレンズアレイ、２７〜３０…整列基板、２５…光ファイバ、２６…フェルール、３１…フレーム、３２…貫通孔、３３，３５…ガイド孔、３４…嵌合ピン、４２…ファイバコリメータ、５４…凹面ミラー、５４ａ…反射面、６０…一対の支持構造体、６０ａ…入力側の支持構造体、６０ｂ…出力側の支持構造体、６１…光ファイバアレイ搭載用の開口部、６２…光ファイバアレイ搭載用の位置決めピン、６３…マイクロ可動ミラーアレイ搭載用の開口部、６４…マイクロ可動ミラーアレイ搭載用の位置決めピン、６５…貫通孔、６６…一対の支持構造体を組み合わせる開口部、６７…支持構造体の嵌合ピン、６８…支持構造体の嵌合孔、６９…ベース、７０…ベース上の嵌合ピン、７１…凹面ミラー搭載用の開口部、７２…微調整機構、７２а…微調整機構の外枠、７２ｂ…微調整機構の内枠、７２ｃ…板ばね。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 ... Optical switch, 2,52 ... Optical input part, 3,53 ... Input side micro movable mirror array, 4,55 ... Output side micro movable mirror array, 5,56 ... Optical output part, 6-9 ... Input Optical fiber array, 11-14 ... Output optical fiber array, 15-18, 21-24 ... Two-dimensional microlens array, 27-30 ... Alignment substrate, 25 ... Optical fiber, 26 ... Ferrule, 31 ... Frame, 32 ... Through Holes 33, 35 ... guide holes, 34 ... fitting pins, 42 ... fiber collimators, 54 ... concave mirrors, 54a ... reflective surfaces, 60 ... a pair of support structures, 60a ... support structures on the input side, 60b ... outputs Side support structure, 61... Opening for mounting optical fiber array, 62... Positioning pin for mounting optical fiber array, 63... Opening for mounting micro movable mirror array, 64. (B) Positioning pin for mounting the movable mirror array, 65... Through hole, 66... Opening for combining a pair of support structures, 67... Fit pin for support structure, 68. , 70 ... fitting pin on base, 71 ... opening for mounting concave mirror, 72 ... fine adjustment mechanism, 72a ... outer frame of fine adjustment mechanism, 72b ... inner frame of fine adjustment mechanism, 72c ... leaf spring.

Claims (13)

光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、
前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、
前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、
前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、
前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、
前記光入力部の前記集合体を構成する支持部材と、前記光出力部の前記集合体を構成する支持部材とは、複数の支持部材を結合させて集合させるフレームに段部を形成することにより、光入力ポートと光出力ポートとの間の光路長の差が減少する位置に配置されていることを特徴とする光スイッチ。 An optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting optical signals into the optical switch;
An optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal,
In an optical switch that deflects an optical signal input from the optical input port and outputs the deflected optical signal to a selected optical output port,
The optical input port and the optical output port are supported by being arranged two-dimensionally on a plurality of support members,
The light input portion and the light output portion are each formed by an assembly of the plurality of support members ,
The support member that constitutes the aggregate of the light input portion and the support member that constitutes the aggregate of the light output portion are formed by forming a step portion on a frame that combines and aggregates a plurality of support members. An optical switch, wherein the optical switch is disposed at a position where a difference in optical path length between the optical input port and the optical output port decreases . 請求項１記載の光スイッチにおいて、
前記光入力ポートおよび光出力ポートは、光ファイバまたはファイバコリメータであることを特徴とする光スイッチ。 The optical switch according to claim 1, wherein
The optical switch, wherein the optical input port and the optical output port are optical fibers or fiber collimators. 請求項１または請求項２記載の光スイッチにおいて、
前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられていることを特徴とする光スイッチ。 The optical switch according to claim 1 or 2 ,
A micro movable mirror array is provided between the optical input unit and the optical output unit, which deflects an optical signal from the optical input unit using a plurality of tiltable micro mirrors and transmits the deflected optical signal to the optical output unit. An optical switch characterized by 請求項３記載の光スイッチにおいて、
前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、
これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられていることを特徴とする光スイッチ。 The optical switch according to claim 3 ,
The micro movable mirror array includes an input side micro movable mirror array for deflecting an optical signal from the optical input unit, and an output for deflecting the optical signal deflected by the input side micro movable mirror array toward the optical output unit. Side micro movable mirror array,
Between the input side micro movable mirror array and the output side micro movable mirror array, the output angle of the signal light deflected by the input side micro movable mirror array is set to the arrival position on the output side micro movable mirror array. An optical switch comprising a Fourier transform optical element that is made to correspond one-to-one. 請求項４記載の光スイッチにおいて、
前記フーリエ変換光学素子は凹面ミラーであることを特徴とする光スイッチ。 The optical switch according to claim 4 , wherein
The optical switch, wherein the Fourier transform optical element is a concave mirror. 光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、
前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、
前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、
前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、
前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、
前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられ、
前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、
これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられ、
前記フーリエ変換光学素子は凹面ミラーであり、
前記凹面ミラーの反射面はトロイダル面であることを特徴とする光スイッチ。 An optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting optical signals into the optical switch;
An optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal,
In an optical switch that deflects an optical signal input from the optical input port and outputs the deflected optical signal to a selected optical output port,
The optical input port and the optical output port are supported by being arranged two-dimensionally on a plurality of support members,
The light input portion and the light output portion are each formed by an assembly of the plurality of support members,
A micro movable mirror array is provided between the optical input unit and the optical output unit, which deflects an optical signal from the optical input unit using a plurality of tiltable micro mirrors and transmits the deflected optical signal to the optical output unit. And
The micro movable mirror array includes an input side micro movable mirror array for deflecting an optical signal from the optical input unit, and an output for deflecting the optical signal deflected by the input side micro movable mirror array toward the optical output unit. Side micro movable mirror array,
Between the input side micro movable mirror array and the output side micro movable mirror array, the output angle of the signal light deflected by the input side micro movable mirror array is set to the arrival position on the output side micro movable mirror array. A Fourier transform optical element is provided for one-to-one correspondence;
The Fourier transform optics Ri der concave mirror,
Optical switch reflecting surface of the concave mirror, wherein a toroidal surface der Rukoto. 請求項６記載の光スイッチにおいて、The optical switch according to claim 6.
前記光入力ポートおよび光出力ポートは、光ファイバまたはファイバコリメータであることを特徴とする光スイッチ。The optical switch, wherein the optical input port and the optical output port are optical fibers or fiber collimators. 請求項１ないし請求項７のうちいずれか一つに記載の光スイッチにおいて、
前記光入力部および光出力部は、それぞれ独立した一対のフレームに装着され、
前記一対のフレームは、少なくとも前記光入力部から光出力部に向けて光信号が伝搬する経路上に開口部を有し、かつ前記光入力部および光出力部が所定の位置関係を保って配置されるための位置決め手段を有していることを特徴とする光スイッチ。 The optical switch according to any one of claims 1 to 7,
The light input unit and the light output unit are mounted on a pair of independent frames,
The pair of frames have openings at least on a path through which an optical signal propagates from the optical input unit toward the optical output unit, and the optical input unit and the optical output unit are arranged in a predetermined positional relationship. An optical switch characterized by having positioning means for being operated. 光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、
前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、
前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、
前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、
前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、
前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられ、
前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、
これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられ、
前記光入力部および光出力部は、それぞれ独立した一対の支持構造体に装着され、
前記光入力部を装着した支持構造体には所定の位置関係を保って前記入力側マイクロ可動ミラーアレイが装着され、
前記光出力部を装着した支持構造体には所定の位置関係を保って前記出力側マイクロ可動ミラーアレイが装着され、
前記一対の支持構造体は、少なくとも前記光入力部から光出力部に向けて光信号が伝搬する経路上に開口部を有し、
前記一対の支持構造体の嵌合部、あるいは前記一対の支持構造体とこれを搭載するベースの間に、前記光入力部および光出力部が所定の位置関係を保って配置されるための第１の位置決め手段を有し、
前記一対の支持構造体、あるいは前記一対の支持構造体を搭載するベースに、前記フーリエ変換光学素子が、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイの間で所定の位置関係を保って配置されるための第２の位置決め手段を有していることを特徴とする光スイッチ。 An optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting optical signals into the optical switch;
An optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal,
In an optical switch that deflects an optical signal input from the optical input port and outputs the deflected optical signal to a selected optical output port,
The optical input port and the optical output port are supported by being arranged two-dimensionally on a plurality of support members ,
The light input portion and the light output portion are each formed by an assembly of the plurality of support members,
A micro movable mirror array is provided between the optical input unit and the optical output unit, which deflects an optical signal from the optical input unit using a plurality of tiltable micro mirrors and transmits the deflected optical signal to the optical output unit. And
The micro movable mirror array includes an input side micro movable mirror array for deflecting an optical signal from the optical input unit, and an output for deflecting the optical signal deflected by the input side micro movable mirror array toward the optical output unit. Side micro movable mirror array,
Between the input side micro movable mirror array and the output side micro movable mirror array, the output angle of the signal light deflected by the input side micro movable mirror array is set to the arrival position on the output side micro movable mirror array. A Fourier transform optical element is provided for one-to-one correspondence;
The light input part and the light output part are attached to a pair of independent support structures,
The input side micro movable mirror array is mounted on the support structure mounted with the light input unit while maintaining a predetermined positional relationship,
The support structure to which the light output unit is mounted is mounted with the output side micro movable mirror array while maintaining a predetermined positional relationship,
The pair of support structures have an opening on a path through which an optical signal propagates from at least the light input portion toward the light output portion,
The light input part and the light output part are arranged in a predetermined positional relationship between the fitting parts of the pair of support structures or between the pair of support structures and the base on which the pair of support structures are mounted. 1 positioning means,
The Fourier transform optical element maintains a predetermined positional relationship between the input-side micro movable mirror array and the output-side micro movable mirror array on the pair of support structures or the base on which the pair of support structures are mounted. An optical switch having second positioning means for being arranged. 光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、
前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、
前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、
前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、
前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、
前記光入力部と前記光出力部との間には、傾動可能な複数のマイクロミラーを用いて前記光入力部からの光信号を偏向させて前記光出力部に伝達するマイクロ可動ミラーアレイが設けられ、
前記マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部からの光信号を偏向する入力側マイクロ可動ミラーアレイと、この入力側マイクロ可動ミラーアレイによって偏向された光信号を前記光出力部に向けて偏向する出力側マイクロ可動ミラーアレイとによって構成され、
これらの入力側マイクロ可動ミラーアレイと出力側マイクロ可動ミラーアレイとの間には、前記入力側マイクロ可動ミラーアレイにより偏向された信号光の出射角度を前記出力側マイクロ可動ミラーアレイ上の到達位置に１対１で対応させるフーリエ変換光学素子が設けられ、
前記入力側マイクロ可動ミラーアレイおよび出力側マイクロ可動ミラーアレイは、前記光入力部あるいは光出力部に対する相対位置を調整する調整機構を備えていることを特徴とする光スイッチ。 An optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting optical signals into the optical switch;
An optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal,
In an optical switch that deflects an optical signal input from the optical input port and outputs the deflected optical signal to a selected optical output port,
The optical input port and the optical output port are supported by being arranged two-dimensionally on a plurality of support members,
The light input portion and the light output portion are each formed by an assembly of the plurality of support members,
A micro movable mirror array is provided between the optical input unit and the optical output unit, which deflects an optical signal from the optical input unit using a plurality of tiltable micro mirrors and transmits the deflected optical signal to the optical output unit. And
The micro movable mirror array includes an input side micro movable mirror array for deflecting an optical signal from the optical input unit, and an output for deflecting the optical signal deflected by the input side micro movable mirror array toward the optical output unit. Side micro movable mirror array,
Between the input side micro movable mirror array and the output side micro movable mirror array, the output angle of the signal light deflected by the input side micro movable mirror array is set to the arrival position on the output side micro movable mirror array. A Fourier transform optical element is provided for one-to-one correspondence;
The optical switch characterized in that the input side micro movable mirror array and the output side micro movable mirror array include an adjusting mechanism for adjusting a relative position with respect to the light input unit or the light output unit. 請求項９または請求項１０記載の光スイッチにおいて、
前記フーリエ変換光学素子は凹面ミラーであることを特徴とする光スイッチ。 The optical switch according to claim 9 or 10 ,
The optical switch, wherein the Fourier transform optical element is a concave mirror . 請求項１１記載の光スイッチにおいて、The optical switch according to claim 11, wherein
前記凹面ミラーの反射面はトロイダル面であることを特徴とする光スイッチ。An optical switch characterized in that the reflecting surface of the concave mirror is a toroidal surface. 光信号を光スイッチ内部に入力する複数の光入力ポートを有する光入力部と、
前記光信号を出力する複数の光出力ポートを有する光出力部とを有し、
前記光入力ポートから入力された光信号を偏向させ、選択された光出力ポートに出力する光スイッチにおいて、
前記光入力ポートおよび光出力ポートは、それぞれ複数の支持部材に二次元的に配列されて支持されており、
前記光入力部および光出力部は、それぞれ前記複数の支持部材の集合体によって形成され、
前記光入力部および光出力部を形成する前記複数の支持部材の集合体は、前記複数の支持部材の相対位置を調整する調整機構を備えていることを特徴とする光スイッチ。 An optical input unit having a plurality of optical input ports for inputting optical signals into the optical switch;
An optical output unit having a plurality of optical output ports for outputting the optical signal,
In an optical switch that deflects an optical signal input from the optical input port and outputs the deflected optical signal to a selected optical output port,
The optical input port and the optical output port are supported by being arranged two-dimensionally on a plurality of support members,
The light input portion and the light output portion are each formed by an assembly of the plurality of support members,
An assembly of the plurality of support members forming the light input unit and the light output unit includes an adjustment mechanism for adjusting a relative position of the plurality of support members.
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