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BEREICH DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf den Bereich von optischen Kommunikations-Systemen, insbesondere
auf faser-optische Kommunikationen, speziell verteilte optische
Kommunikations-Systeme, die Multiplexierung mit dichter Wellenlängen-Unterteilung verwenden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Optische
Netzwerke verwenden moduliertes Licht, um klare, schnelle Kommunikation
zwischen zwei Punkten zu ermöglichen.
Die Bandbreite und Effizienz, die von optischen Kommunikations-Systemen
geboten wird, ist gut bekannt. Eine einzige Faser ist in der Lage,
eine große
Menge an Daten über eine
gewaltige Distanz zu übertragen.
Angewandte Kommunikations-Systeme verwenden eine große Anzahl
an optischen Fasern, die miteinander vernetzt sind, um ein Kommunikations-Netz
zu bilden, das mindestens einen Pfad zwischen zwei beliebigen Punkten
im Netzwerk bietet. Das Konfigurieren des Netzwerks, um zwei beliebige
Punkte zu verbinden, erfordert eine große Anzahl an Schaltern.
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Eine
Methode der Kopplung von optischen Fasern konvertiert das optische
Signal, das von der Eingangs-Faser getragen wird, in elektrische
Signale und verwendet das elektrische Signal dazu, einen anderen
Lichtstrahl zu modulieren, der über
die zweite Faser übertragen
wird. Diese Methode ist viel langsamer, als einfach den optischen
Strahl zu schalten, und kann Rauschen in das übertragene, optische Signal
einbringen. Reines optisches Schalten, bei dem der optische Strahl
ohne signifikanten Verlust von einer ersten Faser direkt an eine
zweite Faser gekoppelt wird, ist viel schneller und effizienter,
und wird deswegen gewünscht.
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Verschiedene
Arten von optischen Schaltern wurden entwickelt. Manche verwenden
mechanische Mittel, um die Eingangs- und Ausgangs-Fasern physikalisch
auszurichten. Diese mechanischen Schalter sind typischerweise langsam,
groß,
und sehr teuer. Was benötigt
wird, ist ein verbesserter optischer Schalter, der sehr schnell
zu konfigurieren ist und es nicht erfordert, den Licht-Strahl in Elektrizität umzuwandeln.
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EP-A-1 099 966 ,
die zum Stand der Technik allein aufgrund von Art. 54 (3) und (4)
EPÜ gehört, offenbart
einen optischen Schalter, der eine Matrix von Spiegeln verwendet,
um Licht selektiv von einer Eingangs-Faser zu entweder einer ersten
Ausgangs-Faser oder einer zweiten Ausgangs-Faser zu reflektieren.
Licht aus der ersten Eingangs-Faser trifft auf einen ersten Spiegel
und wird selektiv auf einen zweiten Spiegel abgelenkt, der einer
Ausgangs-Faser zugeordnet ist, durch Reflektieren des Licht-Strahls
von einem Rück-Reflektor
zwischen den Fasern.
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Die
vorliegende Erfindung bietet einen optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexer, enthaltend:
einen „Ein"-Eingang, der befähigt ist,
eine erste Mehrzahl von multiplexierten, wellenlangen-unterteilten
optischen Eingangssignalen zur Verfügung zu stellen;
einen „Hinzufügungen"-Eingang, der befähigt ist,
ein zweites optisches Eingangssignal zur Verfügung zu stellen;
einen „Durch"-Ausgang; und
einen „Weglassen"-Ausgang;
gekennzeichnet
durch:
einen optischen Schalter, enthaltend:
einen ersten
Wellenlängen-Separator,
zur Auftrennung der ersten Mehrzahl von optischen Eingangssignalen
in eine Mehrzahl von Lichtstrahlen;
einen ersten Wellenlängen-Kombinator,
gekoppelt mit dem Durch-Ausgang, zur Kombination optischer Signale
mit einer Mehrzahl von Wellenlängen
zu einem optischen Ausgangssignal;
einen Rück-Reflektor;
eine erste
Gruppe von Spiegeln in einer Spiegel-Matrix, wobei jeder Spiegel
in der ersten Spiegel-Gruppe in einem ersten Zustand betrieben werden
kann, um einen jeweiligen, aus der Mehrzahl von Lichtstrahlen, der
von genannten, ersten optischen Eingangssignalen getrennt wurde,
auf einen ersten Bereich des Rück-Reflektors
zu richten, und in einem zweiten Zustand betrieben werden kann,
um einen jeweiligen, aus der Mehrzahl von Lichtstrahlen, der von
genannten, ersten optischen Eingangssignalen getrennt wurde, auf
einen zweiten Bereich des genannten Rück-Reflektors zu richten; und
eine
zweite Gruppe von Spiegeln in der Spiegel-Matrix, wobei jeder Spiegel
in der zweiten Spiegel-Gruppe so betrieben werden kann, dass er
einen jeweiligen, aus der Mehrzahl von Lichtstrahlen, der von genannten,
ersten optischen Eingangssignalen getrennt wurde, von genanntem,
zweiten Bereich des genannten Rück-Reflektors
auf genannten Weglassen-Ausgang richtet;
einen dritten Ablenker,
der so betrieben werden kann, dass er mindestens einen Lichtstrahl
aus genanntem, zweitem optischen Eingangssignal von genanntem Hinzufügungen-Eingang
auf einen dritten Bereich des genannten Rück-Reflektors richtet; und
eine
vierte Gruppe von Spiegeln in der Spiegel-Matrix, wobei jeder Spiegel
in der vierten Spiegel-Gruppe in einem ersten Zustand betrieben
werden kann, um einen jeweiligen, aus der Mehrzahl von Lichtstrahlen,
der von genannten, ersten optischen Einganssignalen getrennt wurde,
von genanntem, erstem Bereich des genannten Rück-Reflektors auf genannten
Durch-Ausgang zu richten, über
den ersten Wellenlängen-Kombinator,
wobei genannte, vierte Gruppe von Spiegeln in der Spiegel-Matrix
mindestens einen Spiegel enthält,
der in einem zweiten Zustand betrieben werden kann, um mindestens
einen Lichtstrahl aus genanntem, zweiten optischen Einganssignal
von genanntem, dritten Bereich des genannten Rück-Reflektors über den
ersten Wellenlängen-Kombinator
auf genannten Durch-Ausgang zu richten.
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Der
offenbarte optische Multiplexer enthält einen wenig kostenden, zuverlässigen und
optisch effizienten Schalter, der es nicht erfordert, dass die Eingangs-Signale
vom optischen Bereich in den elektrischen Bereich umgewandelt werden.
Daher sind die optischen Signale, die in den Schalter eingeführt werden,
ohne unnötige
Signal-Verzögerung oder
-Verfälschung
als Schalter-Ausgaben verfügbar.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Für ein vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgenden
Beschreibungen Bezug genommen, die in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen stehen, in denen:
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1 ein
schematisches Diagramm ist, das die optisch-elektrischoptischen
Umwandlungen zeigt, die in optischen Schalter-Anwendungen vom Stand
der Technik verwendet werden.
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2 ein
schematisches Diagramm ist, das alle optischen Schalt-Arten der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 eine
perspektivische Sicht eines Bereichs eines typischen Mikrospiegel-Gerätes ist,
das im optischen Schalter der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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4 eine
seitliche Sicht des optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers der
vorliegenden Erfindung ist, der in der Lage ist, ein einzelnes optisches
Signal zu schalten.
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5 eine
seitliche Sicht des optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers aus 4 ist,
die ein Signal zeigt, das den Multiplexer durchläuft.
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6 eine
seitliche Sicht des OADM aus 4 ist, die
eine zweite Schalter-Position zeigt, die dazu verwendet wird, Signale
hinzuzufügen
und wegzulassen.
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7 eine
seitliche Sicht des optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers aus 4 ist,
die einen optionalen Rück-Reflektor
zeigt, der getrennt ist vom optischen Faser-Halter.
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8 eine
seitliche Sicht des optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers aus 4 ist,
die die Verwendung einer Matrix aus kleinen Spiegeln anstelle von
jedem großen
Spiegel aus 4 zeigt.
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9 eine
schematische Sicht eines optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers für Multiplexierung
mit dichter Wellenlängen-Unterteilung
ist.
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10 eine
seitliche Sicht eines Strahl-Auftrennungs-Gerätes ist, das im optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexer
aus 9 für
Multiplexierung mit dichter Wellenlängen-Unterteilung verwendet
wird.
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11 eine
seitliche Sicht eines Strahl-Auftrennungs-Gerätes ist, das im optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexer
aus 9 für
Multiplexierung mit dichter Wellenlängen-Unterteilung verwendet
wird.
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12 eine
seitliche Sicht eines Strahl-Auftrennungs-Gerätes ist, das im optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexer
aus 9 für
Multiplexierung mit dichter Wellenlängen-Unterteilung verwendet
wird.
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13 eine
schematische Sicht eines optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers ist,
der einen alternativen Aufbau besitzt, der keine Rück-Reflektoren
erfordert.
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14 eine
schematische Sicht des optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers aus 13 ist,
die die Durchgangs-Ausrichtung der Spiegel zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
neue Architektur eines optischen Schalters wurde entwickelt, die
es erlaubt, Signale selektiv aus einem optischen Signal-Pfad wegzulassen
oder sie diesem hinzuzufügen,
ohne den Signal-Strom von optischen in elektrische Signale umzuwandeln. Die
neue Architektur verwendet Mikrospiegel, um Signale effizient zwischen
Eingangs- und Ausgangs-Signal-Strömen zu schalten.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das die optisch-elektrisch-optischen
Umwandlungen zeigt, die in optischen Schalter-Anwendungen verwendet
werden, die typisch für
den Stand der Technik sind. Schalter vom Stand der Technik empfingen
ein optisches Signal 102 von einem ersten Übertragungs-Pfad, typischerweise
eine optische Faser 104. Ein Empfänger 106 wandelte
das optische Signal 102 von moduliertem Licht in ein elektrisches
Signal um. Ein elektrischer Schalter 108 verbindet ein
erstes Eingangs-Signal 110 mit entweder einem ersten Ausgangs-Signal 112 oder
einem zweiten Ausgangs-Signal 114. Zur selben Zeit wird
ein zweites Eingangs-Signal 116 zum anderen Ausgangs-Signal geschaltet.
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Signale,
die den Schalter 108 auf dem ersten Ausgang 112 verlassen,
werden vom Laser 120 in Licht umgewandelt, bevor sie über große Distanzen entlang
einer Ausgangs-Faser übertragen
werden. Signale, die den Schalter 108 auf dem zweiten Ausgang 114 verlassen,
werden lokal in elektrischer Form verarbeitet. Wenn der Schalter
sich in einer ersten Position befindet, wird das Signal am ersten
Eingang 110 zum ersten Ausgang 112 durchgeleitet
und weitergesendet. Typischerweise wird kein Signal am zweiten Eingang
des Schalters dargeboten, wenn er sich in der ersten Position befindet.
In einer zweiten Position wird das optische Signal, das am ersten
Eingang 110 empfangen wurde, zum zweiten Ausgang 114 geschaltet
und lokal verarbeitet, während
das Signal, das dem zweiten Eingang 116 geliefert wird,
in optische Form umgewandelt und entlang der Ausgangs-Faser 122 übertragen
wird.
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Unglücklicherweise
muss der Schalter aus 1 das eingehende Licht-Signal 102 in
elektrische Form umwandeln, ob das Signal lokal zu verwenden ist
oder nicht. Das heißt,
wenn es gewünscht
wird, das eingehende Licht-Signal 102 entlang der Ausgangs-Faser 122 zu übertragen,
wird das eingehende Licht-Signal
erst in ein elektrisches Signal 110 umgewandelt, geschaltet,
und dann zurück
in ein optisches Signal 118 umgewandelt und zur Ausgangs-Faser 122 geliefert.
Diese doppelte Umwandlung ist unnötig und verlangsamt die Übertragung
des Signals. Des Weiteren besitzen der Empfänger 106, der Schalter 108,
und der Laser 120, genauso wie jeder weitere Schaltkreis
wie etwa Verstärker 124 das Potenzial,
dem Signal Rauschen hinzuzufügen.
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Der
optische Schalter aus 2 vermeidet diese Probleme durch
Schalten des eingehenden Signals, ohne das optische Signal zuerst
in ein elektrisches Signal umzuwandeln. 2 ist ein
schematisches Diagramm, das alle optischen Schalt-Methoden der vorliegenden
Erfindung zeigt. In 2 liefert die optische Faser 202 ein
optisches Eingangs-Signal, und Faser 204 überträgt das optische
Ausgangs-Signal. Ein zweiter, optischer Eingang 206 erlaubt
es, ein optisches Signal 208 von Laser 210 an die
Ausgangs-Faser 204 zu liefern. Der Laser 210 wird
von einem elektrischen Signal 212 moduliert. Ein zweiter
Ausgang 214 liefert ein optisches Signal an einen Empfänger 216,
der das optische Signal in ein elektrisches Signal 218 übersetzt,
das vom Schalter 200 ausgegeben wird.
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Der
Schalter aus 2 wird typischerweise als ein
optischer Hinzufügen/Weglassen-Multiplexer (OADM)
bezeichnet. Er wird in optischen Netzwerken verwendet, um ein empfangenes
Signal entlang dem Netzwerk durchzuleiten, dem Übertragungs-Strom ein neues
Signal hinzuzufügen
oder ein Signal aus dem Übertragungs-Strom
wegzulassen. Jede Faser im Netzwerk befördert typischerweise verschiedene Signale.
Unter Verwendung von wellenlängen-unterteiltem
Multiplexen (WDM) oder dicht wellenlängenunterteiltem Multiplexen
(DWDM) wird jedem Signal eine getrennte Wellenlänge zugewiesen. Jedes Signal
in der Faser kann ein unterschiedliches Ziel haben. Die Signale
sind durch Wellenlängen
unterteilt, und Signale, die an ihrem Ziel ankommen, werden unter
Verwendung des zweiten Ausgangs 214 „weggelassen". Signale, die ihr
beabsichtigtes Ziel noch erreichen müssen, werden durch den ersten
Ausgang 204 durchgeleitet und laufen entlang der Faser zu
einem anderen Knoten des Netzwerks. Signale, die vom aktuellen Knoten
stammen und zu einem anderen Knoten zu übertragen sind, werden über den zweiten
Eingang 206 in den Schalter eingeführt und vom Schalter zu allen
anderen Signalen, die entlang des ersten Ausgangs 204 übertragen
werden, hinzugefügt.
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Der
neue OADM erfordert eine Komponente, die dazu befähigt ist,
ein eingehendes, optisches Signal selektiv entlang einem von mindestens
zwei Pfaden zu richten. Ein Mikrospiegel-Gerät wird bevorzugt. Der Mikrospiegel,
der im OADM verwendet wird, arbeitet unter Verwendung von elektromagnetischer,
elektrostatischer, piezoelektrischer oder anderer Kraft. Der Mikrospiegel
ist eine Matrix von Spiegeln, die auf einem gemeinsamen Substrat
hergestellt sind, oder eine Matrix von Spiegeln, die getrennt hergestellt
wurden und in den OADM eingebaut wurden. Die Spiegel sind aus Silizium,
Gold, Aluminium oder anderen Metallen oder Materialien, die dazu
in der Lage sind, die Signal-Energie bei den Wellenlängen zu
reflektieren, die vom Schalter übertragen
werden. Wenn die Spiegel ausreichend groß sind, wird ein einziger Spiegel
dazu verwendet, das jeweilige Signal zu reflektieren. Alternativ
wird eine Anzahl von kleinen Spiegeln verwendet, um kollektiv das
jeweilige Signal zu reflektieren.
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Ein
Mikrospiegel, der passend für
die Verwendung in dem OADM ist, ist ein elektrostatischer Aluminium-Mikrospiegel,
der dazu fähig
ist, in beide Richtungen um eine Torsions-Achse zu rotieren. Ein Beispiel
eines solchen Mikrospiegels ist der Digital Micromirror DeviceTM, oder DMDTM, der
von Texas Instruments Incorporated hergestellt wird. Das DMD ist eine
große
Matrix von sehr kleinen Spiegeln, jeder typischerweise diagonal
12 bis 16 μm.
DMDs werden typischerweise in einer bistabilen, digitalen Weise
betrieben, in der jeder Spiegel selektiv entweder im Uhrzeigersinn
oder im Gegen-Uhrzeigersinn rotiert wird.
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3 ist
eine perspektivische Sicht von einem Teil eines typischen Mikrospiegel-Gerätes, das im
optischen Schalter aus der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Der in 3 gezeigte Mikrospiegel ist von der Art mit verstecktem
Gelenk, so genannt weil der Spiegel 302 über die
Torsions-Gelenke 320 erhoben ist, so dass die Gelenke 120 und
Reste des Aufbaus abgeschirmt oder versteckt vom einfallenden Licht
sind. Der Mikrospiegel 300 ist eine rechtwinklige Matrix
von Mikrospiegel-Zellen oder Elementen, die oftmals mehr als tausend
Zeilen und Spalten von Mikrospiegeln enthalten. 3 zeigt
einen kleinen Teil einer Mikrospiegel-Matrix vom Stand der Technik,
bei der einige Spiegel 302 entfernt sind, um die unterliegende,
mechanische Struktur der Mikrospiegel-Matrix zu zeigen.
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Der
Mikrospiegel 300 ist auf einem Halbleiter-Substrat 304 hergestellt,
typischerweise aus Silizium. Elektrische Steuer-Schaltkreise werden
typischerweise in oder auf der Oberfläche des Halbleiter-Substrats 304 unter
Verwendung von integrierten Standard-Prozessabläufen hergestellt. Diese Schaltkreise
enthalten typischerweise, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Speicherzelle,
die je einem Spiegel 302 zugeordnet ist und typischerweise darunter
liegt, und digitale Logikkreise zur Steuerung des Transfers der
digitalen Bilddaten zu den darunterliegenden Speicherzellen. Spannungstreiber-Schaltkreise zum
Treiben der Neigung und Rücksetzen
von Signalen für
den Spiegel-Aufbau können ebenfalls
auf dem Mikrospiegel-Substrat hergestellt sein, oder extern vom
Mikrospiegel sein. Bildverarbeitungs- und Formatierungs-Logik ist
ebenso im Substrat 304 mancher Bauarten ausgebildet. Für die Zwecke
dieser Offenbarung werden Adressierungs-Schaltkreise als jegliche
Schaltkreise enthaltend angesehen, enthaltend direkte Spannungs-Verbindungen
und geteilte Speicher-Zellen, die dazu verwendet werden, die Richtung
der Rotation eines Mikrospiegel-Spiegels zu steuern.
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Das
Silizium-Substrat 304 und alle notwendigen Metall-Verbindungs-Schichten sind vom
Mikrospiegel-Aufbau durch eine isolierende Schicht 306 isoliert,
die typischerweise eine abgelagerte Silizium-Dioxid-Schicht ist,
auf der der Mikrospiegel-Aufbau geformt ist. Löcher oder Bahnen sind in der Oxid-Schicht eröffnet, um
elektrische Verbindung des Mikrospiegel-Aufbaus mit den im Substrat 304 ausgebildeten,
elektronischen Schaltkreisen zu erlauben.
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Die
erste Schicht des Aufbaus ist eine Metallisierungs-Schicht, typischerweise
die dritte Metallisierungs-Schicht und deswegen oftmals M3 genannt. Die
ersten beiden Metallisierungs-Schichten werden typischerweise benötigt, um
die Schaltkreise, die auf dem Substrat hergestellt sind, anzubinden.
Die dritte Metallisierungs-Schicht ist auf der isolierenden Schicht
abgelagert und so gemustert, dass sie Adress-Elektroden 310 und
eine Spiegel-Neigungs-Verbindung 312 formt.
Manche Mikrospiegel-Bauarten besitzen Anlege-Elektroden, die getrennt und verschiedene
Strukturen sind, die aber elektrisch mit der Spiegel-Neigungs-Verbindung 312 verbunden
sind. Anlege-Elektroden begrenzen die Rotation des Spiegels 302 und
verhindern, dass der rotierte Spiegel 302 oder der Gelenk-Bügel 314 die Adress-Elektroden 310 berührt, die
ein Spannungs-Potential in Bezug auf den Spiegel 302 besitzen.
Wenn der Spiegel 302 die Adress-Elektroden 310 kontaktiert,
könnte
der resultierende Kurzschluss die Torsions-Gelenke 316 schmelzen
oder den Spiegel 302 an die Adress-Elektroden 310 anschweißen, wobei
in jedem Fall der Mikrospiegel zerstört wird.
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Da
die selbe Spannung immer sowohl an die Anlege-Elektroden und die
Spiegel 302 angelegt wird, werden die Spiegel-Neigungs-Verbindung
und die Anlege-Elektroden vorzugsweise in einer einzigen Struktur
kombiniert, falls möglich.
Die Anlege-Elektroden sind mit der Spiegel-Neigungs-Verbindung 312 verbunden
durch das Einschließen
von Regionen auf der Spiegel-Neigungs/Rücksetzen-Verbindung 312,
genannt Anlege-Stellen, die die Rotation des Spiegels 302 mechanisch
durch Kontaktieren von entweder dem Spiegel 302 oder dem
Torsions-Gelenk-Bügel 314 begrenzen.
Diese Anlege-Stellen sind oftmals mit einem Material beschichtet,
das dazu ausgewählt
wurde, die Tendenz zum Ankleben des Spiegels 302 und des
Torsions-Gelenk-Bügels 314 an
die Anlege-Stelle zu verringern.
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Spiegel
Neigungs/Rücksetzen-Spannungen gelangen
zu jedem Spiegel 302 über
eine Kombination von Pfaden, unter Verwendung von sowohl der Spiegel-Neigungs/Rücksetzen-Metallisierung 312 als
auch der Spiegel und Torsions-Balken
von anliegenden Spiegel-Elementen. Aufgetrennte Rücksetzungs-Bauformen erfordern
eine Unterteilung der Matrix von Spiegeln in mehrere Untermatrizen,
die jeweils eine unabhängige
Spiegel-Neigungs-Verbindung besitzen. Die Anlege-Elektroden/Spiegel-Neigungs 312 -Konfiguration,
die in 3 gezeigt wird, passt ideal, um Rücksetzungs-Anwendungen
aufzutrennen, da die Mikrospiegel-Elemente einfach in elektrisch
isolierte Zeilen oder Spalten getrennt sind, einfach durch Isolieren
der Spiegel-Neigungs/Rücksetzen-Schicht
zwischen den Untermatrizen. Die Spiegel-Neigungs/Rücksetzen-Schicht
aus 3 ist gezeigt als geteilt in Zeilen von isolierten
Elementen.
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Eine
erste Schicht von Stützen,
typischerweise Abstands-Durchkontaktierung genannt, ist auf der
Metall-Schicht hergestellt und formt die Adress-Elektroden 310 und
die Spiegel-Neigungs-Verbindungen 312. Diese Abstands-Durchkontaktierungen,
die sowohl die Gelenk-Stütz-Durchkontaktierungen 316 als
auch die oberen Adress-Elektroden-Durchkontaktierungen 318 einschließen, werden
typischerweise durch Spinnen einer dünnen Abstands-Schicht über die
Adress-Elektroden 310 und Spiegel-Neigungs-Verbindungen 312 geformt.
Diese dünne
Abstands-Schicht ist typischerweise eine 1 μm dicke Schicht aus positivem
Fotolack. Die Dicke dieser dünnen
Abstands-Schicht und die Dimensionen des Anlege-Bügels 314 und
der Feder-Spitzen 328 bestimmen den Winkel, durch den der
fertige Spiegel rotieren wird. Nachdem die Fotolack- Schicht aufgetragen
wurde, wird sie belichtet, gemustert und tiefgehend UV-gehärtet, um
Löcher
zu formen, in denen die Abstands-Durchkontaktierungen geformt werden.
Diese Abstands-Schicht und eine dickere Abstands-Schicht, die später im Herstellungs-Prozess
verwendet wird, werden oftmals Opfer-Schichten genannt, da sie nur
als Formen während
des Herstellungs-Prozesses verwendet werden und vor dem Einsatz
des Gerätes
entfernt werden.
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Eine
dünne Schicht
aus Metall wird auf die Abstands-Schicht und in die Löcher gestäubt. Ein Oxid
wird dann über
die dünne
Metall-Schicht abgelagert und gemustert, um eine Ätz-Maske über den Regionen
zu formen, die später
die Gelenke 320 formen werden. Eine dickere Schicht aus
Metall, typischerweise eine Aluminium-Legierung, wird über die dünne Schicht
und die Oxid-Ätz-Masken
gestäubt. Eine
weitere Schicht aus Oxid wird abgelagert und gemustert, um den Gelenk-Bügel 314,
den Gelenk-Aufsatz 322 und die oberen Adress-Elektroden 324 zu
definieren. Nachdem diese zweite Oxid-Schicht gemustert wurde, werden
die beiden Metall-Schichten gleichzeitig geätzt und die Oxid-Ätze endet
entfernt, um dicke, steife Gelenk-Bügel 314, Gelenk-Aufsätze 322,
und obere Adress-Elektroden 324 und
dünne,
flexible Torsions-Balken 320 zu hinterlassen.
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Eine
dicke Abstands-Schicht wird dann über der dicken Metall-Schicht
abgelagert und gemustert, um Löcher
zu definieren, in denen Spiegel-Stütz-Durchkontaktierungen 326 geformt
werden. Die dicke Abstands-Schicht ist typischerweise eine 2 μm dicke Schicht
aus positivem Fotolack. Eine Schicht aus Spiegel-Metall, typischerweise
eine Aluminium-Legierung, wird auf die Oberfläche der dicken Abstands-Schicht
und in die Löcher
in der dicken Abstands-Schicht gestäubt. Dieses Metall wird dann
gemustert, um die Spiegel 302 zu formen, und beide Abstands-Schichten
werden unter Verwendung einer Plasma-Ätze entfernt.
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Sobald
die beiden Abstands-Schichten entfernt wurden, ist der Spiegel frei,
um um die Achse zu rotieren, die von dem Torsions-Gelenk geformt
wird. Elektrostatische Anziehung zwischen einer Adress-Elektrode 310 und
einem auslenkbaren, steifen Element, die in der Tat einen Luft-Spalt-Kondensator
bilden, werden verwendet, um die Spiegel-Struktur zu rotieren. Abhängig vom
Aufbau des Mikrospiegel-Gerätes
ist das auslenkbare, steife Element der Torsions-Balken-Bügel 314,
der Balken oder Spiegel 302, ein Balken, der direkt an
die Torsions-Gelenke befestigt ist, oder eine Kombination davon.
Die oberen Adress-Elektroden 324 ziehen das auslenkbare,
steife Element ebenfalls elektrostatisch an. Die Kraft, die vom
Spannungs-Potential erzeugt wird, ist eine Funktion der Gegenseitigkeit
der Distanz zwischen den beiden Platten. Während das steife Element aufgrund
des elektrostatischen Drehmoments rotiert, widerstehen die Torsions-Balken-Gelenke
einer Deformierung mit einem Rückstell-Drehmoment,
das näherungsweise
eine lineare Funktion der Winkel-Auslenkung
der Torsions-Balken ist. Die Struktur rotiert, bis das rückstellende
Torsions-Balken-Drehmoment dem elektrostatischen Drehmoment gleicht,
oder die Rotation mechanisch durch einen Kontakt zwischen der rotierenden
Struktur und einer fixierten Komponente blockiert wird. Wie im Folgenden
diskutiert, werden die meisten Mikrospiegel-Geräte in einer digitalen Weise
betrieben, in der ausreichend große Neigungs-Spannungen verwendet
werden, um volle Auslenkung des Mikrospiegel-Aufbaus zu sichern.
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Mikrospiegel
werden allgemein in einer von zwei Betriebs-Arten betrieben. Die
erste Betriebs-Art ist eine analoge Art, manchmal Strahl-Lenkung
genannt, in der die Adress-Elektrode auf eine Spannung geladen wird,
die der gewünschten
Auslenkung des Spiegels entspricht. Licht, das auf das Mikrospiegel-Gerät trifft,
wird von dem Spiegel unter einem Winkel reflektiert, der durch die
Auslenkung des Spiegels bestimmt wird.
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Die
zweite Betriebs-Art ist eine digitale Art. Wenn er digital betrieben
wird, wird jeder Mikrospiegel komplett in eine der beiden Richtungen
um die Torsions-Gelenk-Achse
ausgelenkt. Der digitale Betrieb verwendet eine relativ große Spannung,
um zu sichern, dass der Spiegel voll ausgelenkt wird. Da es vorteilhaft
ist, die Adress-Elektrode unter Verwendung von Standard-Logik-Spannungs-Größen anzusteuern,
wird eine Neigungs-Spannung, typischerweise eine negative Spannung,
an die Spiegel-Metall-Schicht angelegt, um den Spannungs-Unterschied
zwischen den Adress-Elektroden und den Spiegeln zu erhöhen. Die
Verwendung einer ausreichend großen Spiegel-Neigungs-Spannung – eine Spannung,
die über
der liegt, die als Zusammenbruchs-Spannung des Gerätes bezeichnet wird – sichert,
dass der Spiegel zu den nächstgelegenen
Anlege-Elektroden auslenken wird, selbst bei Abwesenheit einer Adress-Spannung.
Daher müssen
die Adress-Spannungen, durch Verwenden einer großen Spiegel-Neigungs-Spannung,
nur groß genug
sein, um den Spiegel geringfügig
auszulenken.
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4 ist
eine seitliche Sicht des OADM 400 aus der vorliegenden
Erfindung. Der Einfachheit halber wird angenommen, dass das Eingangs-Signal zum
OADM nur aus einem einzigen Signal besteht – das heißt, eine einzige Wellenlänge. Weitere
Ausführungsformen,
die dazu gestaltet sind, die mehreren Signale zu schalten, die in
WDM und DWDM-Netzwerken anzutreffen sind, werden im Folgenden beschrieben.
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In 4 besitzt
der OADM 400 zwei Eingänge
und zwei Ausgänge.
Eine erste Eingangs-Faser 402 liefert ein optisches Signal
an den OADM 400. Diese erste Eingangs-Faser 402,
die „Ein"-Faser, liefert typischerweise
Signale von entfernten Teilen eines optischen Netzwerks. Ein zweiter
Eingang 404, die „Hinzufügungen"-Faser, erlaubt es,
lokale Signale über
das Netzwerk zu übertragen.
Die beiden Ausgangs-Fasern enthalten einen ersten Ausgang 406, typischerweise
mit dem Rest des Netzwerkes verbunden, und einen zweiten Ausgang 408,
typischerweise dazu verwendet, ein Signal an lokale Ausrüstung abzuliefern.
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Jede
Faser ist vorzugsweise mit einer Fokussierungs-Optik gekoppelt,
typischerweise eine Gradienten-Index-Linse, die darauf ausgelegt
ist, die Dispersion von Licht, das die Faser verlässt, zu
steuern. Die Fokussierungs-Optik wird typischerweise in einer Presshülse 410 gehalten.
Die Presshülse 410 richtet die
Faser auf die Fokussierungs-Optik aus und bietet ein Mittel, um
die Faser an einen Halter-Block 412 zu befestigen. Wie
weiter diskutiert werden wird, ist die untere Oberfläche des
Halter-Blocks 412 typischerweise reflektierend.
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Die
Mikrospiegel-Matrix 414 aus 4 enthält vier
diskrete Spiegel 414. Jeder der Spiegel 422, 426, 428, 430 ist
dazu fähig,
im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse zu kippen, die
rechtwinklig zur Ebene aus 4 ist. Die
stützende
Struktur der Spiegel wird nicht gezeigt, aber stattdessen ist jeder
Spiegel als von der Spitze eines Dreiecks gestützt dargestellt, um zu zeigen,
dass jeder Spiegel dazu fähig
ist, in beide Richtungen zu kippen. Die Spiegel aus 4 sind
alle auf einem einzigen Substrat 418 hergestellt.
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5 ist
eine seitliche Sicht des optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers aus 4,
die ein Signal zeigt, das durch den Multiplexer läuft. In 5 läuft Licht 420,
das von der ersten Eingangs-Faser 402 in den OADM eintritt,
zu einem ersten Spiegel 422. Wenn der Spiegel in eine erste
Position gekippt ist, im Uhrzeigersinn im in 5 dargestellten
Fall, wird der Licht-Strahl 420 zu einem ersten Punkt oder
einer ersten Region 424 auf dem Halter-Block 412 reflektiert.
Der Halter-Block 412 reflektiert den Licht-Strahl zu einem
vierten Spiegel 426. Wenn der vierte Spiegel 426 in
einer ersten Position ist, im Uhrzeigersinn im in 5 gezeigten
Fall, wird der Licht-Strahl 412, der vom Halter-Block 412 reflektiert
wird, von der ersten Region 424 des Halter-Blocks 412 zur
ersten Ausgangs-Faser 406 des OADM gerichtet. Daher durchläuft jedes
Signal, das vom OADM auf der ersten Eingangs-Faser 402 empfangen
wurde, den OADM und verlässt
den OADM auf der ersten Ausgangs-Faser 406.
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6 ist
eine seitliche Sicht des OADM aus 4, die eine
zweite Schalter-Position zeigt, die dazu verwendet wird, Signale
hinzuzufügen
und wegzulassen. In 6 ist der erste Spiegel 422 im Uhrzeigersinn
auf eine zweite Position rotiert. In der zweiten Position reflektiert
der erste Spiegel 422 den Licht-Strahl 420 von
der ersten Eingangs-Faser 402 zu einem zweiten Punkt oder
einer zweiten Region 432 auf dem Halte-Block 412.
Von der zweiten Region 432 läuft der Licht-Strahl 420 zu
einem zweiten Spiegel 428 und wird zur zweiten Ausgangs-Faser 408,
der „Weglassen"-Faser, reflektiert.
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Zur
selben Zeit, zu der der Licht-Strahl 420 von der „Ein"-Faser 402 weggelassen
wird, wird ein anderer Licht-Strahl 434 zur ersten Ausgangs-Faser 406 belegt.
Der zweite Licht-Strahl 434 verlässt die zweite Eingangs-Faser 404,
die „Hinzufügungen"-Faser, und wird
von einem dritten Spiegel 430 zu einem dritten Punkt oder
einer dritten Region 436 auf dem Halte-Block 412 reflektiert.
Von der dritten Region 436 läuft das Licht zum vierten Spiegel 426,
der, wenn er in einer zweiten, in 6 gezeigten
Position (gegen den Uhrzeigersinn rotiert) ist, den zweiten Licht-Strahl 434 zur
ersten Ausgangs-Faser 406 richtet.
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7 ist
eine seitliche Sicht des OADM aus 4, die einen
Rück-Reflektor 438 zeigt,
der getrennt vom Halter-Block 412 ist. Der Rück-Reflektor 438 ist
ein einzelner Reflektor, oder getrennte Reflektoren in jeder der
Regionen, die dazu verwendet werden, die Licht-Signale zu reflektieren.
Der Rück-Reflektor ist
typischerweise flach, kann aber gewölbt sein, typischerweise konkav,
um den Licht-Strahl zu fokussieren, während er reflektiert wird.
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Wie
oben erwähnt,
werden kleine Spiegel – Spiegel,
die kleiner sind als der Durchmesser des Licht-Strahls – ebenso
zum Bilden des OADM verwendet. 8 ist eine
seitliche Sicht des optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexers
aus 4, die die Verwendung einer Gruppe von kleinen
Spiegeln in einer Matrix anstelle von jedem großen Spiegel aus 4 zeigt.
In 8 wird Licht aus einer ersten Eingangs-Faser 402 von
einem ersten Ablenker abgelenkt, typischerweise eine Gruppe 804 von
Mikrospiegeln. Wenn der Ablenker 804 in einer ersten Position
ist, wird das Eingangs-Licht entlang eines ersten Pfades 812 zu
einem vierten Ablenker 810 gerichtet, und dann zu einer
ersten Ausgangs-Faser 406. Wenn der Ablenker 804 in
einer zweiten Position ist, wird das Eingangs-Licht entlang eines
zweiten Pfades 814 zu einem zweiten Ablenker 806 gerichtet, und
vom zweiten Ablenker 806 zu einem zweiten Ausgang 408.
Licht aus einem zweiten Eingang 404 wird vom Ablenker 808 entlang
eines Pfades zum vierten Ablenker 810 gerichtet, und von
da aus zum ersten Ausgang 406.
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Wenn
kleine Spiegel, Spiegel, die kleiner sind, als der Durchmesser des
Strahles, verwendet werden, sollten die Rotations-Winkel der Spiegel
so gewählt
sein, dass scheinender Betrieb der Spiegel-Matrix gesichert ist.
Spiegel in gängigen
Mikrospiegel-Geräten
haben 16 μm
auf jeder Seite und sind 1 μm
von den umliegenden Spiegeln beabstandet. Wie in der U.S.-Patent-Anmeldung
Serien-Nr. 60/223,366 beschrieben, sichert die richtige Wahl des
Ablenkungs-Winkels,
dass die Matrix in einem effizienten Lichtschein-Zustand arbeitet.
Für Spiegel auf
17 μm-Zentren,
wie oben beschrieben, sind die idealen Ablenkungs-Winkel 9,6° und 13,8°.
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Obwohl
Gruppen von kleinen Spiegeln verwendet werden, wird sich zur Vermeidung
von Verwirrung der Großteil
dieser Offenbarung auf einzelne Spiegel beziehen, die für jede Reflektierung
verwendet werden, und kollektiv auf alle Spiegel im Schalter als
die Spiegel-Matrix 414 Bezug nehmen. Sofern nicht vom Kontext
anders vorgeschrieben, sollte jede Bezugnahme auf einen einzelnen
Spiegel als Bezugnahme auf entweder einen einzelnen Spiegel oder eine
Gruppe von Spiegeln verstanden werden.
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Der
Haupt-Vorteil des offenbarten, mikrospiegel-basierten OADM wird
erzielt, wenn verschiedene Signal-Komponenten in und aus einem optischen
WDM- oder DWDM-Signal geschaltet werden. 9 ist eine
schematische Sicht eines OADM mit dicht wellenlangen-unterteilter
Multiplexierung. In 9 wird ein Licht-Strahl, der
in den OADM durch eine erste Eingangs-Faser 402 eintritt,
nach Wellenlänge
unterteilt, um zwei Licht-Strahle 902, 904 hervorzubringen.
Die Anzahl von getrennten Licht-Strahlen, die vom Wellenlängen-Separatur 906 ausgegeben
werden, ist nicht kritisch, aber ist durch die Fähigkeit des Spalters, die Wellenlängen zu
trennen, und durch die Fähigkeit
des Rests des optischen Netzwerks, die verschiedenen Wellenlängen zu
erzeugen, bestimmt.
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Der
Licht-Strahl 902 wird von einem oder mehreren der Spiegel
(nicht gezeigt) der Spiegel-Matrix 908 reflektiert. Abhängig von
der Position der Spiegel, die vom Licht-Strahl 902 getroffen
wurden, wird der Licht-Strahl 902 zu einer ersten Region
eines Rück-Reflektors 910 oder
einer zweiten Region 912 reflektiert. Wie in 7 ist
der Rück-Reflektor entweder
eine einzelne Komponente, oder getrennte Reflektoren werden für jede der
Regionen verwendet. Wie gezeigt, wenn der Licht-Strahl 902 von
der zweiten Region 912 des Rück-Reflektors reflektiert wird,
läuft er
wieder zur Spiegel-Matrix 908 und wird dann zu einem Wellenlängen-Kombinator 914 reflektiert
und auf der zweiten („Weglassen")-Ausgangs-Faser 408 ausgegeben.
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Während ein
Licht-Strahl 902 einer ersten Wellenlänge zum Weglassen-Ausgang 408 reflektiert wird,
werden andere Wellenlängen
des Lichts aus dem ersten Eingang 402, zum Beispiel der Licht-Strahl 904,
zur optischen „Aus"-Faser 406 gerichtet.
Die Licht-Strahlen 902 und 904 sind so dargestellt,
dass sie die gegenüberliegenden
Enden des Wellenlängen-Spektrums,
das vom OADM aus 9 geschaltet wird, belegen.
Eine erste Gruppe von Spiegeln 914 in der Matrix 908 werden
daher selektiv dazu verwendet, die verschiedenen Wellenlängen des
optischen Eingangs-Signals entweder zur optischen „Aus”-Faser 406 oder
zur optischen „Weglassen"-Faser 408 zu
schalten. Eine weitere Gruppe von Spiegeln 914 arbeitet
mit der ersten Gruppe zusammen, um Licht-Strahlen, die für die „Weglassen"-Faser 408 bestimmt sind, zum
Wellenlängen-Kombinator zu richten,
der mit dem „Weglassen"-Ausgang verbunden
ist. Obwohl es in 9 nicht angegeben ist, arbeiten
weitere Gruppen von Spiegeln, um verschiedene Wellenlängen vom
zweiten Eingang 404, der „Hinzufügungen"-Faser,
zum ersten Ausgang „Aus" zu schalten.
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9 stellt
die Arbeitsweise eines Mehr-Wellenlängen-OADM dar. 9 ist
nicht dazu beabsichtigt, jedes und alle optischen Elemente im OADM
abzubilden. Es wird vergegenwärtigt,
dass in manchen Anwendungen verschiedene, zusätzliche Komponenten nach dem
Ermessen des optischen Konstrukteurs zur Verwendung kommen werden. Zum
Beispiel können
Fokussierungs-Optiken zwischen den Eingangs-Fasern und den Wellenlängen-Separatoren, zwischen
den Wellenlängen-Kombinatoren 914 und
den Ausgangs-Fasern,
und zwischen der Spiegel-Matrix 908 und den Separatoren 906 oder
Kombinatoren 914 hinzugefügt werden. Des Weiteren sollte
verstanden werden, dass, obwohl sie als getrennte Separatoren 806 und
Kombinatoren 914 gezeigt werden, weitere Konfigurationen von
dieser Offenbarung beabsichtigt werden. Zum Beispiel könnte ein
einzelnes Beugungs-Gitter oder Prisma alle der Separatoren und Kombinatoren
ersetzen.
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10 ist
eine seitliche Sicht eines Strahl-Auftrennungs-Gerätes, das
in dem DWDM-OADM aus 9 verwendet wird. In 10 wird
Licht aus einer Eingangs-Faser 1000 durch eine Optik 1002 gerichtet
und trifft dann auf einen Strahl-Separator, wie etwa das Beugungs-Gitter 1004.
Das Beugungs-Gitter trennt die zusammengesetzten Strahlen aus dem
Eingangs-Lichtstrahl räumlich
auf. Die zusammengesetzten Strahlen werden durch eine zweite Fokussierungs-Optik 1006 auf
die Spiegel-Matrix 1008 gerichtet. Wie oben diskutiert, richtet
die Spiegel-Matrix die Strahlen selektiv auf eine von mindestens
zwei Ausgangs-Fasern.
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11 ist
eine seitliche Sicht einer zweiten Strahl-Auftrennungs-Apparatur,
die im DWDM OADM aus 9 verwendet wird. In 11 wird Licht
von einer Eingangs-Faser 1000 wieder durch eine Fokussierungs-Optik 1002 auf
einen Strahl-Separator, wie etwa ein Beugungs-Gitter 1004,
fokussiert. Die aufgetrennten Strahlen werden dann von einer Reihe
von optischen Fasern 1010 individuell aufgefangen. Die
optischen Fasern 1010 re-emittieren die aufgetrennten Licht-Strahlen
zur Spiegel-Matrix 1008. Obwohl die beiden 10 und 11 das Richten
der aufgetrennten Licht-Strahlen senkrecht auf die Ebene der Spiegel-Matrix 1008 zeigen,
sollte verstanden werden, dass diese Ausrichtung nicht notwendig
ist. Neuausrichten der Licht-Strahlen vereinfacht jedoch die Konstruktion
in manchen Punkten, verglichen dazu, dass man es den Licht-Strahlen ermöglicht,
weiter vom optischen Separator zu divergieren.
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12 ist
eine seitliche Sicht eines anderen Strahl-Auftrennungs-Gerätes, das
in dem DWDM OADM aus 9 verwendet wird. In 12 tritt
Licht aus der ersten Eingangs-Faser 1000 in ein Gitter
aus gruppierten Wellenleitern, auch bekannt als PHASAR, ein. Das
Gitter aus gruppierten Wellenleitern enthält eine Reihe von gruppierten
Kanal-Wellenleitern, die als ein Beugungs-Gitter fungieren. Das
Gitter aus gruppierten Wellenleitern ermöglicht die Verwendung von mehr
als vierzig DWDM-Kanälen. Licht,
das durch das Gitter aus gruppierten Wellenleitern aufgetrennt wurde,
wird auf einer Reihe von Fasern 1202 an die Spiegel-Matrix 1008 des
OADM ausgegeben.
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13 ist
eine seitliche Sicht eines OADM, die einen alternativen Aufbau des
Gerätes
zeigt, der keine Rück-Reflektoren
benötigt.
In 13 werden optische Signale von einer ersten Eingangs-Faser 1302 und
einer zweiten Eingangs-Faser 1304, der „Hinzufügungen"-Faser, an den OADM geliefert. Die Eingabe
aus der ersten Eingangs-Faser 1302 wird von einem ersten
Spiegel 1306 zu entweder einem dritten Spiegel 1308 gerichtet,
wenn der Spiegel sich in einer ersten Position befindet, oder zu
einem zweiten Spiegel 1310, wenn der erste Spiegel 1306 sich in
einer zweiten Position befindet. In 13 wird
der erste Spiegel in der zweiten Position gezeigt, wobei er Licht
auf den zweiten Spiegel 1310 reflektiert. Der zweite Spiegel
reflektiert das Licht aus der ersten Eingangs-Faser 1302 zu
einer zweiten Ausgangs-Faser 1318, der „Weglassen"-Faser.
Licht aus einer zweiten Eingangs-Faser 1304, der „Hinzufügungen"-Faser, wird durch
einen dritten Spiegel 1314 zu einem vierten Spiegel 1308 reflektiert.
Der vierte Spiegel richtet das Licht aus der zweiten Eingangs-Faser 1304 auf
die erste Ausgangs-Faser 1316, die „Aus"-Faser.
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14 zeigt
eine schematische Sicht des OADM aus 13, die
die Spiegel in Durchgangs-Ausrichtung zeigt. Wie in 14 gezeigt,
wird Licht aus dem ersten, optischen Faser-Eingang 1302 an
den vierten Spiegel 1308 übertragen, wenn der Spiegel 1306 sich
in einer ersten Position befindet. Der vierte Spiegel ist in eine
erste Position rotiert, so dass das Licht aus dem ersten, optischen
Faser-Eingang 1302 zur ersten Ausgangs-Faser 1316,
der „Aus"- Faser, übertragen wird. Beim Vergleich
der alternativen Konstruktion des optischen Schalters, die in den 13 und 14 gezeigt
ist, mit der Konstruktion aus 4 bis 9 wird
sichtbar, dass die alternative Konstruktion aus 13 und 14 die gleiche
Funktion erfüllt,
aber mindestens zwei Spiegel-Matrizen
und keine Rück-Reflektoren
verwendet.
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Beim
Vergleich von 13 und 14 ist selbstverständlich,
dass die dritten Spiegel 1310 und die vierten Spiegel 1314 nicht
operieren müssen.
Unter Bezug auf 5 und 6 ist es
selbstverständlich,
dass das gleiche ebenso auf die zweiten Ablenkungs-Elemente 428 und
die dritten Ablenkungs-Elemente 430 der vorigen Bauweise
zutrifft. Daher können
die Ablenkungs-Elemente bei vier beweglichen Elementen, oder Matrizen
von beweglichen Elementen, oder lediglich zwei beweglichen Elementen,
oder Matrizen von beweglichen Elementen enthalten sein, in Kombination
mit zwei stationären
Ablenkungs-Elementen.
Des Weiteren können
die stationären
Ablenkungs-Elemente, wie auch die beweglichen Elemente, sowohl gekrümmte, als
auch flache optische Flächen
besitzen. Zum Beispiel hilft in manchen Anwendungen das Verwenden
einer konkav oder konvex gekrümmten
Ablenkungs-Oberfläche,
um das Licht aus einer Faser oder einem Spiegel zum nächsten zu fokussieren,
oder es hilft, um die Ausrichtung des OADM während des Zusammenbaus zu vereinfachen.
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Der
OADM aus 13 und 14 wird ebenso
in WDM- und DWDM-Anwendungen
verwendet, in denen ein Eingangs-Signal basierend auf den Wellenlängen der
verschiedenen Eingangs-Signal-Komponenten in eine Mehrzahl von Eingangs-Signalen
unterteilt ist. Die verschiedenen Eingangs-Signal-Komponenten werden dann unabhängig voneinander
durch verschiedene Spiegel-Matrizen oder verschiedene Teile einer
geteilten Spiegel-Matrix geschaltet. Das ermöglicht es, verschiedene Komponenten
eines übertragenen,
optischen Signals hinzuzufügen
oder wegzulassen, ohne das Signal in den elektrischen Bereich umzuwandeln.
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Daher,
obwohl bis zu diesem Punkt eine spezielle Ausführungsform für einen
optischen Hinzufügen/Weglassen-Multiplexer
und eine Methode dafür etc.
offenbart wurde, wird es nicht beabsichtigt, dass solche spezifischen
Bezugnahmen als Begrenzungen über
den Bereich dieser Erfindung angesehen werden, außer sofern
sie in den folgenden Ansprüchen
dargelegt sind.
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Zum
Beispiel kann die vorliegende Erfindung Verwendung in einem optischen
Schalter finden, der enthält:
einen ersten Eingang, der dazu fähig
ist, ein erstes, optisches Eingangs-Signal zu liefern; einen zweiten
Eingang, der dazu fähig
ist, ein zweites, optisches Eingangs-Signal zu liefern; einen ersten
Ausgang, der dazu fähig
ist, beide der genannten, ersten und zweiten Signale zu übertragen;
einen zweiten Ausgang, der dazu fähig ist, das genannte, erste
Signal zu übertragen;
einen ersten Ablenker, der in einem ersten Zustand betrieben werden
kann, um das genannte, erste optische Eingangs-Signal von genanntem,
ersten Eingang zu einem vierten Ablenker zu richten, wobei der genannte,
erste Ablenker in einem zweiten Zustand betrieben werden kann, um das
genannte, erste optische Eingangs-Signal zu genanntem, zweiten Ablenker
zu richten; einen zweiten Ablenker, der dazu fähig ist, das genannte, erste
optische Eingangs-Signal von genanntem, ersten Ablenker zu genanntem,
zweiten Ausgang zu richten; einen dritten Ablenker, der dazu fähig ist,
das genannte, zweite optische Eingangs-Signal von genanntem, zweiten
Eingang zu genanntem, vierten Ablenker zu richten; und genannten,
vierten Ablenker, der in einem ersten Zustand betrieben werden kann,
um genanntes, erstes optisches Eingangs-Signal von genanntem, ersten
Ablenker zu genanntem, ersten Ausgang zu richten, wobei der genannte,
vierte Ablenker in einem zweiten Zustand betrieben werden kann,
um genanntes, zweites optisches Eingangs-Signal von genanntem, dritten Ablenker
zu genanntem, ersten Ausgang zu richten.
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Des
Weiteren soll, nachdem die Erfindung in Verbindung mit bestimmten,
spezifischen Ausführungsformen
davon beschrieben wurde, verstanden werden, dass weitere Veränderungen
sich nun dem Fachmann von alleine aufzeigen, es wird beabsichtigt,
all solche Veränderungen,
wenn sie in den Bereich der angehängten Ansprüche fallen, abzudecken.