JP6772244B2 - フォトニックスイッチ、フォトニックスイッチングファブリック、データセンター用の方法 - Google Patents
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Description
第1および第2の入力導波路が形成される第1の導波路部と、
第1および第2の出力導波路が形成される第2の導波路部と、
複数の光導波路が形成される懸架導波路部と、
懸架導波路部に結合されるMEMSアクチュエータと、を備え、
第1の位置では、MEMSアクチュエータが、第1のサブセットの複数の光導波路が第1および第2の導波路部にエバネッセント結合されてスイッチを第1の状態に置くように、懸架導波路部を位置決めし、
第2の位置では、MEMSアクチュエータが、第2のサブセットの複数の光導波路が第1および第2の導波路部にエバネッセント結合されてスイッチを第2の状態に置くように、懸架導波路部を位置決めする。
第1および第2の導波路が形成される非懸架導波路部と、
それぞれに光導波路が形成される第1および第2の懸架導波路部と、
前記第1および第2の懸架導波路部に結合される第1および第2のMEMSアクチュエータと、
を備え、
第1の位置では、第1および第2のMEMSアクチュエータが、懸架導波路部が非懸架導波路部内の第1および第2の導波路に光結合されてスイッチを第1の状態に置くように、懸架導波路部を位置決めし、
第2の位置では、前記第1および第2のMEMSアクチュエータが、前記懸架導波路部が前記非懸架導波路部内の前記第1および第2の導波路に光結合されず前記スイッチを第2の状態に置くように、前記懸架導波路部を位置決めする。
第1および第2の導波路が形成される非懸架導波路部と、
それぞれに光導波路が形成される第1および第2の懸架導波路部と、
を備え、
第1の構成では、懸架導波路部が、非懸架導波路部内の第1および第2の導波路に結合されてスイッチを第1の状態に置くように位置決めされ、
第2の構成では、懸架導波路部が、非懸架導波路部内の第1および第2の導波路に結合されずスイッチを第2の状態に置くように位置決めされる。
それぞれが複数のP個の並列レーンプラガブル光送受信機に結合される複数のR個の光ケーブルと、
複数のP個のM×N光スイッチプレーンを備える光スイッチマトリックスと、
を備え、
P個の並列レーンプラガブル光送受信機のうちの所定の並列レーンを複数のP個のM×N光スイッチプレーンのうちのM×N光スイッチプレーンに対応付けることによって静的に、および、光ケーブルに組み付けられる1以上の複数のプルアウトコネクタが光スイッチマトリックスの複数のプルアウトコネクタに結合されるように、光スイッチマトリックスの一部を形成する光スイッチングマトリックスによって動的に、の少なくとも一方で、各光ケーブルが複数のP個のM×N光スイッチプレーンに接続される。
第1の状態では、MOEMS型光スイッチは、第1の光導波路と第2の光導波路との間に光結合を有し、
第2の状態では、MOEMS型光スイッチは、第1の光導波路と第2の光導波路との間に光結合を有していない。
本発明の一実施形態によると、光スイッチが提供され、該光スイッチが、
第1の光導波路および第2の光導波路を支持する前記光スイッチの可動MEMS素子であって、前記第1の光導波路と第2の光導波路が前記第1の光導波路と第2の光導波路との間の光結合を制限するのに十分な大きさの角度で交差する可動MEMS素子と、
前記可動MEMS素子に配置され、前記第1の光導波路の第1の端部側に配置される第1の端部と前記第2の光導波路の第1の端部側に配置される第2の端部とを有する湾曲光導波路と、
前記光スイッチの固定部に支持される第3および第4の光導波路と、
を備え、
第1の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ、対応する前記第1の光導波路と前記第2の光導波路の前記第1の端部に結合し、
第2の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ前記湾曲光導波路の端部に結合する。
前記光スイッチマトリックスの第1の端部の複数の入力と、
前記光スイッチマトリックスの第2の遠位端部の複数の出力と、
複数のユニットセルと、を備え、各ユニットセルが、
第1の光導波路および第2の光導波路を支持する前記光スイッチの可動MEMS素子であって、前記第1の光導波路と第2の光導波路が前記第1の光導波路と第2の光導波路との間の光結合を制限するのに十分な大きさの角度で交差する可動MEMS素子と、
前記可動MEMS素子に配置され、前記第1の光導波路の第1の端部側に配置される第1の端部と前記第2の光導波路の第1の端部側に配置される第2の端部とを有する湾曲光導波路と、
前記光スイッチの固定部に支持される第3および第4の光導波路と、
を備え、
第1の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ、対応する前記第1の光導波路と前記第2の光導波路の前記第1の端部に結合し、
第2の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ前記湾曲光導波路の端部に結合し、
前記光スイッチマトリックスの第1の端部と前記光スイッチマトリックスの第2の端部との間の他の縁部に沿って配置される隣接ユニットセルが、反射ミラーを介して相互に順次結合される。
・40Gbpsの16QSFP+ポートをラック内の16サーバ130へ、または並列レーンプラガブル光学素子およびブレイクアウトケーブルを介して、10Gbpsの64ポートをラック内の64サーバポートへ(設計に応じて最大64サーバ130までサポート);
・40Gbpsの8QSFP+ポートを8イーサネットスパインスイッチ150へ、または並列レーンプラガブル光学素子およびブレイクアウトケーブルを介して10Gbpsの32ポートを最大32スパインスイッチ150へ(あるいは、40Gbpsを隣接スパインスイッチ150へ、20Gbpsを次の一対の最近スパインスイッチ130、10Gbpsを次の8つのスプラインスイッチ150などのその他の組み合わせ)
・40Gbpsの8QSFP+ポートを並列レーンプラガブル光学素子およびブレイクアウトケーブルでMOS650に接続
・8QSFP+インタフェース全体の任意の2つのToRリーフスイッチ140間のポイントツーポイント帯域幅:320Gbps;
・それぞれ8QSFP+インタフェースを有する1列の32ToRリーフスイッチ140の二分帯域幅:2.64Tbps;
・それぞれ8QSFP+インタフェースを有する1列の32ToRのアドレス可能な帯域幅:327.68Tbps
・8QSFP+インタフェース全体の任意の2つのToRリーフスイッチ140間のポイントツーポイント帯域幅:800Gbps;
・それぞれ8QSFP+インタフェースを有する1列の32ToRリーフスイッチ140の二分帯域幅:6.6Tbps
・それぞれ8QSFP+インタフェースを有する1列の32ToRのアドレス可能な帯域幅:819.2Tbps
−2014年3月7日に提出された米国仮特許出願第61/949,474号の「ミラー型微小電気機械システムおよび方法」
−2015年3月9日に提出された世界知的所有権機関特許協力条約出願の「ミラー型微小電気機械システムおよび方法」
−2014年3月10日に提出された米国仮特許出願第61/950,238号の「光ネットワークに関連するシステムおよび方法」
−2015年3月10日に提出された世界知的所有権機関特許協力条約出願の「光ネットワークに関連するシステムおよび方法」
−2014年3月7日に提出された米国仮特許出願第61/949,484号の「波長調整可能光コンポーネントおよびサブシステム用の方法およびシステム」
−2015年3月9日に提出された世界知的所有権機関特許協力条約出願の「波長調整可能光コンポーネントおよびサブシステム用の方法およびシステム」。
−固定MEMS構造(第1の断面図226)。上側シリコン(Si)2220が、中間二酸化ケイ素(SiO2)2230犠牲層を介してシリコン(Si)2220基板に固定される。
−非固定MEMS構造(第2の断面図2270)。SiO22230およびSi2220基板がエッチングされて除去され、SiMEMS素子が独立して残っている。
−回転懸架導波路(第3の断面図2275)。SiO22230クラッドと窒化ケイ素(Si3N4)コア光導波路が、基板から隔離された支柱(回転軸)を有するSi2220ビーム上に位置する。
−懸架導波路(第4の断面図2280)。SiO22230クラッドと窒化ケイ素(Si3N4)コア光導波路がSi2220ビーム上に位置する。
−非懸架導波路(第5の断面図2290)。SiO22230クラッドと窒化ケイ素(Si3N4)コア光導波路が中間二酸化ケイ素(SiO2)2230犠牲層を介してシリコン(Si)2220基板に固定される。
・第1の断面図2800A。光導波路が形成され張り出した懸架並進MOEMS素子の線形運動により、光信号は固定光導波路とMOEMS光導波路をエバネッセント結合することができ、縦方向の直線並進移動のみ、または垂直並進と組み合わせて、エバネッセント結合を調節/停止する。
・第2の断面図2800B。光導波路が形成され張り出した懸架並進MOEMS素子の線形運動により、光信号は固定光導波路とMOEMS光導波路をエバネッセント結合することができ、直線水平運動のみ、または垂直並進と組み合わせて、エバネッセント結合を調節/停止する。
・第3の断面図2800C。光導波路が形成され張り出した懸架並進MOEMS素子の線形運動により、光信号は固定光導波路とMOEMS素子のいずれかの端部をエバネッセント結合することができる。
・第4の断面図2800D。光導波路が形成された懸架並進MOEMS素子の線形運動により、光信号は固定光導波路をバット結合することができる。
・第1の断面図2850A。光導波路が形成され張り出した懸架並進MOEMS素子の回転運動により、光信号は固定光導波路とMOEMS光導波路をエバネッセント結合することができ、回転運動のみ、または垂直並進と組み合わせて、結合を調節/停止する。
・第2の断面図2850B。光導波路が形成され張り出した懸架並進MOEMS素子の回転運動により、光信号は固定光導波路とMOEMS光導波路とのバッド結合を通じて結合することができ、回転運動のみ、または垂直並進と組み合わせて、結合を調節/停止する。
・第3の断面図2800C。光導波路が形成され張り出した懸架並進MOEMS素子の回転運動により、光信号は並んだ構成内の固定光導波路をエバネッセント結合することができるが、上側導波路の回転の結果、結合が停止される。
・ラッチロックパッド3410;
・ラッチパッド3420;
・時計回りパッド3430;
・ギャップ閉鎖パッド3440;
・反時計回りパッド3450;
・アース3460。
(付記1)
第1のスパインスイッチに関連付けられる第1のセットのリーフスイッチと第2のスパインスイッチに関連付けられる第2のセットのリーフスイッチとを、モジュール式光切替(MOS)相互接続ネットワークを設けて、前記第1のセットのリーフスイッチのそれぞれのポートから前記第2のセットのリーフスイッチのそれぞれのポートに帯域幅をプログラム可能に割り当てることによって、前記第1および第2のスパインスイッチの少なくとも一方を通じたルーティングなしの相互接続システム。
(付記2)
前記MOSが、前記第1のセットのリーフスイッチのうちのリーフスイッチの個々の光チャネルを前記第2のセットのリーフスイッチのうちの第2のリーフスイッチのポートにプログラム可能に結合する、付記1に記載のシステム。
(付記3)
前記第1のセットのリーフスイッチのそれぞれのポートと前記第2のセットのリーフスイッチのそれぞれのポートは各リーフスイッチの所定のサブセットのポートであり、各スイッチの第2の所定のサブセットのポートが、前記リーフスイッチを対応するスパインスイッチに接続する、付記1に記載のシステム。
(付記4)
スイッチングファブリックを確立して、前記スイッチングファブリック内の最低速スイッチング素子によって定義されるよりも高速である再構成速度を提供する方法であって、入力時間スイッチアレイ、複数の空間スイッチングファブリック、出力時間スイッチアレイを設けることを備え、前記複数の空間スイッチングファブリックのうちの現在アクティブの空間スイッチングファブリック以外の前記複数の空間スイッチングファブリックのうちの構成可能空間スイッチングファブリックは、前記入力および出力時間スイッチアレイがすべての光信号を前記複数の空間スイッチングファブリックの前記構成可能空間スイッチングファブリックにルーティングする前に新たな構成で構成される方法。
(付記5)
前記再構成速度が、前記複数の空間スイッチングファブリックよりも高速に切り換える前記入力および出力時間スイッチアレイによって決定される、付記4に記載の方法。
(付記6)
前記複数の空間スイッチングファブリックの数が、前記スイッチングファブリックの最高再構成速度と前記複数の空間スイッチングファブリックのスイッチング速度に応じて決定さる、付記4に記載の方法。
(付記7)
スイッチングファブリックを確立して、前記スイッチングファブリック内の最低速スイッチング素子によって定義されるよりも高速である再構成速度を提供する方法であって、入力時間スイッチアレイ、複数の空間スイッチングファブリック、出力時間スイッチアレイを設けることを備え、前記入力時間スイッチアレイの所定の出力ポートに結合される前記複数の空間スイッチングファブリックのうち現在アクティブの空間スイッチングファブリック以外の所定の空間スイッチングファブリック上の前記入力時間スイッチアレイの所定の出力ポートと前記出力時間スイッチアレイの所定の入力ポートとの間の経路は、前記入力および出力時間スイッチアレイがすべての光信号を前記複数の空間スイッチングファブリックのうちの構成可能空間スイッチングファブリックにルーティングする前に新たな構成で構成される方法。
(付記8)
前記再構成速度が、前記複数の空間スイッチングファブリックよりも高速に切り換える前記入力および出力時間スイッチアレイによって決定される、付記7に記載の方法。
(付記9)
前記入力時間スイッチアレイの出力ポートと前記出力時間スイッチアレイの入力ポートとの間の光路が、前記複数の空間スイッチングファブリック全体に分散される、付記7に記載の方法。
(付記10)
前記複数の空間スイッチングファブリックの各空間スイッチングファブリックが、厳密非閉塞空間スイッチファブリック、広義非閉塞空間スイッチファブリック、再構成型非閉塞空間スイッチファブリック、閉塞空間スイッチファブリックのうちの少なくとも1つである、付記7に記載の方法。
(付記11)
複数の第1のスイッチから第2の遠隔スイッチの構成を確立する方法であって、各第1のスイッチの所定のサブセットの出力に帯域外信号を結合することと、前記複数の第1のスイッチからの帯域外信号から前記第2の遠隔スイッチの構成を判定することとを含む方法。
(付記12)
各第1のスイッチの所定のサブセットの出力が、各第1のスイッチのイナクティブな(非選択)出力またはアクティブな(選択)出力である、付記11に記載の方法。
(付記13)
前記第2の遠隔スイッチが光導波路を有するシリコン微小光電気機械システム(MOEMS)装置であり、前記帯域外信号が、前記複数の第1のスイッチの第1のスイッチに結合される各光導波路から光導波路型デマルチプレクサを用いて波長多重分離され、前記MOEMS装置にモノリシックまたはハイブリッドに結合される光検出器で電気信号に変換され、
前記第1の遠隔スイッチが光導波路を有するシリコン微小光電気機械システム(MOEMS)装置であり、前記帯域外信号が、前記複数の第1のスイッチの各第1のスイッチの出力ポートに結合され、前記MOEMS装置にモノリシックまたはハイブリッドに結合される光学装置によって切り換えられる信号の帯域外で光信号を生成する光源に結合される各光導波路に光導波路型マルチプレクサを用いて波長多重化される、付記11に記載の方法。
(付記14)
回転軸から延在するビーム上の第1の光導波路が、前記ビームに対して横方向に配置される第1のMEMSアクチュエータの作用下で前記回転軸に対して回転して、少なくとも前記ビーム、回転軸、第1のMEMSアクチュエータに基づき幾何学的に配置される複数の第2の光導波路のうちの第2の光導波路に結合されるスイッチング方法。
(付記15)
前記ビームの他方の側から前記第1のMEMSアクチュエータに配置される第2のMEMSアクチュエータと、
第1の固定係止位置を有する前記第1のMEMSアクチュエータの回転アームに連結される第1のラッチングアクチュエータと、
第2の固定係止位置を有する前記第2のMEMSアクチュエータの回転アームに連結される第2のラッチングアクチュエータと、をさらに備え、
前記第2の固定係止位置が前記第1の固定係止位置によって確定される位置の間に配置され、
前記第1のラッチングアクチュエータと第2のラッチングアクチュエータの一方のみが任意の時点で始動されて前記光スイッチを現在位置に係止する、付記14に記載の方法。
(付記16)
前記ビーム上の前記第1の光導波路が前記ビーム上の複数の光導波路のうちの1つである、付記14に記載の方法。
(付記17)
前記回転軸と前記複数の第2の光導波路に隣接する端部との間の前記ビームが、前記ビームの端部と前記複数の第2の光導波路との接触を維持するために所定の形状を有する、付記14に記載の方法。
(付記18)
光スイッチであって、
第1および第2の入力導波路が形成される第1の導波路部と、
第1および第2の出力導波路が形成される第2の導波路部と、
複数の光導波路が形成される懸架導波路部と、
懸架導波路部に結合されるMEMSアクチュエータと、を備え、
第1の位置では、前記MEMSアクチュエータが、第1のサブセットの前記複数の光導波路が前記第1および第2の導波路部に光結合されて前記スイッチを第1の状態に置くように、前記懸架導波路部を位置決めし、
第2の位置では、前記MEMSアクチュエータが、第2のサブセットの前記複数の光導波路が前記第1および第2の導波路部に光結合されて前記スイッチを第2の状態に置くように、前記懸架導波路部を位置決めする光スイッチ。
(付記19)
第3の位置では、前記MEMSアクチュエータが、前記複数の光導波路のいずれも前記第1および第2の導波路部に結合されず前記スイッチを第3の状態に置くように、前記懸架導波路部を位置決めする、付記18に記載の光スイッチ。
(付記20)
前記第1および第2の導波路部と前記複数の第2の光導波路との光結合がエバネッセント結合またはバット結合による、付記18に記載の光スイッチ。
(付記21)
光スイッチであって、
第1および第2の導波路が形成される非懸架導波路部と、
それぞれに光導波路が形成される第1および第2の懸架導波路部と、
前記第1および第2の懸架導波路部に結合される第1および第2のMEMSアクチュエータと、を備え、
第1の位置では、前記第1および第2のMEMSアクチュエータが、前記懸架導波路部が前記非懸架導波路部内の前記第1および第2の導波路に光結合されて前記スイッチを第1の状態に置くように、前記懸架導波路部を位置決めし、
第2の位置では、前記第1および第2のMEMSアクチュエータが、前記懸架導波路部が前記非懸架導波路部内の前記第1および第2の導波路に光結合されず前記スイッチを第2の状態に置くように、前記懸架導波路部を位置決めする光スイッチ。
(付記22)
前記第1および第2の導波路が、前記第2の状態では、前記スイッチが前記クロス状態となるように交差し、
前記第1の状態では、前記第1および第2の導波路内の光信号が、前記導波路交差が迂回され前記スイッチが前記バー状態となるように、前記懸架導波路部と結合される、付記21に記載の光スイッチ。
(付記23)
光スイッチであって、
第1および第2の導波路が形成される非懸架導波路部と、
それぞれに光導波路が形成される第1および第2の懸架導波路部と、を備え、
第1の構成では、前記懸架導波路部が、前記非懸架導波路部内の前記第1および第2の導波路に光結合されて、前記スイッチを第1の状態に置くように位置決めされ、第2の構成では、前記懸架導波路部が、前記非懸架導波路部内の前記第1および第2の導波路に光結合されて、前記スイッチを第2の状態に置くように位置決めされる光スイッチ。
(付記24)
前記第1および第2の構成の両方において前記懸架導波路部を適所に係止するために前記第1および第2の懸架導波路部に結合されるラッチと、
前記ラッチが解放されるときに前記懸架導波路部を前記第2の構成に配置するために前記第1および第2の懸架導波路部に結合されるバネと、をさらに備える、付記23に記載の光スイッチ。
(付記25)
前記第1および第2の構成の両方において前記懸架導波路部を適所に係止するために前記第1および第2の懸架導波路部に結合されるラッチであって、それぞれが前記第1の構成にとって複数のラッチング位置を備えるラッチをさらに備え、
前記第1の構成にとっての複数のラッチング位置のうちのラッチング位置が、前記光スイッチに対して、前記光スイッチによってルーティングされる光信号の波長範囲に応じて設定される、付記23に記載の光スイッチ。
(付記26)
静電力と電磁力の少なくとも一方が、前記第1および第2の懸架導波路部を前記第1の構成に配置するために利用される、付記23に記載の光スイッチ。
(付記27)
ネットワークであって、
2層折返しClosネットワークトポロジを形成するため、第2層内の複数の光スイッチを介して第1層内の複数の電子パケットスイッチを相互接続することを備え、
前記複数の光スイッチが光学的に相互接続され、各電子パケットスイッチが複数の光スイッチに接続されるネットワーク。
(付記28)
各電子パケットスイッチが複数の並列レーン光送受信機を備え、各並列レーン送受信機が別の光ファイバに結合され、各並列レーン送受信機が別の光スイッチに結合される、付記27に記載のネットワーク。
(付記29)
各並列レーン光送受信機が所定の基準に準拠し、前記所定の基準がPSM4QSFP+、QSFP28、QSFP56から成る群から選択される、付記28に記載のネットワーク。
(付記30)
各光スイッチが光スイッチングの複数のプレーンを備える、付記27に記載のネットワーク。
(付記31)
スイッチング素子であって、
電子パケットスイッチングと光スイッチングを備え、「トップオブラック」スイッチとしてラック内で前記スイッチング素子に結合される複数のサーバと、遠隔配置される少なくとも別の電子装置を切り換えるスイッチング素子。
(付記32)
データセンター内の他のサーバラック内の複数の「トップオブラック」スイッチのうち少なくとももう1つの「トップオブラック」スイッチへの光スパインスイッチの機能を果たす、付記31に記載のスイッチング素子。
(付記33)
システムであって、
それぞれが複数のP個の並列レーンプラガブル光送受信機に結合される複数のR個の光ケーブルと、
複数のP個のM×N光スイッチプレーンを備える光スイッチマトリックスと、を備え、
前記のP個の並列レーンプラガブル光送受信機のうちの所定の並列レーンを前記複数のP個のM×N光スイッチプレーンのうちのM×N光スイッチプレーンに対応付けることによって静的に、および、前記光ケーブルに組み付けられる1以上の複数のプルアウトコネクタが前記光スイッチマトリックスの複数のプルアウトコネクタに結合されるように、前記光スイッチマトリックスの一部を形成する光スイッチングマトリックスによって動的に、の少なくとも一方で、各光ケーブルが前記複数のP個のM×N光スイッチプレーンに接続されるシステム。
(付記34)
各光ケーブルがサーバの単独クラスタ内の複数の電子パケットスイッチの電子パケットスイッチを相互接続し、各電子パケットスイッチがサーバラックの最上部に配置される、付記33に記載のシステム。
(付記35)
各光ケーブルが、複数のサーバクラスタ内の複数の電子パケットスイッチのうちの電子パケットスイッチと交差し、各電子パケットスイッチが前記複数のサーバクラスタの各サーバクラスタ内の所定のサーバラックの最上部に配置される、付記33に記載のシステム。
(付記36)
それぞれが複数のP個の並列レーンプラガブル光送受信機に結合される複数のS個の光ケーブルと、
それぞれが複数のP個のM×N光スイッチプレーンを備える複数の他の光スイッチマトリックスと、をさらに備え、
光スイッチマトリックス総体が、所定のサブセットの光スイッチマトリックス総体に接続される電子パケットスイッチの全並列レーンを別の電子パケットスイッチに動的に集約することを可能にする、付記33に記載のシステム。
(付記37)
MOEMS型光スイッチの可動素子上の複数の第1の光導波路のうちの第1の光導波路と、前記MOEMS型光スイッチの固定素子上の複数の第2の光導波路のうちの少なくとも1つの第2の光導波路との間の光結合を確立することを備える光スイッチング方法であって、
第1の状態では、MOEMS型光スイッチは、前記第1の光導波路と前記第2の光導波路との間に光結合を有し、
第2の状態では、MOEMS型光スイッチは、前記第1の光導波路と前記第2の光導波路との間に光結合を有していない光スイッチング方法。
(付記38)
前記光結合が、
前記複数の第1の光導波路の前記第1の光導波路と前記複数の第2の光導波路の前記第2の光導波路とを備える水平方向性結合器と、
前記複数の第1の光導波路の前記第1の光導波路と前記複数の第2の光導波路の前記第2の光導波路とを備える垂直方向性結合器と、のいずれか内でエバネッセント結合を介して行われる、付記37に記載の方法。
(付記39)
前記MOEMS型光スイッチの前記可動素子が、前記MOEMS型光スイッチの固定素子に対して、横方向に並進する、縦方向に並進する、回転する、のいずれかである、付記37による方法。
(付記40)
前記複数の第1の光導波路のうちの前記第1の光導波路と前記複数の第2の光導波路のうちの前記第2の光導波路が、前記複数の第1の光導波路の前記第1の光導波路と前記複数の第2の光導波路の前記第2の光導波路のそれぞれのクラッドを介して結合される、付記37に記載の方法。
(付記41)
回転軸から延在するビーム上の第1の光導波路が、前記ビームに対して横方向に配置される第1のMEMSアクチュエータの作用下で前記回転軸に対して回転して、少なくとも前記ビーム、回転軸、前記第1のMEMSアクチュエータに基づき幾何学的に配置される複数の第2の光導波路のうちの第2の光導波路に前記第1の光導波路がエアギャップ全体でバット結合される光学方法。
(付記42)
前記ビームが、懸架構造に伸張して前記エアギャップを閉鎖するギャップ閉鎖素子に結合されている、付記41に記載の方法。
(付記43)
前記第1の光導波路と前記第2の光導波路の一方の支持部を形成する層は、前記第1の光導波路と前記第2の光導波路の他方が前記第1の光導波路と前記第2の光導波路の前記一方と自己整列するような外形を有する、付記41に記載の方法。
(付記44)
光スイッチであって、
第1の光導波路および第2の光導波路を支持する前記光スイッチの可動MEMS素子であって、前記第1の光導波路と第2の光導波路が前記第1の光導波路と第2の光導波路との間の光結合を制限するのに十分な大きさの角度で交差する可動MEMS素子と、
前記可動MEMS素子に配置され、前記第1の光導波路の第1の端部側に配置される第1の端部と前記第2の光導波路の第1の端部側に配置される第2の端部とを有する湾曲光導波路と、
前記光スイッチの固定部に支持される第3および第4の光導波路と、を備え、
第1の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ、対応する前記第1の光導波路と前記第2の光導波路の前記第1の端部に結合し、
第2の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ前記湾曲光導波路の端部に結合する光スイッチ。
(付記45)
光スイッチマトリックスであって、
前記光スイッチマトリックスの第1の端部の複数の入力と、
前記光スイッチマトリックスの第2の遠位端部の複数の出力と、
複数のユニットセルと、を備え、
各ユニットセルが、
第1の光導波路および第2の光導波路を支持する前記光スイッチの可動MEMS素子であって、前記第1の光導波路と第2の光導波路が前記第1の光導波路と第2の光導波路との間の光結合を制限するのに十分な大きさの角度で交差する可動MEMS素子と、
前記可動MEMS素子に配置され、前記第1の光導波路の第1の端部側に配置される第1の端部と前記第2の光導波路の第1の端部側に配置される第2の端部とを有する湾曲光導波路と、
前記光スイッチの固定部に支持される第3および第4の光導波路と、を備え、
第1の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ、対応する前記第1の光導波路と前記第2の光導波路の前記第1の端部に結合し、
第2の状態の前記可動MEMS素子が、前記第3および第4の光導波路をそれぞれ前記湾曲光導波路の端部に結合し、
前記光スイッチマトリックスの前記第1の端部と前記光スイッチマトリックスの前記第2の端部との間の他の縁部に沿って配置される隣接ユニットセルが、反射ミラーを介して相互に順次結合される光スイッチマトリックス。
Claims (12)
- 基板上に非懸架入力導波路を提供すること、
一方の端部で前記入力導波路に連結し、回転軸の前後に延在する部分を有する懸架導波路を提供すること、
前記回転軸で前記懸架導波路に連結し、前記懸架導波路の片側に横方向に配置される第1の微小電気機械システム(MEMS)回転アクチュエータを提供すること、
ビームの一方の側から前記第1のMEMS回転アクチュエータに対して横方向に配置される第2のMEMS回転アクチュエータを提供すること、
前記回転軸後の前記懸架導波路の部分は、前記第1のMEMS回転アクチュエータおよび前記第2のMEMS回転アクチュエータの作用下で前記回転軸に対して回転して、前記懸架導波路が、前記基板の別の部分に配置される光導波路のアレイのうちの1つの光導波路に結合され、
動作電圧の継続的な印加なしに、前記第1のMEMS回転アクチュエータおよび前記第2のMEMS回転アクチュエータを選択した構成内で維持する第1の固定係止位置を有する前記第1のMEMS回転アクチュエータの回転アームに連結される第1のラッチングアクチュエータを提供すること、ならびに
動作電圧の継続的な印加なしに、前記第1のMEMS回転アクチュエータおよび前記第2のMEMS回転アクチュエータを前記選択した構成内で維持する第2の固定係止位置を有する前記第2のMEMS回転アクチュエータの回転アームに連結される第2のラッチングアクチュエータを提供すること、を含み、
前記第2の固定係止位置が、前記第1の固定係止位置によって確定される位置に対してオフセットされ、
回転すると、前記第1のMEMS回転アクチュエータと第2のMEMS回転アクチュエータは、前記第1のラッチングアクチュエータおよび前記第1のラッチングアクチュエータのいずれかによって適所にラッチされる、光スイッチング方法。 - 前記非懸架入力導波路が複数の非懸架入力導波路のうちの1つであり、
前記懸架導波路が複数の懸架導波路のうちの1つである、請求項1に記載の方法。 - 前記回転軸と前記光導波路のアレイに連結する端部との間の前記懸架導波路が、前記光導波路のアレイと前記懸架導波路の回転端の間の接触を維持するために可撓ギャップ閉鎖構造を提供するような所定の形状を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のMEMS回転アクチュエータおよび前記第2のMEMS回転アクチュエータの作用は、前記複数の懸架導波路を、前記光導波路のアレイのサブセットと整列させる、請求項2に記載の方法。
- 前記複数の懸架導波路および前記光導波路のアレイは、異なるピッチにあり、
前記第1のMEMS回転アクチュエータおよび前記第2のMEMS回転アクチュエータの作用は、前記複数の懸架導波路のサブセットを前記光導波路のアレイのサブセットと整列させる、請求項2に記載の方法。 - 前記回転軸と前記光導波路のアレイに連結する端部との間の懸架導波路は、前記光導波路のアレイと前記懸架導波路の回転端の間の接触を維持するために可撓ギャップ閉鎖構造を提供するような所定の形状を有し、
前記可撓ギャップ閉鎖構造は、加熱により追加の屈曲が生じて、懸架導波路を移動する前に間隙が生成され、その後、加熱をやめると間隙を閉鎖することができるように金属化されている、請求項1に記載の方法。 - 基板上に非懸架入力導波路を提供すること、
一方の端部で前記入力導波路に連結し、回転軸の前後に延在する部分を有する懸架導波路を提供すること、
前記回転軸で前記懸架導波路に連結し、前記懸架導波路の片側に横方向に配置される第1の微小電気機械システム(MEMS)回転アクチュエータを提供すること、を含み、
前記回転軸後の前記懸架導波路の部分は、前記第1のMEMS回転アクチュエータの作用下で前記回転軸に対して回転して、前記懸架導波路が、前記基板の別の部分に配置される光導波路のアレイのうちの1つの光導波路に結合され、
前記回転軸と前記光導波路のアレイに連結する端部との間の前記懸架導波路が、前記光導波路のアレイと前記懸架導波路の回転端の間の接触を維持するために可撓ギャップ閉鎖構造を提供するような所定の形状を有する、光スイッチング方法。 - 基板上に非懸架入力導波路を提供すること、
一方の端部で前記入力導波路に連結し、回転軸の前後に延在する部分を有する懸架導波路を提供すること、
前記回転軸で前記懸架導波路に連結し、前記懸架導波路の片側に横方向に配置される第1の微小電気機械システム(MEMS)回転アクチュエータを提供すること、を含み、
前記回転軸後の前記懸架導波路の部分は、前記第1のMEMS回転アクチュエータの作用下で前記回転軸に対して回転して、前記懸架導波路が、前記基板の別の部分に配置される光導波路のアレイのうちの1つの光導波路にエアギャップ全体で結合され、
前記光導波路のアレイの支持部を形成する層は、前記懸架導波路と前記光導波路のアレイとの間の間隙が閉じると、前記懸架導波路が前記光導波路のアレイと同じ高度に上がるような外形を有する、光スイッチング方法。 - 懸架導波路ビームが、前記エアギャップの閉鎖をもたらすように前記懸架導波路を伸長する可撓ギャップ閉鎖構造として形成される、請求項8に記載の方法。
- 前記懸架導波路と前記光導波路のアレイとの間のエアギャップは、前記懸架導波路および前記光導波路のアレイがチャージされない、または同様にチャージされている場合に開き、
前記懸架導波路と前記光導波路のアレイとの間のエアギャップは、前記懸架導波路と前記光導波路のアレイとが逆にチャージしている場合に閉じられる、請求項8に記載の方法。 - 前記懸架導波路を引いて回転させ、前記エアギャップを再閉鎖するための線形アクチュエータをさらに提供する、請求項8に記載の方法。
- 前記懸架導波路を引いて回転させ、前記エアギャップを再閉鎖するための線形アクチュエータをさらに提供し、
懸架導波路ビームが、前記アクチュエータのオーバーランを吸収する可撓ギャップ閉鎖構造として形成される、請求項8に記載の方法。
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