JP5563855B2 - 波長選択スイッチ - Google Patents
波長選択スイッチ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5563855B2 JP5563855B2 JP2010064064A JP2010064064A JP5563855B2 JP 5563855 B2 JP5563855 B2 JP 5563855B2 JP 2010064064 A JP2010064064 A JP 2010064064A JP 2010064064 A JP2010064064 A JP 2010064064A JP 5563855 B2 JP5563855 B2 JP 5563855B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- mirror
- wavelength
- angle
- array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 31
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
- G02B6/3518—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element being an intrinsic part of a MEMS device, i.e. fabricated together with the MEMS device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
また、波長選択スイッチの広帯域化を実現するには、ミラーアレイのミラー上でのスポット径を小さくする事が有効である事が広く知られている。
図1は、第1実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図、図2は、第1実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図、図3は、図2の分散素子112及び集光レンズ113の拡大図である。
第1実施形態の波長選択スイッチは、光入出力部としての入出力ポート110、レンズアレイ111、光分散手段としての分散素子112、集光素子としての集光レンズ113、及び、光偏向素子アレイとしてのミラーアレイ114を有している。
なお、分散素子112は、図1、図2のような透過型の分散素子のほか、反射型の分散素子を用いても良い。
ここで、波長λcの光は、分散素子112から集光レンズ113までの区間において集光レンズ113の光軸と第2方向B1の角度方向が一致する信号波長の光である。
ここで、X軸は第2方向B1、Y軸は第1方向A1に対応している。
LX=f1・tan(2β) ・・・(1)
LY=f1・tan(2α) ・・・(2)
図6〜図8は入出力ポート110の入力ポート110cから出る光と出力ポート110eに入る光の関係を示している。
η=exp(−π2ω2θ2/λ) ・・・(3)
ここで、ωは出力ポート110eに入射するスポットサイズ、λは入射光の波長を示している。
P=LY=f1・tan(2α) ・・・(4)
上述の実施形態では、入出力ポート110の各入力ポート内から光が進行し、入力ポート端面で光が出射しており、その入出力ポート110の各ポートのレンズアレイ111側の端面と、入力ポート内及び出力ポート内を進行する光の進行方向と、が互いに垂直となっている。
ΔXθ=tan−1(L10a−d /f1)/2 ・・・(5)
ミラー114mが角度ΔXθ回転した時の状態を状態C13とし、その時のミラー114mの振れ角をXθ2、Yθ2としている。
120は、上面に反射面141を有する可動板140と、上面に2枚の駆動電極131、132が形成された基板130と、を有する。
可動板140が駆動電極131に引き寄せられる方向に傾斜する場合については、駆動電極131に駆動電圧V1を印加すると、可動板140との間に静電引力Fが生じる。これにより、可動板140は、軸140cの周りを回動して駆動電極131側が駆動電極131に引き寄せられる方向に傾斜する(図16(b))。
可動板140が駆動電極132に引き寄せられる方向に傾斜する場合については、駆動電極132に駆動電圧V2を印加すると、可動板140との間に静電引力Fが生じる。これにより、可動板140は、軸140cの周りを回動して駆動電極132側が駆動電極132に引き寄せられる方向に傾斜する(図16(a))。
F=(ε0・W・L・V12)/d2 ・・・(6)
ここで、
ε0は比誘電率、
Wは駆動電極131の幅、
Lは駆動電極131の長さ、
dは静電ギャップD10、である。
なお、上式(6)は、駆動電圧V1を駆動電圧V2に置き換えれば、可動板140と駆動電極132との間の静電引力について成り立つ。
まず、静電ギャップD10を小さくする事は可動板140の傾斜範囲を小さくする事になるため有効ではない。また、駆動電極131は可動板140に対向している事が必要であり、可動板140のサイズは仕様として設定される反射面141の大きさで決まってしまう事から、駆動電極面積を大きくする事で大きな傾斜角を得るには限界がある。さらに、大きな駆動電圧を印加すると静電ギャップで静電破壊あるいは絶縁破壊が発生する為、駆動電圧を大きくする事で大きな傾斜角を得るのも限界がある。
したがって、波長選択スイッチ用のMEMSミラーアレイとしては大きな傾斜角を実現する事が望まれるが、静電駆動型MEMSミラーにおいて、静電引力を大きくする事で大きな傾斜角を得るには限界がある事がわかる。
ΔWが許容値未満であったとき(ステップS108でYES)は、集光レンズ113を本設置(ステップS109)して組立を終了する。
図24に示すように、光軸方向から見た集光レンズ413の面形状を、円形ではなく略矩形の形状にすることもできる。また、分散素子412、ミラーアレイ414も、集光レンズ413と同様に略矩形の面形状を備え、これらは同一の平面400上に載置される。これにより、組立時に集光レンズ413を第2方向B1に移動させる作業を簡単で且つ高精度に行う事が可能となる。
図25は、第2実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図、図26は、第2実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図、図27は、図26の分散素子512及び集光レンズ513の拡大図である。図28は、ミラーアレイ514の構成を示す、第1方向A1から見た側面図である。図29(a)は、角度YθをYθ1としたときのミラー514mへの入射光の反射を第1方向A1から見た図、(b)は、角度YθをYθ2としたときのミラー514mへの入射光の反射を第1方向A1から見た図である。
ここで、入出力ポート510は、複数の入出力ポートを備え、例えば図25に示すように、4つの入力ポート510a、510b、510c、510dと、1本の出力ポート510eと、が出力ポート510eを中心に第1方向A1にアレイ状に等間隔で並んだ状態で構成される。
図30に示すように、MEMSミラー520は、上面に反射面541を有する可動板540と、上面に1枚の駆動電極531が形成された基板530と、を有する。長板状の可動板540は、第1実施形態の可動板140と同様に、その長手方向の両端面から外側へそれぞれ延びる、一対のヒンジ542、543を備え、ヒンジ542、543は、ヒンジ542、543を通る軸540cの周りを回動することによって傾斜可能である。さらに、駆動電極531は、長さL、幅Wであって、可動板540の下面に対向している。また、可動板540と駆動電極531との間には静電ギャップD50が設けられている。
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
110U U面
110a、110b、110c、110d 入力ポート
110e 出力ポート
111 レンズアレイ
112 分散素子
113 集光レンズ
114 ミラーアレイ
114m ミラー
120 MEMSミラー
130 基板
131、132 駆動電極
140 可動板
140c 軸
141 反射面
144 下面
210 入出力ポート
210U U面
210a、210b、210c、210d 入力ポート
210e 出力ポート
211 レンズアレイ
220 MEMSミラー
230 基板
231 駆動電極
240 可動板
240c 軸
241 反射面
244 下面
320 MEMSミラー
330 基板
331、332 駆動電極
340 可動板
340c 軸
341 反射面
344 下面
412 分散素子
413 集光レンズ
414 ミラーアレイ
510 入出力ポート
510U U面
510a、510b、510c、510d 入力ポート
510e 出力ポート
511 レンズアレイ
512 分散素子
513 集光レンズ
514 ミラーアレイ
514m ミラー
520 MEMSミラー
530 基板
531 駆動電極
540 可動板
540c 軸
541 反射面
A1 第1方向
B1 第2方向
D10、D20、D30、D50 静電ギャップ
P1 分散点
Claims (5)
- 第1方向にアレイ状に並び、波長多重された光の入力部及び出力部を有する光入出力部と、
前記入力部から入力された波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、
前記信号波長に分離された光を集光させる集光素子と、
前記集光素子により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の出力部にスイッチングさせるように、前記第1方向、及び、前記第1方向に直交する第2方向に、前記信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、
を備える波長選択スイッチにおいて、
前記光偏向素子アレイの偏向範囲内のすべてにおいて、前記入力部から出射された光が、前記第1方向に垂直な面内において、垂直と異なる角度で前記光偏向素子アレイを構成する光偏向素子に入射するように前記集光素子及び前記光偏向素子アレイが配置されていることを特徴とする波長選択スイッチ。 - 前記集光素子により集光されたそれぞれの信号波長光の進行方向が、前記第2方向において、前記集光素子の中心軸と一致しないように、前記光分散手段と前記集光素子が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の波長選択スイッチ。
- 前記集光素子により集光されたそれぞれの信号波長光の進行方向が、前記第2方向において、前記集光素子の中心軸と一致し、前記光偏向素子アレイの偏向範囲内において、前記入力部から出射された光が、その進行方向と垂直な面に対し、垂直と異なる角度で入射するように前記光偏向素子アレイが傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の波長選択スイッチ。
- 前記集光素子は、前記集光素子により集光されたそれぞれの信号波長光の進行方向と前記集光素子の中心軸とが一致する位置から、前記第2方向へずらして配置されていることを特徴とする請求項2に記載の波長選択スイッチ。
- 前記光偏向素子アレイは、第2方向に配列された複数のミラーを有するミラーアレイであって、前記複数のミラーは、前記複数のミラーのそれぞれに集光する点を結んだ軸に対して常に斜めに傾いていることを特徴とする請求項3に記載の波長選択スイッチ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010064064A JP5563855B2 (ja) | 2010-03-19 | 2010-03-19 | 波長選択スイッチ |
US13/050,230 US8958693B2 (en) | 2010-03-19 | 2011-03-17 | Wavelength selective switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010064064A JP5563855B2 (ja) | 2010-03-19 | 2010-03-19 | 波長選択スイッチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011197400A JP2011197400A (ja) | 2011-10-06 |
JP5563855B2 true JP5563855B2 (ja) | 2014-07-30 |
Family
ID=44647339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010064064A Active JP5563855B2 (ja) | 2010-03-19 | 2010-03-19 | 波長選択スイッチ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8958693B2 (ja) |
JP (1) | JP5563855B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9097580B2 (en) * | 2010-07-26 | 2015-08-04 | Ii-Vi Incorporated | Multiport tunable optical filters |
US8655387B2 (en) * | 2011-03-25 | 2014-02-18 | Lg Electronics Inc. | Method and apparatus of location measurement using the location of neighbor UE |
JP6068478B2 (ja) * | 2012-08-30 | 2017-01-25 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置 |
US9326050B2 (en) * | 2013-07-17 | 2016-04-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength selective switch and method of manufacturing same |
JP6191693B2 (ja) * | 2013-07-17 | 2017-09-06 | 住友電気工業株式会社 | 波長選択スイッチ |
US9225458B2 (en) * | 2013-12-20 | 2015-12-29 | Alcatel Lucent | Wavelength-selective cross-connect device having a variable number of common ports |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2001292895A1 (en) | 2000-09-22 | 2002-04-02 | Movaz Networks, Inc. | Variable transmission multi-channel optical switch |
US7106924B2 (en) * | 2002-12-24 | 2006-09-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical switching device and optical transmission system |
JP4368286B2 (ja) * | 2004-10-08 | 2009-11-18 | 富士通株式会社 | 光スイッチ装置 |
JP4530805B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2010-08-25 | 富士通株式会社 | 光スイッチおよび光伝送装置 |
JP4528112B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2010-08-18 | 富士通株式会社 | 光スイッチ並びに光スイッチの制御装置及び制御方法 |
JP4476140B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2010-06-09 | 富士通株式会社 | 波長選択スイッチ |
US7263253B2 (en) * | 2005-04-11 | 2007-08-28 | Capella Photonics, Inc. | Optimized reconfigurable optical add-drop multiplexer architecture with MEMS-based attenuation or power management |
JP4651635B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2011-03-16 | 富士通株式会社 | 波長選択スイッチ |
JP4662960B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2011-03-30 | 富士通株式会社 | 波長選択スイッチ |
JP5006704B2 (ja) * | 2007-06-18 | 2012-08-22 | Nttエレクトロニクス株式会社 | 波長選択スイッチ |
JP4394713B2 (ja) * | 2007-09-10 | 2010-01-06 | Nttエレクトロニクス株式会社 | 波長選択スイッチ |
US8190025B2 (en) * | 2008-02-28 | 2012-05-29 | Olympus Corporation | Wavelength selective switch having distinct planes of operation |
JP5082983B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2012-11-28 | 富士通株式会社 | 光スイッチ及び光スイッチの制御方法、memsデバイスの制御方法 |
WO2009122516A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 富士通株式会社 | ミラー装置,光スイッチ,光ノード装置およびミラーデバイスの制御方法 |
JP5040813B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2012-10-03 | 富士通株式会社 | 光分岐挿入多重化装置 |
JP5040842B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2012-10-03 | 富士通株式会社 | 波長選択スイッチ |
JP5347628B2 (ja) * | 2009-03-26 | 2013-11-20 | 富士通株式会社 | マイクロ構造体 |
GB2486386A (en) * | 2009-10-22 | 2012-06-13 | Yissum Res Dev Co | Method and system for switching optical channels |
US8280206B2 (en) * | 2009-12-21 | 2012-10-02 | Accelink Technologies Co., Ltd. | WSS with hitless switching |
-
2010
- 2010-03-19 JP JP2010064064A patent/JP5563855B2/ja active Active
-
2011
- 2011-03-17 US US13/050,230 patent/US8958693B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8958693B2 (en) | 2015-02-17 |
US20110229132A1 (en) | 2011-09-22 |
JP2011197400A (ja) | 2011-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5563855B2 (ja) | 波長選択スイッチ | |
US6879745B2 (en) | Optical switch | |
US6535319B2 (en) | Free-space optical wavelength routing element based on stepwise controlled tilting mirrors | |
US8315490B1 (en) | Port array topology for high port count wavelength selective switch | |
JP5084732B2 (ja) | 光スイッチ | |
US6816640B2 (en) | Optical add drop multiplexer | |
US7030537B2 (en) | Movable MEMS-based noncontacting device | |
US20090257709A1 (en) | Optical switch | |
JP2001242396A (ja) | 2軸マイクロミラーを用いた光学スイッチを構成するマイクロマシン | |
US9383574B2 (en) | Translation mirror based beam steering mechanism with ultrahigh frequency response and high sensitivity | |
WO2003021316A1 (en) | Free-space wavelength routing systems with interleaved channels | |
JP2011248000A (ja) | 波長選択スイッチ | |
JP4495095B2 (ja) | マイクロミラー装置およびミラーアレイ | |
US6522802B2 (en) | Optical switch using support structures with both fixed mirrors and pivotable mirrors | |
US20140341504A1 (en) | Optical cross-connect switch with configurable optical input/output ports | |
US7177498B2 (en) | Two-by-two optical routing element using two-position MEMS mirrors | |
US7023604B2 (en) | Three dimensional optical switches and beam steering modules | |
JP4718740B2 (ja) | 光アドドロップマルチプレクサ | |
JP5416040B2 (ja) | 空間光デバイス | |
WO2012053443A1 (ja) | 波長選択スイッチ | |
JP2009271447A (ja) | 光スイッチ | |
JP2014074900A (ja) | 波長選択スイッチ | |
JP3733100B2 (ja) | 光スイッチ | |
JP2008076817A (ja) | 平面ミラーアレイ及びwssデバイス | |
JP4398433B2 (ja) | ミラーアレイ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130313 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130828 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131024 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20131212 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140604 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5563855 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |