JP2000162520A - 光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス - Google Patents
光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイスInfo
- Publication number
- JP2000162520A JP2000162520A JP11331306A JP33130699A JP2000162520A JP 2000162520 A JP2000162520 A JP 2000162520A JP 11331306 A JP11331306 A JP 11331306A JP 33130699 A JP33130699 A JP 33130699A JP 2000162520 A JP2000162520 A JP 2000162520A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- mirror
- light
- switching device
- path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
- G02B6/3572—Magnetic force
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3546—NxM switch, i.e. a regular array of switches elements of matrix type constellation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
- G02B6/3556—NxM switch, i.e. regular arrays of switches elements of matrix type constellation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3566—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details involving bending a beam, e.g. with cantilever
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/358—Latching of the moving element, i.e. maintaining or holding the moving element in place once operation has been performed; includes a mechanically bistable system
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
- H01H2001/0068—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS] with multi dimensional movement, i.e. the movable actuator performing movements in at least two different directions
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
- H04Q2011/0007—Construction
- H04Q2011/0026—Construction using free space propagation (e.g. lenses, mirrors)
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
- H04Q2011/0052—Interconnection of switches
- H04Q2011/0058—Crossbar; Matrix
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光路が所望方向にシフトした後にパワーを必
要とせず、ラッチされた位置が安定に保持されるような
磁気的にプログラム可能でラッチ可能な光スイッチを提
供する。 【解決手段】 本発明の光スイッチングデバイスは、基
板に運動可能なように結合した磁気コンポーネントを含
む光反射ミラーからなる。磁気コンポーネントと総合作
用をすることによりミラーを動かすために１もしくは複
数のプログラム可能マグネットを備える。このプログラ
ム可能マグネットは、選択した位置の間ないし選択され
た位置にわたってミラーを動かし、ミラー位置を連続的
パワーを必要とせずに保持する。
要とせず、ラッチされた位置が安定に保持されるような
磁気的にプログラム可能でラッチ可能な光スイッチを提
供する。 【解決手段】 本発明の光スイッチングデバイスは、基
板に運動可能なように結合した磁気コンポーネントを含
む光反射ミラーからなる。磁気コンポーネントと総合作
用をすることによりミラーを動かすために１もしくは複
数のプログラム可能マグネットを備える。このプログラ
ム可能マグネットは、選択した位置の間ないし選択され
た位置にわたってミラーを動かし、ミラー位置を連続的
パワーを必要とせずに保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光透過路を変える
光スイッチに関し、特に、磁気的にプログラム可能でラ
ッチ可能な光スイッチに関する。
光スイッチに関し、特に、磁気的にプログラム可能でラ
ッチ可能な光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重（ＷＤＭ）光ファイバーシ
ステムのような現代の光波通信システムにおいて、透過
光の経路をスイッチングすることがしばしば必要とな
る。これを解決するため多くのアプローチが用いられて
いる。例として、スイッチングを光ファイバーの機械的
運動により行う方法がある（文献、P.G.hale et al.,El
ectronic Lett.,vol.12,p.388,1976およびY.Ohmori et
al.,Appl.Optics,vol 17,p.3531,1978を参照。)。また
スイッチングは、ファラデー回転に基づいても行うこと
ができる（文献、M.Shirasaki et al.,Appl.Optics,Vol
23 p.3271,1984を参照。)。
ステムのような現代の光波通信システムにおいて、透過
光の経路をスイッチングすることがしばしば必要とな
る。これを解決するため多くのアプローチが用いられて
いる。例として、スイッチングを光ファイバーの機械的
運動により行う方法がある（文献、P.G.hale et al.,El
ectronic Lett.,vol.12,p.388,1976およびY.Ohmori et
al.,Appl.Optics,vol 17,p.3531,1978を参照。)。また
スイッチングは、ファラデー回転に基づいても行うこと
ができる（文献、M.Shirasaki et al.,Appl.Optics,Vol
23 p.3271,1984を参照。)。
【０００３】反射ミラーベースのスイッチングは、通信
システムに対して特に魅力的ではあるが、その潜在能力
を未だ達成していない（文献、Tanaka et al.米国特許
第4498730号公報、L.Y.Lin et al,IEEE Photonics Tech
nology Lett.,Vol. 10 p. 525,1998、R.A.Miller et a
l.,Optical Eng.,Vol.36,p.1399,1997、J.W.Judy et a
l.,Sensors and Actuators,Vol.A53,p.392,1996を参
照。)。反射ミラーを用いるスイッチは、それらが自由
空間光透過を用い大規模光クロス接続へと拡張する潜在
性があるので好都合である。また、それらは通常、静電
的、圧電的または電磁気的作動手段を用いてミラーを移
動ないし回転させ光路を変える。
システムに対して特に魅力的ではあるが、その潜在能力
を未だ達成していない（文献、Tanaka et al.米国特許
第4498730号公報、L.Y.Lin et al,IEEE Photonics Tech
nology Lett.,Vol. 10 p. 525,1998、R.A.Miller et a
l.,Optical Eng.,Vol.36,p.1399,1997、J.W.Judy et a
l.,Sensors and Actuators,Vol.A53,p.392,1996を参
照。)。反射ミラーを用いるスイッチは、それらが自由
空間光透過を用い大規模光クロス接続へと拡張する潜在
性があるので好都合である。また、それらは通常、静電
的、圧電的または電磁気的作動手段を用いてミラーを移
動ないし回転させ光路を変える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらデバイスの問題
として、シフトしたミラー位置を保持するためにパワー
を連続的に加えられなければならないこと、あるいは位
置が不安定となってしまうことがある。例えば、静電デ
バイスは荷電上昇（ビルドアップ）および漏れを発生す
る傾向があり、従って環境に非常に影響されてしまう。
として、シフトしたミラー位置を保持するためにパワー
を連続的に加えられなければならないこと、あるいは位
置が不安定となってしまうことがある。例えば、静電デ
バイスは荷電上昇（ビルドアップ）および漏れを発生す
る傾向があり、従って環境に非常に影響されてしまう。
【０００５】従って、光路が所望方向にシフトした後に
パワーを必要とせず、ラッチされた位置が安定に保持さ
れるようなラッチ可能光スイッチの必要性がある。
パワーを必要とせず、ラッチされた位置が安定に保持さ
れるようなラッチ可能光スイッチの必要性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、光スイッ
チングデバイスは、基板に運動可能なように結合した磁
気コンポーネントを含む光反射ミラーからなる。磁気コ
ンポーネントと総合作用をすることによりミラーを動か
すために１もしくは複数のプログラム可能マグネットを
備える。このプログラム可能マグネットは、選択した位
置の間ないし選択された位置にわたってミラーを動か
し、ミラー位置を連続的パワーを必要とせずに保持す
る。以下において、例示的なクロス接続および２×２ス
イッチを説明する。
チングデバイスは、基板に運動可能なように結合した磁
気コンポーネントを含む光反射ミラーからなる。磁気コ
ンポーネントと総合作用をすることによりミラーを動か
すために１もしくは複数のプログラム可能マグネットを
備える。このプログラム可能マグネットは、選択した位
置の間ないし選択された位置にわたってミラーを動か
し、ミラー位置を連続的パワーを必要とせずに保持す
る。以下において、例示的なクロス接続および２×２ス
イッチを説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、磁化可能要素１１を備え
るミラー１０からなるプログラム可能でラッチ可能な光
反射スイッチ９を示している。このミラー１０は運動可
能な支持体１３によって基板１２に運動可能なように結
合している。１もしくは複数のプログラム可能でラッチ
可能なマグネット１４（ここでは３つのマグネット：１
４Ａ、１４Ｂ，１４Ｃ）がミラー位置を制御するために
備えられている。各プログラム可能なマグネット１４
は、マグネット要素１５および制御ソレノイド１６を備
える。ミラー１０は、所望の出力方向（例えば、特定の
導波路チャネル、光アンプ、光検出器など）へと入光信
号（例えば、レーザや導波路からのビーム）の経路を変
化させる。
るミラー１０からなるプログラム可能でラッチ可能な光
反射スイッチ９を示している。このミラー１０は運動可
能な支持体１３によって基板１２に運動可能なように結
合している。１もしくは複数のプログラム可能でラッチ
可能なマグネット１４（ここでは３つのマグネット：１
４Ａ、１４Ｂ，１４Ｃ）がミラー位置を制御するために
備えられている。各プログラム可能なマグネット１４
は、マグネット要素１５および制御ソレノイド１６を備
える。ミラー１０は、所望の出力方向（例えば、特定の
導波路チャネル、光アンプ、光検出器など）へと入光信
号（例えば、レーザや導波路からのビーム）の経路を変
化させる。
【０００８】ミラー１０は、完全反射性（例えば、基板
上に厚い金属被服されているもの）でもよく、入光信号
の一部がまっすく通過して伝搬できるような半透過性
（例えば、透過基板上に薄い被服で作られるもの）でも
よい。ミラー１０は具体的アプリケーションに従って大
きさにおいてマイクロスコピック（顕微鏡観察レベル）
でもよくマクロスコピック（肉眼観察レベル）でもよ
い。これらミラーは、マイクロエレクトロメカニカル
（ＭＥＭ）システムの製造と同様なマイクロマシーニン
グによって製造することができる。各ミラーは磁化可能
なように作られ、これはミラー１０の前面または背面の
一部上に少なくとも１つの磁化可能な要素１１を取り付
けたり（例えば、エポキシ）堆積したり（例えば、スパ
ッタリングや電子メッキで）作ることができる。
上に厚い金属被服されているもの）でもよく、入光信号
の一部がまっすく通過して伝搬できるような半透過性
（例えば、透過基板上に薄い被服で作られるもの）でも
よい。ミラー１０は具体的アプリケーションに従って大
きさにおいてマイクロスコピック（顕微鏡観察レベル）
でもよくマクロスコピック（肉眼観察レベル）でもよ
い。これらミラーは、マイクロエレクトロメカニカル
（ＭＥＭ）システムの製造と同様なマイクロマシーニン
グによって製造することができる。各ミラーは磁化可能
なように作られ、これはミラー１０の前面または背面の
一部上に少なくとも１つの磁化可能な要素１１を取り付
けたり（例えば、エポキシ）堆積したり（例えば、スパ
ッタリングや電子メッキで）作ることができる。
【０００９】ミラー１０と基板１２の間の運動可能な支
持体１３は、ミラー１０が三次元的に運動可能なように
用意される。支持体１３はミラーの光反射平面をチルト
したり回転したりスライドしたりずれをツイストしたり
することを可能にする。支持体１３は、機械的ヒンジ、
スプリング、ボールとソケット、基板の弾性的適合性伸
張メンバーのような弾性的メンバーとすることができ
る。
持体１３は、ミラー１０が三次元的に運動可能なように
用意される。支持体１３はミラーの光反射平面をチルト
したり回転したりスライドしたりずれをツイストしたり
することを可能にする。支持体１３は、機械的ヒンジ、
スプリング、ボールとソケット、基板の弾性的適合性伸
張メンバーのような弾性的メンバーとすることができ
る。
【００１０】各ミラー１０の周囲には少なくても１つに
プログラム可能でラッチ可能なマグネットが備えられ
る。このプログラム可能なマグネットは通常、特定の所
望の磁化および逆磁化（demagnetization）特性を有す
る細長マグネット１５からなる。このマグネットの周り
の巻きからなるソルノイド１６が備えられる。このソル
ノイド１６はロビン上に予め作られた巻き、マグネット
１５の周りに直接巻かれた絶縁処理ワイヤー、あるいは
マグネットの周りにらせん状に配置された細いリソグラ
フィで定まった薄膜導体パターン（導体とマグネットの
間に細い絶縁層が配置される）とすることができる。
プログラム可能でラッチ可能なマグネットが備えられ
る。このプログラム可能なマグネットは通常、特定の所
望の磁化および逆磁化（demagnetization）特性を有す
る細長マグネット１５からなる。このマグネットの周り
の巻きからなるソルノイド１６が備えられる。このソル
ノイド１６はロビン上に予め作られた巻き、マグネット
１５の周りに直接巻かれた絶縁処理ワイヤー、あるいは
マグネットの周りにらせん状に配置された細いリソグラ
フィで定まった薄膜導体パターン（導体とマグネットの
間に細い絶縁層が配置される）とすることができる。
【００１１】ソルノイド１６は、所定量の電流を流す
と、磁場を作り、その磁場は細長マグネット１５によっ
て増幅される。動作において、プログラム可能マグネッ
ト１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのそれぞれからの磁場は、ミ
ラー上に配置された磁化可能要素１１との磁力総合作用
によってミラーを引き寄せる。
と、磁場を作り、その磁場は細長マグネット１５によっ
て増幅される。動作において、プログラム可能マグネッ
ト１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのそれぞれからの磁場は、ミ
ラー上に配置された磁化可能要素１１との磁力総合作用
によってミラーを引き寄せる。
【００１２】図２は、スイッチのプログラム可能でラッ
チ的振る舞いを理解するのに役立つグラフ図である。こ
れらはＭ−Ｈ磁気ヒステリシス（履歴）ループ特性を示
している。図２Ａは、「矩形」ヒステリシスループを示
している。矩形ヒステリシスループを示すマグネットで
は、２つの磁化レベル（例えば、ゼロ磁力に対応するミ
ラー位置と最大磁力によって達成された飽和転位位置）
の間を切り替わるビスト可能（bistable）デバイスを作
ることができる。
チ的振る舞いを理解するのに役立つグラフ図である。こ
れらはＭ−Ｈ磁気ヒステリシス（履歴）ループ特性を示
している。図２Ａは、「矩形」ヒステリシスループを示
している。矩形ヒステリシスループを示すマグネットで
は、２つの磁化レベル（例えば、ゼロ磁力に対応するミ
ラー位置と最大磁力によって達成された飽和転位位置）
の間を切り替わるビスト可能（bistable）デバイスを作
ることができる。
【００１３】ゼロ磁力は、ＡＣまたはＤＣ逆磁化場を加
えることにより行うことができる。飽和転位(satuation
displacement)は、各マグネットを飽和するのに十分な
ＤＣパルス電流によって行うことができる。しかし、
Ｘ、ＹまたはＺ方向でのミラー位置の連続的なチューニ
ングのためには、矩形ループ特性は必ずしも常に望まし
くはない。なぜなら、図２Ａの曲線における急な（stee
p）側面は、特定の中間ファイバー転位（δ）を望む場
合に制御の問題を与えてしまうからである。
えることにより行うことができる。飽和転位(satuation
displacement)は、各マグネットを飽和するのに十分な
ＤＣパルス電流によって行うことができる。しかし、
Ｘ、ＹまたはＺ方向でのミラー位置の連続的なチューニ
ングのためには、矩形ループ特性は必ずしも常に望まし
くはない。なぜなら、図２Ａの曲線における急な（stee
p）側面は、特定の中間ファイバー転位（δ）を望む場
合に制御の問題を与えてしまうからである。
【００１４】図２Ｂはひずんだヒステリシスループを示
す。制御を容易にするためＭ−Ｈとδ−Ｈループを図２
に示したようにひずませることができる。これは、マグ
ネットの自己逆磁化場を増すことにより（例えば、マグ
ネットの有効直径を増すことにより、長さを減らすこと
により（従ってマグネットの直径に対する長さのアスペ
クト比を減らすことにより)、あるいはマグネットの長
さを分割して分割したマグネットの部分の間にギャップ
があるようにすることにより）行うことができる。
す。制御を容易にするためＭ−Ｈとδ−Ｈループを図２
に示したようにひずませることができる。これは、マグ
ネットの自己逆磁化場を増すことにより（例えば、マグ
ネットの有効直径を増すことにより、長さを減らすこと
により（従ってマグネットの直径に対する長さのアスペ
クト比を減らすことにより)、あるいはマグネットの長
さを分割して分割したマグネットの部分の間にギャップ
があるようにすることにより）行うことができる。
【００１５】ループの最適なひずみ(skew)は図２Ｂに示
したものであり、すなわち、印加場が除去されたときの
残留磁化ないし残留ミラー転位は、飽和値（少なくとも
９０％）と未だ実質同じであり、磁場が逆転したときの
Ｍまたはδの急激な減少のオンセット場はゼロ場に近
く、好ましくは保持（coercive）力の±５０％の範囲で
あり、更に好ましくは保持力の（ＨC ）の±１０％の範
囲である。ループのひずみの所望の度合いは好ましくは
ＨC の５０％〜１５０％の分の最大ループシフトであ
る。
したものであり、すなわち、印加場が除去されたときの
残留磁化ないし残留ミラー転位は、飽和値（少なくとも
９０％）と未だ実質同じであり、磁場が逆転したときの
Ｍまたはδの急激な減少のオンセット場はゼロ場に近
く、好ましくは保持（coercive）力の±５０％の範囲で
あり、更に好ましくは保持力の（ＨC ）の±１０％の範
囲である。ループのひずみの所望の度合いは好ましくは
ＨC の５０％〜１５０％の分の最大ループシフトであ
る。
【００１６】図２Ｃは、過剰にひずんだヒステリシスル
ープを示す。Ｍ−Ｈまたはδ−Ｈループの過剰なひずみ
は望ましくない。なぜなら、ファイバー転位のラッチ能
力の劣化をもたらすからである。このようなラッチ可能
転位の劣化は図２Ｃの矢印にて示した。
ープを示す。Ｍ−Ｈまたはδ−Ｈループの過剰なひずみ
は望ましくない。なぜなら、ファイバー転位のラッチ能
力の劣化をもたらすからである。このようなラッチ可能
転位の劣化は図２Ｃの矢印にて示した。
【００１７】印加磁場Ｈ1、Ｈ2に対して、磁場が除去さ
れた後に対応する磁化がラッチ可能に保持され、ミラー
位置の対応する転位δ1、δ2もまたラッチ可能に保持さ
れる。従ってこのデバイスは連続的なパワーなしで作動
の後に動作することができる。ミラー転位の度合いは、
プログラム可能マグネットの磁化を変化することにより
変化しラッチすることができる。このことは、印加磁場
を増すことにより、あるいはまず減磁(demagnetize)し
新たな磁場レベルへと再磁化(remagnetize)することに
より行うことができる。
れた後に対応する磁化がラッチ可能に保持され、ミラー
位置の対応する転位δ1、δ2もまたラッチ可能に保持さ
れる。従ってこのデバイスは連続的なパワーなしで作動
の後に動作することができる。ミラー転位の度合いは、
プログラム可能マグネットの磁化を変化することにより
変化しラッチすることができる。このことは、印加磁場
を増すことにより、あるいはまず減磁(demagnetize)し
新たな磁場レベルへと再磁化(remagnetize)することに
より行うことができる。
【００１８】例えば、δ1からδ2へシフトをするため
に、Ｈ2の印加磁場を用いる。δ2からδ1へと戻すよう
にミラー位置をシフトするには、極性が逆な磁場を用い
る。磁場の大きさは、転位δ1位置に対応するレベルま
で磁化が減るように選択される。この磁場が除去される
と転位δ1位置からラッチされる。ソルノイドを用いる
マグネットの磁化のためには、高速で低パワーな動作の
ためにパルス場（ソルノイドにおけるパルス流）を用い
ることができる。このパルス場の所望の継続時間、すな
わち、速度は、１０〜１０-6秒の範囲であり、好ましく
は１０〜１０-4秒の範囲である。印加される電流パルス
の形は、正弦波的(sinusoidal)、矩形波的、あるいは不
規則的とすることができる。
に、Ｈ2の印加磁場を用いる。δ2からδ1へと戻すよう
にミラー位置をシフトするには、極性が逆な磁場を用い
る。磁場の大きさは、転位δ1位置に対応するレベルま
で磁化が減るように選択される。この磁場が除去される
と転位δ1位置からラッチされる。ソルノイドを用いる
マグネットの磁化のためには、高速で低パワーな動作の
ためにパルス場（ソルノイドにおけるパルス流）を用い
ることができる。このパルス場の所望の継続時間、すな
わち、速度は、１０〜１０-6秒の範囲であり、好ましく
は１０〜１０-4秒の範囲である。印加される電流パルス
の形は、正弦波的(sinusoidal)、矩形波的、あるいは不
規則的とすることができる。
【００１９】ラッチ可能ミラーデバイスのための好まし
いプログラム可能マグネット材料を、パルス磁場に従っ
て調整することができる。適当なマグネットの例として
は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ（Ａｌ
ｎｉｃｏ)、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ（Ｃｕｎｉｆｅ)、Ｃｏ−
Ｆｅ−Ｖ（Ｖｉｃａｌｌｏｙ)がある。このプログラム
可能なマグネットのための保持性の所望の範囲は、通
常、５００ Ｏｅより下であり、好ましくは１００ Ｏｅ
よりも下である。これは、ソレノイドパルス場を用いる
再磁化によるプログラミングを容易にするためである。
残留磁化の安定性を維持するため、また、ストレイ（st
ray）磁場による逆磁化に対抗するための安定性のため
に、保持性は通常、約１０ Ｏｅよりも上であり、好ま
しくは、約３０ Ｏｅより上である。
いプログラム可能マグネット材料を、パルス磁場に従っ
て調整することができる。適当なマグネットの例として
は、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ（Ａｌ
ｎｉｃｏ)、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ（Ｃｕｎｉｆｅ)、Ｃｏ−
Ｆｅ−Ｖ（Ｖｉｃａｌｌｏｙ)がある。このプログラム
可能なマグネットのための保持性の所望の範囲は、通
常、５００ Ｏｅより下であり、好ましくは１００ Ｏｅ
よりも下である。これは、ソレノイドパルス場を用いる
再磁化によるプログラミングを容易にするためである。
残留磁化の安定性を維持するため、また、ストレイ（st
ray）磁場による逆磁化に対抗するための安定性のため
に、保持性は通常、約１０ Ｏｅよりも上であり、好ま
しくは、約３０ Ｏｅより上である。
【００２０】磁場が除去されたときのシフトしたミラー
位置の満足できるようなラッチ能力のため、このプログ
ラム可能なマグネットは、平行四辺形（parallelogra
m）の磁化ヒステリシスループを有することが好まし
く、ここで、矩形度比（残留磁化／飽和磁化の比で定義
される）が少なくとも０．８５であり、好ましくは少な
くとも０．９０であり、更に好ましくは少なくとも０．
９５である。制御を容易にするため、ループはＨCの少
なくとも５０％でひずませるのが望ましい。
位置の満足できるようなラッチ能力のため、このプログ
ラム可能なマグネットは、平行四辺形（parallelogra
m）の磁化ヒステリシスループを有することが好まし
く、ここで、矩形度比（残留磁化／飽和磁化の比で定義
される）が少なくとも０．８５であり、好ましくは少な
くとも０．９０であり、更に好ましくは少なくとも０．
９５である。制御を容易にするため、ループはＨCの少
なくとも５０％でひずませるのが望ましい。
【００２１】Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃ
ｏ−Ｆｅ−Ｖのような機械的に延性があり（ductile）
容易に形成でき(マシーナブル）であるマグネット合金
は、図１に示すような所望のロット上の形状の形にする
のに特に望ましい。Ｓｍ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、ある
いはＢａフェライトのような高い保持力（例えば、Ｈｃ
＞１０００ Ｏｅ）を有する安定な永久磁石は上記のマ
グネットよりは望ましくはない（保持力を低くするよう
に変更されない限り)。なぜなら、所望の低い磁場を用
いて残留磁化を再プログラミングすることが難しくなる
からである。
ｏ−Ｆｅ−Ｖのような機械的に延性があり（ductile）
容易に形成でき(マシーナブル）であるマグネット合金
は、図１に示すような所望のロット上の形状の形にする
のに特に望ましい。Ｓｍ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、ある
いはＢａフェライトのような高い保持力（例えば、Ｈｃ
＞１０００ Ｏｅ）を有する安定な永久磁石は上記のマ
グネットよりは望ましくはない（保持力を低くするよう
に変更されない限り)。なぜなら、所望の低い磁場を用
いて残留磁化を再プログラミングすることが難しくなる
からである。
【００２２】好ましいマグネット材料は、Ｆｅ−２８％
Ｃｒ−７％Ｃｏ合金であり、これは７０ ＯｅのＨC の
Ｍ−Ｈループを得るように時間とともに変形する。この
Ｍ−Ｈループは、約６０ Ｏｅひずまされ、図２Ｂと同
様なＭ−Ｈループを作る。
Ｃｒ−７％Ｃｏ合金であり、これは７０ ＯｅのＨC の
Ｍ−Ｈループを得るように時間とともに変形する。この
Ｍ−Ｈループは、約６０ Ｏｅひずまされ、図２Ｂと同
様なＭ−Ｈループを作る。
【００２３】プログラム可能マグネット１４Ａ、１４
Ｂ、１４Ｃの数は、１，２，３あるいは４以上とするこ
とができ、これはこのデバイスの特性やミラーの再配置
の自由度の必要度合いに従う。一般に、３以上のプログ
ラム可能マグネットが、ミラーの運動において三次元の
自由度を与えるために好ましい。しかし、スプリング要
素、あるいはミラー運動の二次元的制限（confinemen
t）を用いると、プログラム可能マグネットの数を減ら
すことができる。
Ｂ、１４Ｃの数は、１，２，３あるいは４以上とするこ
とができ、これはこのデバイスの特性やミラーの再配置
の自由度の必要度合いに従う。一般に、３以上のプログ
ラム可能マグネットが、ミラーの運動において三次元の
自由度を与えるために好ましい。しかし、スプリング要
素、あるいはミラー運動の二次元的制限（confinemen
t）を用いると、プログラム可能マグネットの数を減ら
すことができる。
【００２４】正確なミラー位置シフトを制御するため
に、帰還システム（図示せず）を随意に用いることがで
きる。１もしくは複数のソルノイドに対して追加的、イ
ンクリメント的あるいは減少したパルス電流をアクティ
ベートするのに位置情報を用いることができ、更新した
ラッチ可能磁化レベルやミラー位置を獲得することがで
きる。この帰還および調整プロセスは、所望のミラー位
置ないし角度を得るまで必要ならば何回も繰り返すこと
ができる。
に、帰還システム（図示せず）を随意に用いることがで
きる。１もしくは複数のソルノイドに対して追加的、イ
ンクリメント的あるいは減少したパルス電流をアクティ
ベートするのに位置情報を用いることができ、更新した
ラッチ可能磁化レベルやミラー位置を獲得することがで
きる。この帰還および調整プロセスは、所望のミラー位
置ないし角度を得るまで必要ならば何回も繰り返すこと
ができる。
【００２５】また光の意図的なアライメントずれを発生
させるために光スイッチを用いることができ、光路から
光情報を完全にカットオフすることができる(基本的に
オンオフスイッチとして機能する)。更に、光路に部分
的にアライメントさせ、受け側の光路に対して所望通り
の信号強度を与えることができる。（従って、ラッチ可
能減衰器として機能する)。ラッチ可能減衰器としての
スイッチの性能は、プログラム可能でラッチ可能なマグ
ネットが与える制御に従う。
させるために光スイッチを用いることができ、光路から
光情報を完全にカットオフすることができる(基本的に
オンオフスイッチとして機能する)。更に、光路に部分
的にアライメントさせ、受け側の光路に対して所望通り
の信号強度を与えることができる。（従って、ラッチ可
能減衰器として機能する)。ラッチ可能減衰器としての
スイッチの性能は、プログラム可能でラッチ可能なマグ
ネットが与える制御に従う。
【００２６】ミラーに（好ましくは背面上で）取り付け
られないし堆積した磁気要素１１は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、
Ｓｍ−Ｃｏ、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏまた
はＢａ−フェライトのような永久磁石材料で作ることが
できる。代わりに、この磁気要素１１は、Ｎｉ−Ｆｅ
（permalloy)、Ｓｉ−スチールまたはmetglas材料のよ
うなソフト磁気材料で作ることができる。もし永久磁石
材料を用いた場合、プログラム可能なマグネットに対し
ての磁気引力および磁気反発力を用いてミラーの二方向
運動を導入することができる。
られないし堆積した磁気要素１１は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、
Ｓｍ−Ｃｏ、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏまた
はＢａ−フェライトのような永久磁石材料で作ることが
できる。代わりに、この磁気要素１１は、Ｎｉ−Ｆｅ
（permalloy)、Ｓｉ−スチールまたはmetglas材料のよ
うなソフト磁気材料で作ることができる。もし永久磁石
材料を用いた場合、プログラム可能なマグネットに対し
ての磁気引力および磁気反発力を用いてミラーの二方向
運動を導入することができる。
【００２７】例示的な動作を説明する。ミラー１０は、
３つのプログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、１４
Ｃのいずれの作動がない場合のデフォルト位置とは４５
度傾斜した角度を取ることができる。もしマグネット１
４Ａ、１４Ｂが同等に磁化されていれば、ミラー１０は
引きつけられ、より上方になるように右側へ曲げられ
る。もし同等ではないように磁化されていれば、ミラー
１０は右側へは曲がるが何らかのねじり転位をすること
があり、ミラー１０が異なる光反射角度となることを可
能にする。
３つのプログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、１４
Ｃのいずれの作動がない場合のデフォルト位置とは４５
度傾斜した角度を取ることができる。もしマグネット１
４Ａ、１４Ｂが同等に磁化されていれば、ミラー１０は
引きつけられ、より上方になるように右側へ曲げられ
る。もし同等ではないように磁化されていれば、ミラー
１０は右側へは曲がるが何らかのねじり転位をすること
があり、ミラー１０が異なる光反射角度となることを可
能にする。
【００２８】もしマグネット１４Ｃのみが作動していれ
ば、ミラー１０は下方に曲げられ、ここでその角度はマ
グネット１４Ｃにおけるラッチ可能な磁化によって制御
される。もしマグネット１４Ａ、１４Ｂが同等でなく磁
化されその時にマグネット１４Ｃが磁化されている場
合、何らかの角度の分ねじれて下方のミラー運動が発生
し、光反射角度は変更する。このように、ミラー１０は
三次元の多くの異なる反射角を取ることができる。
ば、ミラー１０は下方に曲げられ、ここでその角度はマ
グネット１４Ｃにおけるラッチ可能な磁化によって制御
される。もしマグネット１４Ａ、１４Ｂが同等でなく磁
化されその時にマグネット１４Ｃが磁化されている場
合、何らかの角度の分ねじれて下方のミラー運動が発生
し、光反射角度は変更する。このように、ミラー１０は
三次元の多くの異なる反射角を取ることができる。
【００２９】図３は、プログラム可能光スイッチの二次
元アレイの断面図である。光反射ミラー１０Ａ、１０
Ｂ、...のアレイ３０はシリコン基板のような共通基板
１２上に取り付けられる。プログラム可能マグネット１
４Ａ、１４Ｂ、...のアレイ３１Ａにおいて各ミラーに
対して少なくても１つのマグネットが備えられ（もし三
次元制御を望むならば各ミラーに対し３つのマグネット
が好ましい。）別々のホルダー３２上に取り付けられ
る。マグネットは、精密ワイヤーと同様に小さくするこ
とができ、対応するソルノイドはマグネットワイヤー上
に直接巻いてもワイヤー上にスリップして予め作るよう
にしてもよい。
元アレイの断面図である。光反射ミラー１０Ａ、１０
Ｂ、...のアレイ３０はシリコン基板のような共通基板
１２上に取り付けられる。プログラム可能マグネット１
４Ａ、１４Ｂ、...のアレイ３１Ａにおいて各ミラーに
対して少なくても１つのマグネットが備えられ（もし三
次元制御を望むならば各ミラーに対し３つのマグネット
が好ましい。）別々のホルダー３２上に取り付けられ
る。マグネットは、精密ワイヤーと同様に小さくするこ
とができ、対応するソルノイドはマグネットワイヤー上
に直接巻いてもワイヤー上にスリップして予め作るよう
にしてもよい。
【００３０】好ましい実施例において、このような２つ
のマグネットアレイは、一方が上側アレイ３１Ａとして
他方が下側アレイ３１Ｂ（マグネット１４Ａ’、１４
Ｂ’、...）基板の下に予め組み立てられ、基板１２に
近づけられ、デバイス構築を容易にするために位置あわ
せされる。代わりに、対抗バランス力のためのスプリン
グ力を備えるミラー支持体１３を、マグネットアレイの
一方のセットのみ（３１Ａか３１Ｂのいずれかに）をミ
ラー再構成のために用いることができる。
のマグネットアレイは、一方が上側アレイ３１Ａとして
他方が下側アレイ３１Ｂ（マグネット１４Ａ’、１４
Ｂ’、...）基板の下に予め組み立てられ、基板１２に
近づけられ、デバイス構築を容易にするために位置あわ
せされる。代わりに、対抗バランス力のためのスプリン
グ力を備えるミラー支持体１３を、マグネットアレイの
一方のセットのみ（３１Ａか３１Ｂのいずれかに）をミ
ラー再構成のために用いることができる。
【００３１】図４（Ａ）は、光入力路４１Ａ、４１
Ｂ、...のアレイ、出力路４２Ａ、４２Ｂ、...のアレ
イ、図１と同様なプログラム可能でラッチ可能ミラー１
０のアレイを有する二次元光クロス接続４０を示してい
る。入力と出力は通常、対応する各線形アレイであり、
ミラーは二次元アレイで配置される。プログラム可能マ
グネットは図面の簡易性のため示していない。
Ｂ、...のアレイ、出力路４２Ａ、４２Ｂ、...のアレ
イ、図１と同様なプログラム可能でラッチ可能ミラー１
０のアレイを有する二次元光クロス接続４０を示してい
る。入力と出力は通常、対応する各線形アレイであり、
ミラーは二次元アレイで配置される。プログラム可能マ
グネットは図面の簡易性のため示していない。
【００３２】レーザ、ファイバー、プレーナー型導波
路、アンプのような様々な入力光源４１Ａ、４１
Ｂ、...からの入力光信号は、光スイッチングクロス接
続４０へと送られ、ミラー１０により所望の出力信号ラ
イン４２Ａ、４２Ｂ、...へと反射される。受け側ライ
ンへの光結合を改善するために光焦点合わせレンズ(lig
ht focusing lens)（図示せず）を随意に用いることが
できる。
路、アンプのような様々な入力光源４１Ａ、４１
Ｂ、...からの入力光信号は、光スイッチングクロス接
続４０へと送られ、ミラー１０により所望の出力信号ラ
イン４２Ａ、４２Ｂ、...へと反射される。受け側ライ
ンへの光結合を改善するために光焦点合わせレンズ(lig
ht focusing lens)（図示せず）を随意に用いることが
できる。
【００３３】図４Ｂは、同様な三次元クロス接続を示し
ている。ミラー１０とともに組み合わさったこのような
入出力構成により、光信号が立方体型のクロス接続シス
テムの六面のいずれへと好都合なように反射することを
可能にし、三次元の大容量光ルーティングを可能にす
る。このクロス接続システムは、その光信号流の方向と
は逆も可能なようにも設計することができ、ここにおい
て図４Ｂに示す光信号の流れとは逆となり、更なる光ト
ラフィック制御の柔軟性を増すことができる。
ている。ミラー１０とともに組み合わさったこのような
入出力構成により、光信号が立方体型のクロス接続シス
テムの六面のいずれへと好都合なように反射することを
可能にし、三次元の大容量光ルーティングを可能にす
る。このクロス接続システムは、その光信号流の方向と
は逆も可能なようにも設計することができ、ここにおい
て図４Ｂに示す光信号の流れとは逆となり、更なる光ト
ラフィック制御の柔軟性を増すことができる。
【００３４】図５は、プログラム可能でラッチ可能な光
スイッチ５０の代替構成を示す。光入力ライン４１（例
えば、ファイバー、プレーナー型導波路、レーザ等）
は、出力ライン４２Ａ、４２Ｂと実質的に平行に構成す
ることができる。各ラインは焦点合わせレンズ５１によ
って先頭を合わせる（tip）ことができる。代わりに、
出力ライン４２Ａ、４２Ｂのそれぞれは適切に傾いた配
向で位置してもよく、光焦点合わせレンズの使用を最小
限に押さえて出力ライン配向と直接整列する反射光信号
を受けることができる。
スイッチ５０の代替構成を示す。光入力ライン４１（例
えば、ファイバー、プレーナー型導波路、レーザ等）
は、出力ライン４２Ａ、４２Ｂと実質的に平行に構成す
ることができる。各ラインは焦点合わせレンズ５１によ
って先頭を合わせる（tip）ことができる。代わりに、
出力ライン４２Ａ、４２Ｂのそれぞれは適切に傾いた配
向で位置してもよく、光焦点合わせレンズの使用を最小
限に押さえて出力ライン配向と直接整列する反射光信号
を受けることができる。
【００３５】ミラー１０の磁気チューニングおよびグラ
ッチすることにより、入力ビームが出力ラインの１つに
選択的に再ルーティングすることを可能にする。ミラー
１０はフラットな形を有する分離したボディーとするこ
とができ、光信号を所望の透過ラインに反射させるよう
に、磁気的にティルト、回転あるいはねじることができ
る。
ッチすることにより、入力ビームが出力ラインの１つに
選択的に再ルーティングすることを可能にする。ミラー
１０はフラットな形を有する分離したボディーとするこ
とができ、光信号を所望の透過ラインに反射させるよう
に、磁気的にティルト、回転あるいはねじることができ
る。
【００３６】代わりに、シリンダーがその軸を磁気的に
回転するようにシリンダーの軸に対してティルトした角
度で位置したフラットエンド型ミラー表面を有するシリ
ンダー構成を用いることができ、反射ビームが入力ライ
ンの周りの環状に構成した透過ラインのいずれかに向か
うようにすることができる。
回転するようにシリンダーの軸に対してティルトした角
度で位置したフラットエンド型ミラー表面を有するシリ
ンダー構成を用いることができ、反射ビームが入力ライ
ンの周りの環状に構成した透過ラインのいずれかに向か
うようにすることができる。
【００３７】図６（ａ）は、２×２光スイッチ６０を示
す（プログラム可能マグネットは示していない)。スイ
ッチ６０は、アライメントした光路の少なくとも２つの
対からなる。例えば、ファイバーＡ、Ｃが１つのアライ
メントした対を形成し、ファイバーＢ、Ｄが他方の１つ
のアライメントした対を形成する。スイッチ６０は複数
のファイバー路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにわたる透過を制御す
る。４つのミラー１０がどのようにして磁気的に構成す
るかに従って、スイッチ６０はファイバーＡからファイ
バーＢ、ファイバーＤからファイバーＣへの反射モード
光接続として動作することができる。代わりに図６に示
すように、スイッチ６０はファイバーＡからファイバー
Ｃ、ファイバーＤからファイバーＢへの透過モード接続
として動作することができる。
す（プログラム可能マグネットは示していない)。スイ
ッチ６０は、アライメントした光路の少なくとも２つの
対からなる。例えば、ファイバーＡ、Ｃが１つのアライ
メントした対を形成し、ファイバーＢ、Ｄが他方の１つ
のアライメントした対を形成する。スイッチ６０は複数
のファイバー路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにわたる透過を制御す
る。４つのミラー１０がどのようにして磁気的に構成す
るかに従って、スイッチ６０はファイバーＡからファイ
バーＢ、ファイバーＤからファイバーＣへの反射モード
光接続として動作することができる。代わりに図６に示
すように、スイッチ６０はファイバーＡからファイバー
Ｃ、ファイバーＤからファイバーＢへの透過モード接続
として動作することができる。
【００３８】図７は、ただ１つの磁気的プログラム可能
ミラー１０を有する別の実施例の２×２の光スイッチ７
０を示す。ファイバーＢとファイバーＣはファイバーＡ
からＢへ、ファイバーＣからＤへの反射モードのミラー
厚さを収容するために若干中心からずれるように位置し
ている。この転位は、ミラー１０（点線）がビーム路か
ら外れスイッチが透過モードのビーム接続にて動作して
いる場合に２つの光ビームの衝突を避けることができ
る。透過モードはファイバーＡからＤ、ファイバーＣか
らＢへの接続を提供する。１もしくは複数の光焦点合わ
せレンズ（もしくはミラー）を用いて、ビームを入力フ
ァイバーＣから出力ファイバーＢへと動かすのに用いる
ことができる。
ミラー１０を有する別の実施例の２×２の光スイッチ７
０を示す。ファイバーＢとファイバーＣはファイバーＡ
からＢへ、ファイバーＣからＤへの反射モードのミラー
厚さを収容するために若干中心からずれるように位置し
ている。この転位は、ミラー１０（点線）がビーム路か
ら外れスイッチが透過モードのビーム接続にて動作して
いる場合に２つの光ビームの衝突を避けることができ
る。透過モードはファイバーＡからＤ、ファイバーＣか
らＢへの接続を提供する。１もしくは複数の光焦点合わ
せレンズ（もしくはミラー）を用いて、ビームを入力フ
ァイバーＣから出力ファイバーＢへと動かすのに用いる
ことができる。
【図１】三次元プログラム可能およびラッチ可能光スイ
ッチの図。
ッチの図。
【図２】ラッチ可能のマグネットに対して印加された磁
場Ｈに対する磁化Ｍ（あるいは対応するミラーずれδ）
の曲線のグラフ図。
場Ｈに対する磁化Ｍ（あるいは対応するミラーずれδ）
の曲線のグラフ図。
【図３】複数の光反射ミラーを備えるプログラム可能な
自由空間光スイッチの断面図。
自由空間光スイッチの断面図。
【図４】二次元（Ａ）および三次元（Ｂ）で示したプロ
グラム可能でラッチ可能な光クロス接続システムの図。
グラム可能でラッチ可能な光クロス接続システムの図。
【図５】別の実施例のプログラム可能でラッチ可能な光
スイッチの図。
スイッチの図。
【図６】プログラム可能でラッチ可能な２х２光スイッ
チの断面図。
チの断面図。
【図７】別の２х２光スイッチの図。
９ 光反射スイッチ １０ ミラー １１ 磁気要素 １２ 基板 １３ 支持体 １４Ａ、Ｂ、Ｃ マグネット １５ 細長マグネット １６ ソルノイド ３０ アレイ ３１Ａ 上側アレイ ３１Ｂ 下側アレイ ３２ ホルダー ４０ 光スイッチングクロス接続 ４１、４１Ａ、４１Ｂ 光入力路 ４２Ａ、４２Ｂ 出力路 ５０ 光スイッチ ５１ 焦点合わせレンズ ６０、７０ ２×２光スイッチ
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 サンゴー ジン アメリカ合衆国、07946 ニュージャージ ー、ミリントン、スカイライン ドライブ 145 (72)発明者 ニール ヘンリー ソーステン アメリカ合衆国、08873 ニュージャージ ー、レバノン、コークスベリー ロード 608
Claims (11)
- 【請求項１】 （Ａ）少なくとも１つの光入力路と、 （Ｂ）少なくとも１つの光出力路と、 （Ｃ）前記入力路と前記出力路の間に配置され、磁気要
素を備える光反射ミラーを有する光スイッチとを有し、 前記光反射ミラーは、基板上に運動可能なように結合
し、前記光スイッチは、前記ミラーを前記入力路からの
光を出力路に結合する第１位置と少なくとも第２位置の
間を運動させるために前記磁気要素と相互作用をする１
もしくは複数のプログラム可能でラッチ可能なマグネッ
トを備え、前記マグネットは、連続的パワーなしにミラ
ー位置を保持することを特徴とする光スイッチングデバ
イス。 - 【請求項２】 前記光入力路は、光導波路からなること
を特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - 【請求項３】 前記光入力路は、光ファイバーからなる
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイ
ス。 - 【請求項４】 前記少なくとも１つの光入力路は、複数
の光ファイバーからなることを特徴とする請求項１記載
の光スイッチングデバイス。 - 【請求項５】 前記少なくとも１つの光出力路は、複数
の光ファイバーからなることを特徴とする請求項１記載
の光スイッチングデバイス。 - 【請求項６】 前記ミラーは、弾性的支持メンバーによ
り前記基板に運動可能なように結合していることを特徴
とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - 【請求項７】 前記第２位置は、前記出力路への信号を
減衰するように前記光出力路とはアライメントがずれて
いることを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデ
バイス。 - 【請求項８】 （Ａ）光入力路のアレイと、 （Ｂ）光出力路のアレイと、 （Ｃ）前記光入力路のアレイと前記光出力路のアレイの
間に配置する光反射ミラーのアレイとを有し、 各ミラーは磁気要素を備え、基板上に運動可能なように
取り付けられ、各ミラーに対して、前記磁気要素との相
互作用によりミラーを動かすための１もしくは複数のプ
ログラム可能でラッチ可能なマグネットを備え、ミラー
の位置を連続的なパワーなしで制御することができるこ
とを特徴とする光クロス接続スイッチングデバイス。 - 【請求項９】 前記光入力路のアレイは、光ファイバー
の線形アレイからなり、 前記光出力路のアレイは、光ファイバーの線形アレイか
らなり、 前記光反射ミラーのアレイは、前記ミラーの二次元アレ
イからなることを特徴とする請求項８記載の光クロス接
続スイッチングデバイス。 - 【請求項１０】 （Ａ）少なくとも２つのアライメント
した光路の対と、ここで、 各対における光路は、割り込みがない場合に、一方の光
路からの光が他方の光路へと透過するように位置合わせ
していて、 （Ｂ）各対の光路の間に配置される少なくとも１つの光
反射ミラーとを有し、各ミラーは、磁気要素を備え、基
板上に運動可能なように取り付けられ、各ミラーに対し
て、前記磁気要素との相互作用により前記ミラーを運動
させるため、１もしくは複数のプログラム可能でラッチ
可能なマグネットを備え、前記光路の対の間の透過を可
能にする位置と、前記対の一方における光路から前記対
の他方における光路へと光を反射する位置との間をミラ
ー位置が切り替わることができることを特徴とする２×
２光スイッチングデバイス。 - 【請求項１１】 前記アライメントした光路の対は、ア
ライメントした光ファイバーの少なくとも１つの対から
なることを特徴とする請求項１０記載の２×２光スイッ
チングデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/197800 | 1998-11-23 | ||
| US09/197,800 US6256430B1 (en) | 1998-11-23 | 1998-11-23 | Optical crossconnect system comprising reconfigurable light-reflecting devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162520A true JP2000162520A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3597095B2 JP3597095B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=22730821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33130699A Expired - Fee Related JP3597095B2 (ja) | 1998-11-23 | 1999-11-22 | 光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6256430B1 (ja) |
| EP (1) | EP1004910B1 (ja) |
| JP (1) | JP3597095B2 (ja) |
| DE (1) | DE69924811T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100451629B1 (ko) * | 2002-07-15 | 2004-10-08 | 박진상 | 광 스위치 |
| US6862381B2 (en) | 2001-04-25 | 2005-03-01 | Nec Corporation | Cross-connect optical switch |
| JP2010266894A (ja) * | 1999-12-01 | 2010-11-25 | Xros Inc Nortel Networks | 光ファイバスイッチ構造 |
| WO2014150544A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Tyco Electronics Corporation | Passive optical through switches |
Families Citing this family (64)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6990264B2 (en) | 2000-09-19 | 2006-01-24 | Telkamp Arthur R | 1×N or N×1 optical switch having a plurality of movable light guiding microstructures |
| US6413542B1 (en) * | 1996-03-29 | 2002-07-02 | Merial | Direct pour-on antiparasitic skin solution and methods for treating, preventing and controlling myasis |
| US6259831B1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-07-10 | Reveo, Inc. | All-optical interconnect utilizing polarization gates |
| US6496612B1 (en) * | 1999-09-23 | 2002-12-17 | Arizona State University | Electronically latching micro-magnetic switches and method of operating same |
| US6404943B1 (en) * | 1999-10-08 | 2002-06-11 | Agilent Technologies, Inc. | Apparatus and method for directing optical signals using a movable optical switching element |
| US6747793B1 (en) * | 1999-11-15 | 2004-06-08 | Axsun Technologies, Inc. | System with integrated semiconductor optical amplifier array and switching matrix |
| US6625340B1 (en) * | 1999-12-29 | 2003-09-23 | Nortel Networks Limited | Optical switch attenuator |
| US6396975B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-05-28 | Jds Uniphase Corporation | MEMS optical cross-connect switch |
| US20010033707A1 (en) * | 2000-01-26 | 2001-10-25 | Patel C. Kumar N | System and method for optically switching/routing optical channels of any wavelength to any fiber |
| US6539141B1 (en) * | 2000-02-11 | 2003-03-25 | Zygo Corporation | Optical cross-bar switch |
| US6388359B1 (en) | 2000-03-03 | 2002-05-14 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Method of actuating MEMS switches |
| US6456751B1 (en) | 2000-04-13 | 2002-09-24 | Calient Networks, Inc. | Feedback stabilization of a loss optimized switch |
| US6585383B2 (en) | 2000-05-18 | 2003-07-01 | Calient Networks, Inc. | Micromachined apparatus for improved reflection of light |
| US6560384B1 (en) | 2000-06-01 | 2003-05-06 | Calient Networks, Inc. | Optical switch having mirrors arranged to accommodate freedom of movement |
| US6610974B1 (en) | 2000-06-05 | 2003-08-26 | Calient Networks, Inc. | Positioning a movable reflector in an optical switch |
| US6728016B1 (en) | 2000-06-05 | 2004-04-27 | Calient Networks, Inc. | Safe procedure for moving mirrors in an optical cross-connect switch |
| US6587611B1 (en) * | 2000-06-06 | 2003-07-01 | Calient Networks, Inc. | Maintaining path integrity in an optical switch |
| US6954579B2 (en) | 2000-09-19 | 2005-10-11 | Ying Wen Hsu | Method and apparatus for changing the optical intensity of an optical signal using a movable light transmissive structure |
| US6647168B2 (en) | 2000-09-19 | 2003-11-11 | Newport Opticom, Inc. | Low loss optical switching system |
| US6647170B2 (en) | 2000-09-19 | 2003-11-11 | Newport Opticom, Inc. | Optical switching system that uses movable microstructures to switch optical signals in three dimensions |
| US6690847B2 (en) | 2000-09-19 | 2004-02-10 | Newport Opticom, Inc. | Optical switching element having movable optically transmissive microstructure |
| US6694071B2 (en) | 2000-09-19 | 2004-02-17 | Newport Opticom, Inc. | Method and apparatus for switching optical signals using rotatable optically transmissive microstructure |
| US6825967B1 (en) | 2000-09-29 | 2004-11-30 | Calient Networks, Inc. | Shaped electrodes for micro-electro-mechanical-system (MEMS) devices to improve actuator performance and methods for fabricating the same |
| KR20020027916A (ko) * | 2000-10-06 | 2002-04-15 | 김춘호 | 양방향 광 스위치 |
| US6522801B1 (en) * | 2000-10-10 | 2003-02-18 | Agere Systems Inc. | Micro-electro-optical mechanical device having an implanted dopant included therein and a method of manufacture therefor |
| US6888979B2 (en) * | 2000-11-29 | 2005-05-03 | Analog Devices, Inc. | MEMS mirrors with precision clamping mechanism |
| US6574026B2 (en) * | 2000-12-07 | 2003-06-03 | Agere Systems Inc. | Magnetically-packaged optical MEMs device |
| US6785038B2 (en) * | 2001-01-17 | 2004-08-31 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Optical cross-connect with magnetic micro-electro-mechanical actuator cells |
| US6792177B2 (en) | 2001-03-12 | 2004-09-14 | Calient Networks, Inc. | Optical switch with internal monitoring |
| US6771001B2 (en) | 2001-03-16 | 2004-08-03 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Bi-stable electrostatic comb drive with automatic braking |
| KR100993182B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2010-11-10 | 포튜리스, 인코포레이티드 | 파장 분할 다중화 광 스위치를 통해 복수의 광 트랜스듀서를 상호연결하기 위한 방법 및 장치 |
| CA2419309C (en) * | 2001-03-16 | 2009-08-18 | Jds Uniphase Corporation | Method of actuating mems switches |
| US6760511B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-07-06 | Capella Photonics, Inc. | Reconfigurable optical add-drop multiplexers employing polarization diversity |
| US6625346B2 (en) | 2001-03-19 | 2003-09-23 | Capella Photonics, Inc. | Reconfigurable optical add-drop multiplexers with servo control and dynamic spectral power management capabilities |
| US7003188B2 (en) | 2001-04-17 | 2006-02-21 | Ying Wen Hsu | Low loss optical switching system |
| US6529654B1 (en) * | 2001-05-02 | 2003-03-04 | Nayna Networks, Inc. | Method for transparent switching and controlling optical signals using mirror designs |
| US6757093B2 (en) | 2001-05-21 | 2004-06-29 | Jds Uniphase Corporation | MEMS reflectors having tail portions that extend inside a recess and head portions that extend outside the recess and methods of forming same |
| US20070047113A1 (en) * | 2001-06-02 | 2007-03-01 | Capella Photonics, Inc. | High fill-factor bulk silicon mirrors with reduced effect of mirror edge diffraction |
| US6778728B2 (en) * | 2001-08-10 | 2004-08-17 | Corning Intellisense Corporation | Micro-electro-mechanical mirror devices having a high linear mirror fill factor |
| US6788843B2 (en) * | 2001-08-20 | 2004-09-07 | Nanyang Technological University | Optical crossconnect and mirror systems |
| TW494251B (en) * | 2001-10-18 | 2002-07-11 | Ind Tech Res Inst | Optical switch |
| TW501736U (en) * | 2001-11-02 | 2002-09-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Reflection type optical switch |
| US7177065B2 (en) | 2002-01-09 | 2007-02-13 | Nikon Corporation | Optical element, thin film structure, optical switch, and method of manufacturing optical element |
| EP1473582B1 (en) * | 2002-01-09 | 2010-04-21 | Nikon Corporation | Optical element, thin-film structural body, optical switch, and optical element manufacturing method |
| US6798942B2 (en) * | 2002-04-05 | 2004-09-28 | Finisar Corporation | Zero static power optical switch |
| US7142743B2 (en) * | 2002-05-30 | 2006-11-28 | Corning Incorporated | Latching mechanism for magnetically actuated micro-electro-mechanical devices |
| US20040027644A1 (en) * | 2002-08-09 | 2004-02-12 | Lockheed Martin Corporation | Programmable photonic device and method |
| US7062130B2 (en) | 2003-05-01 | 2006-06-13 | Arthur Telkamp | Low-loss optical waveguide crossovers using an out-of-plane waveguide |
| US7551159B2 (en) | 2004-08-27 | 2009-06-23 | Idc, Llc | System and method of sensing actuation and release voltages of an interferometric modulator |
| GB2419484A (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-26 | Zhou Rong | Optical N x M switch |
| US8258800B2 (en) | 2008-02-11 | 2012-09-04 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods for measurement and characterization of interferometric modulators |
| JP2011515704A (ja) | 2008-02-11 | 2011-05-19 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 表示駆動機構と統合された表示要素の検知、測定、または特性評価のための方法および装置、ならびにそれを使用するシステムおよび応用 |
| WO2009102581A1 (en) | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Impedance sensing to determine pixel state in a passively addressed display array |
| KR20100126352A (ko) | 2008-02-11 | 2010-12-01 | 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크. | 간섭계 변조기의 측정 및 평가 방법 |
| US8334501B1 (en) | 2008-10-16 | 2012-12-18 | Cox Christopher E | Optical switch activator with glowable member |
| US7898752B2 (en) | 2008-11-24 | 2011-03-01 | Corning Incorporated | Optical package comprising an adjustable lens component coupled to a multi-directional lens flexure |
| US8643498B1 (en) | 2010-07-13 | 2014-02-04 | Christopher E. Cox | Optical switches for tank environments |
| US9453965B2 (en) * | 2011-06-08 | 2016-09-27 | Skorpios Technologies, Inc. | Systems and methods for photonic polarization rotators |
| US9383518B2 (en) | 2012-12-14 | 2016-07-05 | Christopher E. Cox | Optical switch activator |
| KR102410030B1 (ko) | 2016-03-02 | 2022-06-17 | 옵토튠 컨슈머 아게 | 광학 장치, 특히, 자동초점, 이미지 흔들림 방지 및 초-고해상도 기능을 포함하는 카메라 |
| WO2018017958A2 (en) | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Skorpios Technologies, Inc. | Monolithically-integrated, polarization-independent circulator |
| CN109946830A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-06-28 | 广东工业大学 | 一种激光偏摆装置 |
| EP4094114A1 (en) | 2020-03-30 | 2022-11-30 | British Telecommunications public limited company | Optical limiter and method for limiting radiant flux |
| WO2021197779A1 (en) | 2020-03-30 | 2021-10-07 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical switch and optical routing method and system |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4304460A (en) * | 1978-03-10 | 1981-12-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical switching device |
| JPS54161952A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo switch |
| JPS55135801A (en) * | 1979-04-11 | 1980-10-23 | Fujitsu Ltd | Optical path switching matrix |
| US5042889A (en) * | 1990-04-09 | 1991-08-27 | At&T Bell Laboratories | Magnetic activation mechanism for an optical switch |
| US5581643A (en) * | 1994-12-08 | 1996-12-03 | Northern Telecom Limited | Optical waveguide cross-point switch |
| JP3136944B2 (ja) * | 1995-03-31 | 2001-02-19 | 日立電線株式会社 | 多機能光スイッチ |
| US5999671A (en) * | 1997-10-27 | 1999-12-07 | Lucent Technologies Inc. | Tunable long-period optical grating device and optical systems employing same |
| US5974207A (en) * | 1997-12-23 | 1999-10-26 | Lucent Technologies, Inc. | Article comprising a wavelength-selective add-drop multiplexer |
| US5999546A (en) * | 1998-09-22 | 1999-12-07 | Lucent Technologies Inc. | Magnetically tunable laser with wavelength latchability and optical communication system comprising such laser |
-
1998
- 1998-11-23 US US09/197,800 patent/US6256430B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-11-16 DE DE69924811T patent/DE69924811T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-16 EP EP99309092A patent/EP1004910B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-22 JP JP33130699A patent/JP3597095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010266894A (ja) * | 1999-12-01 | 2010-11-25 | Xros Inc Nortel Networks | 光ファイバスイッチ構造 |
| US6862381B2 (en) | 2001-04-25 | 2005-03-01 | Nec Corporation | Cross-connect optical switch |
| KR100451629B1 (ko) * | 2002-07-15 | 2004-10-08 | 박진상 | 광 스위치 |
| WO2014150544A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Tyco Electronics Corporation | Passive optical through switches |
| US9335484B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-05-10 | Commscope Technologies Llc | Passive optical through switches |
| US9772450B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-09-26 | Commscope Technologies Llc | Passive optical through switches |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3597095B2 (ja) | 2004-12-02 |
| EP1004910A2 (en) | 2000-05-31 |
| EP1004910A3 (en) | 2001-05-02 |
| DE69924811D1 (de) | 2005-05-25 |
| US6256430B1 (en) | 2001-07-03 |
| EP1004910B1 (en) | 2005-04-20 |
| DE69924811T2 (de) | 2006-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3597095B2 (ja) | 光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス | |
| US4322126A (en) | Mechanical optical switching devices | |
| US7027682B2 (en) | Optical MEMS switching array with embedded beam-confining channels and method of operating same | |
| US5042889A (en) | Magnetic activation mechanism for an optical switch | |
| US6102582A (en) | Article comprising controllable optical connectors | |
| US6259835B1 (en) | Mechanically actuated optical switch | |
| EP1299761A2 (en) | Optical mems switching array with embedded beam-confining channels and method of operating same | |
| US6404969B1 (en) | Optical switching and attenuation systems and methods therefor | |
| US7142743B2 (en) | Latching mechanism for magnetically actuated micro-electro-mechanical devices | |
| US6738538B2 (en) | Method to construct optical infrastructure on a wafer | |
| WO2001028258A2 (en) | MECHANICALLY ACTUATED MxN OPTICAL SWITCH MATRIX | |
| KR20030050798A (ko) | 자기구동 마이크로미러 및 그 제조방법과, 그를 이용한광스위치 | |
| US6798942B2 (en) | Zero static power optical switch | |
| WO2003107058A1 (en) | Electromagnetic linear optical positioner | |
| US6862381B2 (en) | Cross-connect optical switch | |
| JP2001235690A (ja) | 光スイッチ | |
| CN1170178C (zh) | 多路可扩展的微机械式光开关阵列 | |
| JP2004133196A (ja) | ミラーチルト機構及びそれを用いた光スイッチ | |
| JP2002031767A (ja) | 光スイッチ | |
| JPH11223778A (ja) | 光スイッチ | |
| JP2003315705A (ja) | 光スイッチ | |
| JP3314258B2 (ja) | 光遅延装置 | |
| JPH04145409A (ja) | 光スイッチ | |
| US20050047710A1 (en) | MEMS and liquid crystal based optical switch | |
| JP2001264652A (ja) | 光スイッチ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040216 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040514 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040723 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040818 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040907 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100917 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120917 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |