JPH02103011A - 光通信ネットワーク - Google Patents
光通信ネットワークInfo
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- JPH02103011A JPH02103011A JP1159384A JP15938489A JPH02103011A JP H02103011 A JPH02103011 A JP H02103011A JP 1159384 A JP1159384 A JP 1159384A JP 15938489 A JP15938489 A JP 15938489A JP H02103011 A JPH02103011 A JP H02103011A
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/50—Optics for phase object visualisation
- G02B27/54—Schlieren-optical systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
- G02B26/0841—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
-
- 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
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2817—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using reflective elements to split or combine optical signals
-
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔関連出願の記載〕
1985年9月18日出願の係属中の米国特許出願Nn
177、660 (McAulay、 Tl−11
251)、1986年8月29日出願の係属中の米国特
許出願N1901.868 (McAulay、 T
f−10952A) 、及び1986年8月14日出願
の係属中の米国特許出願NI O85,993(Coh
n、 Tl−12747)は、関連する内容を開示する
。これらの関連出願は、本願の譲受人に譲渡されている
。
177、660 (McAulay、 Tl−11
251)、1986年8月29日出願の係属中の米国特
許出願N1901.868 (McAulay、 T
f−10952A) 、及び1986年8月14日出願
の係属中の米国特許出願NI O85,993(Coh
n、 Tl−12747)は、関連する内容を開示する
。これらの関連出願は、本願の譲受人に譲渡されている
。
本発明は通信ネットワークに関し、さらに詳細に−は、
多数の入力から多数の出力を再構成するスイッチングの
為の空間光変調器を使用するマルチチャネルスイッチに
関する。
多数の入力から多数の出力を再構成するスイッチングの
為の空間光変調器を使用するマルチチャネルスイッチに
関する。
幾つもの高速送信器から幾つもの受信器へと再構成通信
をすることは、扱いにくく困難な課題である。しかしな
がら、(再構成りロスバースイッチを含む)再構成通信
ネットワークは、多数のプロセッサが互いに情報を送信
し合い或いは共通の信号源を分は持つような高速の並列
演算アーキテクチャ、電話中継局などに於ける通信のス
イッチング、及び、幾つかのセンサを幾つものプロセッ
サが分担し得る能力と過誤に対する冗長性とを備えた再
構成を必要とする航空機の光フアイババスなどの多様な
装置の基礎となっている。クロスバ−スイッチは、実際
、N個の入力の各々をM個の出力のいずれか又は全てへ
と接続するための、N×M個配列配列たスイッチである
。航空機の電子システム、スーパーコンピュータのプロ
セッサ同士の通信、ローカルエリアネットワーク、など
の幾つかの応用に於いては、アレイのサイズは中程度(
NとMとが、いずれも20程度)でよいけれども、機械
の頑丈さと光通信とによって可能となる耐ノイズ性と、
広い帯域幅を備えた即時処理とが必要となる。移動−固
定ネットワーク、工業用自動制御、ローカルエリアネッ
トワークに於ける本体系コンピュータとの通信、などの
他の応用に於いては、再構成の容易なりロスバースイッ
チが要望されている。
をすることは、扱いにくく困難な課題である。しかしな
がら、(再構成りロスバースイッチを含む)再構成通信
ネットワークは、多数のプロセッサが互いに情報を送信
し合い或いは共通の信号源を分は持つような高速の並列
演算アーキテクチャ、電話中継局などに於ける通信のス
イッチング、及び、幾つかのセンサを幾つものプロセッ
サが分担し得る能力と過誤に対する冗長性とを備えた再
構成を必要とする航空機の光フアイババスなどの多様な
装置の基礎となっている。クロスバ−スイッチは、実際
、N個の入力の各々をM個の出力のいずれか又は全てへ
と接続するための、N×M個配列配列たスイッチである
。航空機の電子システム、スーパーコンピュータのプロ
セッサ同士の通信、ローカルエリアネットワーク、など
の幾つかの応用に於いては、アレイのサイズは中程度(
NとMとが、いずれも20程度)でよいけれども、機械
の頑丈さと光通信とによって可能となる耐ノイズ性と、
広い帯域幅を備えた即時処理とが必要となる。移動−固
定ネットワーク、工業用自動制御、ローカルエリアネッ
トワークに於ける本体系コンピュータとの通信、などの
他の応用に於いては、再構成の容易なりロスバースイッ
チが要望されている。
超LSIもまた、並列処理の使用を促進しつつある。並
列処理は処理要素間の何等かの通信を必要とし、これは
、広範囲なアルゴリズムを取り扱う能力と速度との兼ね
合いという問題を生ずる。
列処理は処理要素間の何等かの通信を必要とし、これは
、広範囲なアルゴリズムを取り扱う能力と速度との兼ね
合いという問題を生ずる。
例えば、複雑な通信ネットワークは処理速度は遅いけれ
ども幾つかの面に於ける柔軟性をもたらし、また、特定
のアルゴリズムに固定された通信に於いては高速が達成
されよう。問題は、多数の処理要素を効率的に使用して
、アルゴリズムの極めて高度な柔軟性を保ちつつ同時に
、優れた高速性を達成することである。並列処理の効率
は、「同一形式のプロセッサを単独で使用した場合の速
度に対する速度の増加」を「プロセッサの数」で除した
ものである。また、処理要素の複雑さは実現可能な並列
処理の度合いに関わり、複雑な演算は、ありふれたレベ
ルの並列処理では処理できない部分を有することが多い
。全体の速度は、ありふれたレベルの並列処理では処理
し得ないそのような部分によって支配される。また、高
速プロセッサ要素の数が多くなることは、・プロセッサ
間の通信にかなりの困難を生ずる。従って、簡便に再構
成し得る機能を有する並列プロセッサ通信が必要となる
。
ども幾つかの面に於ける柔軟性をもたらし、また、特定
のアルゴリズムに固定された通信に於いては高速が達成
されよう。問題は、多数の処理要素を効率的に使用して
、アルゴリズムの極めて高度な柔軟性を保ちつつ同時に
、優れた高速性を達成することである。並列処理の効率
は、「同一形式のプロセッサを単独で使用した場合の速
度に対する速度の増加」を「プロセッサの数」で除した
ものである。また、処理要素の複雑さは実現可能な並列
処理の度合いに関わり、複雑な演算は、ありふれたレベ
ルの並列処理では処理できない部分を有することが多い
。全体の速度は、ありふれたレベルの並列処理では処理
し得ないそのような部分によって支配される。また、高
速プロセッサ要素の数が多くなることは、・プロセッサ
間の通信にかなりの困難を生ずる。従って、簡便に再構
成し得る機能を有する並列プロセッサ通信が必要となる
。
固定的な通信は、効率的に実行し得るアルゴリズムの範
囲を制限する。カーネギ−・メロン大学(Carneg
ie−Mellon University)にて開発
されたもの(Kung 11.T、、Why 5yst
olic Architectures?。
囲を制限する。カーネギ−・メロン大学(Carneg
ie−Mellon University)にて開発
されたもの(Kung 11.T、、Why 5yst
olic Architectures?。
IEEE Computer+ 1982年1月号 第
37頁〜第46頁)等の収縮構成は、命令の長さとメモ
リとを減らすためのアルゴリズム構造を使用する。これ
は、通信の所要時間を減らし、多数のプロセッサが効率
的に並列に使用されることを可能にする。
37頁〜第46頁)等の収縮構成は、命令の長さとメモ
リとを減らすためのアルゴリズム構造を使用する。これ
は、通信の所要時間を減らし、多数のプロセッサが効率
的に並列に使用されることを可能にする。
しかし、固定的通信であるから、アルゴリズムに受ける
制限は同様である。。
制限は同様である。。
アルゴリズムの柔軟さは複合的な再構成通信ネットワー
クにより達成可能で、あり、バニャンスイッチを使用し
且つ8個やプロセッサを有する試作システムが、オース
チンのテキサス大学(TheUniversity o
f Texas)に於いて運転されている(Brotm
ne J、C,、Parallel Archite
ctures forComputer Syste
ms+ Physics Today+ Vol、
37、階5.1984年5月)。バニャンは、2×
2スイツチのレベルからなるマルチチャネルスイッチで
ある。しかし、この形式の再構成はこれまでに提案され
たシステムの中でも大きな制御用オーバーヘッドと遅延
とをもたらし、このことが、システムの速度とプロセッ
サ数とを制限する。
クにより達成可能で、あり、バニャンスイッチを使用し
且つ8個やプロセッサを有する試作システムが、オース
チンのテキサス大学(TheUniversity o
f Texas)に於いて運転されている(Brotm
ne J、C,、Parallel Archite
ctures forComputer Syste
ms+ Physics Today+ Vol、
37、階5.1984年5月)。バニャンは、2×
2スイツチのレベルからなるマルチチャネルスイッチで
ある。しかし、この形式の再構成はこれまでに提案され
たシステムの中でも大きな制御用オーバーヘッドと遅延
とをもたらし、このことが、システムの速度とプロセッ
サ数とを制限する。
最近、半導体装置にて全体が作られている市販の小規模
クロスバ−スイッチを利用し得るようになった。−例を
あげれば、テキサスインッルメント社(Texas I
nstruments)の。A38840チツプがある
。このA38840は、ダイナミックに再構成し得る1
6ボートのクロスバ−集積回路であり、各ボートはニブ
ル(4ビツト)を双方向に取り扱い得る。
クロスバ−スイッチを利用し得るようになった。−例を
あげれば、テキサスインッルメント社(Texas I
nstruments)の。A38840チツプがある
。このA38840は、ダイナミックに再構成し得る1
6ボートのクロスバ−集積回路であり、各ボートはニブ
ル(4ビツト)を双方向に取り扱い得る。
しかし、電子的な再構成りロスバースイッチの殆どに於
いては電磁的妨害を制御することが困難であり、さらに
、電子的な実施は、製造が困難であるか又は多くの時間
を消費する稠密な配列を必要とする。
いては電磁的妨害を制御することが困難であり、さらに
、電子的な実施は、製造が困難であるか又は多くの時間
を消費する稠密な配列を必要とする。
電磁的妨害と帯域幅の問題点を光クロスバ−スイッチが
克服し得るということが言い出された。
克服し得るということが言い出された。
電子工学への集中を避けてスイッチングの目的へと立ち
返るべく、通信工業は、光ファイバを広範囲に使用し、
光スイツチング機器を開発しつつある。VLS Iを用
いる通信の為に、光学は、pinフォトダイオードの帯
域幅の限界と端部接続に於ける制約とを克服すべきであ
ることを指摘されている。このことに関しては、Goo
dman J、W、とLeonberger F、J、
とKung S、Y、と八thale R,A、とによ
る下記論文を参照のこと。0pticalInterc
onnections for VLSI Syste
ms、 Proc。
返るべく、通信工業は、光ファイバを広範囲に使用し、
光スイツチング機器を開発しつつある。VLS Iを用
いる通信の為に、光学は、pinフォトダイオードの帯
域幅の限界と端部接続に於ける制約とを克服すべきであ
ることを指摘されている。このことに関しては、Goo
dman J、W、とLeonberger F、J、
とKung S、Y、と八thale R,A、とによ
る下記論文を参照のこと。0pticalInterc
onnections for VLSI Syste
ms、 Proc。
IEEIE、VOL、 72 、Ik 7.1984年
7月、第850頁〜第866頁。
7月、第850頁〜第866頁。
Erectro 0ptic System Desi
gn Conferenceの1971年会報の第25
9頁〜第264頁のり、Grant他による論文An
0ptical Phased ArrayBeam
Steering Techniqueには、薄膜空間
光変調器から平行光が反射されてサンプリングマスクを
通過することと空間光変調器の画素により生ずる位相変
化との組合わせにより、受信器アレイの上に単一のスポ
ットを形成することが述べられている。画素の歪みの変
化が位相変化を制御し、それにより、スポットを受信器
アレイへと向かわせる。
gn Conferenceの1971年会報の第25
9頁〜第264頁のり、Grant他による論文An
0ptical Phased ArrayBeam
Steering Techniqueには、薄膜空間
光変調器から平行光が反射されてサンプリングマスクを
通過することと空間光変調器の画素により生ずる位相変
化との組合わせにより、受信器アレイの上に単一のスポ
ットを形成することが述べられている。画素の歪みの変
化が位相変化を制御し、それにより、スポットを受信器
アレイへと向かわせる。
再構成スイッチ要素としてDMDアレイを使用する大規
模な(N>100)光クロスバ−スイッチのための設計
要件と光の割当てが、A、McAulay他により検討
された。これは、Naνal Re5earchの事務
所により運営されたDARPA Contract N
0OO1485−C−0755のための中間リポート及
び最終リポートに明らかにされており、また、P。
模な(N>100)光クロスバ−スイッチのための設計
要件と光の割当てが、A、McAulay他により検討
された。これは、Naνal Re5earchの事務
所により運営されたDARPA Contract N
0OO1485−C−0755のための中間リポート及
び最終リポートに明らかにされており、また、P。
Cohnによる論文Link Analysis of
a DeformableMirror Devic
e Ba5ed 0ptical Crossbar
5w1tch。
a DeformableMirror Devic
e Ba5ed 0ptical Crossbar
5w1tch。
Proc、 5PIIE825 (1987年)に明
らかである。
らかである。
しかしながら、従来知られていた高速データ伝送用光通
信ネットワークはまず第一に、波長、偏光、スイッチン
グ速度、グイナミソクレンジ、およびスイッチ形態、な
どを制限しがちな光スイツチング要素の性能によって制
限される。そのうえ現今のシステムは、光出力を取り扱
うについての効率と機械的粗雑さを有する領域とに起因
する著しい制約を受ける。
信ネットワークはまず第一に、波長、偏光、スイッチン
グ速度、グイナミソクレンジ、およびスイッチ形態、な
どを制限しがちな光スイツチング要素の性能によって制
限される。そのうえ現今のシステムは、光出力を取り扱
うについての効率と機械的粗雑さを有する領域とに起因
する著しい制約を受ける。
本発明は、入出力用光ファイバと前記光ファイバの端部
を空間光変調器の上に結像するとともに反射された光を
光フアイバ端部へと戻して再結像し得る結像用レンズと
を備えている反耐形空間光変調器を使用する光通信ネッ
トワークを提供する。
を空間光変調器の上に結像するとともに反射された光を
光フアイバ端部へと戻して再結像し得る結像用レンズと
を備えている反耐形空間光変調器を使用する光通信ネッ
トワークを提供する。
空間光変調器の各画素は入力の1つと出力の1つとの間
のスイッチとして働き、このネットワークは、アドレス
指定した画素に光フアイバ端部へと戻す反射を中断させ
ることにより、簡単に再構成し得る。
のスイッチとして働き、このネットワークは、アドレス
指定した画素に光フアイバ端部へと戻す反射を中断させ
ることにより、簡単に再構成し得る。
提示する実施例は、空間光変調器へと向けて光を射出す
るとともに前記空間光変調器から反射された光を受は取
るための共通の端部を備えている二股に分岐した光ファ
イバを使用する。提示する実施例は、N個の入力とM個
の出力とのために、端部を一直線に並べて束ねられたN
XM本の光ファイバと、−直線に並んだNXM個の画素
を存する変形し得る反射鏡装置と、−直線に並んだN×
M個の要素を有するレンズアレイによる結像とを使用す
る。機械的に丈夫な構造を得るため、−直線状のレンズ
アレイは一直線状のファイバアレイ端部に接合されてよ
く、また更に、−直線に並んだ変形し得る反射鏡装置が
一直線状のレンズアレイに接合されてよい。或いはまた
、変形し得る反射鏡装置は、自己整列形コネクタを用い
ることにより、レンズアレイに対し正確に配置されてよ
い。
るとともに前記空間光変調器から反射された光を受は取
るための共通の端部を備えている二股に分岐した光ファ
イバを使用する。提示する実施例は、N個の入力とM個
の出力とのために、端部を一直線に並べて束ねられたN
XM本の光ファイバと、−直線に並んだNXM個の画素
を存する変形し得る反射鏡装置と、−直線に並んだN×
M個の要素を有するレンズアレイによる結像とを使用す
る。機械的に丈夫な構造を得るため、−直線状のレンズ
アレイは一直線状のファイバアレイ端部に接合されてよ
く、また更に、−直線に並んだ変形し得る反射鏡装置が
一直線状のレンズアレイに接合されてよい。或いはまた
、変形し得る反射鏡装置は、自己整列形コネクタを用い
ることにより、レンズアレイに対し正確に配置されてよ
い。
この種のコネクタは、作業性の改善をはかるために機械
的完全性を少し犠牲にするものである。
的完全性を少し犠牲にするものである。
束ねられた二分岐光ファイバから出た光が変形し得る反
射鏡装置の上へ結像し反射されて戻った光が光ファイバ
の上で再び結像するようにしたことが、再構成の容易さ
、電磁的妨害、漏話、機械的丈夫さ等についてのクロス
バ−スイッチの諸問題を解決する。
射鏡装置の上へ結像し反射されて戻った光が光ファイバ
の上で再び結像するようにしたことが、再構成の容易さ
、電磁的妨害、漏話、機械的丈夫さ等についてのクロス
バ−スイッチの諸問題を解決する。
まず、再構成し得る光クロスバ−スイッチにっいての予
備的説明をし、その次に、本発明の提示実施例について
説明する。クロスバ−スイッチは一般にN個の入力をに
個の出力へと接続するものであり、出力の各々は、入力
のうちの選択された1つ、もしくは入力の全部又はゼロ
に等しい。クロスバ−スイッチ自身は1つのオンオフ装
置であり、代表的にはディジタルデータの流れを取り扱
う。接続を変更し得る、すなわち再構成し得るクロスバ
−スイッチは、出力の決定に関与する入力の選択を変更
することが出来る。
備的説明をし、その次に、本発明の提示実施例について
説明する。クロスバ−スイッチは一般にN個の入力をに
個の出力へと接続するものであり、出力の各々は、入力
のうちの選択された1つ、もしくは入力の全部又はゼロ
に等しい。クロスバ−スイッチ自身は1つのオンオフ装
置であり、代表的にはディジタルデータの流れを取り扱
う。接続を変更し得る、すなわち再構成し得るクロスバ
−スイッチは、出力の決定に関与する入力の選択を変更
することが出来る。
第1a図は、4個×4個の画素を有するクロスバ−スイ
ッチlOOを概略的に示している。各交差点は、水平の
入力ラインを垂直の出力ラインに接続させ得るスイッチ
を有している。黒丸は、閉じられたスイッチを示す。1
つの出力は1つの入力からの情報を受は取るけれども、
1つの入力は幾つかの出力へと広範囲に連絡することが
出来る。
ッチlOOを概略的に示している。各交差点は、水平の
入力ラインを垂直の出力ラインに接続させ得るスイッチ
を有している。黒丸は、閉じられたスイッチを示す。1
つの出力は1つの入力からの情報を受は取るけれども、
1つの入力は幾つかの出力へと広範囲に連絡することが
出来る。
第1b図は、空間光変調器130を有するクロスバ−ス
イッチ100を示す。黒丸は、第1a図と同様な配置の
透明層を示す。入力側の光源(L[ED1〜LDE4)
から来る光を、縦に広げることなく水平方向に扇形に広
げるため、光学レンズシステム(図示せず)が使用され
る。空間光変調器130を通過した光はレンズシステム
(図示せず)により受信側ダイオード(検出器1〜検出
器4)の上へと集束され、前記レンズシステムは、水平
方向に光を拡散させることなく縦方向に集光する。
イッチ100を示す。黒丸は、第1a図と同様な配置の
透明層を示す。入力側の光源(L[ED1〜LDE4)
から来る光を、縦に広げることなく水平方向に扇形に広
げるため、光学レンズシステム(図示せず)が使用され
る。空間光変調器130を通過した光はレンズシステム
(図示せず)により受信側ダイオード(検出器1〜検出
器4)の上へと集束され、前記レンズシステムは、水平
方向に光を拡散させることなく縦方向に集光する。
情仰を、送信器から射出される変調された光ビームとし
てコーティングし、且つ、受信された信号を復調するこ
とにより、スイッチ100を通して情報が伝達される。
てコーティングし、且つ、受信された信号を復調するこ
とにより、スイッチ100を通して情報が伝達される。
第2図は、送信器、受信器、および伝送媒体からなる通
信リンクとしての光クロスバ−スイッチを示す。伝送媒
体は、短い光ファイバと、開放大気中に設けられた光学
系とを含む。検出器に至る前に既にファイバによる大き
な減衰が信号雑音比を低下させてしまう長距離リンクに
対し、クロスバ−に於ける損失は主として反射によるも
のであり、送信器側レーザによる雑音を無視すれば雑音
は主として受信器に起因する。
信リンクとしての光クロスバ−スイッチを示す。伝送媒
体は、短い光ファイバと、開放大気中に設けられた光学
系とを含む。検出器に至る前に既にファイバによる大き
な減衰が信号雑音比を低下させてしまう長距離リンクに
対し、クロスバ−に於ける損失は主として反射によるも
のであり、送信器側レーザによる雑音を無視すれば雑音
は主として受信器に起因する。
第3図は、演算処理要素間のプログラマブル通信ネット
ワークとして機能する光フアイバクロスバ−スイッチ1
00を示しており、前記機能は、反射性を有する空間光
変調器130としての変形可能な反射鏡装置(DMD)
が多数のプロセッサのためのスイッチへと接続されくこ
とにより・実行される。DMDは透明な空間光変調器と
してよりもむしろ反射器として働くので、空間光変調器
による光の経路は、空間光変調器自身の上で折り返され
る。光束分割器132は、反射されて戻って来る入射光
を分割するために使用される。(場合によっては、光軸
に対しDVD 130を傾斜させることにより、光束分
割器を取り除くことも可能である。)DMD130の変
形していない画素からの反射光および画素の間の領域か
らの反射光を遮るため、シュリーレン光学系134が使
用される。3GIIzまでの変調能力を有するレーザダ
イオード136が光源として働き、pinダイオード1
38は検出器として機能する。第1b図には示されてい
なかった光学系が、第3図に概略的に示されている。円
柱レンズ光学系140は入力側光源136から来る光を
扇形に水平に広げ、円柱レンズ系142は光を受信側ダ
イオード138の上へと縦方向に集束する。勿論、図示
されたレンズは、複雑な構成となっている実際の光学系
の機能を分り易く示したものである。光源136および
受信器138は、処理要素の上に直接的に統合されてよ
い。
ワークとして機能する光フアイバクロスバ−スイッチ1
00を示しており、前記機能は、反射性を有する空間光
変調器130としての変形可能な反射鏡装置(DMD)
が多数のプロセッサのためのスイッチへと接続されくこ
とにより・実行される。DMDは透明な空間光変調器と
してよりもむしろ反射器として働くので、空間光変調器
による光の経路は、空間光変調器自身の上で折り返され
る。光束分割器132は、反射されて戻って来る入射光
を分割するために使用される。(場合によっては、光軸
に対しDVD 130を傾斜させることにより、光束分
割器を取り除くことも可能である。)DMD130の変
形していない画素からの反射光および画素の間の領域か
らの反射光を遮るため、シュリーレン光学系134が使
用される。3GIIzまでの変調能力を有するレーザダ
イオード136が光源として働き、pinダイオード1
38は検出器として機能する。第1b図には示されてい
なかった光学系が、第3図に概略的に示されている。円
柱レンズ光学系140は入力側光源136から来る光を
扇形に水平に広げ、円柱レンズ系142は光を受信側ダ
イオード138の上へと縦方向に集束する。勿論、図示
されたレンズは、複雑な構成となっている実際の光学系
の機能を分り易く示したものである。光源136および
受信器138は、処理要素の上に直接的に統合されてよ
い。
薄膜状の画素と、片持梁状ビームと、トーションビーム
とを備えた形式の変形し得る反射鏡装置が開発された。
とを備えた形式の変形し得る反射鏡装置が開発された。
薄膜DVDを用いるスペクトル分析の実施とその成績が
、D、 R,Papeとり、 J。
、D、 R,Papeとり、 J。
11ornbeckとにより、Opt、[!ng、、
22(6)、676(1983年)に発表された。ま
た、いずれもり、 J、 Hornbeckによる、米
国特許Il&14.566.935および隘4.596
,992、ならびに、1988年3月16日に出願され
た同時係属中の米国特許出願N11168.724の中
に、片持梁状ビームとトーションビームDMDについて
の記載がある。MOSトランジスタアレイを用いてアド
レス指定され得る画素のX−Yアレイに基づく、片持梁
状ビームDVDもしくはトーションビームDMDの代表
的なものが、第4a図および第4b図に示されている。
22(6)、676(1983年)に発表された。ま
た、いずれもり、 J、 Hornbeckによる、米
国特許Il&14.566.935および隘4.596
,992、ならびに、1988年3月16日に出願され
た同時係属中の米国特許出願N11168.724の中
に、片持梁状ビームとトーションビームDMDについて
の記載がある。MOSトランジスタアレイを用いてアド
レス指定され得る画素のX−Yアレイに基づく、片持梁
状ビームDVDもしくはトーションビームDMDの代表
的なものが、第4a図および第4b図に示されている。
第4a図は単一の画素(画素1つにつき1個の反射鏡要
素)の斜視図であり、第4b図はアレイの概略図である
。反射性を有する導電性金属層26〜28は、アレイの
表面を覆っており、且つ、反射鏡要素30を形成する切
抜きを有している。
素)の斜視図であり、第4b図はアレイの概略図である
。反射性を有する導電性金属層26〜28は、アレイの
表面を覆っており、且つ、反射鏡要素30を形成する切
抜きを有している。
DMDのアドレス指定のためのライン構成が第4b図に
示されており、データは、直並列変換器171へと供給
される。直並列変換器171はドレインライン172へ
接続され、さらにMOSトランジスタのドレイン170
へと接続されている。
示されており、データは、直並列変換器171へと供給
される。直並列変換器171はドレインライン172へ
接続され、さらにMOSトランジスタのドレイン170
へと接続されている。
ドレインライン172がチャージされ(m番目のライン
172は電位φ7.いにチャージされる)、ゲートライ
ン176およびMOSトランジスタのゲート180に接
続されているデコーダ174は、n番目のゲートライン
176を選択してオンにする。そこで、n番目のゲート
ライン176に接続されているMOS)ランジスタのフ
ローティング状態にあるソース178が、対応するドレ
イン172の電位へとチャージされる(m番目がφ7.
。
172は電位φ7.いにチャージされる)、ゲートライ
ン176およびMOSトランジスタのゲート180に接
続されているデコーダ174は、n番目のゲートライン
176を選択してオンにする。そこで、n番目のゲート
ライン176に接続されているMOS)ランジスタのフ
ローティング状態にあるソース178が、対応するドレ
イン172の電位へとチャージされる(m番目がφ7.
。
にチャージされる)。未接続の、フローティング状態に
あるソースは、反射鏡要素30を歪ませ変形させるため
の電極である。次に、ゲート180がオフとなり、反射
鏡要素30は定められた電位VHにホールドされる。こ
うして、■H−φ。、。
あるソースは、反射鏡要素30を歪ませ変形させるため
の電極である。次に、ゲート180がオフとなり、反射
鏡要素30は定められた電位VHにホールドされる。こ
うして、■H−φ。、。
に比例する静電力が(n、m)番目の反射鏡要素に作用
し、その反射鏡要素を、フローティング状態にあるソー
ス178の方へと向けて、すなわち下方へと向けて変形
させる。反射鏡要素の機械的応答時間は数μsecであ
り、それに伴ってラインの動作時間もその程度となる。
し、その反射鏡要素を、フローティング状態にあるソー
ス178の方へと向けて、すなわち下方へと向けて変形
させる。反射鏡要素の機械的応答時間は数μsecであ
り、それに伴ってラインの動作時間もその程度となる。
n番目のゲートライン176のフローティングソース1
78がセットされたならば、次のラインのデータがドレ
インライン172に供給され、次のゲートライン176
がデコーダ174により選択される。薄膜と片持梁状ビ
ームとトーションビームの装置のための反射鏡要素の代
表的な寸法は、25〜50ミクロン平方のオーダである
。第4C図は、−直線に並んだアレイDVDの反射鏡要
素30の配置を示す平面図である。
78がセットされたならば、次のラインのデータがドレ
インライン172に供給され、次のゲートライン176
がデコーダ174により選択される。薄膜と片持梁状ビ
ームとトーションビームの装置のための反射鏡要素の代
表的な寸法は、25〜50ミクロン平方のオーダである
。第4C図は、−直線に並んだアレイDVDの反射鏡要
素30の配置を示す平面図である。
第5図は、第3図に示された光クロスバ−スイッチの詳
細な配置図であり、光学系を図解するための幾つかの光
の経路が示されている。第5図は、三方向から見たクロ
スバ−スイッチを示している。
細な配置図であり、光学系を図解するための幾つかの光
の経路が示されている。第5図は、三方向から見たクロ
スバ−スイッチを示している。
このシステムは回転対称ではなく幾つかのレンズ(円柱
レンズ)はただ1つの図に於いてのみ光を集めるという
ことに留意すべきである。また、理解し易くするために
、5×5画素の反射装置としてではなく透過伝送装置と
してDMDが描かれていることにも留意すべきである。
レンズ)はただ1つの図に於いてのみ光を集めるという
ことに留意すべきである。また、理解し易くするために
、5×5画素の反射装置としてではなく透過伝送装置と
してDMDが描かれていることにも留意すべきである。
5つの入力素子は、強度を変調される5個のレーザダイ
オードであり、このレーザ光は、代表的には100μm
のファイバ直径を有し且つ100μmずつの等しい間隔
で離隔されている5本の光ファイバからなる垂直方向ア
レイ136によって搬入される。ファイバは密に束ねら
れてよいが、レーザダイオードは、電磁気的絶縁と組立
ての容易さのため離されてもよい。第5図の平面図に於
いて、ファイバからの光は、DMD 130に於ける画
素の行の横幅に等しい幅へと散開させられる。レンズ1
44は、光を平行にしてDMD 130の平面へと向か
わせる。第5図には光を射出しているファイバ151.
153.155が描かれており、その光は、。
オードであり、このレーザ光は、代表的には100μm
のファイバ直径を有し且つ100μmずつの等しい間隔
で離隔されている5本の光ファイバからなる垂直方向ア
レイ136によって搬入される。ファイバは密に束ねら
れてよいが、レーザダイオードは、電磁気的絶縁と組立
ての容易さのため離されてもよい。第5図の平面図に於
いて、ファイバからの光は、DMD 130に於ける画
素の行の横幅に等しい幅へと散開させられる。レンズ1
44は、光を平行にしてDMD 130の平面へと向か
わせる。第5図には光を射出しているファイバ151.
153.155が描かれており、その光は、。
DMD 130の画素の行161.163.165を照
射している。DMD l 30の、行161の中の1つ
の画素と行165の中の1つの画素とのみが、歪ませら
れ変形する。
射している。DMD l 30の、行161の中の1つ
の画素と行165の中の1つの画素とのみが、歪ませら
れ変形する。
平行にされた光はDMD 130から反射し、歪ませら
れていない画素からの反射光および画素の間の領域から
の反射光は低い空間周期性を有しているので、シュリー
レン遮光板146によって極度に減衰させられる(これ
は、第5図の平面図に点線で示されている)、それとは
逆に、歪ませられた画素から反射した光は高い空間周波
数にて位相変調され、第5図の断面図に点線の円にて示
されているように軽度の減衰を受けるだけでシュリーレ
ン遮光板146の周囲を通過する。シュリーレン遮光板
146を通過した光は受信側光ファイバの水平方向アレ
イ138の上に再び結像しそこを照射し、DMD 13
0の画素の1つの列から来る光は、受信側ファイバのた
だ1つのみを照射する。第5図に於いて、行165の第
2画素と行161の第4画素のみが変形させられ、その
上に光を受けるので、受信側の第2フアイバと第4フア
イバが照射される。理想的には、DVDの1つの行の中
の変形させられた画素から来る光のみが受信側の適切な
出力ファイバの上を照射する。しかしながら、変形させ
られていない他の行から来る光(入力側アレイの他のフ
ァイバから伝送された光)の一部が、垂直なシュリーレ
ン遮光板の周りに回折し、変形した画素からの目的とす
る光信号と同様に、受信しつつあるそのファイバ上に集
められる。従って、水平および垂直の遮光板の寸法を設
計するに際しては、受信側アレイ13Bに到達する偏向
させられた光エネルギの、偏向させられていない光エネ
ルギに対する比を最大とするよう留意しなければならな
い。
れていない画素からの反射光および画素の間の領域から
の反射光は低い空間周期性を有しているので、シュリー
レン遮光板146によって極度に減衰させられる(これ
は、第5図の平面図に点線で示されている)、それとは
逆に、歪ませられた画素から反射した光は高い空間周波
数にて位相変調され、第5図の断面図に点線の円にて示
されているように軽度の減衰を受けるだけでシュリーレ
ン遮光板146の周囲を通過する。シュリーレン遮光板
146を通過した光は受信側光ファイバの水平方向アレ
イ138の上に再び結像しそこを照射し、DMD 13
0の画素の1つの列から来る光は、受信側ファイバのた
だ1つのみを照射する。第5図に於いて、行165の第
2画素と行161の第4画素のみが変形させられ、その
上に光を受けるので、受信側の第2フアイバと第4フア
イバが照射される。理想的には、DVDの1つの行の中
の変形させられた画素から来る光のみが受信側の適切な
出力ファイバの上を照射する。しかしながら、変形させ
られていない他の行から来る光(入力側アレイの他のフ
ァイバから伝送された光)の一部が、垂直なシュリーレ
ン遮光板の周りに回折し、変形した画素からの目的とす
る光信号と同様に、受信しつつあるそのファイバ上に集
められる。従って、水平および垂直の遮光板の寸法を設
計するに際しては、受信側アレイ13Bに到達する偏向
させられた光エネルギの、偏向させられていない光エネ
ルギに対する比を最大とするよう留意しなければならな
い。
提示される第1実施例の光通信ネットワークは4×4ク
ロスバ−スイッチであり、概略的分解斜視図として第6
図に示され、参照番号200により指し示されている。
ロスバ−スイッチであり、概略的分解斜視図として第6
図に示され、参照番号200により指し示されている。
クロスバ−スイッチ200は、4つの送信器251.2
52.253.254と、4つの受信器261.262
.263.264と、16本の二股に分岐した光ファイ
バ271〜286と、レンズ16個を含むマイクロレン
ズアレイ240と、16個の画素を含み且つ一列に並ん
でいるリニアDMD 230とを含む。
52.253.254と、4つの受信器261.262
.263.264と、16本の二股に分岐した光ファイ
バ271〜286と、レンズ16個を含むマイクロレン
ズアレイ240と、16個の画素を含み且つ一列に並ん
でいるリニアDMD 230とを含む。
各送信器251〜254は、アナログ入力信号又はディ
ジタル入力信号により駆動されるLEDもしくはレーザ
ダイオード等の、帯域幅の狭い光源を含む。第6図に於
いては、その入力はディジタル化された映像データの流
れである。各送信器251〜254はその出力を1対4
光フアイバ分割器291〜294へと供給し、16個の
分割器の出力は各々、対応する二分岐光ファイバ271
〜286の同等な2本の脚のうちの片方へと供給される
。16本の二分岐光ファイバのもう1方の脚は(4本ず
つ纒められて)4つある4対l光ファイバ複合器296
〜299へと取り付けられ、各複合器の出力は光受信器
261〜264のうちの1つへと供給される。各送信器
に取り付けられた二分枝光ファイバが、各受信器へと連
結し得るように纒められている。こうして、全体が適切
に通信し得る経路が準備される。DVDによる再構成は
、実際にデータが伝送される経路を制御する。
ジタル入力信号により駆動されるLEDもしくはレーザ
ダイオード等の、帯域幅の狭い光源を含む。第6図に於
いては、その入力はディジタル化された映像データの流
れである。各送信器251〜254はその出力を1対4
光フアイバ分割器291〜294へと供給し、16個の
分割器の出力は各々、対応する二分岐光ファイバ271
〜286の同等な2本の脚のうちの片方へと供給される
。16本の二分岐光ファイバのもう1方の脚は(4本ず
つ纒められて)4つある4対l光ファイバ複合器296
〜299へと取り付けられ、各複合器の出力は光受信器
261〜264のうちの1つへと供給される。各送信器
に取り付けられた二分枝光ファイバが、各受信器へと連
結し得るように纒められている。こうして、全体が適切
に通信し得る経路が準備される。DVDによる再構成は
、実際にデータが伝送される経路を制御する。
二分岐光ファイバ271〜286の単独で1本ずつ伸び
ている方の端部は、中心から中心までをほぼ250ミク
ロンずつ離隔された一直線状の7レイを形成すべく、一
対のシリコンチップ245の配置を揃えて刻み込まれた
溝の中に接着される。
ている方の端部は、中心から中心までをほぼ250ミク
ロンずつ離隔された一直線状の7レイを形成すべく、一
対のシリコンチップ245の配置を揃えて刻み込まれた
溝の中に接着される。
シリコンチップは、厚さ約500ミクロンのサンドイッ
チを形成する。光ファイバ271〜286の端部は、シ
リコンチップの端面と同じ高さとなるように磨かれる。
チを形成する。光ファイバ271〜286の端部は、シ
リコンチップの端面と同じ高さとなるように磨かれる。
光ファイバ271〜286は各々、50ミクロンのコア
、、部分直径と125ミクロンの外径とを有する0、璋
信器251〜254から送り出される光は、受信326
1〜264のいずれかへと直接的に伝えられることはな
(、シリコンチップ245へと伝えられる。DMD 2
30により反射されて再びレンズアレイ240を通過し
た光はシリコンチップ245に於いて再び光ファイバ2
71〜286の中へと入り、送信器251〜254へは
戻らずに受信器261〜264へと伝えられる。
、、部分直径と125ミクロンの外径とを有する0、璋
信器251〜254から送り出される光は、受信326
1〜264のいずれかへと直接的に伝えられることはな
(、シリコンチップ245へと伝えられる。DMD 2
30により反射されて再びレンズアレイ240を通過し
た光はシリコンチップ245に於いて再び光ファイバ2
71〜286の中へと入り、送信器251〜254へは
戻らずに受信器261〜264へと伝えられる。
マイクロレンズアレイ240は、シリコンチップ245
内の光ファイバ271〜286の中心から中心までの間
隔と同じだけの間隔を保って一直線に配置されてルする
16個のレンズを有する。アレイ240の各レンズは、
約0.4鶴の焦点距離と、使用される光ファイバに対し
て適切な開口数とを有する。DMD230は、シリコン
チップ245内の光ファイバ271〜286の中心から
中心までの間隔と同じだけの間隔を有するトーションビ
ーム反射鏡要素を備えており且つ一直線に並んでいる画
素のアレイを有する。各トーションビームは、はぼ50
0ミフロン×5ミクロン(光ファイバ271〜286の
コア直径にほぼ等しい)の領域を占めている。マイクロ
レンズアレイ240は、各レンズがファイバ端部から約
0.8mmM隔され且つ各光ファイバが対応するレンズ
に対し整合するようにして、シリコンチップ245に接
合される。
内の光ファイバ271〜286の中心から中心までの間
隔と同じだけの間隔を保って一直線に配置されてルする
16個のレンズを有する。アレイ240の各レンズは、
約0.4鶴の焦点距離と、使用される光ファイバに対し
て適切な開口数とを有する。DMD230は、シリコン
チップ245内の光ファイバ271〜286の中心から
中心までの間隔と同じだけの間隔を有するトーションビ
ーム反射鏡要素を備えており且つ一直線に並んでいる画
素のアレイを有する。各トーションビームは、はぼ50
0ミフロン×5ミクロン(光ファイバ271〜286の
コア直径にほぼ等しい)の領域を占めている。マイクロ
レンズアレイ240は、各レンズがファイバ端部から約
0.8mmM隔され且つ各光ファイバが対応するレンズ
に対し整合するようにして、シリコンチップ245に接
合される。
さらに、DMD230は、ファイバ端部とマイクロレン
ズとの対に対してトーションビームが整合し且つ各レン
ズがトーションビームから約0.811離隔されるよう
にして、マイクロレンズアレイ240に接合されるか、
もしくはコネクタを用いて接続される。それにより、特
定の光ファイバの端部から射出された光が、対応するマ
イクロレンズによって、対応するトーションビームの上
へ結像させられる。もし、トーションビームが変形させ
られず従って光を偏向させないならば、ファイバ端部か
ら射出されたマイクロレンズによりトーションビームの
上へ結像させられた光は、反射されて戻り、マイクロレ
ンズによって再びファイバ端部の上へ結像させられる。
ズとの対に対してトーションビームが整合し且つ各レン
ズがトーションビームから約0.811離隔されるよう
にして、マイクロレンズアレイ240に接合されるか、
もしくはコネクタを用いて接続される。それにより、特
定の光ファイバの端部から射出された光が、対応するマ
イクロレンズによって、対応するトーションビームの上
へ結像させられる。もし、トーションビームが変形させ
られず従って光を偏向させないならば、ファイバ端部か
ら射出されたマイクロレンズによりトーションビームの
上へ結像させられた光は、反射されて戻り、マイクロレ
ンズによって再びファイバ端部の上へ結像させられる。
それに対し、トーションビームが変形させられた場合に
は、ファイバ端部から射出された光は軸を外れてマイク
ロレンズ以外の方向へと偏向させられ、いずれのファイ
バ端部へも入射しない。
は、ファイバ端部から射出された光は軸を外れてマイク
ロレンズ以外の方向へと偏向させられ、いずれのファイ
バ端部へも入射しない。
第7図は、トーションビームが変形させられていない場
合(実線)及びトーションビームが変形させられている
場合(点線)の光の経路を示す断面側面図である。トー
ションビームが変形させられていない場合には、マイク
ロレンズの軸に沿って衝突する円錐状の光の正反射は、
もし不整合が無いならば同様に軸に沿うもう1つの円錐
状の光となり、衝突時の円錐光をほぼ辿ることになる。
合(実線)及びトーションビームが変形させられている
場合(点線)の光の経路を示す断面側面図である。トー
ションビームが変形させられていない場合には、マイク
ロレンズの軸に沿って衝突する円錐状の光の正反射は、
もし不整合が無いならば同様に軸に沿うもう1つの円錐
状の光となり、衝突時の円錐光をほぼ辿ることになる。
トーションビームが変形させられている場合の正反射は
、軸から2θだけ逸れている円錐状の光となる。ここに
、θはトーションビームの変形すなわち偏向の角度であ
る。使用される光ファイバの開口数に関連する光の円錐
の半角よりもθの方が大きいならば、この、変形させら
れたトーションビームから反射する円錐状の光の偏向に
よって、マイクロレンズの瞳の中へと入り光ファイバの
コアの端部に結像するのはわずかな散乱光だけとなる。
、軸から2θだけ逸れている円錐状の光となる。ここに
、θはトーションビームの変形すなわち偏向の角度であ
る。使用される光ファイバの開口数に関連する光の円錐
の半角よりもθの方が大きいならば、この、変形させら
れたトーションビームから反射する円錐状の光の偏向に
よって、マイクロレンズの瞳の中へと入り光ファイバの
コアの端部に結像するのはわずかな散乱光だけとなる。
クロスバ−スイッチ200のサイズは、容易に大きくさ
れ得る。例えば、400または2.500画素の直線状
に並んだDMDが製造可能であり、こうしたDMDは、
20又は50の入力および出力を存するクロスバ−スイ
ッチの基礎となる。
れ得る。例えば、400または2.500画素の直線状
に並んだDMDが製造可能であり、こうしたDMDは、
20又は50の入力および出力を存するクロスバ−スイ
ッチの基礎となる。
DMDのアレイについて述べるならば、既に128X1
28のものが製造されており、より大きなものも製造可
能である。DMDアレイを有するクロスバ−スイッチは
、光フアイバアレイ及びマイクロレンズアレイをも含み
、それぞれ光の散開と集束とに使用される光ブアイバ分
割器と光フアイバ複合器とを備えた第1b図の概略的構
成に似たものとなろう。
28のものが製造されており、より大きなものも製造可
能である。DMDアレイを有するクロスバ−スイッチは
、光フアイバアレイ及びマイクロレンズアレイをも含み
、それぞれ光の散開と集束とに使用される光ブアイバ分
割器と光フアイバ複合器とを備えた第1b図の概略的構
成に似たものとなろう。
電子的クロスバ−スイッチと比較するならば、クロスバ
−スイッチ200は、データスイッチングに際し検出と
デマルチプレクシングとそれに続くリマルチプレクシン
グとを必要としないという伝送速度における利点を有し
ており、その上、殆ど完璧なEMI耐性とRFI耐性と
、ボードスペースが小さくて済むこと、実施上の不利益
を生ずることなく信号源とプロセッサとから離れ得る光
学的な配置等々の利点を有する。必要とされる出力は小
さいので、要素の数および複雑さは最少限度で済む。
−スイッチ200は、データスイッチングに際し検出と
デマルチプレクシングとそれに続くリマルチプレクシン
グとを必要としないという伝送速度における利点を有し
ており、その上、殆ど完璧なEMI耐性とRFI耐性と
、ボードスペースが小さくて済むこと、実施上の不利益
を生ずることなく信号源とプロセッサとから離れ得る光
学的な配置等々の利点を有する。必要とされる出力は小
さいので、要素の数および複雑さは最少限度で済む。
他の光スィッチと比較するならば、クロスバ−スイッチ
200は、コストが低く (多数の光スイツチング要素
がシリコンアドレッシング回路とともに集積されて製造
され得る)、そのうえ、スイッチされる光の変調に偏光
回転その他の二次的効果が含まれていないので容易に適
用し得るという利点を有している。さらに、変形し得る
反射鏡装置は、入射光の波長に対する感受性が低く紫外
線から10ミクロンの赤外線までを高率に反射すること
の出来るスイッチに基づいている。スイッチ200は、
入力光の偏光に対しても同様に非感受性である。
200は、コストが低く (多数の光スイツチング要素
がシリコンアドレッシング回路とともに集積されて製造
され得る)、そのうえ、スイッチされる光の変調に偏光
回転その他の二次的効果が含まれていないので容易に適
用し得るという利点を有している。さらに、変形し得る
反射鏡装置は、入射光の波長に対する感受性が低く紫外
線から10ミクロンの赤外線までを高率に反射すること
の出来るスイッチに基づいている。スイッチ200は、
入力光の偏光に対しても同様に非感受性である。
クロスバ−スイッチ200はブロッキングを行わず、ま
た、整合のための構成要素として、他の自由空間スイッ
チに比し最も少ない数の要素を有している。モノリシッ
ク導波管と比較するならば、クロスバ−スイッチ200
は、電気光学的に活性な基板を必要とせず、また、導波
管の設置や組立てを必要とすることもない。スイッチ2
00は、単一の基板の上に、もっと多くのスイッチング
要素を作り上げることが出来る。大量のスイッチング要
素およびそれらに固有な特性は、改良された生産物また
は冗長、もしくはその両方を提供することの出来る設計
を可能にする。
た、整合のための構成要素として、他の自由空間スイッ
チに比し最も少ない数の要素を有している。モノリシッ
ク導波管と比較するならば、クロスバ−スイッチ200
は、電気光学的に活性な基板を必要とせず、また、導波
管の設置や組立てを必要とすることもない。スイッチ2
00は、単一の基板の上に、もっと多くのスイッチング
要素を作り上げることが出来る。大量のスイッチング要
素およびそれらに固有な特性は、改良された生産物また
は冗長、もしくはその両方を提供することの出来る設計
を可能にする。
クロスバ−スイッチ200のようなスイッチング要素と
してDMDが使用される場合には、再構成の速度は、液
晶空間光変調器が使用される場合よりも温かに高速にす
ることが出来る。その上、スイッチの速度は複合的なア
ドレッシング時間によって支配されるものであり個々の
要素のスイッチング速度によって決まるものではないか
ら、DMDに基礎を置くクロスバ−スイッチの再構成速
度は、大規模なスイッチの場合には、磁気光学または他
の、半導体以外のものに基礎を置くスイッチの再構成速
度を凌ぐことが可能である。
してDMDが使用される場合には、再構成の速度は、液
晶空間光変調器が使用される場合よりも温かに高速にす
ることが出来る。その上、スイッチの速度は複合的なア
ドレッシング時間によって支配されるものであり個々の
要素のスイッチング速度によって決まるものではないか
ら、DMDに基礎を置くクロスバ−スイッチの再構成速
度は、大規模なスイッチの場合には、磁気光学または他
の、半導体以外のものに基礎を置くスイッチの再構成速
度を凌ぐことが可能である。
第8a図ないし第8c図は本発明の提示実施例のコネク
タ300を示しており、コネクタ、300は光フアイバ
アレイ245を、接着によらずにマイクロレンズアレイ
240及びDMD 230へと取り付ける。第8a図は
斜視図であり、第8b図及び第8c図はそれぞれ断面側
面図と平面図である。コネクタ300は、DMDのなす
平面に対して垂直な両方の面に、自己整列のための斜面
310を有している。コネクタ300の雄部分312は
光ファイバとマイクロレンズアレイ240とを備えたシ
リコンチップ245を収容しており、また、コネクタ3
00の雌部分314はDMD230のパッケージに付帯
している。コネクタ300のこれら2つの部分は、ねじ
を切られたスリーブ316によって互いに接続される。
タ300を示しており、コネクタ、300は光フアイバ
アレイ245を、接着によらずにマイクロレンズアレイ
240及びDMD 230へと取り付ける。第8a図は
斜視図であり、第8b図及び第8c図はそれぞれ断面側
面図と平面図である。コネクタ300は、DMDのなす
平面に対して垂直な両方の面に、自己整列のための斜面
310を有している。コネクタ300の雄部分312は
光ファイバとマイクロレンズアレイ240とを備えたシ
リコンチップ245を収容しており、また、コネクタ3
00の雌部分314はDMD230のパッケージに付帯
している。コネクタ300のこれら2つの部分は、ねじ
を切られたスリーブ316によって互いに接続される。
コネクタ300は、機械的に高度の安定性を有すること
が最も優先的な事項ではないコンピュータ通信ネットワ
ークのような適用分野に於いて使用されてよい。DMD
230の故障を生ずるまでの平均時間は長いけれども
、コネクタ3QQを使用すれば、このシステムの残余部
分を破壊することなくDMD230に交換することが可
能となる。
が最も優先的な事項ではないコンピュータ通信ネットワ
ークのような適用分野に於いて使用されてよい。DMD
230の故障を生ずるまでの平均時間は長いけれども
、コネクタ3QQを使用すれば、このシステムの残余部
分を破壊することなくDMD230に交換することが可
能となる。
それに対し、例えばミサイルのような・近接しがたい通
用分野に於いては、互いに接合することが、重量削減と
高度な機械的安定性とをもたらす。
用分野に於いては、互いに接合することが、重量削減と
高度な機械的安定性とをもたらす。
第8b図は、基板の窪みを覆う窓を備えたプラスチック
製DIPパッケージのEFROMに似た手法にてDVD
がパッケージされる場合に、マイクロレンズアレイ24
0をDMDへと付属させることが可能であることを示す
、マイクロレンズアレイをパッケージの窓に取り付ける
方式を用いる場合には、窓に嵌め込まれたマイクロレン
ズアレイが効果的であるので、光の経路に他の余計な板
を取り付けずに済む。
製DIPパッケージのEFROMに似た手法にてDVD
がパッケージされる場合に、マイクロレンズアレイ24
0をDMDへと付属させることが可能であることを示す
、マイクロレンズアレイをパッケージの窓に取り付ける
方式を用いる場合には、窓に嵌め込まれたマイクロレン
ズアレイが効果的であるので、光の経路に他の余計な板
を取り付けずに済む。
提示された光通信ネットワークの第2実施例は、4×4
画素クロスバースイッチであり、分解斜視図として第9
図に概略的に示されており且つ参照番号400にて指し
示されている。クロスバ−スイッチ400は、4つの送
信器451,452.453.454と、4つの受信器
461462.463.464と、前記送信器に接続さ
れている4つの1対4光フアイバ、分割器491492
.493.494と、前記受信器に接続されている4つ
の4対1光ファイバ複合器496.497.498.4
99と、前記分割器に接続されている16本の光ファイ
バ471〜486からなる第1セツトと、前記複合器に
接続されている16本の光ファイバ411〜426から
なる第2セントと、光束分割器442と、16個のレン
ズを含むマイクロレンズアレイ440と、16個の画素
を含む直線状に並んだDMD 430とを含む。
画素クロスバースイッチであり、分解斜視図として第9
図に概略的に示されており且つ参照番号400にて指し
示されている。クロスバ−スイッチ400は、4つの送
信器451,452.453.454と、4つの受信器
461462.463.464と、前記送信器に接続さ
れている4つの1対4光フアイバ、分割器491492
.493.494と、前記受信器に接続されている4つ
の4対1光ファイバ複合器496.497.498.4
99と、前記分割器に接続されている16本の光ファイ
バ471〜486からなる第1セツトと、前記複合器に
接続されている16本の光ファイバ411〜426から
なる第2セントと、光束分割器442と、16個のレン
ズを含むマイクロレンズアレイ440と、16個の画素
を含む直線状に並んだDMD 430とを含む。
各送信器451.452.453.454は、アナログ
信号またはディジタル信号により駆動される狭帯域の光
源を含む、各送信器の出力は、1対4光フアイバ分割器
491.492.493.494のうちの1つへと供給
されく。分割器から出る16本の光ファイバ471〜4
86は、スイッチ200に於けるシリコンチップ245
と類似のシリコンチップサンドイッチ445の中に据え
付けられる。16本の光ファイバ471〜486から射
出された光は、光束分割器442へと向かい、マイクロ
レンズアレイ440の16個のレンズによってDMD4
30の16個の画素の上に結像させられる。第10図は
、光ファイバ471と光ファイバ426とを含む平面に
於ける断面図である(光ファイバの他の対を含む平面を
通る断面も同様である)。第10図の小さな矢印は、光
ファイバ471のコアから射出され光束分割器442を
通り抜ける充円錐を示している(分り易くするため、反
射される部分は示さない)。その充円錐は、アレイ44
0のマイクロレンズによりDMD 430のトーション
ビームの上に結像させられ、次に、マイクロレンズの方
へと反射され(仮にトーションビームが角度θだけ向き
を変えられたならば、充円錐は、偏向させられてマイク
ロレンズの瞳から逸脱する)、次いで、光束分割器によ
り反射されて光ファイバ426のコアに像を結ぶ。この
ように、DMD 430は1組のスイッチとして働き、
送信器451〜454から受信器461〜46ベベと至
る16本の光の経路の各々をオンにしたりオフにしたり
する。
信号またはディジタル信号により駆動される狭帯域の光
源を含む、各送信器の出力は、1対4光フアイバ分割器
491.492.493.494のうちの1つへと供給
されく。分割器から出る16本の光ファイバ471〜4
86は、スイッチ200に於けるシリコンチップ245
と類似のシリコンチップサンドイッチ445の中に据え
付けられる。16本の光ファイバ471〜486から射
出された光は、光束分割器442へと向かい、マイクロ
レンズアレイ440の16個のレンズによってDMD4
30の16個の画素の上に結像させられる。第10図は
、光ファイバ471と光ファイバ426とを含む平面に
於ける断面図である(光ファイバの他の対を含む平面を
通る断面も同様である)。第10図の小さな矢印は、光
ファイバ471のコアから射出され光束分割器442を
通り抜ける充円錐を示している(分り易くするため、反
射される部分は示さない)。その充円錐は、アレイ44
0のマイクロレンズによりDMD 430のトーション
ビームの上に結像させられ、次に、マイクロレンズの方
へと反射され(仮にトーションビームが角度θだけ向き
を変えられたならば、充円錐は、偏向させられてマイク
ロレンズの瞳から逸脱する)、次いで、光束分割器によ
り反射されて光ファイバ426のコアに像を結ぶ。この
ように、DMD 430は1組のスイッチとして働き、
送信器451〜454から受信器461〜46ベベと至
る16本の光の経路の各々をオンにしたりオフにしたり
する。
マイクロレンズアレイ440は、光束分割器442に取
り付けられる。シリコンチップサンドイッチ445.4
46もまた、光束分割器442に取り付けられてよい。
り付けられる。シリコンチップサンドイッチ445.4
46もまた、光束分割器442に取り付けられてよい。
クロスバ−スイッチ200の場合と同様に、シリコンチ
ップサンドイッチ445の中の光ファイバの中心から中
心までの間隔は、マイクロレンズアレイ440のレンズ
の中心から中心までの間隔に等しく、またさらに、シリ
コンチップサンドインチ446の中の光ファイバの中心
から中心までの間隔、および、DMD430の画素の中
心から中心までの間隔にも等しい。クロスバ−スイッチ
200に於いては、画素が1向させられている場合であ
っても、送信器251〜254のうちの1つから射出さ
れて二分枝光ファイバ271〜286のうちの1本の複
式端部の一方の脚を送られてゆく光のうちの小部分が、
他方の脚へと漏れて入り込み、対応する受信器261〜
264により受信されてしまう。それに対してクロスバ
−スイッチ400に於いては光ファイバが相互に絶縁さ
れているので、クロスバ−スイッチ400はクロスバ−
スイッチ200を凌ぐ利点を有している。
ップサンドイッチ445の中の光ファイバの中心から中
心までの間隔は、マイクロレンズアレイ440のレンズ
の中心から中心までの間隔に等しく、またさらに、シリ
コンチップサンドインチ446の中の光ファイバの中心
から中心までの間隔、および、DMD430の画素の中
心から中心までの間隔にも等しい。クロスバ−スイッチ
200に於いては、画素が1向させられている場合であ
っても、送信器251〜254のうちの1つから射出さ
れて二分枝光ファイバ271〜286のうちの1本の複
式端部の一方の脚を送られてゆく光のうちの小部分が、
他方の脚へと漏れて入り込み、対応する受信器261〜
264により受信されてしまう。それに対してクロスバ
−スイッチ400に於いては光ファイバが相互に絶縁さ
れているので、クロスバ−スイッチ400はクロスバ−
スイッチ200を凌ぐ利点を有している。
射出された光線が空間光変調器の上に像を結ぶようにす
ることと前記空間光変調器から反射された光線がほぼ同
じ光軸に沿って戻り再び像を結ぶようにすることとの両
方のために同一のレンズ(又はレンズシステム)を使用
するという特徴を残しつつ、提示した実施例の装置およ
び方法に多様な修正が加えられてよい。例えば、反射形
空間光変調器の大きさと形状、その偏向要素の機械的構
造、画素の数および幾何学的配置、1画素あたりの反射
鏡要素の数、画素の形状および間隔、例えば角形アレイ
等の光フアイバアレイの大きさと形状などが変更されて
よい。光ファイバは、写真製版の手法にて製造される導
波路に取り替えられてもらい。レンズシステムは、光フ
アイバアレイに取り付けられているか又は離されている
マイクロレンズアレイ、もしくは、単一の大きさ結像用
レンズ又はレンズシステムであってよい。また、偏光と
ファイバとが使用されてもよい。その上、特にレンズの
開口数が光ファイバの開口数またはDMDの画素のθに
整合しないような場合には、吸光のためのマスクが挿入
されてもよい。光フアイバコアの像は反射鏡要素よりも
かなり小さくなり得るので、密に纒められた反射鏡要素
を光フアイバコアの直径に比し大きくすれば、心合わせ
の公差を大きくすることが出来る。第11図は、(幅の
狭いトーションビーム530.532.534のおかげ
で)大きな偏角を実現し得るとともに、(1画素あたり
に多段トーションビーム530.532.534を設け
たおかげで)1画素あたりの反射鏡領域を大きくし得る
画素アーキテクチャを示す。また、画素が変形し向きを
変える角度θだけDMDを傾斜させて配置すれば、変形
させられた画素は光ファイバへと戻るように光を反射し
、変形させられていない画素はレンズの瞳から逸れるら
うに光を反射する。
ることと前記空間光変調器から反射された光線がほぼ同
じ光軸に沿って戻り再び像を結ぶようにすることとの両
方のために同一のレンズ(又はレンズシステム)を使用
するという特徴を残しつつ、提示した実施例の装置およ
び方法に多様な修正が加えられてよい。例えば、反射形
空間光変調器の大きさと形状、その偏向要素の機械的構
造、画素の数および幾何学的配置、1画素あたりの反射
鏡要素の数、画素の形状および間隔、例えば角形アレイ
等の光フアイバアレイの大きさと形状などが変更されて
よい。光ファイバは、写真製版の手法にて製造される導
波路に取り替えられてもらい。レンズシステムは、光フ
アイバアレイに取り付けられているか又は離されている
マイクロレンズアレイ、もしくは、単一の大きさ結像用
レンズ又はレンズシステムであってよい。また、偏光と
ファイバとが使用されてもよい。その上、特にレンズの
開口数が光ファイバの開口数またはDMDの画素のθに
整合しないような場合には、吸光のためのマスクが挿入
されてもよい。光フアイバコアの像は反射鏡要素よりも
かなり小さくなり得るので、密に纒められた反射鏡要素
を光フアイバコアの直径に比し大きくすれば、心合わせ
の公差を大きくすることが出来る。第11図は、(幅の
狭いトーションビーム530.532.534のおかげ
で)大きな偏角を実現し得るとともに、(1画素あたり
に多段トーションビーム530.532.534を設け
たおかげで)1画素あたりの反射鏡領域を大きくし得る
画素アーキテクチャを示す。また、画素が変形し向きを
変える角度θだけDMDを傾斜させて配置すれば、変形
させられた画素は光ファイバへと戻るように光を反射し
、変形させられていない画素はレンズの瞳から逸れるら
うに光を反射する。
発光器および受光器は、アルゴンガリウムヒ素レーザと
、ガリウムヒ素−シリコンウェファの上に他のシリコン
素子とともに一体に製造されたフォトダイオードと、空
間光変調器との調整のため送受信器とアレイの基板の縁
との間に設けられた二酸化ケイ素光導波管とであってよ
い。
、ガリウムヒ素−シリコンウェファの上に他のシリコン
素子とともに一体に製造されたフォトダイオードと、空
間光変調器との調整のため送受信器とアレイの基板の縁
との間に設けられた二酸化ケイ素光導波管とであってよ
い。
本発明は、小さな寸法、軽い重量、および機械的安定性
などの利益を提供する。
などの利益を提供する。
以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。
1、 (a) 各々が少なくも第1状態と第2状態
とを有する多数の反射性画素を備えている空間光変調器
と、 (b)1つの光学系にして、(i)多数の光入力のうち
の1つから射出される光が前記空間光変調器の対応する
画素を照射しくii)前記対応する画素が前記第1状態
である場合には前記対応する画素から反射した光が前記
照射の際の前記光学系を通る経路をほぼ忠実に逆戻りし
て多数の光出力のうちの1つを再照射し且つ前記対応す
る画素が前記第2状態である場合には再照射しないよう
にした前記光学系と、 を含む光通信ネットワーク。
とを有する多数の反射性画素を備えている空間光変調器
と、 (b)1つの光学系にして、(i)多数の光入力のうち
の1つから射出される光が前記空間光変調器の対応する
画素を照射しくii)前記対応する画素が前記第1状態
である場合には前記対応する画素から反射した光が前記
照射の際の前記光学系を通る経路をほぼ忠実に逆戻りし
て多数の光出力のうちの1つを再照射し且つ前記対応す
る画素が前記第2状態である場合には再照射しないよう
にした前記光学系と、 を含む光通信ネットワーク。
2、 1al 前記光入力を前記光学系へと接続する
第1光フアイバシステムと、 (b) 前記光学系を前記光出力へと接続する第2光
フアイバシステムと、 を含む前記項1記載の光通信ネットワーク。
第1光フアイバシステムと、 (b) 前記光学系を前記光出力へと接続する第2光
フアイバシステムと、 を含む前記項1記載の光通信ネットワーク。
3、 (a) 前記第1光フアイバシステムと前記
第2光フアイバシステムとの各々が、二股に分岐してい
る共通の光ファイバを共用している、ことを特徴とする
前記項2記載の光通信ネットワーク。
第2光フアイバシステムとの各々が、二股に分岐してい
る共通の光ファイバを共用している、ことを特徴とする
前記項2記載の光通信ネットワーク。
4、 1a) 前記光学系と前記第1、第2光フアイ
バシステムの各々との間に設けられた光束分割器、を含
む前記項2記載の光通信ネットワーク。
バシステムの各々との間に設けられた光束分割器、を含
む前記項2記載の光通信ネットワーク。
5、 ta) 多数の入力側光ファイバと、(b)
多数の出力側光ファイバと、(C) 各々が少な
(も第1状態と第2状態とを有している多数の反射性画
素を備えた空間光変調器と、 (d) 前記入力側光ファイバのうらの1つのものの
前記第1端部から射出される光が前記空間光変調器の対
応する画素の上に結像してこの画素を照射し、前記対応
する画素が前記第1状態である場合には前記対応する画
素から反射した前記の光が前記照射の際の前記光学系を
通る経路をほぼ忠実に逆戻りして前記出力側光ファイバ
のうちの1つのものの第1端部を再照射し、且つ、前記
対応する画素が前記第2状態である場合には再照射しな
いようにした光学系と、 を含む光クロスバ−スイッチ。
多数の出力側光ファイバと、(C) 各々が少な
(も第1状態と第2状態とを有している多数の反射性画
素を備えた空間光変調器と、 (d) 前記入力側光ファイバのうらの1つのものの
前記第1端部から射出される光が前記空間光変調器の対
応する画素の上に結像してこの画素を照射し、前記対応
する画素が前記第1状態である場合には前記対応する画
素から反射した前記の光が前記照射の際の前記光学系を
通る経路をほぼ忠実に逆戻りして前記出力側光ファイバ
のうちの1つのものの第1端部を再照射し、且つ、前記
対応する画素が前記第2状態である場合には再照射しな
いようにした光学系と、 を含む光クロスバ−スイッチ。
6、 (a) N個の発光器と、
(bl N個の光分割器にして、前記分割器の各々力
月対M分割器であり且つN個の前記発光器のうちの1つ
に接続され、さらに、前記分割器の各々の各出力が前記
入力側光ファイバのうちの対応する1つへと接続される
ようにしたN個の光分割器と、 (C) M個の受光器と、 (d)M個の光複合器にして、前記複合器の各々がN対
1複合器であり且つM個の前記受光器のうちの1つに接
続され、さらに、前記複合器の各々の各入力が前記出力
側光ファイバのうちの対応する1つへと接続されるよう
にしたM個の光複合器と、 (e) それにより、N個の前記発光器の各々が、N
xMだけの個数の前記画素のうちのそれぞれ対応する1
つによって、M個の前記受光器の各々へと接続されもし
くは接続を断たれることと、を含む前記項5記載の光ク
ロスバ−スイッチ。
月対M分割器であり且つN個の前記発光器のうちの1つ
に接続され、さらに、前記分割器の各々の各出力が前記
入力側光ファイバのうちの対応する1つへと接続される
ようにしたN個の光分割器と、 (C) M個の受光器と、 (d)M個の光複合器にして、前記複合器の各々がN対
1複合器であり且つM個の前記受光器のうちの1つに接
続され、さらに、前記複合器の各々の各入力が前記出力
側光ファイバのうちの対応する1つへと接続されるよう
にしたM個の光複合器と、 (e) それにより、N個の前記発光器の各々が、N
xMだけの個数の前記画素のうちのそれぞれ対応する1
つによって、M個の前記受光器の各々へと接続されもし
くは接続を断たれることと、を含む前記項5記載の光ク
ロスバ−スイッチ。
?、 (al 前記空間光変調器がNXM画素の直
線状に並んだアレイを含み、さらに、前記画素の各々が
トーションビーム反射鏡要素を含み、Tb) 前記入
力側光ファイバの前記端部の各々が、前記出力側光ファ
イバの前記端部のそれぞれ1つと調和し、 (cl NXM個の前記画素の各々に1つずつのレン
ズを配置し得るよう、前記光学系がNXM個のマイクロ
レンズからなる直線状のアレイを含む、ことを特徴とす
る前記項6記載の光クロスバ−スイッチ。
線状に並んだアレイを含み、さらに、前記画素の各々が
トーションビーム反射鏡要素を含み、Tb) 前記入
力側光ファイバの前記端部の各々が、前記出力側光ファ
イバの前記端部のそれぞれ1つと調和し、 (cl NXM個の前記画素の各々に1つずつのレン
ズを配置し得るよう、前記光学系がNXM個のマイクロ
レンズからなる直線状のアレイを含む、ことを特徴とす
る前記項6記載の光クロスバ−スイッチ。
8、 (a) 第1傾斜部分に収められている前記
入力側光ファイバ(および出力側光ファイバ)の前記端
部と前記光ファイバの前記端部に接合されている前記マ
イクロレンズアレイとを含む第1コネフタ部分と、 (bl 前記第1傾斜部分と相補的であり且つ前記反
射形空間光変調器へと接合されている第2傾斜部分を含
む第2コネクク部分と、 (C) 前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部
分へと連結する締結具と、 を含む前記項7記載の光クロスバ−スイッチ。
入力側光ファイバ(および出力側光ファイバ)の前記端
部と前記光ファイバの前記端部に接合されている前記マ
イクロレンズアレイとを含む第1コネフタ部分と、 (bl 前記第1傾斜部分と相補的であり且つ前記反
射形空間光変調器へと接合されている第2傾斜部分を含
む第2コネクク部分と、 (C) 前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部
分へと連結する締結具と、 を含む前記項7記載の光クロスバ−スイッチ。
9、 (al 前記空間光変調器がNXM画素の直
線状に並んだアレイを含み、さらに、前記画素の各々が
多数のトーションビーム反射鏡要素を含み、(b)
前記入力側光ファイバの前記端部の各々が、前記出力側
光ファイバの前記端部のそれぞれ1つと調和し、 (c)NXM個の前記画素の各々に1つずつのレンズを
配置し得るよう、前記光学系が殉×M個のマイクロレン
ズからなる直線状のアレイを含む、ことを特徴とする前
記項6記載の光クロスバ−スイッチ。
線状に並んだアレイを含み、さらに、前記画素の各々が
多数のトーションビーム反射鏡要素を含み、(b)
前記入力側光ファイバの前記端部の各々が、前記出力側
光ファイバの前記端部のそれぞれ1つと調和し、 (c)NXM個の前記画素の各々に1つずつのレンズを
配置し得るよう、前記光学系が殉×M個のマイクロレン
ズからなる直線状のアレイを含む、ことを特徴とする前
記項6記載の光クロスバ−スイッチ。
10、(al 第1 (tl斜部分に収められている
前記入力側光ファイバ(および出力側光ファイバ)の前
記端部と前記光ファイバの前記端部に接合されている前
記マイクロレンズアレイとを含む第1コネクタ部分と、 (bl 前記第1傾斜部分と相補的であり且つ前記反
射形空間光変調器へと接合されている第2傾斜部分を含
む第2コネクタ部分と1 、(C)前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部分
へと連結する締結具と、 を含む前記項9記載の光クロスバ−スイッチ。
前記入力側光ファイバ(および出力側光ファイバ)の前
記端部と前記光ファイバの前記端部に接合されている前
記マイクロレンズアレイとを含む第1コネクタ部分と、 (bl 前記第1傾斜部分と相補的であり且つ前記反
射形空間光変調器へと接合されている第2傾斜部分を含
む第2コネクタ部分と1 、(C)前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部分
へと連結する締結具と、 を含む前記項9記載の光クロスバ−スイッチ。
11、 (al N本の入力側光ファイバと、(b
l N本の出力側光ファイバと、(CI N個の画
素を有する1つの空間光変調器と、fdl 前記入力
側光ファイバから射出される光が前記画素の上に結像し
てこの画素を照射し前記画素からの反射光が前記出力側
光ファイバを再照射するように配置されており且つN個
のレンズを有しているマイクロレンズアレイと、 を含む光通信ネットワーク。
l N本の出力側光ファイバと、(CI N個の画
素を有する1つの空間光変調器と、fdl 前記入力
側光ファイバから射出される光が前記画素の上に結像し
てこの画素を照射し前記画素からの反射光が前記出力側
光ファイバを再照射するように配置されており且つN個
のレンズを有しているマイクロレンズアレイと、 を含む光通信ネットワーク。
12、(a) 前記空間光変調器が直線状に並べられ
た画素のアレイを含み、さらに、前記画素の各々がトー
ションビーム反射鏡要素を含んでおり、(b) 前記
マイクロレンズアレイが、前記画素の各々に1つずつの
レンズを配置するようにして直線状に並んでいるマイク
ロレンズの7レイを含んでいる、 ことを特徴とする前記項11記載の光通信ネットワーク
。
た画素のアレイを含み、さらに、前記画素の各々がトー
ションビーム反射鏡要素を含んでおり、(b) 前記
マイクロレンズアレイが、前記画素の各々に1つずつの
レンズを配置するようにして直線状に並んでいるマイク
ロレンズの7レイを含んでいる、 ことを特徴とする前記項11記載の光通信ネットワーク
。
13、(a) 第1傾斜部分に収められている光フア
イバアレイと前記光ファイバの端部に接合されているマ
イクロレンズアレイとを含む第1コネクタ部分と、 (b) 前記第1傾斜部分と相補的であり且つ反射形
空間光変調器へと接合されている第2傾斜部分を含む第
2コネクタ部分と、 (C1前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部分へ
と連結する締結具と、 を含む光通信ネットワーク用コネクタ。
イバアレイと前記光ファイバの端部に接合されているマ
イクロレンズアレイとを含む第1コネクタ部分と、 (b) 前記第1傾斜部分と相補的であり且つ反射形
空間光変調器へと接合されている第2傾斜部分を含む第
2コネクタ部分と、 (C1前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部分へ
と連結する締結具と、 を含む光通信ネットワーク用コネクタ。
14、(a) 第1傾斜部分に収められている光フア
イバアレイを含む第1コネクタ部分と、(b) 前記
第1傾斜部分と相補的であり且つマイクロレンズアレイ
及び反射系空間光変調器へ接合されている第2傾斜部分
を含む第2コネクタ部分と、 (C) 前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部
分へと連結する締結具と、 を含む光通信ネットワーク用コネクタ。
イバアレイを含む第1コネクタ部分と、(b) 前記
第1傾斜部分と相補的であり且つマイクロレンズアレイ
及び反射系空間光変調器へ接合されている第2傾斜部分
を含む第2コネクタ部分と、 (C) 前記第1コネクタ部分を前記第2コネクタ部
分へと連結する締結具と、 を含む光通信ネットワーク用コネクタ。
15、(a)(i)送信器(251〜254)及び受信
器(261〜264)へ接続されている同等な複式の端
部と、(ii)直線状のマイクロレンズアレイ(240
)と直線状の空間光変調器(230)とに隣接している
直線状アレイ(245)の中に収められている単式の端
部と、を有する二股に分岐した光ファイバ(271〜2
86)、 を備えており、さらに、前記空間光変調器(230)の
画素が偏向させられていない場合には前記単式端部から
射出された光が反射されて前記単式端部へと戻され、前
記空間光変調器(230)の画素が偏向させられている
場合には前記射出された光が前記単式端部へは戻されな
いようにした光クロスバ−スイッチ(200)。
器(261〜264)へ接続されている同等な複式の端
部と、(ii)直線状のマイクロレンズアレイ(240
)と直線状の空間光変調器(230)とに隣接している
直線状アレイ(245)の中に収められている単式の端
部と、を有する二股に分岐した光ファイバ(271〜2
86)、 を備えており、さらに、前記空間光変調器(230)の
画素が偏向させられていない場合には前記単式端部から
射出された光が反射されて前記単式端部へと戻され、前
記空間光変調器(230)の画素が偏向させられている
場合には前記射出された光が前記単式端部へは戻されな
いようにした光クロスバ−スイッチ(200)。
第1a図及び第1b図は光クロスバ−スイッチの概略図
、 第2図は通信リンクに於ける光クロスバ−スイッチを示
す図、 第3図は光クロスバ−スイッチの開放大気中に配置され
た部分を示す図、 第4a図ないし第4c図は変形し得るトーションビーム
反射鏡装置を示す図、 第5図は光クロスバ−スイッチに於ける光の経路を示す
図、 第6図は本発明の第1実施例の斜視図、第7図は第1実
施例のレンズの様子を示す断面側面図、 第8a図ないし第8C図は本発明によるコネクタの実施
例を示す図、 第9図は本発明の第2実施例の斜視図、第10図は第2
実施例のレンズの様子を示す断面側面図、 第11図は画素アーキテクチャの平面図である。 22・・・シリコン、24・・・スペーサ、26・・・
金属、28・・・反射する金属導電体層、30・・・反
射鏡要素、44・・・二酸化ケイ素、100,200,
400・・・4×4画素クロスバースイッチ、130・
・・空間光変調器、132.442・・・光束分割器、
134・・・シュリーレン光学系、136・・・レーザ
ダイオード、138 ・ ・ ・ pinダイオード、
140.142・・・円柱レンズ光学系、144・・・
レンズ、146・・・シュリーレン遮光面、151.1
53.155・・・光ファイバ、161.162.16
3.165・・・画素の行、170・・・ドレイン、1
71・・・直並列変換器、172・・・ドレインライン
、174・・・デコーダ、176・・・ゲートライン、
178・・・ソース、180・・・ゲート、230.4
30・・・直線状に並んだDMD (変形し得る反射鏡
装置)、240.440・・・マイクロレンズアレイ、
245・・・シリコンチップ、251〜254.451
〜454・・・送信器、261〜264.461〜46
4・・・受信器、271〜286・・・二股に分岐した
光ファイバ、291〜294.491〜494・・・1
対4光フアイバ分割器、296〜299.496〜49
94対1光ファイバ複合器、300・・・コネクタ、3
10・・・自己整列のための斜面、312・・・コネク
タの雄部分、314・・・コネクタの雌部分、316・
・・ねじ付きスリーブ、411〜426・・・光ファイ
バの第2セツト、445.446・・・シリコンチップ
サンドイッチ、471〜486・・・光ファイバの第1
セツト、530.532.534・・・トーションビー
ム(変形し得る、すなわち向きを変え得る粱)、θ・・
・トーションビームの偏向する角度。 平成 年 月 日
、 第2図は通信リンクに於ける光クロスバ−スイッチを示
す図、 第3図は光クロスバ−スイッチの開放大気中に配置され
た部分を示す図、 第4a図ないし第4c図は変形し得るトーションビーム
反射鏡装置を示す図、 第5図は光クロスバ−スイッチに於ける光の経路を示す
図、 第6図は本発明の第1実施例の斜視図、第7図は第1実
施例のレンズの様子を示す断面側面図、 第8a図ないし第8C図は本発明によるコネクタの実施
例を示す図、 第9図は本発明の第2実施例の斜視図、第10図は第2
実施例のレンズの様子を示す断面側面図、 第11図は画素アーキテクチャの平面図である。 22・・・シリコン、24・・・スペーサ、26・・・
金属、28・・・反射する金属導電体層、30・・・反
射鏡要素、44・・・二酸化ケイ素、100,200,
400・・・4×4画素クロスバースイッチ、130・
・・空間光変調器、132.442・・・光束分割器、
134・・・シュリーレン光学系、136・・・レーザ
ダイオード、138 ・ ・ ・ pinダイオード、
140.142・・・円柱レンズ光学系、144・・・
レンズ、146・・・シュリーレン遮光面、151.1
53.155・・・光ファイバ、161.162.16
3.165・・・画素の行、170・・・ドレイン、1
71・・・直並列変換器、172・・・ドレインライン
、174・・・デコーダ、176・・・ゲートライン、
178・・・ソース、180・・・ゲート、230.4
30・・・直線状に並んだDMD (変形し得る反射鏡
装置)、240.440・・・マイクロレンズアレイ、
245・・・シリコンチップ、251〜254.451
〜454・・・送信器、261〜264.461〜46
4・・・受信器、271〜286・・・二股に分岐した
光ファイバ、291〜294.491〜494・・・1
対4光フアイバ分割器、296〜299.496〜49
94対1光ファイバ複合器、300・・・コネクタ、3
10・・・自己整列のための斜面、312・・・コネク
タの雄部分、314・・・コネクタの雌部分、316・
・・ねじ付きスリーブ、411〜426・・・光ファイ
バの第2セツト、445.446・・・シリコンチップ
サンドイッチ、471〜486・・・光ファイバの第1
セツト、530.532.534・・・トーションビー
ム(変形し得る、すなわち向きを変え得る粱)、θ・・
・トーションビームの偏向する角度。 平成 年 月 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (a)各々が少なくも第1状態と第2状態とを有する多
数の反射性画素を備えている空間光変調器と、 (b)1つの光学系にして、 (i)多数の光入力のうちの1つから射出される光が前
記空間光変調器の対応する画素を照射し (ii)前記対応する画素が前記第1状態である場合に
は前記対応する画素から反射した光が前記照射の際の前
記光学系を通る経路をほぼ忠実に逆戻りして多数の光出
力のうちの1つを再照射し且つ前記対応する画素が前記
第2状態である場合には再照射しないようにした前記光
学系とを含む光通信ネットワーク。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/209,655 US4856863A (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Optical fiber interconnection network including spatial light modulator |
US209655 | 1988-06-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02103011A true JPH02103011A (ja) | 1990-04-16 |
JP2587106B2 JP2587106B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=22779684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1159384A Expired - Fee Related JP2587106B2 (ja) | 1988-06-22 | 1989-06-21 | 光通信ネットワーク |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4856863A (ja) |
JP (1) | JP2587106B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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