JP2003517631A - Improvement of Flexible Modular Compact Optical Fiber Switch - Google Patents

Improvement of Flexible Modular Compact Optical Fiber Switch

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JP2003517631A
JP2003517631A JP2001512980A JP2001512980A JP2003517631A JP 2003517631 A JP2003517631 A JP 2003517631A JP 2001512980 A JP2001512980 A JP 2001512980A JP 2001512980 A JP2001512980 A JP 2001512980A JP 2003517631 A JP2003517631 A JP 2003517631A
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optical
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スレーター、ティモシー、ディー
フォスター、ジャック、ディー
カルメス、サム
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Abstract

(57)【要約】 光ファイバー(106)の端部(104)を受容して、固定する光ファイバ・スイッチングモジュール(100)が光ファイバスイッチ(400)に備わる。このモジュール(100)には、対として選ばれ、光ビーム(108)を一対の光ファイバ(106)間に連結できる多数のV字状配列反射光ビームデフレクタ(172)が備わる。また、モジュール(100)は各デフレクタ(172)から、その向きを表示する向き信号を生成する。ポートカード(406)も備わってい、少なくとも一つのデフレクタ(172)を向き付け(配向す)るための駆動信号をモジュール(100)に供給する。また、そのデフレクタ(172)により生成される向き信号を、デフレクタ(172)の向きを特定する座標と共にポートカード(406)が受信する。ポートカード(406)は受信座標を、デフレクタ(172)から受信する向き信号と比較し、モジュール(100)に供給される駆動信号を調整し、受信座標と向き信号との間に差が有れば、それを少なくする。また、スイッチ(400)は光学的アラインメントを採用して、光ビーム(108)を光ファイバ間に連結するデフレクタ(172)対を正確に向き付ける。 (57) Abstract: An optical fiber switching module (100) for receiving and fixing an end (104) of an optical fiber (106) is provided in an optical fiber switch (400). The module (100) includes a number of V-shaped arrayed reflected light beam deflectors (172) that can be selected as a pair and couple the light beam (108) between a pair of optical fibers (106). Further, the module (100) generates a direction signal indicating the direction from each deflector (172). A port card (406) is also provided to provide a drive signal to the module (100) for orienting the at least one deflector (172). Further, the port card (406) receives the direction signal generated by the deflector (172) together with the coordinates specifying the direction of the deflector (172). The port card (406) compares the received coordinates with the direction signal received from the deflector (172), adjusts the drive signal supplied to the module (100), and there is a difference between the received coordinates and the direction signal. If so, reduce it. The switch (400) also employs optical alignment to accurately orient the deflector (172) pair that couples the light beam (108) between the optical fibers.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は一般に光ファイバの技術分野、特に自由空間・反射NxN光ファイバ
スイッチに関する。
The present invention relates generally to the technical field of optical fibers, and more particularly to free space / reflecting NxN optical fiber switches.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

近年に見る遠隔通信の劇的な増大はインターネット通信に大きく帰因するもの
と云えようが、光ファイバ電話通信において多数の技術革新の急速な導入と商業
的適合を要求して来ている。例えば近時、光ファイバ遠隔通信システムが導入さ
れ、単一の光ファイバに沿って伝搬する4、16、32、64又は128個の異
なる光波長上で同時にディジタル通信を送信するのに設置されようとしている。
多波長光ファイバ遠隔通信は単一光ファイバの帯域幅を劇的に増大するが、この
帯域幅の増大は光ファイバの両端で、例えば二つの町の間で利用できるに過ぎな
い。光ファイバの一端に送入された光がこの光ファイバの他端に着くとき、光フ
ァイバの一端で受信された光を更に他の目的地に運ぶために、この光を数個の異
なる光ファイバの選ばれた一つに自動的に送れる適応性の高い、モジュール化さ
れた、コンパクトなNxN光ファイバスイッチは今のところ存在しない。
Although the dramatic increase in telecommunications seen in recent years can be attributed largely to Internet communications, it has required the rapid introduction and commercial adaptation of numerous technological innovations in fiber optic telephone communications. For example, fiber telecommunications systems have recently been introduced and may be installed to transmit digital communications simultaneously on 4, 16, 32, 64 or 128 different optical wavelengths propagating along a single optical fiber. I am trying.
Although multiwavelength fiber optic telecommunications dramatically increases the bandwidth of a single optical fiber, this bandwidth increase is only available at both ends of the optical fiber, for example between two towns. When the light sent to one end of the optical fiber reaches the other end of this optical fiber, the light received at one end of the optical fiber is transferred to several different optical fibers in order to carry it to another destination. There is currently no highly adaptable, modular, compact NxN fiber optic switch that can automatically send to a chosen one of these.

【0003】 歴史的に見ると、遠隔通信が銅導線の対を介して電気信号により送信される場
合、かっては電話交換手と呼ばれる人間が手動動作の交換機に座り、プラグに取
り付けられた一対の銅導線上で受信する電話呼を手動作で、ソケットに取り付け
られた他の一対の銅導線に接続して電話回線を完成していた。回路電話を設定す
るために二つの電話から来る導線の対を手動で相互接続する交換手のタスクは先
ず、電話ダイアル回し信号に応答して交換手の手動タスクを自動化した、クロス
バー交換機と呼ばれる電気機械式装置により置き換えられた。この電気遠隔通信
のための電気機械式クロスバー交換機は過去40年の間に、電子交換システムに
置き換えられている。
Historically, when telecommunications were transmitted by electrical signals over a pair of copper conductors, a person, formerly called a telephone operator, sat in a manually-operated switch and was fitted with a pair of plugs attached to it. A telephone call received on a copper conductor was manually connected to another pair of copper conductors mounted in a socket to complete the telephone line. The task of a switch to manually interconnect a pair of conductors coming from two phones to set up a circuit phone is first called a crossbar switch, which automates the switch's manual task in response to a telephone dial turn signal. Replaced by electromechanical device. This electromechanical crossbar switch for electrical telecommunications has been replaced by an electronic switching system during the last 40 years.

【0004】 現在、光ファイバ電話通信のため、電気遠隔通信用クロスバー交換機や電子交
換システムが行うのと類似又は同一の機能を行う光ファイバ電話通信スイッチが
有る。だが、現在利用可能な光ファイバスイッチは理想とは程遠い。即ち、現存
の光ファイバ遠隔通信技術には電子交換システムが行うのと同じの光通信機能を
、多数の光ファイバに対して行えるスイッチが無い。
Currently, there are fiber optic telephone communication switches for fiber optic telephone communications that perform similar or identical functions to those performed by telecommunications crossbar switches and electronic switching systems. But the fiber optic switches available today are far from ideal. That is, the existing optical fiber telecommunications technology does not have a switch that can perform the same optical communication function as many electronic switching systems do for many optical fibers.

【0005】 光ファイバ遠隔通信に256x256スイッチを設けるのに用いられる一つの
手法では、入り光ファイバから受信する光ビームが先ず電気信号に変換され、こ
の電気信号が電子スイッチング回路網を通して送信される。次いで、その電子ス
イッチング回路網からの出力信号を用いて出力光ファイバに入る第2の光ビーム
を発生する。電子工学及び光ファイバ遠隔通信(通信)に通じている人々の認め
るように、256x256光ファイバスイッチを設ける上記の手法は物理的に極
めて大型となり、極めて高速の電子信号処理が必要になり、極めて高価なものと
なる。
In one approach used to provide a 256 × 256 switch for fiber optic telecommunications, a light beam received from an incoming fiber optic is first converted to an electrical signal that is transmitted through an electronic switching network. The output signal from the electronic switching network is then used to generate a second beam of light that enters the output optical fiber. As people familiar with electronics and fiber optic telecommunications recognize, the above approach of providing a 256x256 fiber optic switch is physically very large, requires very high speed electronic signal processing, and is extremely expensive. It will be

【0006】 複雑な電子回路と光−電気信号間の変換を回避する試みとして、光ビームを一
つの光ファイバから他の光ファイバに直接連結する(つなぐ)光ファイバスイッ
チを組み立てる種々の提案が有る。光ファイバスイッチ(交換器)を提供する初
期の一つ試みは交換手の動作を、銅導線に対してではなく、光ファイバでと機械
で模倣するものである。米国特許4886335「光ファイバスイッチシステム
」(1989年12月12日発行)では、光ファイバの端部にフェルールを取り
付け、これを移動させるコンベアが設けられる。コンベヤはフェルールを選ばれ
たアダプタに移動し、フェルールをアダプタに備わるカプラ/デカプラに差し込
む。フェルールがカプラ/デカプラに差し込まれた後、フェルールに保持された
光ファイバとアダプタに固定された光ファイバとの間を光が通る。
[0006] Various attempts have been made to assemble optical fiber switches that directly couple (connect) a light beam from one optical fiber to another optical fiber in an attempt to avoid complex electronic circuits and conversion between optical and electrical signals. . One of the earliest attempts to provide fiber optic switches (switches) was to mimic the behavior of a switch mechanically with fiber optics and not with copper conductors. In U.S. Pat. No. 4,886,335 "Optical Fiber Switch System" (issued December 12, 1989), a ferrule is attached to the end of an optical fiber and a conveyor for moving the ferrule is provided. The conveyor moves the ferrule to the selected adapter and inserts the ferrule into the coupler / decoupler on the adapter. After the ferrule is inserted into the coupler / decoupler, light passes between the optical fiber held by the ferrule and the optical fiber fixed to the adapter.

【0007】 米国特許5864463「小型1xN電気機械式光学スイッチ及び可変アテニ
ュエータ」(1999年1月26日発行、以下463特許)には、一つの光ファ
イバと多数の光ファイバの一つを選択的に連結する、他の機械式システムが記載
されている。この特許の記載する一つの光ファイバと多数の光ファイバの一つと
の選択的連結は、一つの光ファイバの端部を他の光ファイバの端部の線形アレイ
に沿って機械的に移動させることによりなされる。1xNスイッチが機械的アク
チュエータを用いて、この一つの光ファイバの端部を10μm以内で他の光ファ
イバの選ばれた一つに粗軸合わせする。1xNスイッチが選ばれた光ファイバの
直隣接端部から移動光ファイバに反射して戻った光を用い、次いで入力光ファイ
バの端部を他の光ファイバにより正確に軸合わせする。米国特許5699463
「機械式光ファイバスイッチ」(1997年12月16日発行)では、一つの光
ファイバの端部が線形アレイとしての他の数個の光ファイバの一つに軸合わせす
るが、二つの光ファイバの間にレンズを介在させている。
US Pat. No. 5,864,463 “Small 1 × N electromechanical optical switch and variable attenuator” (issued on Jan. 26, 1999, hereinafter referred to as 463 patent) selectively uses one optical fiber and one of many optical fibers. Other mechanical systems for interlocking are described. The selective coupling of one optical fiber to one of a number of optical fibers described in this patent involves mechanically moving the ends of one optical fiber along a linear array of the ends of another optical fiber. Made by. A 1 × N switch uses a mechanical actuator to coarsely align the end of this one optical fiber to a selected one of the other optical fibers within 10 μm. A 1xN switch uses the light reflected back to the moving optical fiber from the immediately adjacent end of the selected optical fiber and then accurately aligns the end of the input optical fiber with the other optical fiber. US Pat. No. 5,699,463
In the "Mechanical Fiber Optic Switch" (issued December 16, 1997), the end of one optical fiber is aligned with one of several other optical fibers as a linear array, but two optical fibers are used. A lens is interposed between.

【0008】 米国特許5524153「光ファイバスイッチングシステム及びその使用方法
」(1996年6月4日発行、以下、153特許)では、二つの光学的に反対な
光ファイバスイッチングユニットの群が互いに近接して配設される。各スイッチ
ングユニットはその光ファイバのどの一つをも、光学的に反対なスイッチングユ
ニット群の光ファイバの何れか一つに軸合わせすることができる。スイッチング
ユニット内では、各光ファイバの一端がビーム形成レンズに近接して位置付けら
れ、2軸圧電ベンダー(曲げ機械)に受容されている。2軸圧電ベンダーはファ
イバを曲げて、このファイバから放出される光が光学的に反対なスイッチングユ
ニット群の特定な光ファイバの方向に向くようにすることができる。各光ファイ
バに随伴する放射線(電磁線)放出装置(RED)により発生されたパルス光が
、ファイバから反対群の選ばれた光ファイバに向かって進む。反対群の選ばれた
光ファイバに受容されているREDからのパルス光が処理されて信号が作られ、
この信号が圧電ベンダーにフィードバックされて、光ファイバからの光が直接、
選ばれた光ファイバの方向に向くようにされる。
In US Pat. No. 5,524,153 “Optical Fiber Switching System and Method of Using It” (issued June 4, 1996, hereinafter 153 patent), two optically opposite groups of optical fiber switching units are close to each other. It is arranged. Each switching unit can align any one of its optical fibers with any one of the optically opposite switching unit groups. Within the switching unit, one end of each optical fiber is positioned proximate to the beam forming lens and is received by a biaxial piezoelectric bender (bending machine). A biaxial piezoelectric bender can bend a fiber such that the light emitted from this fiber is directed to a particular optical fiber of an optically opposite switching unit group. Pulsed light generated by a radiation (electromagnetic radiation) emitting device (RED) associated with each optical fiber travels from the fiber toward a selected optical fiber of the opposite group. The pulsed light from the RED received by the opposite group of selected optical fibers is processed to produce a signal,
This signal is fed back to the piezoelectric bender and the light from the optical fiber is directly
It is oriented in the direction of the selected optical fiber.

【0009】 一つの光ファイバから他の光ファイバへの光ビームの方向付けを、一または両
光ファイバを移動させたり、曲げたりして機械的に行うのではない光スイッチも
提案されている。これは微細加工された移動ミラーを用いて、入力光ファイバか
ら放出された光を出力光ファイバに連結するものである。1999年2月21〜
26日に開催されたOFC/IOOCに提出された論文には、図1に図式で示す
3段から成る完全無閉塞光ファイバスイッチの製作に用い得る素子が記載されて
いる。この光ファイバスイッチの用いる移動ミラーアレイでは、各ポリシリコン
ミラーが光を90°の角度で選択的に反射できるようにしてある。この提案によ
る光ファイバスイッチでは、比較的小さい32x64の光スイッチングアレイの
行52a(i=1、2、・・・・32)及び行52b(k=1、2、・・・
・32)が光を32の入力光ファイバ54aから受信して、32の出力光ファ
イバ54bに送っている。64の光ファイバ56al,m及び56bl、m
32群が32x64光スイッチングアレイ52a、52bの各々と32x3
2光スイッチングアレイ58(j=1、2,・・・・64)の一つとの間で光
を運んでいる。
Optical switches have also been proposed that do not mechanically direct the light beam from one optical fiber to another by moving or bending one or both optical fibers. It uses a microfabricated moving mirror to couple the light emitted from an input optical fiber to an output optical fiber. February 1999-
A paper submitted to the OFC / IOOC held on the 26th describes a device that can be used to fabricate a three-stage fully non-blocking optical fiber switch as shown schematically in FIG. In the moving mirror array used in this optical fiber switch, each polysilicon mirror can selectively reflect light at an angle of 90 °. In the optical fiber switch according to this proposal, rows 52a i (i = 1, 2, ... 32) and rows 52b k (k = 1, 2, ...) Of a relatively small 32 × 64 optical switching array.
· 32) receives light from the input optical fiber 54a n of 32, are sent to the output optical fiber 54b n of 32. 32 groups of 64 optical fibers 56a 1, m and 56b 1, m are provided for each 32x64 optical switching array 52a i , 52b k and 32x3.
It carries light with one of the two optical switching arrays 58 j (j = 1, 2, ... 64).

【0010】 図1に示した光ファイバスイッチが複雑であることは、直ちに分かる。例えば
、この提案に従って組み立てられる1024x1024光ファイバスイッチは、
光スイッチングアレイ52a及び52bと32x32光スイッチングアレイ
58との間を相互連結するのに、4096個の個別光ファイバを必要とする。
更に、32x64個の光スイッチングアレイ52a及び52bと32x32
個の光スイッチングアレイ58は、全部で196608個の微細加工ミラーを
必要とする。
It is immediately apparent that the optical fiber switch shown in FIG. 1 is complex. For example, a 1024x1024 fiber optic switch constructed according to this proposal would be:
4096 individual optical fibers are required to interconnect the optical switching arrays 52a i and 52b k with the 32 × 32 optical switching array 58 j .
Furthermore, 32 × 64 optical switching arrays 52a i and 52b k and 32 × 32
Each optical switching array 58 j requires a total of 196,608 micromachined mirrors.

【0011】 図1に示した光ファイバスイッチに対して提案されたポリシリコンミラーは光
学的に平らでなく、曲がっている。更に、単一0.3mW波長、或いは場合によ
っては数波長のかかる光を切り換えるためこのようなミラーがもつ熱散逸は充分
であるが、これ等のミラーではかかる波長の10または20を切り換えるのでさ
え、できない。だが、上記のように光ファイバ遠隔通信は今や、一個の光ファイ
バ上で40波長以上をも既に送ろうとしてい、そして既にでは無くても、間もな
く数百波長を送ることになるであろう。単一波長の光の代わりに各々の出力が0
.3mWの300の異なる波長の光を一つの光ファイバが運ぶものとすると、こ
の光ファイバスイッチに対して提案されたポリシリコンミラーには100mWの
出力が当たることになる。ポリシリコンミラーがこの光の98.5%を反射する
とすると、残り全部、即ち1.5mWの出力をこのミラーが吸収しなければなら
ない。1.5mWの出力を吸収すれば、熱的に非伝導なポリシリコンミラーはミ
ラー平坦度を更に劣化させる不適格な温度に加熱されることになろう。
The proposed polysilicon mirror for the fiber optic switch shown in FIG. 1 is not optically flat, but bent. Moreover, the heat dissipation of such mirrors is sufficient to switch light of a single 0.3 mW wavelength, or in some cases several wavelengths, even though such mirrors switch 10 or 20 of such wavelengths. ,Can not. But, as mentioned above, fiber optic telecommunications is now trying to send more than 40 wavelengths on a single optical fiber, and will soon, if not already, be sending hundreds of wavelengths. Each output is 0 instead of single wavelength light
. If one optical fiber carries 3 mW of 300 different wavelengths of light, the proposed polysilicon mirror for this optical fiber switch will have an output of 100 mW. Given that the polysilicon mirror reflects 98.5% of this light, the mirror must absorb the rest, ie 1.5 mW of power. Absorbing an output of 1.5 mW would heat the thermally non-conductive polysilicon mirror to an unsuitable temperature that would further degrade mirror flatness.

【0012】 米国特許4365863「超多数チャネル用光学式スイッチ」(1982年1
2月28日発行、以下863特許)には、光ファイバの光学的に対向する端部正
規配置の端部を平行な2つの配列(アレイ)にしたものが記載されている。2つ
のアレイの間の空間には、各アレイの各ファイバにそれぞれ随伴する伝搬モード
モード変換器を備える光スイッチングシステムが含まれている。モード変換器は
、ガラスフィラメント内拘束伝搬モードから指向伝搬モードへの光の変換を行う
。最も簡単な形式においては、焦点が対応するファイバの端部に略位置するよう
にした光学レンズで、変換器を実質的に構成する。
US Pat. No. 4,365,863, “Optical switch for ultra-large number of channels” (1982, 1
Published February 28, the following 863 patent) describes an optical fiber in which two end portions of a regular arrangement of optically opposed end portions are arranged in parallel. The space between the two arrays contains an optical switching system with a propagation mode mode converter associated with each fiber of each array. The mode converter converts light from the constrained propagation mode in the glass filament to the directional propagation mode. In its simplest form, the transducer consists essentially of an optical lens whose focal point lies approximately at the end of the corresponding fiber.

【0013】 863特許の光学式スイッチングシステムにおいては、2つのアレイの各ファ
イバに光ビームデフレクタが随伴して備わっている。一方のアレイの何れかが、
それに随伴するデフレクタに光ビームを送る。デフレクタはモード変換器から光
ビームを受け取り、光ファイバの他のアレイに随伴するデフレクタの何れか一つ
に光を再指向する。デフレクタかビームを受け取ったデフレクタは、その随伴す
るモード変換器に光を再指向光ビームデフレクタは何れの形式のものでも良い。
する。863特許が特に開示しているのは、ディアスポロメータの原理で動作す
る機械光学的装置、又は結晶媒体内の光子間相互作用に基づく音響光学的デフレ
クタの何れか用いることである。
In the optical switching system of the 863 patent, a light beam deflector is associated with each fiber of the two arrays. Either one of the arrays
It sends a beam of light to the associated deflector. The deflector receives the light beam from the mode converter and redirects the light to any one of the deflectors associated with the other array of optical fibers. The deflector or the deflector receiving the beam redirects light to its associated mode converter. The optical beam deflector may be of any type.
To do. The 863 patent specifically discloses the use of either a mechano-optical device operating on the diasporometer principle or an acousto-optical deflector based on photon interactions in a crystalline medium.

【0014】 863特許における各光ビームデフレクタは、論理回路が駆動するインタフェ
ース・コントロールにより制御される。各光ビームにデフレクタが随伴し、それ
ぞれのアレイ内の光ファイバのアドレスに対応するデータを、ビームが運ぶ信号
から引き出す。論理回路群は、スイッチングシステムの全機能を制御する中央演
算処理装置にされている。863特許における各検出器は、例えば対応する光ビ
ームをサンプリングする半透明ミラー、光ビームのサンプルを電気信号に変換す
る光電子デバイス、この電気信号をデコードして光ファイバのアドレスデータを
引き出すデバイスを備えることが出来る。
Each light beam deflector in the 863 patent is controlled by an interface control driven by a logic circuit. A deflector is associated with each light beam and derives data corresponding to the address of the optical fiber in the respective array from the signal carried by the beam. The logic circuit group is a central processing unit that controls all the functions of the switching system. Each detector in the 863 patent comprises, for example, a semi-transparent mirror that samples the corresponding light beam, an optoelectronic device that converts the sample of the light beam into an electrical signal, and a device that decodes the electrical signal to derive address data for the optical fiber. You can

【0015】 技術文献”A Silicon Light Modulator”,Kar
i Gustafsson & Berti Hoek,the Journa
l of Physics E.Scientific Instrument
s,pp.680−85(以下、Gustafsson et al文献)には
、シリコン基板のエピタキシャル層から微細加工された4個の一次元捩りスキャ
ナのアレイが記載されている。捩りスキャナを静電的に励起することが、このG
ustafsson文献に記載されている。一対の直隣接光ファイバ間に光を連
結するのに、このように捩りスキャナを動作させることをファイバオプティック
スイッチ及びモヂュレータに用いられていることをこの文献は報告している。
The technical document “A Silicon Light Modulator”, Kar
i Gustafsson & Berti Hoek, the Journal
l of Physics E.I. Scientific Instrument
s, pp. 680-85 (hereinafter Gustafsson et al document) describes an array of four one-dimensional torsion scanners micromachined from an epitaxial layer of a silicon substrate. It is this G that electrostatically excites the torsion scanner.
It is described in the ustafsson document. This document reports that such operation of a twist scanner is used in fiber optic switches and modulators to couple light between a pair of immediately adjacent optical fibers.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

本発明は、1000を超える個別光ファイバで運ばれる光の入射ビームを同時
に1000を超える出射光ファイバに連結できる(繋げる)光ファイバスイッチ
を提供しようとするものである。 本発明の一目的は、光ファイバで運ばれる光の入射及び出射ビーム多数間で切
り換えが可能な、より簡単な光ファイバスイッチを提供することにある。 本発明の他の目的は、光ファイバで運ばれる光の入射及び出射ビーム多数間で
切り換えできる効率的な光ファイバスイッチを提供することにある。 本発明の他の目的は、通信チャネル間の漏話が低い光ファイバスイッチを提供
することにある。 本発明の他の目的は、切り換え中に通信チャネル間のクロストーク(漏話)が
低い光ファイバスイッチを提供することにある。 本発明の他の目的は、極めて信頼性の高い光ファイバスイッチを提供すること
にある。 本発明の他の目的は、ばらつきを示さない光ファイバスイッチを提供すること
にある。 本発明の他の目的は、分極非依存の光ファイバスイッチを提供することにある
。 本発明の他の目的は、完全にトランスペアレントな光ファイバスイッチを提供
することにある。 本発明の他の目的は、スイッチを通る光ファイバ通信のビットレート(ビット
伝送速度)を制限しない光ファイバスイッチを提供することにある。
The present invention seeks to provide an optical fiber switch that is capable of simultaneously coupling (connecting) incoming beams of light carried in over 1000 individual optical fibers to over 1000 outgoing optical fibers. It is an object of the present invention to provide a simpler optical fiber switch that can switch between multiple incoming and outgoing beams of light carried in an optical fiber. It is another object of the present invention to provide an efficient optical fiber switch that can switch between multiple incoming and outgoing beams of light carried in an optical fiber. Another object of the present invention is to provide an optical fiber switch with low crosstalk between communication channels. Another object of the present invention is to provide an optical fiber switch with low crosstalk between communication channels during switching. Another object of the present invention is to provide an optical fiber switch with extremely high reliability. Another object of the present invention is to provide an optical fiber switch that does not show variations. Another object of the present invention is to provide a polarization-independent optical fiber switch. Another object of the invention is to provide a completely transparent optical fiber switch. Another object of the present invention is to provide an optical fiber switch that does not limit the bit rate (bit transmission rate) of optical fiber communication through the switch.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

簡単に云えば、本発明は光ファイバスイッチに用いるのに適し、光ファイバ受
け器の第1の群と第2の群を備える光ファイバ・スイッチングモジュールである
。光ファイバ受け器のこれ等2群は自由空間光路の両端に有って、互いに隔てら
れている。各光ファイバ受け器は、光ファイバの端部を受容して固定するのに適
している。この光ファイバ・スイッチングモジュールにはまたレンズが備わり、
その一つは第1と第2群の光ファイバ受け器の各々にそれぞれ固定されそれに固
定されるレンズと対向するようにする。各レンズは光ファイバの対向端部から放
出され得る光ビームを受容するのに適し、光ファイバ・スイッチングモジュール
の光路に準平行光ビームを放出するのに適している。
Briefly, the invention is a fiber optic switching module suitable for use in a fiber optic switch and comprising a first group and a second group of fiber optic receivers. These two groups of optical fiber receivers are located at both ends of the free space optical path and are separated from each other. Each fiber optic receiver is adapted to receive and secure an end of an optical fiber. This fiber optic switching module also has a lens,
One of them is fixed to each of the first and second groups of optical fiber receivers so as to face the lens fixed thereto. Each lens is suitable for receiving a light beam that may be emitted from opposite ends of the optical fiber and for emitting a quasi-parallel light beam in the optical path of the fiber optic switching module.

【0018】 この光ファイバ・スイッチングモジュールにはまた、光ファイバ受け器の両群
間の光路内でV字状に配列された第1の組と第2の組の反射性光ビームデフレク
タが備わる。光ビームデフレクタの各々はそれぞれ、 1.光ファイバ受け器の各々に固定されたレンズの一つに随伴してい、 2.随伴レンズから放出可能な準平行光ビームがこの光ビームデフレクタに当た
って反射されるように位置付けられてい、且つ 3.光ファイバ・スイッチングモジュールに供給された駆動信号により付勢され
て配向され、随伴レンズから放出可能な準平行光ビームを、それが選ばれた光ビ
ームデフレクタから反射して出るように反射するようにするものである。 この光ファイバ・スイッチングモジュールには更に、準平行光ビームが当たる光
ビームデフレクタ組間の光路に沿って配置されたミラーが備わる。
The fiber optic switching module also includes a first set and a second set of reflective light beam deflectors arranged in a V shape in the optical path between the groups of fiber optic receivers. Each of the light beam deflectors has: 1. Associated with one of the lenses fixed to each of the fiber optic receivers, 2. a quasi-parallel light beam emissible from the companion lens is positioned such that it strikes the light beam deflector and is reflected; To reflect a quasi-parallel light beam, which is energized and directed by a drive signal supplied to the fiber optic switching module, and which can be emitted from the companion lens, such that it reflects off a selected light beam deflector. To do. The fiber optic switching module further comprises a mirror disposed along the optical path between the sets of light beam deflectors impinged by the quasi-parallel light beam.

【0019】 このように配置された一対の光ビームデフレクタをそれに供給される駆動信号
で選択、配向することにより、一つが光ファイバ受け器の何れか一つに固定可能
で、もう一つが光ファイバ受け器の別の一つに固定可能である一対のレンズ間に
少なくとも一つの準平行光ビームの光学的連結を行うことが出来る。
By selecting and orienting the pair of light beam deflectors arranged as described above by the drive signal supplied thereto, one can be fixed to any one of the optical fiber receivers, and the other can be fixed to the optical fiber receiver. An optical coupling of at least one quasi-parallel light beam can be made between a pair of lenses, which can be fixed to another one of the receivers.

【0020】 上記及び他の特徴、目的及び利点は、種々の図面図に図示の優先実施例に付い
てなされる以下の詳細な記載から当業者に理解され、明白なものとなろう。
The above and other features, objects and advantages will be apparent and apparent to those skilled in the art from the following detailed description of the preferred embodiments illustrated in the various drawing figures.

【0021】[0021]

【実施態様】自由空間収束ビーム二重はねかえり反射スイッチングモジュール 図2に、本発明による台形状自由空間集光(収束ビーム)NxN反射スイッチ
ングモジュールを一般参照番号100で表し、これを通って伝搬する光ビームの
光線追跡を示す。NxN反射型スイッチングモジュール100には、C字形自由
空間光路の両端で互いに離間している側102aと側102bとが有る。以下の
記載のように側102aと側102bとの他の幾何学的関係がNxN反射スイッ
チングモジュール100の他の形状に対しても考えられるが、C字形自由空間光
路を有する図2に示すNxN反射スイッチングモジュール100の実施態様に対
しては、側102aと側102bとは同一平面上にあるのが好ましい。側102
aと側102bは何れも、N個、例えば1152個の光ファイバ106の端部を
受容し、固定するのに適するようにしてある。N個の光ファイバはカラム数が3
6の矩形アレイに、各カラムが32個の光ファイバを収容するように配置される
。側102aと側102bの間の光路に沿って、各光ファイバ106の端部10
4に直隣接してレンズ112が配置されている。各レンズ112はそれが随伴す
る光ファイバ106の端部104に対して、随伴光ファイバ106の端部104
より放出される光から準平行ビームが生成され、これが側102aと側102b
間の光路に沿って伝搬するように配置される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Free Space Convergent Beam Double-Bounce Reflective Switching Module Referring to FIG. 2, a trapezoidal free space converging (convergent beam) NxN reflective switching module according to the present invention is designated by the general reference numeral 100 and the light propagating therethrough. Shows ray tracing of a beam. The NxN reflective switching module 100 has sides 102a and 102b that are spaced apart from each other at both ends of the C-shaped free space optical path. Although other geometrical relationships between sides 102a and 102b are possible for other shapes of NxN reflection switching module 100 as described below, the NxN reflection shown in FIG. 2 with a C-shaped free space optical path. For embodiments of switching module 100, sides 102a and 102b are preferably coplanar. Side 102
Both a and side 102b are adapted to receive and secure N, for example 1152, ends of optical fiber 106. N optical fibers have 3 columns
In a rectangular array of 6, each column is arranged to accommodate 32 optical fibers. Along the optical path between the sides 102a and 102b, the end 10 of each optical fiber 106 is
The lens 112 is arranged immediately adjacent to No. 4. Each lens 112 has an end 104 of the associated optical fiber 106 with respect to an end 104 of the optical fiber 106 with which it is associated.
A quasi-collimated beam is generated from the emitted light, which forms side 102a and side 102b.
It is arranged so as to propagate along the optical path between them.

【0022】 図3に、一つの光ファイバ106からの一つの光ビーム108が側102aか
ら側102bへ、又はその逆方向に伝搬するのを図式的に示している。単一モー
ド光ファイバ通信に通常用いられる光の波長に対して、レンズ112は焦点距離
が2.0〜12.0mmであるマイクロレンズである。そのようなレンズ112
は径が好ましくは約1.5mmであって、側102aと側102bの間の長さ5
00〜900mmの航路に沿って伝搬する準平行ビームを生成する。NxN反射
スイッチングモジュール100は好ましくはレンズ112の最大リレー長を用い
るから、各光ファイバ106の端部104はレンズ112の商店距離プラス光フ
ァイバ106から放出される光ビーム108のレイリー範囲に位置付けられる。
従って、光ファイバ106の端部104がレンズ112の軸に沿って数ミクロン
変位すると、側102aと側102bとの間を最大リレー長の準平行平行ビーム
が伝搬する方向に無視可能な効果が生じる。一般に、レンズ112からの最大リ
レー長の準平行平行ビームの出射角は1ミリラジアン、即ち0.001ラジアン
の分数であろう。以下に詳細に記載されるように、光ファイバ106の端部10
4とレンズ112間のミスアラインメントによる最大リレー長の準平行平行ビー
ムのミスアラインメントが有っても、それはビームの反射面を充分大きくするこ
とにより容易に収容される。
FIG. 3 diagrammatically illustrates one light beam 108 from one optical fiber 106 propagating from side 102a to side 102b, or vice versa. The lens 112 is a microlens having a focal length of 2.0 to 12.0 mm with respect to the wavelength of light normally used for single mode optical fiber communication. Such a lens 112
Is preferably about 1.5 mm in diameter and has a length of 5 between sides 102a and 102b.
It produces a quasi-parallel beam that propagates along a route of 00-900 mm. Since the NxN reflection switching module 100 preferably uses the maximum relay length of the lens 112, the end 104 of each optical fiber 106 is positioned within the commercial distance of the lens 112 plus the Rayleigh range of the light beam 108 emitted from the optical fiber 106.
Therefore, a displacement of the end 104 of the optical fiber 106 by a few microns along the axis of the lens 112 has a negligible effect in the direction in which the quasi-parallel beam of maximum relay length propagates between the sides 102a and 102b. . Generally, the exit angle of a quasi-parallel collimated beam of maximum relay length from lens 112 will be a fraction of 1 milliradian, or 0.001 radian. As described in detail below, the end 10 of the optical fiber 106.
Even if there is a misalignment of the quasi-parallel parallel beam with the maximum relay length due to the misalignment between the lens 4 and the lens 112, it is easily accommodated by making the reflecting surface of the beam sufficiently large.

【0023】 随伴レンズ112を通過した後、光ファイバ106の端部104から放出され
る光ビーム108は図3で破線で表した、特定のレンズ112と光ファイバ10
6の対に随伴するミラー面116a又は116bに反射して出る。以下に詳細に
記載されるミラー面116は、此処に引用により挿入される米国特許56297
90(以下、790特許)に記載されたものと同様な形式の二次元捩りスキャナ
によるのが好ましい。NxN反射スイッチングモジュール100には、側102
aと側102b間の光路に沿ってレンズ112間にそれぞれ配置されたミラー面
116の2組118a及び118bが備わる。各組118a、118bには多数
の個別で独立したミラー面116が備わり、その各々は一対のジンバルにより支
持されて、各ミラー面116が二つの非平行軸を中心として回転できるようにな
っている。ミラー面116の数は、光ファイバ106と側102a又は側102
bに最近接するレンズ112の数Nに等しい。ミラー面116a又は116bに
反射して出た後、図2の組118a及び118b間を伝搬した光ビーム108は
次いでミラー面116b又は116aの選ばれた一つに反射して出、更に側10
2aと側102bとの間のC字形光路に沿って、遠い側102b又は102aに
有るレンズ112の一つを通って、その特定のレンズ112に随伴する光ファイ
バ106に入射する。
After passing through the companion lens 112, the light beam 108 emitted from the end 104 of the optical fiber 106 is represented by the dashed line in FIG.
The reflected light is reflected by the mirror surface 116a or 116b associated with the six pairs and exits. The mirror surface 116, described in detail below, is described in US Pat. No. 56297, which is hereby incorporated by reference.
Preferably, a two-dimensional torsion scanner of the same type as that described in US Pat. The NxN reflection switching module 100 has a side 102.
There are two sets 118a and 118b of mirror surfaces 116 respectively disposed between lenses 112 along the optical path between a and side 102b. Each set 118a, 118b is provided with a number of individual and independent mirror surfaces 116, each supported by a pair of gimbals, such that each mirror surface 116 is rotatable about two non-parallel axes. .. The number of mirror surfaces 116 depends on the optical fiber 106 and the side 102a or the side 102.
It is equal to the number N of lenses 112 closest to b. After reflecting out of the mirror surface 116a or 116b, the light beam 108 propagating between the sets 118a and 118b of FIG. 2 then reflects out of the selected one of the mirror surfaces 116b or 116a, and the side 10
Along the C-shaped optical path between 2a and side 102b, through one of the lenses 112 on the far side 102b or 102a, is incident on the optical fiber 106 associated with that particular lens 112.

【0024】 図4a及び4bに、他の実施態様である矩形状収束NxN反射スイッチングモ
ジュール100を通って伝搬する光ビームの光線追跡を示す。図4a及び4bに
示す矩形状収束NxN反射スイッチングモジュール100は、水平方向に細長い
Z字形自由空間光路を用いている。この図のものでは側102aと曲面セット1
18aの間、曲面セット118aと曲面セット118bの間、及び曲面セット1
18bと側102bの間の距離は等しくしてあるが、これ等の距離が等しい必要
はないことを当業者は認めよう。更に、セット118a及び118bの曲がりが
一次元収束を生ずる曲がりでも、又は二次元収束のを生ずる曲がりでも良いこと
を当業者は認めよう。従って、図4a及び4bに示すNxN反射スイッチングモ
ジュール100の形状では、曲面セット118aを側102aの近くに、曲面セ
ット118bを側102bに近くに移動した方が有利な場合もある。そのように
側102a及び102bと曲面セット118a及び118b間の距離を短くする
と、曲面セット118aと曲面セット118bとの間の距離は対応して長くなり
、平行四辺形状NxN反射スイッチングモジュール100が生成される。図5に
、他の実施態様である多角形状NxN反射スイッチングモジュール100を通っ
て伝搬する光ビームの光線追跡を示す。図5に示す多角形状のNxN反射スイッ
チングモジュール100も、Z字形自由空間光路を生成している。
4a and 4b show ray tracings of a light beam propagating through another embodiment, a rectangular focusing NxN reflection switching module 100. The rectangular converging NxN reflection switching module 100 shown in Figures 4a and 4b uses a horizontally elongated Z-shaped free space optical path. In this figure, side 102a and curved surface set 1
18a, between curved surface set 118a and curved surface set 118b, and between curved surface set 1
One of ordinary skill in the art will appreciate that although the distances between 18b and side 102b are equal, these distances need not be equal. Further, those skilled in the art will recognize that the bends in sets 118a and 118b may be bends that result in one-dimensional convergence or may be bends that result in two-dimensional convergence. Thus, in the geometry of NxN reflective switching module 100 shown in Figures 4a and 4b, it may be advantageous to move curved set 118a closer to side 102a and curved set 118b closer to side 102b. Thus, reducing the distance between the sides 102a and 102b and the curved surface sets 118a and 118b will correspondingly increase the distance between the curved surface sets 118a and 118b, producing a parallelogram NxN reflection switching module 100. It FIG. 5 illustrates ray tracing of a light beam propagating through an alternative embodiment polygonal NxN reflection switching module 100. The polygonal NxN reflective switching module 100 shown in Figure 5 also creates a Z-shaped free space optical path.

【0025】 図6に、図1に示すNxN反射スイッチングモジュール100の半分、即ちそ
の右半分又は左半分のみから成る台形状反射スイッチングモジュール100を示
す。図6に示す反射スイッチングモジュール100の、図1に図示のものとの基
本的な違いは、側102aと側102b間の光路の中間にミラー120を設けた
ことのみである。ミラー120の反射率は当該光波長において出来るだけ高いの
が良く、周知のようにs反射率及びn反射率をバランスさせる。同等側102a
に対して、図6の反射スイッチングモジュール100は図1のNxN反射スイッ
チングモジュール100より数が半分少ない光ファイバ106間に光を選択的に
連結できるものであるが、図6の反射スイッチングモジュール100は光をこれ
等の光ファイバ106の任意選択対間に連結できるものである。
FIG. 6 shows a trapezoidal reflection switching module 100 that consists of only half of the NxN reflection switching module 100 shown in FIG. 1, that is, its right half or left half. The basic difference of the reflective switching module 100 shown in FIG. 6 from that shown in FIG. 1 is that a mirror 120 is provided in the middle of the optical path between the side 102a and the side 102b. The reflectivity of the mirror 120 should be as high as possible at the wavelength of light concerned, as is well known to balance the s and n reflectivities. Equivalent side 102a
In contrast, the reflection switching module 100 of FIG. 6 is capable of selectively coupling light between the optical fibers 106, which is half the number of the NxN reflection switching module 100 of FIG. 1, but the reflection switching module 100 of FIG. Light can be coupled between these optional pairs of optical fibers 106.

【0026】 図6aに、別の形式のNxN反射スイッチングモジュール100、即ち図6に
示す一般的形式の2つミラーイメージ反射スイッチングモジュールを突き合わせ
て組み立てたものを示す。図6に示す反射スイッチングモジュールの構成には、
V字を形成するようにミラー面116の組118a及び118bが配置された側
102a及び102bが備わる。図6aに示すミラー面116と側102a、1
02bの配置は、図6に示す配置にない利点がある。図6に示す配置と比べて、
組118aと側102aが2つに、即ち側102a及び102bと組118a及
び118bに分割されている。側102a及び118bと組118a及び118
bを2つの部分に分割すると、側102a及び102bと対応するミラー面11
6の組118a及び118bの間の距離が、光を2つの任意に選ばれた光ファイ
バ106間に連結のに要する偏向角を大きくしなくても、小さくなる。この配置
により、コリメータ指向公差を緩和して、光ファイバの数を多くした反射型スイ
ッチングモジュールを作ることが出来る。
FIG. 6a shows another form of NxN reflection switching module 100, a two mirror image reflection switching module of the general form shown in FIG. 6, assembled side by side. The configuration of the reflection switching module shown in FIG.
There are sides 102a and 102b on which the sets 118a and 118b of the mirror surfaces 116 are arranged so as to form a V-shape. Mirror surface 116 and sides 102a, 1 shown in FIG. 6a
The arrangement of 02b has an advantage over the arrangement shown in FIG. Compared to the arrangement shown in FIG.
The set 118a and the side 102a are divided into two: the sides 102a and 102b and the set 118a and 118b. Sides 102a and 118b and pairs 118a and 118
When b is divided into two parts, the mirror surfaces 11 corresponding to the sides 102a and 102b are formed.
The distance between the six sets 118a and 118b is reduced without increasing the deflection angle required to couple the light between two arbitrarily chosen optical fibers 106. With this arrangement, the collimator pointing tolerance can be relaxed and a reflective switching module with a large number of optical fibers can be manufactured.

【0027】 図7に、ミラー120を用いて、図5のNxN反射スイッチングモジュール1
00の光路を折り返す、他の台形状NxN反射スイッチングモジュール100を
示す。光路をW字形に折り返すことにより、図1のNxN反射スイッチングモジ
ュール100よりコンパクトな反射スイッチングモジュール100ができる。
In FIG. 7, the NxN reflection switching module 1 of FIG.
10 shows another trapezoidal NxN reflection switching module 100 that folds back the optical path of 00. By folding the optical path in a W shape, a reflection switching module 100 that is more compact than the NxN reflection switching module 100 of FIG. 1 can be obtained.

【0028】 図3に概略的に示した光ビーム108を光学設計の視点からのみ考察すると、
上記及び図2、4a、4b、5,6及び7に図示の反射スイッチングモジュール
100の種々の実施態様は主として、光ビーム108に沿うミラー面116a及
び116bの位置と、光路の折返しにおいて異なる。例えば、図4a及び4bに
示したNxN反射スイッチングモジュール100の実施態様では、最近接レンズ
から側102a−102b間の光路長の約1/3の位置にミラー面116a及び
116bが置かれる。逆に、図2、5、6及び7に示したような他の形状/構成
の反射スイッチングモジュール100では、ミラー面116a及び116bはそ
れぞれ側102a及び102bに直隣接して設けられる。だが、当業者に直ちに
理解されるように、これ等種々の構成/形状の差異、特にレンズ112に対する
ミラー面116a及び116bの位置は光学設計の他の、以下に詳述される観点
に影響する。
Considering the light beam 108 schematically shown in FIG. 3 only from the viewpoint of optical design,
The various embodiments of the reflective switching module 100 described above and illustrated in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7 differ primarily in the location of the mirror surfaces 116a and 116b along the light beam 108 and in the folding of the optical path. For example, in the embodiment of the NxN reflective switching module 100 shown in Figures 4a and 4b, the mirror surfaces 116a and 116b are located at about 1/3 of the optical path length from the closest lens to the sides 102a-102b. Conversely, in other shapes / configurations of the reflective switching module 100 as shown in FIGS. 2, 5, 6 and 7, mirror surfaces 116a and 116b are provided directly adjacent sides 102a and 102b, respectively. However, as will be readily appreciated by those skilled in the art, these various configuration / shape differences, particularly the position of the mirror surfaces 116a and 116b relative to the lens 112, will affect other aspects of the optical design, which will be detailed below. .

【0029】 光ファイバ106の端部104をそれぞれ側102a及び102bの一方又は
両方に位置付け、随伴レンズ112を、またミラー面116a及び116bを位
置付けるのに、図2、4a、4b、5、6及び7に図示のものに加えて概念とし
ては、無限数の他の可能な幾何学的配置と光路形状が存在することを、光学設計
に熟練した当業者は理解しよう。反射スイッチングモジュール100の自由空間
光路に対するかかる代替的幾何学的配置に関して、一つの配置を他の可能な配置
との比較の上で優先することは、特定の光スイッチング適用例に対する適合性、
大きさ、製作の容易性、反射スイッチングモジュール100の組立に対する機械
的誤差の緩和、信頼性、コスト等に係わる問題を巻き込む。即ち、図7に示す自
由空間光路がW字形である台形状収束ビームNxN反射スイッチングモジュール
100が、以下の理由で現在のところ優先される。 1.標準的23インチ幅通信ラック内に収まる。 2.機械的誤差が許容される。 3.光ビーム108に対して有効リレー長が長い。 4.電気ケーブルと光ケーブルのランが分離している。
2, 4a, 4b, 5, 6 and 6 are used to position the end 104 of the optical fiber 106 on one or both sides 102a and 102b, respectively, and the companion lens 112 and mirror surfaces 116a and 116b. Those skilled in the optical design arts will appreciate that there are an infinite number of other possible geometries and path shapes as a concept in addition to those shown in FIG. Regarding such alternative geometries for the free space optical path of the reflective switching module 100, prioritizing one arrangement relative to another possible arrangement is suitability for a particular optical switching application,
It involves problems related to size, easiness of manufacture, relief of mechanical error in assembling the reflection switching module 100, reliability, cost, and the like. That is, the trapezoidal converging beam NxN reflection switching module 100 shown in FIG. 7 in which the free space optical path is W-shaped is currently given priority for the following reasons. 1. Fits in a standard 23-inch wide communication rack. 2. Mechanical error is allowed. 3. The effective relay length for the light beam 108 is long. 4. The runs of electrical and optical cables are separated.

【0030】 上記のように、随伴する光ファイバ106の端部104から放出される光から
レンズが生成する光ビーム108は先ず、セット118a及び118bに備わる
捩りスキャナの一つの随伴ミラー面116に当たる。以下詳細に説明するように
、図7に示す形状のNxN反射スイッチングモジュール100ではミラー面11
6a及び116bを、捩りスキャナ32個の線ストリップ36個で構成するのが
好ましい。各ストリップ内の32個ミラー面116の全てが、実質的に同一平面
内に有るのが好ましい。例として、各ストリップ内で直隣接ミラー面116を3
.2mmの間隔で離間させれば良く、直隣接側側102a及び102bから入射
する光ビーム108に対して、ミラー面116の直隣接カラムを3.2mmの間
隔で離間させるのが好ましい。
As mentioned above, the light beam 108 generated by the lens from the light emitted from the end 104 of the associated optical fiber 106 first strikes the associated mirror surface 116 of one of the twist scanners in sets 118a and 118b. As will be described in detail below, in the NxN reflection switching module 100 having the shape shown in FIG.
6a and 116b preferably consist of 32 twist scanners and 36 line strips. All 32 mirror surfaces 116 in each strip are preferably substantially coplanar. As an example, three adjacent mirror surfaces 116 in each strip
. It is sufficient that they are separated by an interval of 2 mm, and it is preferable that the adjacent columns of the mirror surface 116 be separated by an interval of 3.2 mm with respect to the light beams 108 incident from the adjacent sides 102a and 102b.

【0031】 また、あらゆる類のNxN反射スイッチングモジュール100に対して、光フ
ァイバ106の端部104、レンズ112及び未付勢捩りスキャナのミラー面1
16を、側102aに端部104の有る光ファイバ106から放出される光の生
成する光ビーム108が好ましくは、図2及び図7に示すミラー面116のセッ
ト118bの後ろに位置する点122bにおいて収束するように、向き付けるの
が好ましい。これに伴い、側102bに端部104の有る光ファイバ106から
放出される光ビーム108が、ミラー面116のセット118aの後ろに位置す
る点122aにおいて収束するようにする。だが、光ビーム108が収束する点
の位置は、NxN反射型スイッチングモジュール100の特定詳細による。例え
ば、図6aに示すNxN反射型スイッチングモジュール100の構成では、セッ
ト118a及び118bの分岐点の後ろに略位置する点122に光ビーム108
が収束するようにするのが好ましい。
Also, for any type of NxN reflection switching module 100, the end 104 of the optical fiber 106, the lens 112 and the mirror surface 1 of the unbiased twist scanner.
16 is at a point 122b where the light beam 108 of the light emitted from the optical fiber 106 having the end 104 on the side 102a is preferably located behind the set 118b of mirror surfaces 116 shown in FIGS. Orientation is preferred so that it converges. This causes the light beam 108 emitted from the optical fiber 106 having the end 104 on the side 102b to converge at a point 122a located behind the set 118a of mirror surfaces 116. However, the position of the point where the light beam 108 converges depends on the specific details of the NxN reflective switching module 100. For example, in the configuration of the NxN reflective switching module 100 shown in Figure 6a, the light beam 108 is at a point 122 that is generally located after the bifurcation of sets 118a and 118b.
Are preferably converged.

【0032】 セット118a及び118bの両サイドにミラー面116を考えることにより
、収束点122が水平方向に設定される。点122は、これ等二つのミラー面1
16にそれぞれ頂点を有し、それぞれのミラー面116からミラー面116を通
って他のセット118b又は118aに辺の延びる角度をそれぞれ二分する二つ
の線の交差するところに有る。点122は垂直方向には、セット118a及び1
18bの高さの1/2のところに位置付けられる。上記の収束を生成するように
光ファイバ106の端部104、レンズ112及びミラー面116を幾何学的に
配置することにより、時計回り方向でも、反時計回り方向でも等しい回転角と、
各セット118a、118bに対するミラー面116に対して、光ビーム108
をセット118a又は118b内の一ミラー面116から他のセット118b又
は118a内のいずれかのミラー面116に反射するのに最大移動を要求する最
小の回転角が得られる。図7の構成のNxN反射スイッチングモジュール100
において、一対のミラー面116a及び116bが光ビーム108に沿って65
0mmの間隔で隔たっているとすると、ミラー面116の最大角回転は時計回り
方向及び反時計回り方向に約3.9°である。
By considering the mirror surfaces 116 on both sides of the sets 118a and 118b, the convergence point 122 is set in the horizontal direction. The point 122 is the two mirror surfaces 1
16 at each vertex and at the intersection of two lines each bisecting the angle at which a side extends from the respective mirror surface 116 through the mirror surface 116 to the other set 118b or 118a. Point 122 is vertically aligned with sets 118a and 1
It is located at half the height of 18b. By geometrically arranging the end 104 of the optical fiber 106, the lens 112, and the mirror surface 116 to produce the above convergence, an equal rotation angle in both clockwise and counterclockwise directions,
For the mirror surface 116 for each set 118a, 118b, the light beam 108
A minimum rotation angle is obtained that requires maximum movement to reflect from one mirror surface 116 in the set 118a or 118b to any mirror surface 116 in the other set 118b or 118a. NxN reflection switching module 100 configured as shown in FIG.
, A pair of mirror surfaces 116a and 116b are
If they are separated by 0 mm, the maximum angular rotation of the mirror surface 116 is about 3.9 ° in the clockwise direction and the counterclockwise direction.

【0033】 個々の対の光ファイバ106とレンズ112を溝に挿入して側102a及び1
02bを組み立て、上記した光ビーム108の収束を生成することもできるが、
レンズ112と光ファイバ106の最大密度を図るには、穴を予め適切に穿孔さ
せた一体ブロックを用いるのが好ましい。各予備穿孔された穴が、レンズ112
の一つと、一光ファイバ106の端部104の周りに固定された光ファイバフェ
ルールを受容するようにする。光ビーム108の二次元収束のため光ファイバ1
06とレンズ112の軸合わせに要する合成角を得るには、ブロックに穿孔する
穴を適宜に向き付けるれば良い。
An individual pair of optical fibers 106 and lenses 112 are inserted into the grooves to form sides 102a and 1
02b can be assembled to produce the convergence of the light beam 108 described above,
In order to obtain the maximum density of the lens 112 and the optical fiber 106, it is preferable to use an integral block in which holes are appropriately perforated. Each pre-drilled hole is a lens 112.
, And one of which is fixed around the end 104 of the optical fiber 106. Optical fiber 1 for two-dimensional focusing of light beam 108
In order to obtain the combined angle required for the axial alignment of 06 and the lens 112, the holes drilled in the block may be oriented appropriately.

【0034】 図8aに、レンズ112の面138に、又は面138のできるだけ近くに焦点
が有るように製作された優先的実施態様である、円柱形状のマイクロレンズ11
2が示されている。ファイバ光学分野の当業者に良く理解されるように、光ファ
イバ106は、端部104からの反射戻りを無くすため端部104が角度をもっ
て研磨されているので、光ビーム108を光ファイバ106の中心線に対し角度
をもって放出する。端部104が角度をもっているので、端部104から放出さ
れる光ビーム108の軸は光ファイバ106の軸線から広がる。光ビーム108
をレンズ112の軸線144に合わせるため、レンズ112の面138は光ビー
ム108をレンズ112内の中心に置くように角度が付けられている。レンズ1
12の焦点が上記のように面138に有って、光ファイバ106の端部104は
光ビーム108のレイリー作用(分布)範囲、例えば面138から50〜60ミ
クロンに位置付けられている。レンズ112の円柱面136は広がった光ビーム
108を収容するに充分な直径を有するようにしてあり、この光ビームは準平行
光ビーム108として凸面142を通ってレンズ112を出射する。
In FIG. 8 a, a cylindrical microlens 11 that is a preferred embodiment made with the focal point at or as close as possible to surface 138 of lens 112.
2 is shown. As is well understood by those skilled in the fiber optic arts, the optical fiber 106 has the end 104 polished at an angle to eliminate reflective return from the end 104, thus directing the light beam 108 to the center of the optical fiber 106. Emit at an angle to the line. Since the end 104 is angled, the axis of the light beam 108 emitted from the end 104 extends from the axis of the optical fiber 106. Light beam 108
To align the axis with the axis 144 of the lens 112, the surface 138 of the lens 112 is angled to center the light beam 108 within the lens 112. Lens 1
Twelve foci are in plane 138, as described above, and end 104 of optical fiber 106 is located in the Rayleigh effect (distribution) range of light beam 108, eg, 50-60 microns from plane 138. The cylindrical surface 136 of the lens 112 has a diameter sufficient to accommodate the divergent light beam 108, which exits the lens 112 through the convex surface 142 as a quasi-parallel light beam 108.

【0035】 レンズ112と光ファイバ106の端部104のこの構成により、光ビーム1
08はレンズ112の凸面142においてレンズ112の軸線144に中心が置
かれ、準平行光ビーム108が軸線144と本質的に平行に向き付けられる。上
記レンズ112に対しては、通常の製造公差でも、レンズ112の軸線144か
らの、光ビーム108の出射角のずれとオフセットは許容範囲に有る。例えば、
レンズ112をBK7光学ガラスで製作し、光ファイバ106の端部104に8
°の角度を与えると、レンズ112内の光ビーム108の角度は6.78°にな
り、軸線144からの側方オフセットは面138でも、また面138から140
mmのところでも50ミクロン未満である。このレンズ112はLightPa
th Technologies,Inc.により市販されているGradiu
m材料で作るのが好ましい。
This configuration of the lens 112 and the end 104 of the optical fiber 106 allows the light beam 1
08 is centered on the axis 144 of the lens 112 on the convex surface 142 of the lens 112 and directs the quasi-parallel light beam 108 essentially parallel to the axis 144. With respect to the lens 112, the deviation and the offset of the emission angle of the light beam 108 from the axis line 144 of the lens 112 are within an allowable range even with a normal manufacturing tolerance. For example,
The lens 112 is made of BK7 optical glass and is attached to the end 104 of the optical fiber 106.
Given an angle of °, the angle of the light beam 108 in the lens 112 is 6.78 ° and the lateral offset from the axis 144 is also at the surface 138 and also at the surfaces 138-140.
Even at mm, it is less than 50 microns. This lens 112 is LightPa
th Technologies, Inc. Marketed by
It is preferably made of m material.

【0036】 図8bに他の実施態様である、レンズ112と光ファイバ106を共に、より
近接して側102a及び102bにおいて離間できると云う利点の有る「シャン
パンコルク」形状のマイクロレンズ112が示されている。このレンズ112に
は、図9に示す円錐形状の光ファイバコリメータ組立体134により受容される
小径面132が備わる。この光ファイバコリメータ組立体134からは、大径面
136が突出する。このシャンパンコルク形状のマイクロレンズ112を製作す
るには、図8aに示したレンズ112の一部を研削加工で除去すれば良い。
Another embodiment is shown in FIG. 8 b, a “champagne cork” shaped microlens 112, which has the advantage that both the lens 112 and the optical fiber 106 can be spaced closer together on sides 102 a and 102 b. ing. The lens 112 is provided with a small diameter surface 132 that is received by the conical fiber optic collimator assembly 134 shown in FIG. The large diameter surface 136 projects from the optical fiber collimator assembly 134. In order to manufacture the champagne cork-shaped microlens 112, a part of the lens 112 shown in FIG. 8A may be removed by grinding.

【0037】 図9に示すように、図8aの円筒形状レンズ112又は図8bのシャンパンコ
ルク形状のマイクロレンズ112を受容するのに加えて、各光ファイバコリメー
タ組立体134は光ファイバ106の端部104の周りに固定された通常の光フ
ァイバフェルール146を受容する栓受を提供する。反射スイッチングモジュー
ル100の両側102a及び102bにそれぞれ配置された収束ブロック152
を、光ファイバ106の数Nと数が等しい、図10に示すような複数の円錐形状
の穴154が貫通している。光ビーム108の収束は上記のように、光ファイバ
コリメータ組立体134を穴154に挿入して軸合わせすることによってなされ
る。光ファイバコリメータ組立体134と穴154とは同一の材料から、数°の
角度で先細る同一形状の嵌合する面をもつように形成するのが好ましい。このよ
うに構成され、光ファイバ106を保持する光ファイバコリメータ組立体134
の全てが嵌合穴154に収まると、光ファイバコリメータ組立体134は収束ブ
ロック152に固定されるようになり、準平行光ビーム108が伝搬する反射ス
イッチングモジュール100の内部を気密にシールする。
As shown in FIG. 9, in addition to receiving the cylindrical lens 112 of FIG. 8a or the champagne cork-shaped microlens 112 of FIG. 8b, each fiber optic collimator assembly 134 includes an end portion of the fiber optic 106. It provides a spigot for receiving a conventional fiber optic ferrule 146 secured around 104. Converging blocks 152 arranged on both sides 102a and 102b of the reflection switching module 100, respectively.
Through a plurality of conical holes 154 having a number equal to the number N of the optical fibers 106 as shown in FIG. Focusing of the light beam 108 is accomplished by inserting and aligning the fiber optic collimator assembly 134 into the hole 154, as described above. The fiber optic collimator assembly 134 and the hole 154 are preferably formed from the same material and have mating surfaces of the same shape that taper at an angle of several degrees. The optical fiber collimator assembly 134 configured as described above and holding the optical fiber 106.
When all of them are fitted into the fitting hole 154, the optical fiber collimator assembly 134 becomes fixed to the focusing block 152, and hermetically seals the inside of the reflection switching module 100 through which the quasi-parallel light beam 108 propagates.

【0038】 収束ブロック152はステンレススチール等の金属単一片を加工して、又はセ
ラミックから作ることができる。或いは、収束ブロック152は耐食性のため適
宜メッキされたKovar、42%ニッケル−鉄合金、チタン(Ti)、タング
ステン(W)又はモリブデン(Mo)から成っても良い。これ等の材料は全て、
膨張係数がレンズ112のものに略マッチするものであり、レンズ112がその
動作環境で加熱又は冷却されるとき、起こりうる複屈折効果を最小にする。
The converging block 152 can be machined from a single piece of metal such as stainless steel or made of ceramic. Alternatively, the converging block 152 may be composed of Kovar, 42% nickel-iron alloy, titanium (Ti), tungsten (W) or molybdenum (Mo), which is appropriately plated for corrosion resistance. All these materials
The coefficient of expansion closely matches that of lens 112, minimizing possible birefringence effects when lens 112 is heated or cooled in its operating environment.

【0039】 光ファイバ106とレンズ112を側102a及び102bの各々で適宜向き
付けることにより収束を与える上記の優先方法に加えて、一次元(1D)又は二
次元(2D)収束は他の方法でなされても良い。例えば、光ファイバ106とレ
ンズ112の構成で或る程度の収束を与え、光ビーム108が最初に当たるミラ
ー面116の配置で収束の残部を得るようにしても良い。例えば、各カラムのミ
ラー面116を円柱(円筒)面に沿って配置しても良い。或いは、図4a及び4
bに示すように、収束が全く無いように光ファイバ106とレンズ112を配置
し、即ち光ビーム108が側102a及び102bから第一のミラー面116ま
で平行して伝搬するようにし、収束の全てを与えるようにミラー面116を配置
しても良い。例えば、各カラムのミラー面116aが球面に沿うようにする。更
に、光ファイバ106、レンズ112及びミラー面116のセット118a及び
118bがセット118a及び118bの後ろに又はセット118a及び118
bにおいて収束を作るようにしても良い。光ビーム108の収束を整えるこれ等
種々の代替的方法に関して、一つの方法を他の可能な方法と比較して選ぼうとす
ると、製作の容易さ、反射スイッチングモジュール100の組み立てにおける公
差の緩和、信頼性、コスト等に関係する問題を通常巻き込むことになる。
In addition to the prioritized method described above, which provides convergence by appropriately orienting the optical fiber 106 and lens 112 on each of the sides 102a and 102b, one-dimensional (1D) or two-dimensional (2D) convergence can be achieved by other methods. May be done. For example, the configuration of the optical fiber 106 and the lens 112 may give a certain degree of convergence, and the remaining portion of the convergence may be obtained by disposing the mirror surface 116 on which the light beam 108 first strikes. For example, the mirror surface 116 of each column may be arranged along a cylindrical (cylindrical) surface. Alternatively, Figures 4a and 4
As shown in b, the optical fiber 106 and the lens 112 are arranged so that there is no convergence, that is, the light beam 108 is propagated in parallel from the sides 102a and 102b to the first mirror surface 116, and all the convergence is achieved. The mirror surface 116 may be arranged so as to give For example, the mirror surface 116a of each column is arranged along the spherical surface. In addition, a set 118a and 118b of optical fiber 106, lens 112 and mirror surface 116 is behind or behind sets 118a and 118b.
You may make it converge in b. With respect to these various alternative methods of arranging the focusing of the light beam 108, one approach is to be chosen compared to other possible methods for ease of fabrication, reduced tolerances in the assembly of the reflective switching module 100, It usually involves problems related to reliability, cost, etc.

【0040】 前記したように単一金属片を加工して光ビーム108を収束させる収束ブロッ
ク152を作製すると云うことは、個々の穴154が互いに合成複合角下になる
ことを意味する。各光ファイバ・コリメータ組立体134から放出される光ビー
ム108は、レンズ112直前のミラー面116に直接当たるように配向されな
ければならない。光ビーム108がミラー面116を僅かでも逸すると、光ビー
ム108は反射型スイッチングモジュール100を通る間に実質的パワー量を失
う。実際、特定のレンズ112から放出された光ビーム108と対応するミラー
面116との間にミスアラインメントが生ずると、光ファイバ106が不作動に
なることがある。従って、各光ビーム108と対応するミラー面116とのアラ
インメントは、反射型スイッチングモジュール100が適切に動作するために必
須である。
As described above, processing the single metal piece to form the converging block 152 for converging the light beam 108 means that the individual holes 154 are under a composite compound angle with each other. The light beam 108 emitted from each fiber optic collimator assembly 134 must be directed so that it directly impinges on the mirror surface 116 immediately in front of the lens 112. If the light beam 108 even misses the mirror surface 116, it loses a substantial amount of power while passing through the reflective switching module 100. In fact, misalignment between the light beam 108 emitted from a particular lens 112 and the corresponding mirror surface 116 may cause the optical fiber 106 to become inoperative. Therefore, the alignment of each light beam 108 with the corresponding mirror surface 116 is essential for proper operation of the reflective switching module 100.

【0041】 前記のように、各光ファイバ106の端部104は、光ファイバ106から放
出される光ビーム108のレイリー・レンジをレンズ112の商店距離に加えた
位置に位置付けられる。レンズ112は通常、より多い芯だし誤差[centr
ation error]を示す。更に、レンズ112と光ファイバ・コリメー
タ組立体134のばらつきのため、レンズ112の軸線144が光ファイバ10
6に対して僅かに傾くこともある。フェルール146とレンズ112がミスアラ
インすることもある。これら全ての理由で、図9及び10に示す構造の代替とな
り、且つレンズ112の位置と向きを調節できる構造が極めて望ましい。
As mentioned above, the end 104 of each optical fiber 106 is positioned at a position that is the Rayleigh range of the light beam 108 emitted from the optical fiber 106 plus the store distance of the lens 112. Lens 112 typically has more centering error [centr
[ation error]. Further, due to variations in the lens 112 and the optical fiber collimator assembly 134, the axis line 144 of the lens 112 may be aligned with the optical fiber 10.
It may be slightly inclined with respect to 6. The ferrule 146 and the lens 112 may be misaligned. For all of these reasons, a structure that is an alternative to the structure shown in FIGS. 9 and 10 and that allows adjustment of the position and orientation of the lens 112 is highly desirable.

【0042】 通常は、レンズ112と光ファイバ106を受容する穴154を固体材料に穿
孔して、図10aに示すように収束ブロック152を形成する。代替的収束ブロ
ック152を得るためにはその面156が、穴154の穿孔後、穴154を通し
て種々の方向にレンズ112の長さより僅かに大きい深さまでスリット加工され
る。スリット加工後、各穴154の周り、面156から材料除去が行われるよう
にして、図10bに示すように3個の円弧状の変形可能なポスト1577で各レ
ンズ112が保持されるようにすることが出来る。これにより、収束ブロック1
52とモノリシックに一体となって、それから外側に突出し、塑性変形自在なレ
ンズ112の取り付け具が得られる。
Typically, a hole 154 for receiving the lens 112 and the optical fiber 106 is drilled in the solid material to form a converging block 152 as shown in FIG. 10a. To obtain the alternative converging block 152, its surface 156, after drilling the hole 154, is slit through the hole 154 in various directions to a depth slightly greater than the length of the lens 112. After slitting, material is removed from surface 156 around each hole 154 so that each lens 112 is retained by three arc-shaped deformable posts 1577 as shown in FIG. 10b. You can As a result, the convergence block 1
A monolithically integral assembly of 52 with a plastically deformable mount for the lens 112 is obtained which projects outwardly therefrom.

【0043】 レンズ112ははじめに、好ましくはインパクト芯だしを用いて、収束ブロッ
ク152に固定される。インパクト芯出しの間、ポスト157はレンズ112の
周りを流れ、レンズ112を固定する。次いで、各々が一つの光ファイバ106
の端部104を担持するフェルール146が収束ブロック152の個々の穴15
4に挿入される。次いで、フェルール146は穴154内で長さ方向に調整され
、通常ミラー面116の両セット118の中間にある反射型スイッチングモジュ
ール100内の適切な箇所に各光ビーム108が収束するようにする。この収束
後、各フェルール146は次に、収束ブロック152に好ましくはインパクト(
衝撃)固定される。光ファイバ106を衝撃取り付けするこのシステムにより、
フェルール146と光ファイバ106との同心度が2ミクロンのアラインメント
を生ずることが出来る。フェルール146と光ファイバ106との同心度を、数
ミクロンに保持しても良い。
The lens 112 is first fixed to the focusing block 152, preferably using an impact centering. During impact centering, post 157 flows around lens 112 and secures lens 112. Then one optical fiber 106 each
The ferrule 146 carrying the end 104 of the
Inserted in 4. The ferrule 146 is then adjusted lengthwise within the hole 154 to cause each light beam 108 to focus at the appropriate location within the reflective switching module 100, typically in the middle of both sets 118 of mirror surfaces 116. After this convergence, each ferrule 146 then preferably impacts the convergence block 152 (
Impact) fixed. This system of shock-attaching the optical fiber 106 allows
The concentricity of the ferrule 146 and the optical fiber 106 can produce a 2 micron alignment. The concentricity between the ferrule 146 and the optical fiber 106 may be maintained at several microns.

【0044】 レンズ112と光ファイバ106がこのように収束ブロック152に固定され
たら、レンズ112の各々を保持するポスト157を変形させ、各レンズ112
が対応する光ファイバ106に正確にアラインメントするようにする。このアラ
インメントの間に、レンズ112から放出される光ビーム108が、指示ポスト
57を塑性変形して光ビーム108を配向しながら、カメラ又は他の手段で監視
される。このようにして、各レンズ112を傾動、変位させ、それより放出され
る光ビーム108がレンズ112の直前にあるミラー面116に直接当たるよう
にする。
When the lens 112 and the optical fiber 106 are thus fixed to the converging block 152, the post 157 that holds each of the lenses 112 is deformed, and each lens 112 is deformed.
Accurately align with the corresponding optical fiber 106. During this alignment, the light beam 108 emitted from the lens 112 is monitored by a camera or other means while plastically deforming the pointing post 57 to direct the light beam 108. In this way, each lens 112 is tilted and displaced so that the light beam 108 emitted therefrom impinges directly on the mirror surface 116 immediately in front of the lens 112.

【0045】 殆どの(遠隔)通信設備において、光ファイバを一般に二重対(複式)として
、即ち一つのファイバが一方向通信を運び、他のファイバが他方向通信を運ぶ構
成で適合させている。光を二つの二重対光ファイバに連結するのに適し、一対を
成す二つの光ファイバを一つのフェルールに固定するコネクタが現在入手可能で
ある。二重対を成す両光ファイバは同時に切り換えられるから、また反射スイッ
チングモジュール100は何れかの方向の光を、一方がそれぞれ側102aに有
り、他方が側102bに或る一対の光ファイバ106間に連結できるから、レン
ズ112を二重対の光ファイバ106との使用に適宜適合させることにより、単
一対のミラー面116a及び116bを用いて、二重対を成す二つの光ファイバ
106においてそれぞれ反対方向に運ばれる光を切り換えることができる。
In most (remote) communication installations, the optical fibers are generally adapted as a duplex pair, ie one fiber carries one-way communication and the other fiber carries the other-way communication. . Suitable connectors for coupling light into two double-paired optical fibers are now available that secure two optical fibers in a pair to a ferrule. Since both optical fibers forming a double pair are switched at the same time, the reflection switching module 100 also transmits light in either direction between a pair of optical fibers 106, one on each side 102a and the other on side 102b. Because they can be coupled, a single pair of mirror surfaces 116a and 116b can be used to adapt the lens 112 appropriately for use with the dual pair of optical fibers 106, thereby providing opposite directions in each of the two optical fibers 106 of the dual pair. You can switch the light delivered to.

【0046】 図11に、反射スイッチングモジュール100に用いられ、二重対の光ファイ
バ106a及び106bを同時に切り換えるレンズ112が示されている。図1
1に示されているように、二重対の光ファイバ106a及び106bを二重光フ
ァイバフェルール146が保持している光ファイバ106a及び106bの端部
104a及び104bとレンズ112の面138a及び138bは皆、角度をも
って研磨されている。面138a及び138bの角度は光ファイバ106a及び
106bの軸外れ位置を補償して、光ファイバ106a及び106bから面13
8a及び138bに当たる光ビーム108a及び108bが準平行ビームとなっ
て、軸線144に平行且つ軸線144から僅かにオフセット(心違い)して凸面
142を出、そのように反射スイッチングモジュール100を通って伝搬する。
両光ビーム108a及び108bは同じ対のミラー面116a及び116bに当
たるが、これ等ミラー面は両光ビーム108a及び108bを同時に反射させる
に充分な程度まで大きい。これ等二つの準平行光ビーム108a及び108bが
反射スイッチングモジュール100の側102a又は102bに或る他の同一構
成のレンズ112と二重対の光ファイバ106に当たると、そこに位置するレン
ズ112が光ビーム108a及び108bを二重対を成すそれぞれの光ファイバ
106に連結する。
FIG. 11 shows a lens 112 used in the reflective switching module 100 to simultaneously switch the double pair of optical fibers 106a and 106b. Figure 1
As shown in FIG. 1, the ends 104a and 104b of the optical fibers 106a and 106b holding the dual pair of optical fibers 106a and 106b by the dual optical fiber ferrule 146 and the surfaces 138a and 138b of the lens 112 are all , Angled and polished. The angles of the surfaces 138a and 138b compensate for the off-axis positions of the optical fibers 106a and 106b, so that the surfaces of the optical fibers 106a and 106b are separated from the surface 13.
The light beams 108a and 108b striking 8a and 138b become quasi-parallel beams, exiting the convex surface 142 parallel to the axis 144 and slightly offset from the axis 144 and thus propagating through the reflective switching module 100. To do.
Both light beams 108a and 108b strike the same pair of mirror surfaces 116a and 116b, but these mirror surfaces are large enough to reflect both light beams 108a and 108b simultaneously. When these two quasi-parallel light beams 108a and 108b strike a side 102a or 102b of the reflective switching module 100 with some other identically configured lens 112 and the duplex pair of optical fibers 106, the lens 112 located there will emit light. Beams 108a and 108b are coupled to respective optical fibers 106 in a double pair.

【0047】捩りミラーの構成 上記のように、セット118a及び118bのミラー面116a及び116b
を前記790特許に記載された形式の静電付勢二次元(2D)で構成するのが好
ましい。此処に引用に挿入する米国特許出願第08/885883号(出願日:
1997年5月12日)及び特許文献WO98/44571は、優先的2D捩り
スキャナに関して更なるより詳細な情報を提供している。ミラー面116を二つ
の平行でない軸の周りに回転させることのできるヒンジには、此処に引用により
挿入する米国特許第5648618号(以下、618特許)に開示された形式の
捩りセンサが備わる。ヒンジに備わる捩りセンサによって、被覆されてミラー面
116を提供する第2のフレーム又はプレートの、それぞれ第一のフレーム又は
第2のフレームに対する回転が測定される。
Configuration of Twist Mirrors As mentioned above, mirror surfaces 116a and 116b of sets 118a and 118b.
Are preferably electrostatically actuated two-dimensional (2D) of the type described in the '790 patent. U.S. patent application Ser. No. 08/885883 (filed on:
(May 12, 1997) and patent document WO 98/44571 provide further more detailed information on preferential 2D torsion scanners. A hinge capable of rotating the mirror surface 116 about two non-parallel axes is equipped with a torsion sensor of the type disclosed in US Pat. No. 5,648,618 (the '618 patent), which is hereby incorporated by reference. A torsion sensor on the hinge measures the rotation of the second frame or plate coated to provide the mirror surface 116 with respect to the first frame or the second frame, respectively.

【0048】 上記特許、特許文献及び特許出願に記載されているように、捩りスキャナを製
作するには、Simox、シリコンオンインシュレータ又は結合シリコンウェー
ハ基体を用いて単結晶シリコンを微細加工するのが好ましい。かかるウェーハ基
体は、極めて平坦な、厚みが数ミクロンに過ぎない応力無残留の、ミラー面11
6を支持する膜の製作をも可能にするから、捩りスキャナの特に優先される出発
原料である。図12に示すように、シリコンオンインシュレータ(SOI)ウェ
ーハ162には、単結晶シリコン層166及び168を隔離する電気的絶縁性二
酸化シリコン層164が備わる。捩りバーと、捩りスキャナのミラー面116を
保持するプレートがより薄いデバイスシリコン層166に形成される一方、捩り
スキャナの他の部分はより厚いハンドルシリコン層168に裏側エッチングによ
り形成される。微細加工技術の習熟者に良く知られているように、デバイスシリ
コン層166には、ハンドルシリコン層168から最も離れた表側169と、二
酸化シリコン層164に接する裏側170が有る。中間二酸化シリコン層164
がウェーハ162をその裏側からエッチングするための完全エッチストップを提
供し、厚みの均一な捩りバーとプレートを生成する。
As described in the above patents, patent documents and patent applications, it is preferable to micromachine single crystal silicon using Simox, silicon-on-insulator or bonded silicon wafer substrates to fabricate torsion scanners. . Such a wafer substrate has a mirror surface 11 which is extremely flat and has a stress-free residual thickness of only a few microns.
It is also a particularly preferred starting material for torsion scanners, since it also allows the production of membranes supporting 6. As shown in FIG. 12, a silicon-on-insulator (SOI) wafer 162 is provided with an electrically insulating silicon dioxide layer 164 that isolates single crystal silicon layers 166 and 168. The torsion bar and the plate holding the mirror surface 116 of the torsion scanner are formed in the thinner device silicon layer 166, while the other parts of the torsion scanner are backside etched in the thicker handle silicon layer 168. The device silicon layer 166 has a front side 169 furthest away from the handle silicon layer 168 and a back side 170 that contacts the silicon dioxide layer 164, as is well known to those skilled in the micromachining arts. Intermediate silicon dioxide layer 164
Provides a complete etch stop for etching the wafer 162 from its backside, producing a torsion bar and plate of uniform thickness.

【0049】 図13に、反射スイッチングモジュール100のミラー面116を提供するの
に適した静電付勢2D捩りスキャナ172の単体が示されている。捩りスキャナ
172には外側基準フレーム174が備わり、これに直径の反対側にあって対向
する一対の外側捩り撓みヒンジ176が連結されている。捩り撓みヒンジ176
は内側移動フレーム178を、それが捩り撓みヒンジ176の設定する軸を中心
として回転するように支持している。直径の反対側にあって対向する一対の内側
スロット付き捩りバーヒンジ182が中央プレート184を内側移動プレート1
78に連結し、それが捩り撓みヒンジ182の設定する軸を中心として回転する
ようにしている。捩り撓みヒンジ176と捩りバーヒンジ182がそれぞれ設定
する軸は非平行で、好ましくは垂直である。
FIG. 13 shows a stand-alone electrostatically actuated 2D torsion scanner 172 suitable for providing the mirror surface 116 of the reflective switching module 100. The torsion scanner 172 is provided with an outer reference frame 174, to which a pair of outer torsion bending hinges 176 opposite in diameter and facing each other are connected. Torsional flexure hinge 176
Supports an inner moving frame 178 such that it rotates about an axis set by torsional flexure hinge 176. A pair of opposing inner slotted torsion bar hinges 182 on opposite diameters move the central plate 184 to the inner moving plate 1.
It is connected to 78 so that it rotates about the axis set by the torsional flexure hinge 182. The axes set by the torsion flexure hinge 176 and the torsion bar hinge 182 are non-parallel, preferably vertical.

【0050】 注目すべき重要なことは、捩りスキャナ172のプレート184が矩形であり
、その長辺がその高さより約1.4倍広く成形してあることである。反射スイッ
チングモジュール100に含まれるプレート184は、それにより保持されるミ
ラー面116に光ビーム108が斜めに45°の角度で入射するから、矩形をし
ている。従って、ミラー面116から反射する光ビーム10に対しては、矩形成
形プレート184は事実上、方形になる。プレート184は好ましくは2.5m
mx1.9mmであって、厚みは内側移動フレーム178や捩り撓みヒンジ17
6及び捩りバーヒンジ182と同様、通常5〜15ミクロンである。捩り撓みヒ
ンジ176及び捩りバーヒンジ182は長さが200〜400ミクロンで、幅が
10〜40ミクロンである。両軸上の共振振動数は、光ビーム108を二つの光
ファイバ106間で約1〜5ミリ秒内に切り換えできる400〜800Hzであ
る。プレート184の表側169と裏側170は何れも同一の金属接着層、好ま
しくは10.0〜100.0Åのチタン(Ti)又はジルコニウム(Zr)、そ
の上に500〜800Åの金(Au)から成る金属反射層で完全応力平衡状態に
被覆される。
It is important to note that the plate 184 of the torsion scanner 172 is rectangular and its long sides are molded approximately 1.4 times wider than its height. The plate 184 included in the reflection switching module 100 has a rectangular shape because the light beam 108 obliquely enters the mirror surface 116 held by the reflection switching module 100 at an angle of 45 °. Thus, for the light beam 10 reflected from the mirror surface 116, the rectangular shaped plate 184 is effectively rectangular. Plate 184 is preferably 2.5 m
mx 1.9 mm, and has a thickness of the inner moving frame 178 and the torsion bending hinge 17.
6 and torsion bar hinge 182, typically 5-15 microns. Torsional flexure hinge 176 and torsion bar hinge 182 are 200-400 microns long and 10-40 microns wide. The resonant frequency on both axes is 400-800 Hz, which allows the light beam 108 to be switched between the two optical fibers 106 within about 1-5 milliseconds. Both the front side 169 and the back side 170 of the plate 184 are made of the same metal adhesion layer, preferably 10.0 to 100.0Å titanium (Ti) or zirconium (Zr), and 500 to 800Å gold (Au) thereon. It is covered with a metal reflection layer in a perfect stress equilibrium state.

【0051】 図14aに更に詳細に示す捩り撓みヒンジ176はこれまでの無折返し捩りバ
ーと比較して、種々の利点を提供する。此処に引用により挿入する米国特許出願
第09/388772号及びPCT出願公報WO00/13210(出願日:1
999年9月2日、発明の名称:捩り撓みヒンジで連結されて相対的に回転する
微細加工部材、発明者:ティモシー・ジー・レーター及びアーモマンド・ピー・
ニューカーマンズ)には、捩り撓みヒンジ176及び捩りバーヒンジ182が提
供する種々の利点が記載されている。反射スイッチングモジュール100に対し
て極めて重要なものは、捩り撓みヒンジ176が同等の捩りバネ常数を有する従
来の無折返し捩りバーよりコンパクトであることである。
Torsional flexure hinge 176, shown in greater detail in FIG. 14a, provides various advantages over previous unfolded torsion bars. US patent application Ser. No. 09 / 388,772 and PCT application publication WO 00/13210 (filed: 1
September 2, 999, Title of invention: Microfabricated members connected by torsional flexure hinges and rotating relative to each other, inventor: Timothy G-Leta and Armando P.
(New Carmans) describe various advantages that torsion flexure hinge 176 and torsion bar hinge 182 provide. Of great importance to the reflective switching module 100 is that the torsional flexure hinge 176 is more compact than a conventional unfolded torsion bar with equivalent torsional spring constants.

【0052】 図14bにより詳細に示す捩りバーヒンジ182は外面上、従来の捩りバーヒ
ンジに似ている。だが、従来の捩りバーヒンジとは異なり、捩りバーヒンジ18
2には、捩りバーヒンジ182の長さに平行に向いた数個の、例えば4個または
5個の縦方向スリット186が貫通している。捩り撓みヒンジ176と同様に、
捩りバーヒンジ182は捩りバネ常数が同等の従来の一体捩りバーよりコンパク
トである。だが、米国特許5629790に開示されている通り、捩りバーヒン
ジ182は主よじり振動モードと高次モードとが捩り撓みヒンジ176より分離
している。更に、捩りバーヒンジ182はプレート184に直角な方向の剛性が
捩り撓みヒンジ176よりずっと大きい。従って、従来の折返しの無い捩りバー
の代わりに捩り撓みヒンジ176と捩りバーヒンジ182を用いることにより、
より密に充填が可能なよじりスキャナ172をより小型に出来、それにより反射
型スイッチングモジュール100の側102a及び102bに収容される光ファ
イバ106の数を多くすることも出来る。
The torsion bar hinge 182, shown in more detail in FIG. 14b, is similar in appearance to a conventional torsion bar hinge. However, unlike the conventional torsion bar hinge, the torsion bar hinge 18
There are several longitudinal slits 186 running through 2, which are oriented parallel to the length of the torsion bar hinge 182, for example four or five. Like the torsion flex hinge 176,
The torsion bar hinge 182 is more compact than the conventional integrated torsion bar having the same torsion spring constant. However, as disclosed in U.S. Pat. No. 5,629,790, torsion bar hinge 182 has a main torsional vibration mode and higher order modes separated from torsion flexure hinge 176. Further, the torsion bar hinge 182 has much greater stiffness in the direction perpendicular to the plate 184 than the torsion flex hinge 176. Therefore, by using the torsional flexure hinge 176 and torsion bar hinge 182 instead of the conventional unfolded torsion bar,
The twist scanner 172, which can be more closely packed, can be made smaller, which allows more optical fibers 106 to be accommodated on the sides 102a and 102b of the reflective switching module 100.

【0053】 反射スイッチングモジュール100に含まれる各捩りスキャナ172には前記
618特許に記載された形式の一対の捩りセンサ192a及び192bが備わる
。捩りセンサ192a及び192bにより、被支持部材、即ちプレート184又
は内側移動フレーム178の、支持部材、即ち内側移動フレーム178又は外側
基準フレーム174に対する向きが約1.0マイクロラジアンの理論的解像度で
測定される。前記618特許の記載に従い、捩りスキャナ172が反射スイッチ
ングモジュール100内で動作しているとき、電流が一対のセンサ電流パッド1
94aと194bの間の二つの捩りセンサ192a及び192bを通して直列に
流れる。従って、捩りスキャナ172には、デバイスシリコン層166の表側1
69に接合された蛇行金属導体196が備わる。センサ電流パッド194aに始
まり、蛇行金属導体196は外側基準フレーム174から内側移動フレーム17
8に向かって直隣接捩り撓みヒンジ176を横断し、下部捩りバーヒンジ182
内に位置付けられたX軸捩りセンサ192bに達する。X軸捩りセンサ192b
から蛇行金属導体196は、プレート184の両側に付けられてミラー面116
を提供する反射性応力平衡金属被膜に進み、プレート184と上部捩りバーヒン
ジ182を横切って内側移動フレーム178に戻る。蛇行金属導体196は次い
で、左手捩り撓みヒンジ176内に位置付けられているY軸捩りセンサ192に
達する。Y軸捩りセンサ192aから、蛇行金属導体196は次いで外側基準フ
レーム174を回ってセンサ電流パッド194bに至る。右手捩り撓みヒンジ1
76に跨って蛇行金属導体196の反対側に、且つ内側移動フレーム178上に
配置された金属導体が一対の内側ヒンジセンサパッド198a及び198bをX
軸捩りセンサ192bに接続する。同様に、一方が外側基準フレーム174上に
蛇行金属導体196に沿って配置され、他方が外側基準フレーム174上の捩り
スキャナ172の反対側を回る金属導体が一対の内側ヒンジセンサパッド202
a及び202bをY軸捩りセンサ192aに接続している。内側ヒンジセンサパ
ッド198a及び198bの反対側のデバイスシリコン層166のみを通して着
られた一対の溝204が、センサ電流パッド194aと内側ヒンジセンサパッド
198a及び198b間、またセンサ電流パッド194bと内側ヒンジセンサパ
ッド202a及び202b間の電気的アイソレーションを増大している。
Each torsion scanner 172 included in the reflective switching module 100 is provided with a pair of torsion sensors 192a and 192b of the type described in the 618 patent. Torsional sensors 192a and 192b measure the orientation of the supported member, namely plate 184 or inner moving frame 178, relative to the supporting member, ie inner moving frame 178 or outer reference frame 174, at a theoretical resolution of about 1.0 microradian. It As described in the '618 patent, when the torsion scanner 172 is operating in the reflective switching module 100, the current is a pair of sensor current pads 1.
Flow in series through the two torsion sensors 192a and 192b between 94a and 194b. Therefore, the torsion scanner 172 has a device silicon layer 166 having a front side 1
A serpentine metal conductor 196 joined to 69 is provided. Starting from the sensor current pad 194a, the serpentine metal conductor 196 moves from the outer reference frame 174 to the inner moving frame 17
8 directly across the adjacent torsional flexure hinge 176 and lower torsion bar hinge 182.
The X-axis torsion sensor 192b positioned within is reached. X-axis torsion sensor 192b
The meandering metal conductors 196 are attached to both sides of the plate 184 and are attached to the mirror surface 116.
To the inner moving frame 178 across the plate 184 and the upper torsion bar hinge 182. The serpentine metal conductor 196 then reaches the Y-axis torsion sensor 192, which is located within the left hand torsion flexure hinge 176. From the Y-axis torsion sensor 192a, the serpentine metal conductor 196 then goes around the outer reference frame 174 to the sensor current pad 194b. Right hand torsion flexure hinge 1
A metal conductor disposed across the 76 on the opposite side of the serpentine metal conductor 196 and on the inner moving frame 178 defines a pair of inner hinge sensor pads 198a and 198b.
It is connected to the shaft torsion sensor 192b. Similarly, a pair of inner hinge sensor pads 202 has one metal conductor disposed on the outer reference frame 174 along the serpentine metal conductor 196 and the other metal conductor traveling on the opposite side of the torsion scanner 172 on the outer reference frame 174.
a and 202b are connected to the Y-axis torsion sensor 192a. A pair of grooves 204, formed only through the device silicon layer 166 opposite the inner hinge sensor pads 198a and 198b, are provided between the sensor current pad 194a and the inner hinge sensor pads 198a and 198b, and between the sensor current pad 194b and the inner hinge sensor pad. It increases the electrical isolation between 202a and 202b.

【0054】 図15に示すように、プレート184の回転を付勢するのに用いられる両電極
214と、図15には示されていないセンサ電流パッド194a及び194、内
側ヒンジセンサパッド198a及び198b及び内側ヒンジセンサパッド202
a及び202bの電気接点を保持する絶縁性基体212にプレート184の表側
169が面しているので、プレート184の裏側170がミラー面116を提供
するようにすることが好ましい。各捩りスキャナ172のプレート184は基体
212から図15に示されていないスペーサにより、例えば40〜150ミクロ
ンの距離、隔てられている。このプレート184と基体212間の隔たりは、プ
レート184の回転中にその縁部がどの程度動くかによる。
As shown in FIG. 15, both electrodes 214 used to bias the rotation of plate 184, sensor current pads 194a and 194, not shown in FIG. 15, inner hinge sensor pads 198a and 198b and Inner hinge sensor pad 202
Since the front side 169 of the plate 184 faces the insulative substrate 212 holding the electrical contacts of a and 202b, it is preferred that the back side 170 of the plate 184 provide the mirror surface 116. The plate 184 of each torsion scanner 172 is separated from the substrate 212 by a spacer not shown in FIG. 15, for example a distance of 40-150 microns. The separation between plate 184 and substrate 212 depends on how much the edge of plate 184 moves during rotation.

【0055】 反射スイッチングモジュール100に対しては、厚みが数ミクロンに過ぎない
極めて薄いプレート184が望ましく、ウェーハ162のデバイスシリコン層1
66を用いてその製作が可能なことに注目しよう。多くの場合、プレート184
と捩り撓みヒンジ176及び182はデバイスシリコン層166と同じ厚さで良
い。或いはまた、図15に示すように、捩り撓みヒンジ182はエッチングによ
り薄化が可能である。例えば、捩り撓みヒンジ182を厚み6ミクロン、プレー
ト184を厚み10ミクロンとすることができる。同様に、プレート184を薄
くしてその慣性モーメントを小さくするには、エッチングによりプレート184
に空洞216を作り、薄くなったプレート184に強化リブ218を残せば良い
For the reflective switching module 100, an extremely thin plate 184 with a thickness of only a few microns is desired, and the device silicon layer 1 of the wafer 162 is desired.
Note that it can be made using the 66. Plate 184 in many cases
The torsional flexure hinges 176 and 182 may have the same thickness as the device silicon layer 166. Alternatively, as shown in FIG. 15, the torsional flex hinge 182 can be thinned by etching. For example, torsional flex hinge 182 may be 6 microns thick and plate 184 may be 10 microns thick. Similarly, in order to reduce the thickness of the plate 184 and reduce its moment of inertia, the plate 184 may be etched.
A cavity 216 may be formed in the thin plate 184 and a reinforcing rib 218 may be left in the thin plate 184.

【0056】 反射スイッチングモジュール100のような通信システム構成部品は、高い信
頼性を示さなければならない。捩りスキャナ172のプレート184は電極21
4に偶然衝突しても、それにくっついてはならず、また直ちに特定向きまで回転
(回動)しなければならない。更に、そのような偶発的衝突が捩りスキャナ17
2や捩りスキャナ172に接続された回路を損傷してはならない。くっつきを排
除するため、図13に示すようにプレート184と内側移動フレーム178は周
囲の角部が丸めてあり、これが静電場の強度を低下させている。プレート184
の外周を丸めると、捩り撓みヒンジ176及び182がそれぞれ設定する軸を中
心とするプレート184の複合回転から結果するその有効回転半径が小さくなる
Communication system components such as reflective switching module 100 must exhibit high reliability. The plate 184 of the torsion scanner 172 has electrodes 21
Even if it accidentally collides with 4, it must not stick to it and must immediately rotate (turn) to a specific direction. Moreover, such accidental collisions may cause torsion scanner 17
2 and the circuitry connected to the torsion scanner 172 must not be damaged. In order to eliminate sticking, the plate 184 and the inner moving frame 178 have rounded corners as shown in FIG. 13, which reduces the strength of the electrostatic field. Plate 184
The rounding of the outer perimeter of the plate reduces its effective radius of rotation resulting from the compound rotation of the plate 184 about the axes respectively set by the torsional flexure hinges 176 and 182.

【0057】 プレート184と内側移動フレーム178の外周を丸めることに加えて、図1
5aに示すように、プレート184が電極214に接触し得る箇所をポリイミド
等の電気絶縁性材料でオーバーコートしている。プレート184に接触し得る電
極214の部分のみを電気絶縁性材料219でオーバーコートすることにより、
電荷が電極214の殆どに貯まるのが回避される。同様に、捩りスキャナ172
の製作中に、二酸化シリコン層164を幾分かプレート184の外周に残し、ミ
ラー面116を提供する金属反射層が電極214に接触することの無いようにす
る。或いはまた、図16bにしめすように、接触可能な部分に電極214の金属
を通して穴220を形成する。
In addition to rounding the perimeter of plate 184 and inner moving frame 178, FIG.
As shown in FIG. 5a, the portion where the plate 184 can contact the electrode 214 is overcoated with an electrically insulating material such as polyimide. By overcoating only the portion of electrode 214 that can contact plate 184 with electrically insulating material 219,
It is avoided that charge accumulates on most of the electrodes 214. Similarly, the torsion scanner 172
Some silicon dioxide layer 164 is left on the perimeter of plate 184 during fabrication of the device so that the metal reflective layer providing mirror surface 116 does not contact electrode 214. Alternatively, as shown in FIG. 16b, a hole 220 is formed through the metal of the electrode 214 at the accessible portion.

【0058】 反射スイッチングモジュール100の動作中、駆動電圧が電極214に印加さ
れている間は捩りスキャナ172は接地電位にある。プレート184が電極21
4に接触した場合の放電電流を減じるため、電極214の駆動回路と直列に大抵
抗(例えば1.0MΩ)を接続しても良い。これ等の抵抗は理想的にはできるだ
け電極近くに位置付けられるべきである。さもないと電極214とこれ等の抵抗
間を接続する導体が、浮遊電場をピックアップして、これがプレート184を回
転させてしまう。従って、一つの選択は電極214の、図16aに示したような
選択部分を抵抗が極めて高いが、僅かに導電性のある材料でオーバーコートし、
DC電荷に対して電極214からの流出路を設けることである。更に、捩りスキ
ャナ172に接続された全ての増幅器、例えば捩りセンサ192a及び192b
から向き信号を受信するものの入力がダイオード保護を備え、プレート184と
電極214間の電孤又は偶発的接触による過電圧状態からの損傷を阻止すること
である。
During operation of the reflective switching module 100, the torsion scanner 172 is at ground potential while the drive voltage is applied to the electrodes 214. The plate 184 has the electrode 21.
A large resistance (for example, 1.0 MΩ) may be connected in series with the driving circuit of the electrode 214 in order to reduce the discharge current when the electrode 4 is in contact. These resistors should ideally be located as close to the electrodes as possible. Otherwise, the conductor connecting between electrode 214 and these resistors would pick up the stray electric field, which would rotate plate 184. Therefore, one option is to overcoat a selected portion of the electrode 214, as shown in FIG. 16a, with a material that has a very high resistance but is slightly conductive,
The goal is to provide an outflow path for the DC charge from the electrode 214. In addition, all amplifiers connected to the torsion scanner 172, such as torsion sensors 192a and 192b.
The input of what receives the direction signal from the diode is to provide diode protection to prevent damage from overvoltage conditions due to electrical or accidental contact between plate 184 and electrode 214.

【0059】 側102a及び102bにおいて光ファイバ106の密度に関して通常、制限
要素となるミラーアレイの密度を増大するために有利に用い得る幾つかの構成が
有る。幾つかの理由により、特に各捩りスキャナ172に対して生ずるに違いな
い多数の接触の理由で、捩りスキャナ172を図16a及び16bに示されたよ
うなストリップ222で配置するのが好ましい。捩りスキャナ172をストリッ
プ222で組織化することによりその密度が、ばらばらの捩りスキャナ172の
二次元アレイとして配置された場合に達し得るもの以上に増大する。各ストリッ
プ222には、基体212が固定される金属支持フレームが備わるようにする。
There are several configurations that can be advantageously used to increase the density of the limiting mirror array, typically with respect to the density of optical fiber 106 on sides 102a and 102b. For several reasons, it is preferable to arrange the torsion scanner 172 in a strip 222 as shown in Figures 16a and 16b, especially because of the large number of contacts that must occur for each torsion scanner 172. Organizing torsion scanner 172 with strips 222 increases its density beyond what can be achieved when arranged as a two-dimensional array of discrete torsion scanners 172. Each strip 222 is provided with a metal support frame to which the substrate 212 is fixed.

【0060】 以下、詳細に説明されるように、ストリップ222は基体212にフリップチ
ップボンドされて、ストリップ222と基体212の間に全電気的接続が成され
るようにする。平らな、ポリイミドが裏付けされた多数導体リボンケーブル22
6が基体212に接続して、電気信号がパッド194、198及び202と電極
214との間で交換されるようにする。各支持フレーム224は強化リブを備え
ることができる解放フレームで良いから、リボンケーブル226は自由に曲げら
れ、基体212から離れる方向に移動が可能である。
As described in detail below, the strip 222 is flip-chip bonded to the substrate 212 so that all electrical connections are made between the strip 222 and the substrate 212. Flat, polyimide-backed multi-conductor ribbon cable 22
6 connects to the substrate 212 so that electrical signals are exchanged between the pads 194, 198 and 202 and the electrode 214. Since each support frame 224 can be a release frame that can include reinforcing ribs, the ribbon cable 226 is free to bend and move away from the base 212.

【0061】 図16bに、ミラー面を覆わずに基体212とストリップ222を、階段状の
基体212に沿って蛇行するリボンケーブル226で重ね合わせる方法を示す。
ストリップ222をこのように配置すると、直隣接ストリップ222のミラー面
116同士間の光ビーム108に対する水平方向の距離が減ずる。光ビーム10
8はミラー面116に約45°の角度で入射するから、直隣接ストリップ222
間の見かけ上の距離は約1.4の因数分、短くなり、このことがプレート184
を好ましくは矩形状とすることの理由である。
FIG. 16 b shows a method in which the substrate 212 and the strip 222 are overlapped with a ribbon cable 226 that meanders along the stepped substrate 212 without covering the mirror surface.
This arrangement of strips 222 reduces the horizontal distance between mirror surfaces 116 of adjacent strips 222 with respect to light beam 108. Light beam 10
Since 8 is incident on the mirror surface 116 at an angle of about 45 °, the adjacent strip 222 is
The apparent distance between them is reduced by a factor of about 1.4, which results in plate 184
Is the reason why it is preferably rectangular.

【0062】 図16bに示すようにストリップ222を構成することの一つの不都合は、直
隣接ストリップ222間の喰い違い(オフセット)を捩りスキャナ172プラス
基体212の厚みより少なくできないことである。更に、直隣接ストリップ22
2と基体212とを重ね合わすと、直隣接ストリップ222を妨げずに不良とな
ったストリップ222を取り外すのが難しくなる。
One disadvantage of configuring the strips 222 as shown in FIG. 16b is that the offset between adjacent strips 222 cannot be less than the thickness of the twist scanner 172 plus the substrate 212. Further, the adjacent strip 22
When 2 and the base 212 are overlapped, it becomes difficult to remove the defective strip 222 without disturbing the adjacent strip 222.

【0063】 図16c及び16dに、ストリップ222と支持フレーム224の優先具体例
であって、捩りスキャナ172に接続するリード線228を好ましくは基体21
2に形成された導電性通路で構成するものである。或いは、これ等のリード線2
28を基体212の一方の面から、一つの端を廻って、そして他の面へと被せる
か、覆わせるようにしても良い。リード線228のこの構成においては、基体2
12へのリボンケーブル226の取り付けが妨げられることはない。リード線2
28が基体212に被さる又は基体212を覆うようにし、その一部が穴を介し
て基体212を通るようにすることにより、基体212をストリップ222と同
程度まで狭くすることができる。この程度まで狭められると、組み合わせストリ
ップ222、基体212及び支持フレーム224はセット118a及び118b
の何れに対して今や、図16eに示すように配置され、これにより直隣接ストリ
ップ222間のオフセットが、パッケージング要件によると云うより寧ろ、反射
スイッチングモジュール100の光学的要求に合うように設定される。直隣接ス
トリップ222間の最適オフセットは、直隣接ストリップ222においてプレー
ト184間の距離の約0〜10%である。図16dに示すように基体212を構
成することにより、基体212へのアクセスが容易になり、隣接支持フレーム2
24を妨げずにストリップ222を容易に外せるようになる。要すれば、リード
線228が基体212の両端を廻るようにしても良いにことに注目されたい。こ
のケイパビリティを有利に利用して、プレート184と電極214間に印加され
る高電圧駆動信号を運ぶリード線228を、捩りセンサ192a及び192bか
らの信号を担うリード線228から分離することができる。
16c and 16d, a preferred embodiment of the strip 222 and the support frame 224, with the leads 228 connecting to the torsion scanner 172, preferably the substrate 21.
It is composed of a conductive passage formed in 2. Alternatively, these lead wires 2
28 may be covered or covered from one side of the substrate 212, around one end, and to the other side. In this configuration of lead wire 228, substrate 2
Attachment of the ribbon cable 226 to 12 is not hindered. Lead wire 2
The substrate 212 can be as narrow as the strip 222 by having 28 cover or cover the substrate 212, some of which pass through the substrate 212 through the holes. When narrowed to this extent, the combination strip 222, substrate 212 and support frame 224 will set 118a and 118b.
16e, the offset between the adjacent strips 222 is now set to meet the optical requirements of the reflective switching module 100 rather than due to packaging requirements. It The optimum offset between immediately adjacent strips 222 is approximately 0-10% of the distance between plates 184 in immediately adjacent strips 222. By configuring the base 212 as shown in FIG. 16d, access to the base 212 is facilitated and the adjacent support frame 2
The strip 222 can be easily removed without disturbing the 24. Note that the lead wires 228 may extend around both ends of the substrate 212, if desired. This capability may be beneficially utilized to separate the lead 228 carrying the high voltage drive signal applied between the plate 184 and the electrode 214 from the lead 228 carrying the signals from the torsion sensors 192a and 192b.

【0064】 図16d及び図16eに示すように、ホットバー接着を用いてリボンケーブル
226を基体212に取り付けることが出来る。基体212上のリード線228
と多導線リボンケーブル226の間の電気的接続を得るため、半田、又は好まし
くは異方性導電性フィルムを用いることが出来る。基体212へのリボンケーブ
ル226の機械的取り付けを強化するには、エポキシ製ひずみ解放ビード229
を用いれば良い。
As shown in FIGS. 16d and 16e, the ribbon cable 226 can be attached to the substrate 212 using hot bar bonding. Lead wire 228 on substrate 212
To obtain an electrical connection between the multi-conductor ribbon cable 226 and solder, solder or, preferably, an anisotropic conductive film can be used. To enhance the mechanical attachment of ribbon cable 226 to substrate 212, epoxy strain relief beads 229 are used.
Should be used.

【0065】 プレート184の大きさを減ずることなく側102a及び102bにおいて光
ファイバ106の密度を増大させるには、図17aに示すようにストリップ22
2内の捩りスキャナ172間の縦方向の隔たりの半分だけ縦方向に直隣接ストリ
ップ222の捩りスキャナ172をオフセットすれば良い。反射スイッチングモ
ジュール100内に光ビーム108を配置するために取る前記の収束基準により
、直隣接ストリップ222にて捩りスキャナ172を喰い違わせると、光ファイ
バコリメータ組立体134の向き付けが準矩形アレイから準六角密充填アレイに
変わる。直隣接ストリップ222内で捩りスキャナ172を喰い違わせても捩り
スキャナ172の密度は増大しないが、捩りスキャナ172のかかる配置は側1
02a及び102bにおける光ファイバ106の密度を、レンズ112又は光フ
ァイバコリメータ組立体134の径が直隣接ストリップ222間の間隔を制限す
る程度まで増大させる。
To increase the density of optical fibers 106 on sides 102a and 102b without reducing the size of plate 184, strip 22 as shown in FIG. 17a.
The twist scanners 172 of the immediately adjacent strips 222 may be offset in the vertical direction by half the vertical separation between the twist scanners 172 in the two. Due to the aforementioned convergence criteria taken to place the light beam 108 in the reflective switching module 100, crossing the twist scanner 172 in the immediate strips 222 causes the fiber optic collimator assembly 134 to be oriented out of the quasi-rectangular array. Turned into a quasi-hexagonal close packed array. Crossing the twist scanners 172 within the immediate strip 222 does not increase the density of the twist scanners 172, but such placement of the twist scanners 172 is side 1
The density of the optical fiber 106 at 02a and 102b is increased to the extent that the diameter of the lens 112 or the optical fiber collimator assembly 134 limits the spacing between the adjacent strips 222.

【0066】 捩りスキャナ172をストリップ222としてではなく、完全に一体な二次元
アレイとして製作することにより、捩りスキャナ172の密度を更に増大するこ
ともできる。図17bに示すように、直隣接列の捩りスキャナ172を喰い違わ
せることにより、アレイの直隣接列又は行の捩りスキャナ172間に生じる空間
に捩りスキャナ172の捩り撓みヒンジ176を入り込ませることができる。こ
のように捩り撓みヒンジ176を入り込ませると、隣接列又は行に有る捩りスキ
ャナ172の中心間の距離が短くなり、捩りスキャナ172の、従って側102
a及び102bにおける光ファイバ106の充填が六角最密充填に近くなる。
The density of the torsion scanner 172 can be further increased by making the torsion scanner 172 as a fully integrated two-dimensional array rather than as a strip 222. As shown in FIG. 17b, the twist scanners 172 of the immediately adjacent rows can be interdigitated to allow the twist-flex hinges 176 of the twist scanners 172 to enter the space created between the twist scanners 172 of the immediately adjacent columns or rows of the array. it can. Incorporating the torsional flexure hinge 176 in this manner reduces the distance between the centers of the torsion scanners 172 in adjacent columns or rows, and allows the torsion scanner 172, and thus the side 102, to rotate.
The filling of the optical fiber 106 in a and 102b is close to the hexagonal closest packing.

【0067】 ストリップ222の他の具体例では、捩り撓みヒンジ176及び捩りバーヒン
ジ182を支持フレーム224の垂直軸及び水平軸に対して45°の角度に配向
させる。図18a及び18bに示すものは、捩り撓みヒンジ176及び捩りバー
ヒンジ182をストリップ222に対して平行及び垂直に配向させる構成より、
ストリップ222上の面積をより有効に活用するようにした捩り撓みヒンジ17
6及び捩りバーヒンジ182の斜め構成である。外側基準フレーム174に対し
て45°で配向される捩り撓みヒンジ176及び捩りバーヒンジ182の斜め配
向を用いると、捩りスキャナ172の占める面積を増やさずに、ヒンジ176及
び182を長くすることができる。プレート184は45°で入射する光ビーム
108を受け入れる便宜のため、一方向に長くなっている。プレート184に入
射するとき光ビーム108は楕円形状になるから、光ビーム108のかど部を無
視すれば、結果としてプレート184を外側基準フレーム174に余地を与える
八角形状にすることができる。製作上の便宜から、外側基準フレーム174の側
面はシリコンの<110>結晶方向に配向される。捩りスキャナ172をこのよ
うに構成すると、捩りセンサ192a及び192bはシリコンの<100>結晶
方向に配向される。斯くして、捩りセンサ192a及び192bを製作するには
、p型デバイスシリコン層166、即ちp型打ち込みの有るウェーハ162を用
いなければならない。シリコンの<110>及び<100>結晶方向は、処理工
程を適宜に変更することにより互換できる。
In another embodiment of strip 222, torsional flex hinge 176 and torsion bar hinge 182 are oriented at a 45 ° angle to the vertical and horizontal axes of support frame 224. 18a and 18b show that the torsion flexure hinge 176 and torsion bar hinge 182 are oriented parallel and perpendicular to the strip 222.
Torsional flexure hinge 17 designed to more effectively utilize the area on the strip 222
6 and the torsion bar hinge 182 in an oblique configuration. The oblique orientation of the torsion flexure hinge 176 and torsion bar hinge 182 oriented at 45 ° relative to the outer reference frame 174 allows the hinges 176 and 182 to be lengthened without increasing the area occupied by the torsion scanner 172. The plate 184 is elongated in one direction for the convenience of receiving the light beam 108 incident at 45 °. Since the light beam 108 has an elliptical shape when entering the plate 184, ignoring the corners of the light beam 108 can result in the plate 184 having an octagonal shape that provides room for the outer reference frame 174. For manufacturing convenience, the side surfaces of the outer reference frame 174 are oriented in the <110> crystallographic direction of silicon. With the torsion scanner 172 thus configured, the torsion sensors 192a and 192b are oriented in the <100> crystallographic direction of silicon. Thus, the p-type device silicon layer 166, ie the wafer 162 with the p-type implant, must be used to fabricate the torsion sensors 192a and 192b. The <110> and <100> crystal directions of silicon can be made compatible by appropriately changing the processing steps.

【0068】 図18bに示す捩りスキャナ172の構成を用いて、大きさ1.5x2mmの
プレート184を僅か2.5mmの間隔で離間し、ミラー面116の密度を事実
上1.4倍に増大することができる。光ビーム108の入射角約45°で視ると
、ストリップ222は54°で傾斜している。この構成では、ストリップ222
は支持フレーム224に対して45°に配向される。ミラー面116が光ビーム
108を完全に捕らえるべき場合に、ストリップ222をこのように配向させる
ことが必要になる。支持フレーム224を45°に配向させることができ、これ
により全ストリップ222が同一長になって、ウェーハ162上の面積をより有
効に用いることができる。
Using the configuration of the torsion scanner 172 shown in FIG. 18b, plates 184 of size 1.5 × 2 mm are spaced apart by only 2.5 mm, effectively increasing the density of mirror surfaces 116 by a factor of 1.4. be able to. Viewed at an incident angle of about 45 ° of the light beam 108, the strip 222 is tilted at 54 °. In this configuration, the strip 222
Are oriented at 45 ° with respect to the support frame 224. This orientation of the strip 222 would be necessary if the mirror surface 116 were to completely capture the light beam 108. The support frame 224 can be oriented at 45 °, which allows all strips 222 to be of the same length and use the area on the wafer 162 more effectively.

【0069】 図19aに捩りスキャナ172の更に他の具体例であって、その大きさを更に
小さくし、それにより反射スイッチングモジュール100における直隣接ミラー
面116間の間隔を更に短くしたものを示す。先の記載から、捩り撓みヒンジ1
76及び捩りバーヒンジ182をプレート184の側面にではなく、かどに位置
付けると、捩りスキャナ172の大きさが小さくなって有利なことが明らかであ
る。図19aにおいて、楕円状曲線232はプレート184のミラー面116に
入射する光ビーム108の輪郭を表す。光ビーム108はプレート184のかど
には入射しないので、プレート184に対して内側捩りバーヒンジ182を、未
使用のかど部の空間を用いて回転させることができる。図18aに示した捩りス
キャナ172の構成と同様、外側捩り撓みヒンジ176は引き続き、外側基準フ
レーム174のかど部を占めている。
FIG. 19 a shows another embodiment of the torsion scanner 172, which has a smaller size and thus a shorter space between the adjacent mirror surfaces 116 in the reflection switching module 100. From the above description, the torsion bending hinge 1
Obviously, positioning the 76 and torsion bar hinges 182 in the corners rather than on the sides of the plate 184 is advantageous because it reduces the size of the torsion scanner 172. In FIG. 19 a, elliptic curve 232 represents the contour of light beam 108 incident on mirror surface 116 of plate 184. Since the light beam 108 does not enter the corner of the plate 184, the inner torsion bar hinge 182 can be rotated with respect to the plate 184 using the unused corner space. Similar to the configuration of the torsion scanner 172 shown in Figure 18a, the outer torsional flexure hinge 176 continues to occupy the corners of the outer reference frame 174.

【0070】 図19aに示すように捩りバーヒンジ182をプレート184のかど部に置く
と、捩りスキャナ172の大きさが小さくなるだけでなく、プレート184のか
どが両軸を中心として同時に回転するとき角度の合成が減じられる。両捩り撓み
ヒンジ176及び捩りバーヒンジ182がそれぞれ設定する軸を中心として同時
にプレート184が回転するとき、プレート184のかど部が移動する距離は合
成により大きくなる。合成により、プレート184と基体212の間に要求され
る離隔距離が大きくなり、従ってプレート184を同等に回転させるためにプレ
ート184と電極214間に印加されるべき電圧が大きくなる。だが、反射スイ
ッチングモジュール100に含まれるプレート184に付いてそうであるように
、プレート184の縦横比が1でなく、プレート184が正方形でなければ、図
19aに示された捩り撓みヒンジ176及び182内の捩りセンサ192a及び
192bは最早、直交結晶方向には、即ちシリコンの<100>又は<110>
方向の何れにも配向されない。このことは、捩り撓みヒンジ176及び捩りバー
ヒンジ182内の捩りセンサ192a及び192bが捩り撓みヒンジ176及び
捩りバーヒンジ182の撓みとねじりに応答することから分かる。
Placing the torsion bar hinge 182 at the corner of the plate 184 as shown in FIG. 19a not only reduces the size of the torsion scanner 172, but also increases the angle when the corners of the plate 184 rotate about both axes simultaneously. The synthesis of is reduced. When the plate 184 simultaneously rotates about the axes set by the torsion bending hinges 176 and the torsion bar hinges 182, the distance that the corner portion of the plate 184 moves increases due to the composition. The synthesis increases the separation required between plate 184 and substrate 212, and thus increases the voltage that must be applied between plate 184 and electrode 214 to rotate plate 184 equally. However, as is the case with the plate 184 included in the reflective switching module 100, if the aspect ratio of the plate 184 is not 1 and the plate 184 is not square, then the torsion flexure hinges 176 and 182 shown in FIG. The torsion sensors 192a and 192b in the interior are no longer in the orthogonal crystallographic direction, ie <100> or <110> of silicon.
It is not oriented in any of the directions. This can be seen from the fact that the torsion sensors 192a and 192b in torsion flex hinge 176 and torsion bar hinge 182 respond to the flex and torsion of torsion flex hinge 176 and torsion bar hinge 182, respectively.

【0071】 図19aに示したプレート184の縦横比は約1.4:1であるから、捩り撓
みヒンジ176及び捩りバーヒンジ182が設定する回転軸236a及び236
bは約70.5°で交差する。だが、図19bに示すように90°で交差するま
で回転軸236a及び236bを僅かに再配向させることにより、外側基準フレ
ーム174がシリコンの<110>結晶方向に向いている場合、捩り撓みヒンジ
176及び捩りバーヒンジ182をシリコンの単結晶方向、即ち<100>結晶
方向に配向させることができる。捩りスキャナ172が図19bに示すように構
成されると、内側捩りバーヒンジ182に対してプレート184のかど部に有意
の大きさの空間ができ、これにより捩りスキャナ172の大きさが小さくなる。
更に、図19bに示された捩りスキャナ172の構成によれば、捩りセンサ19
2a及び192bの結晶軸配向が保たれると共に、合成効果が完全に除かれので
はなくても、有意に減じられる。だが、図19に示された捩りスキャナ172の
構成では、捩り撓みヒンジ176及び捩りバーヒンジ182が設定する直交回転
軸はプレート184の長さと幅に対して斜めに配向されている。それでも、反射
スイッチングモジュール100の動作中にプレート184は僅かな角回転をする
に過ぎないから、プレート184が回転しても、光ビーム108が当たるプレー
ト184の面積に有意な変化は生じない。
Since the aspect ratio of the plate 184 shown in FIG. 19a is about 1.4: 1, the rotational axes 236a and 236 set by the torsion flexure hinge 176 and the torsion bar hinge 182 are set.
b intersects at about 70.5 °. However, by slightly reorienting the rotation axes 236a and 236b until they intersect at 90 ° as shown in FIG. And the torsion bar hinges 182 can be oriented in the single crystal direction of silicon, ie the <100> crystal direction. When the torsion scanner 172 is configured as shown in FIG. 19b, there is a significant amount of space in the corner of the plate 184 with respect to the inner torsion bar hinge 182, which reduces the size of the torsion scanner 172.
Further, the configuration of the torsion scanner 172 shown in FIG.
The crystallographic axis orientations of 2a and 192b are retained and the synthetic effect is significantly reduced, if not completely eliminated. However, in the configuration of the torsion scanner 172 shown in FIG. 19, the orthogonal rotation axis set by the torsion flexure hinge 176 and the torsion bar hinge 182 is oriented obliquely to the length and width of the plate 184. Nevertheless, since the plate 184 makes only a slight angular rotation during operation of the reflective switching module 100, rotation of the plate 184 does not cause a significant change in the area of the plate 184 that the light beam 108 strikes.

【0072】 図18a又は19aに示した捩りスキャナ172をミラー面116のセット1
18a又は118bの一方に組み込んで、それぞれの利点を最大にするには、セ
ット118a又は118bを再構成する必要が有る。図18aに示した捩りスキ
ャナ172のストリップ222の一優先構成例を図20aに示す。上記のように
、また図20aに示すとおり、ストリップ222’は反射スイッチングモジュー
ル100の水平基部242に対して45°で取り付けられる。図20aの例では
、ストリップ222’を保持する支持フレーム224’も基部242に対して4
5°で取り付けられている。プレート184が中心として回転する、捩り撓みヒ
ンジ176又は捩りバーヒンジ182の設定する二軸は、図20aにおいてx軸
及びy軸244で表されている。同一捩りスキャナ172に対してミラー面11
6の他のセット118b及び118aにおいて許容される、捩り撓みヒンジ17
6及び捩りバーヒンジ182が設定する軸を中心とするプレート184の最大回
転角度が、アドレスセット118a又は118bにおけるアドレス可能捩りスキ
ャナ172の鋸歯矩形形状場246を設定する。
The twist scanner 172 shown in FIG.
To be incorporated into one of 18a or 118b and maximize their respective benefits, the set 118a or 118b needs to be reconfigured. An example of a preferred configuration of the strip 222 of the torsion scanner 172 shown in FIG. 18a is shown in FIG. 20a. As described above and as shown in Figure 20a, the strip 222 'is attached at 45 ° to the horizontal base 242 of the reflective switching module 100. In the example of FIG. 20 a, the support frame 224 ′ holding the strip 222 ′ is also 4 with respect to the base 242.
It is installed at 5 °. The two axes set by torsional flexure hinge 176 or torsion bar hinge 182 about which plate 184 rotates are represented by the x and y axes 244 in FIG. 20a. Mirror surface 11 for the same twist scanner 172
Torsional flexure hinges 17 allowed in other sets 118b and 118a of 6
6 and the maximum rotation angle of the plate 184 about the axis set by the torsion bar hinge 182 sets the sawtooth rectangular shaped field 246 of the addressable twist scanner 172 in the address set 118a or 118b.

【0073】 この最適矩形形状場246はかど部で切頭され、切頭面がストリップ222’
に対して約45°で斜行している。図20aの構成例では、図16aに示したス
トリップ222から組み立てられる捩りスキャナ172の矩形アレイに要するも
のより少なくとも1.4倍多い捩りスキャナ172を最長ストリップ222’が
備えなければならない。だが、他のセット118b又は118aからアドレス可
能でないセット118a又は118b内の場所から捩りスキャナ172を除くこ
とができる。斯くして、図20aに示すものでは、数ストリップ222’のみが
全長である必要が有る。数捩りスキャナ172のみを備えるストリップ222’
でさえも、全く除くこともできる。例えば、最大44個の捩りスキャナ172を
収容する40個のストリップ222’を用いることにより、セット118a又は
118b内にスキャン角度が極めて小さく、ミラー寸法が比較的小さい捩りスキ
ャナ172を1152個程度まで多く配置させることができる。別の配置では、
寸法が1.59x2.2mmと小さく、3.69°及び3.3°の偏向角度を要
する1132個の捩りスキャナ172を設けることもできる。捩りスキャナ17
2のストリップ222’は、光ファイバコリメータ組立体134に対して平均5
5°に配向される。図20aに示した構成は僅かに少し複雑にはなるが、捩りス
キャナ172の、従って光ファイバコリメータ組立体134の密度をかなり増大
し、より多くのスキャナを、プレート184に対して特定される特定角度対して
アドレス指定可能とすることができる。
This optimal rectangular shape field 246 is truncated at the corners and the truncated surface is a strip 222 ′.
It is skewed at about 45 °. In the example configuration of FIG. 20a, the longest strip 222 'must include at least 1.4 times more torsion scanners 172 than would be required for a rectangular array of torsion scanners 172 assembled from the strips 222 shown in FIG. 16a. However, the torsion scanner 172 can be removed from locations within the set 118a or 118b that are not addressable from the other set 118b or 118a. Thus, in the one shown in Figure 20a, only a few strips 222 'need be full length. Strip 222 'with only a few twist scanner 172
Even, it can be excluded altogether. For example, by using 40 strips 222 ′ containing up to 44 torsion scanners 172, there are as many as 1152 torsion scanners 172 with very small scan angles and relatively small mirror sizes in the set 118 a or 118 b. Can be placed. In another arrangement,
It is also possible to provide 1132 torsion scanners 172 with dimensions as small as 1.59 x 2.2 mm and requiring deflection angles of 3.69 ° and 3.3 °. Twist scanner 17
The two strips 222 ′ average 5 for the fiber optic collimator assembly 134.
It is oriented at 5 °. Although the configuration shown in FIG. 20a is slightly more complex, it significantly increases the density of the torsion scanner 172, and thus of the fiber optic collimator assembly 134, and allows more scanners to be identified for the plate 184. It can be addressable to an angle.

【0074】 図20bに、図19bに示した形式の捩りスキャナ172のセット118a又
は118bにおける再構成を示す。図19bに示したこの捩りスキャナ172の
構成例では、図16aの例と同様、ストリップ222”と支持枠224”は垂直
に配向されている。だが、プレート184が中心として回転するx軸及びy軸2
44は、ストリップ222”とその支持枠224に対して45°に配向されてい
る。ストリップ222”と支持枠224に対してx軸及びy軸244を傾けて配
向することはここでも、ミラー面116の他のセット118b又は118aにお
ける対応捩りスキャナ172のプレート184に対する最大回転角度が、アドレ
ス指定セット118a又は118bにおけるアドレス可能捩りスキャナ172の
鋸歯八角又は切頭矩形形状場246を設定することを意味する。これ等の捩りス
キャナ172に対して設定される矩形形状場246がpxqであるなら、ストリ
ップに対する最適場有効範囲は斜行x軸及びy軸244に沿って対称に配置され
る0.7〜1.2pqの面積をもつ方形又は矩形場である。これが結果として生
ずるものは、ストリップ222”の方向に僅かに細長くなった方形形状場246
の縦横比、例えば1.0:1.3である。もしセット118a又は118bに水
平方向に配向されたストリップ222”と支持枠224”が有るなら、矩形形状
場246の細長い部分は垂直ではなく、水平になる。製造上の便宜のため、全ス
トリップ222”は同一長とする。図20aに示した捩りスキャナ172の構成
と同様、ここでも捩りスキャナ172を省ける矩形形状場246の領域がある。
捩りスキャナ172がほとんどない矩形形状場246の切頭面に沿う短いストリ
ップ222”を省き、他のストリップ222”を僅かに細長くするのが有利であ
る。図20bに示した例では、プレート184の大きさを1.8x2.4mm、
x軸及びy軸を中心とするプレート184の回転角を5.6°及び3.7°とす
ると、捩りスキャナ172の数は約1500個に増大する。
FIG. 20b shows the reconstruction of a torsion scanner 172 of the type shown in FIG. 19b in a set 118a or 118b. In the configuration example of this torsion scanner 172 shown in FIG. 19b, the strip 222 ″ and the support frame 224 ″ are oriented vertically, as in the example of FIG. 16a. However, the x and y axes 2 about which the plate 184 rotates
44 is oriented at 45 ° with respect to the strip 222 ″ and its support frame 224. Orienting the x-axis and the y-axis 244 with respect to the strip 222 ″ and the support frame 224 is again mirror plane. The maximum rotation angle of the corresponding torsion scanner 172 with respect to the plate 184 in the other set 118b or 118a of the 116 means setting the sawtooth octagonal or truncated rectangular shaped field 246 of the addressable torsion scanner 172 in the addressing set 118a or 118b. To do. If the rectangular shaped field 246 set for these torsion scanners 172 is pxq, then the optimum field coverage for the strip is 0.7 to 1 symmetrically arranged along the skew x and y axes 244. A square or rectangular field with an area of .2pq. The result of this is a slightly elongated rectangular shaped field 246 in the direction of the strip 222 ".
Aspect ratio, for example, 1.0: 1.3. If the set 118a or 118b has horizontally oriented strips 222 "and support frames 224", the elongated portion of the rectangular shaped field 246 will be horizontal rather than vertical. For manufacturing convenience, all strips 222 "are of the same length. Similar to the configuration of torsion scanner 172 shown in Figure 20a, there is again an area of rectangular shaped field 246 where torsion scanner 172 can be omitted.
It is advantageous to omit the short strips 222 "along the truncated surface of the rectangular shaped field 246, where the torsion scanner 172 is scarce, and allow the other strips 222" to be slightly elongated. In the example shown in FIG. 20b, the size of the plate 184 is 1.8 × 2.4 mm,
If the rotation angles of the plate 184 about the x-axis and the y-axis are 5.6 ° and 3.7 °, the number of the twist scanners 172 increases to about 1500.

【0075】 これまで述べた反射スイッチングモジュール100の構成においては、ミラー
面116のセット118a及び182bの少なくと部分から隔たりをもって位置
付けられた収束ブロック152に光ファイバコリメータ組立体134が固定され
ている。この反射スイッチングモジュール100の構成では、光ファイバ・コリ
メータ組立体134をミラー面116に極めて良好に揃える必要が有る。図21
に示す例は、コリメーティングレンズ112と光ファイバ106と捩りスキャナ
172のストリップ222と互いに近接させ、このアラインメントの公差を緩和
するものである。本例では、ストリップ222と、ストリップ222の反対側の
面で基体212に取り付けられたミラーストリップ262より基体212の方を
幅広とし、ビーム折返し・偏向組立体264が形成される。そこではビーム折返
し・偏向組立体264が反復規則構造に配列され、一つのビーム折返し・偏向組
立体264のミラーストリップ262から反射して出る準平行光ビーム108が
直隣接捩りスキャナ172のミラー面116に入射するようになる。図21に示
す構成では全レンズ112が随伴ミラー面116から等しく短い距離で位置付け
られているから、それぞれのミラー面116に対する光ビーム108のアライン
メントの重要度は少ない。
In the configuration of the reflective switching module 100 described thus far, the fiber optic collimator assembly 134 is fixed to the converging block 152 positioned away from at least part of the sets 118a and 182b of the mirror surface 116. The configuration of the reflective switching module 100 requires the fiber optic collimator assembly 134 to be very well aligned with the mirror surface 116. Figure 21
In the example shown in (1), the collimating lens 112, the optical fiber 106, and the strip 222 of the torsion scanner 172 are brought close to each other to reduce the tolerance of this alignment. In this example, the strip 222 is wider than the mirror strip 262 attached to the strip 212 on the opposite side of the strip 222 to form a beam folding and deflecting assembly 264. There, the beam folding / deflecting assemblies 264 are arranged in a repetitive ordered structure such that a quasi-parallel light beam 108 reflected from a mirror strip 262 of one beam folding / deflecting assembly 264 is reflected by a mirror surface 116 of a direct adjacent twist scanner 172. Will be incident on. In the configuration shown in FIG. 21, all lenses 112 are positioned at equal and short distances from the associated mirror surface 116, so the alignment of the light beam 108 to each mirror surface 116 is less important.

【0076】 図21aに概略的に示されているように各ミラーストリップ262を公称45
°の角度から僅かに傾けることにより、光ビーム108の収束を一次元(1D)
で行うことができる。第2の次元で収束を得るには、図21bに概略的に示され
ているように光ファイバ・コリメータ組立体134をそれらのそれぞれに随伴す
るミラー面116に対して適宜に配向すれば良い。これ等個々の一次元収束を組
み合わせることにより、前記の好適な二次元収束が得られる。ミラーストリップ
262と光ファイバ・コリメータ組立体134の配向を選択することにより、僅
かに異なる角度で互いに取り付けられた同一のビーム折返し及び偏向組立体26
4を有する好適な収束を得ることが出来る。図21に示す構成では、それぞれ随
伴するミラー面116に基体212が近いので、側102aと側102bの間に
有る全体で500〜900mmの長さの経路の殆どがセット118a及び118
b内のミラー面116の対の間に有って、プレート184の回転すべき角度を減
じている。
Each mirror strip 262 is nominally 45 as shown schematically in FIG. 21a.
The light beam 108 is converged in one dimension (1D) by slightly tilting from the angle of °.
Can be done at. To obtain convergence in the second dimension, the fiber optic collimator assemblies 134 may be properly oriented with respect to their respective mirror surfaces 116, as shown schematically in FIG. 21b. By combining these individual one-dimensional convergences, the preferable two-dimensional convergence described above can be obtained. By selecting the orientations of the mirror strip 262 and the fiber optic collimator assembly 134, the same beam folding and deflecting assembly 26 mounted together at slightly different angles.
A suitable convergence with 4 can be obtained. In the configuration shown in FIG. 21, since the base 212 is close to the associated mirror surface 116, most of the paths having a total length of 500 to 900 mm between the sides 102a and 102b are set 118a and 118a.
It is between the pair of mirror surfaces 116 in b, reducing the angle at which the plate 184 should rotate.

【0077】 図13に示したように捩りスキャナ172に対する全電気的接続はデバイスシ
リコン沿う166の表側169で存在し、図15に示したようにデバイスシリコ
ン層166の裏側170に被覆された金属層から光ビーム108は反射して出る
。基体212とストリップ222内の捩りスキャナ172間に電気的接続を形成
するには、ストリップ222を基体212にフリップボンドするとが好ましい。
ストリップ222より大きい基体212を用いることにより、基体212が一つ
以上のストリップ222を収容するようにすることができる。基体212は種々
の異なる方法で製作が可能である。
All electrical connections to the torsion scanner 172 are present on the front side 169 of the device silicon alongside 166 as shown in FIG. 13, and the metal layer coated on the back side 170 of the device silicon layer 166 as shown in FIG. A light beam 108 is reflected from and exits. To make an electrical connection between the substrate 212 and the torsion scanner 172 in the strip 222, the strip 222 is preferably flip bonded to the substrate 212.
By using a substrate 212 that is larger than the strips 222, the substrate 212 can accommodate one or more strips 222. The substrate 212 can be manufactured in a variety of different ways.

【0078】 基体212は好ましくは、酸化アルミニウム(アルミナ)、またシリコンの熱
膨張係数マッチさせるためには窒化アルミニウム等のセラミック材料から製作さ
れる。捩りスキャナ172をリボンケーブル226に連結する高密度相互連結を
得るためには、基体212を形成するセラミック材料をレーザー穿孔又は打抜し
て導電性通路を得る。
Substrate 212 is preferably made of a ceramic material such as aluminum oxide (alumina), or aluminum nitride to match the coefficient of thermal expansion of silicon. To obtain a high density interconnect connecting the torsion scanner 172 to the ribbon cable 226, the ceramic material forming the substrate 212 is laser drilled or stamped to provide a conductive path.

【0079】 或いは、基体212を100ウェーハのシリコンから製作することができる。
基体212をシリコンウェーハから製作する場合、エッチングにより空洞272
を基体212に異方性をもって形成してプレート184の回転のための空間を設
け、また空洞272に位置付けられるプレート184と電極214間に正確に調
整された間隔を設定することができる。シリコン基体212の面に電気絶縁性酸
化物を形成することにより、リード線228間及び電極214間に電気的絶縁を
得ることができる。電極214をシリコン基体212と一体にしても、各空洞2
72内でシリコン面に付着させても良い。
Alternatively, the substrate 212 can be made from 100 wafers of silicon.
When the base 212 is made of a silicon wafer, a cavity 272 is formed by etching.
Can be anisotropically formed on the substrate 212 to provide a space for rotation of the plate 184, and to set a precisely adjusted spacing between the plate 184 and the electrode 214 located in the cavity 272. By forming an electrically insulating oxide on the surface of the silicon substrate 212, electrical insulation can be obtained between the lead wires 228 and between the electrodes 214. Even if the electrode 214 is integrated with the silicon substrate 212, each cavity 2
It may be attached to the silicon surface within 72.

【0080】 基体212をシリコンウェーハから製作するとき、電子回路をもまたそれと一
体化するのが有利な場合もある。シリコン基体212に含ませる回路として、捩
りスキャナ172の捩りセンサ192a及び192bの電流を供給する電流源、
捩りセンサ192a及び192bから内側移動フレーム178及びプレート18
4の向きを表す信号を受信する差動増幅器、及びプレート184の回転を付勢す
る高電圧信号を電極214に供給する増幅器が挙げられる。これ等種々の形式の
電子回路を基体212に組み込むことにより、リボンケーブル226が備えるべ
きリード線の数を有意に減ずることができる。シリコン基体212に一つ又は複
数のマルチプレクサ回路を含ませれば、リボンケーブル226内のリード線の数
を更に減ずることができる。
When manufacturing the substrate 212 from a silicon wafer, it may be advantageous to integrate the electronic circuitry with it as well. As a circuit included in the silicon substrate 212, a current source that supplies currents of the torsion sensors 192a and 192b of the torsion scanner 172,
From the torsion sensors 192a and 192b to the inner moving frame 178 and the plate 18
4 includes a differential amplifier that receives a signal representing the orientation of 4 and an amplifier that supplies a high voltage signal to the electrode 214 to energize the rotation of the plate 184. By incorporating these various types of electronic circuitry into the substrate 212, the number of leads that the ribbon cable 226 must have can be significantly reduced. Inclusion of one or more multiplexer circuits in silicon substrate 212 can further reduce the number of leads in ribbon cable 226.

【0081】 光ビーム108の光波長に応答し、ストリップ222に近接してミラー面11
6が投げる影の外側の基体212面に配置される光検出器を基体212上に含ま
せ、光ビーム108の一部がミラー面116を逸したかどうかを検出させると有
利な場合が有る。光通信に用いられる光の波長に対しかかる光検出器は、たとえ
それ等がミラー面116以外のストリップ222部で覆われていても、これ等の
光に対してはシリコンは透過であるので、光ビーム108の一部がミラー面11
6を逸したかどうかを検出する。
In response to the light wavelength of the light beam 108, the mirror surface 11 is in close proximity to the strip 222.
It may be advantageous to include on the substrate 212 a photodetector located on the surface of the substrate 212 outside the shadow cast by 6 to detect whether a portion of the light beam 108 has missed the mirror surface 116. Since the photodetector for the wavelength of light used for optical communication is transparent to these lights even if they are covered with the strip 222 other than the mirror surface 116, Part of the light beam 108 is the mirror surface 11
Detects whether 6 is missed.

【0082】 さて図22a〜22cを参照して、以下より詳細に記載される種々の方法で形
成される導電性ボンドによりストリップ222が基体212に接着される。導電
性ボンド276は基体212上のパッドを、ストリップ262222の捩りスキ
ャナ172のパッド194、198、202に強固に連結する。熱膨張係数が極
めて近くマッチしたストリップ222と基体212を形成する材料をフリップチ
ップボンドすることにより、導入されるストレス量は無視できる程度となり、そ
れによりストリップ222は平坦に保たれる。
22a-22c, strip 222 is adhered to substrate 212 by conductive bonds formed in various ways as described in more detail below. The conductive bond 276 rigidly couples the pad on the substrate 212 to the pad 194, 198, 202 of the torsion scanner 172 of the strip 262222. By flip-chip bonding the strip 222 and the material forming the substrate 212 that match very closely in thermal expansion coefficient, the amount of stress introduced is negligible, which keeps the strip 222 flat.

【0083】 導電性ボンド276は、半田、電気メッキ金属及び/又は導電性エポキシ材料
から作ることが出来る。導電性エポキシは導電性ボンド276に、ストリップ2
22と基体212間の熱膨張係数のミスマッチを吸収するしなやかな連接を与え
る。導電性エポキシはスクリーン印刷や、シリンジからの小出しが可能である。
突出するAuスタッドバンプ(stud bumps)や電気メッキ金属を導電
性エポキシ材料と共にストリップ222上の適宜位置に形成して、 1.ストリップ222と基体212の間の連接を良くする 2.ストリップ222と基体212の間の熱伝導率を大きくする ことが出来る。また、Auスタッドバンプを圧印加工で得ると、高さを均一に出
来、且つ/或いはエポキシとの機械的密着強さが増大するように成形することが
出来る利点が有る。
The conductive bond 276 can be made from solder, electroplated metal and / or conductive epoxy material. The conductive epoxy is attached to the conductive bond 276 and the strip 2
It provides a supple connection that absorbs the mismatch in the coefficient of thermal expansion between 22 and the base 212. The conductive epoxy can be screen-printed and dispensed from a syringe.
1. Forming protruding Au stud bumps or electroplated metal with conductive epoxy material at appropriate locations on the strip 222. 1. Improve the connection between the strip 222 and the base 212. The thermal conductivity between the strip 222 and the base 212 can be increased. Further, when the Au stud bump is obtained by coining, there is an advantage that the height can be made uniform and / or the mechanical adhesion strength with epoxy can be increased.

【0084】 導電性エポキシ材料は通常、酸化アルミ又は窒化アルミ等のセラミック最良を
用いて形成された基体212に良好に接着する。だが、導電性エポキシ材料はス
トリップ222とは同様の強い接着を形成しない。図22eの断面図に、切頭錐
体形状のトラフ278を異方性エッチング加工してウェーハ162のデバイスシ
リコン層162際の、ストリップ222上の接触パッド面の粗面化が示されてい
る。トラフ278は、導電性ボンド276と、トラフ278に位置する接触パッ
ドの間の面接着面積を増大し、それにより導電性ボンド276ストリップ222
により強固に錨留する。
The conductive epoxy material typically adheres well to a substrate 212 formed using a ceramic best such as aluminum oxide or aluminum nitride. However, the conductive epoxy material does not form the same strong bond as the strip 222. The cross-sectional view of FIG. 22e shows the roughening of the contact pad surface on the strip 222 during device silicon layer 162 of wafer 162 by anisotropically etching a truncated cone-shaped trough 278. The trough 278 increases the surface bond area between the conductive bond 276 and the contact pads located on the trough 278, thereby causing the conductive bond 276 strip 222
Anchor firmly.

【0085】 ストリップ222と基体212間の機械的密着強さを増大し、導電性ボンド2
76上の熱機械的ストレスを低減し、且つ導電性ボンド276を湿度等の環境要
因から守るため、ストリップ222と基体212の外周間の間隙を、図22bに
示すアンダーフィル[underfill]279によって除くことが出来る。
アンダーフィル材料が空洞276に入り込むの阻止するため、少なくともアンダ
ーフィル279が硬化するまで、ダムがそれ等を取り囲むようにしなければなら
ない。シリコンのようなしなやかな材料を用いて、基体212とストリップ22
2の間の熱膨張係数のミスマッチを吸収することが出来る。
The mechanical bond strength between the strip 222 and the base 212 is increased, and the conductive bond 2
To reduce thermomechanical stress on 76 and to protect conductive bond 276 from environmental factors such as humidity, the gap between strip 222 and the outer circumference of substrate 212 is removed by an underfill 279 shown in FIG. 22b. You can
To prevent the underfill material from entering the cavities 276, dams must surround them at least until the underfill 279 hardens. Using a flexible material such as silicon, the base 212 and the strip 22
It is possible to absorb the mismatch in the coefficient of thermal expansion between the two.

【0086】 基体212をシリコン又はポリシリコンから製造する場合その製造中に、図2
2dに示すように多数の極めて小さい導電性通路282をシリコンウェーハを通
して形成しても良い。その場合、Transducers 99,p.1500
にCalmes等により記載されているような工程が用いられる。標準的ボッシ
ュ強反応イオンエッチング法(RIE)を用いて、通路282の穴が先ずウェー
ハに形成される。これ等の穴は幅50ミクロン、深さ500ミクロンとして良い
。次いで、ウェーハは酸化されて電気絶縁性の酸化物層を形成し、これが穴を周
りのウェーハから分離する。次に、ウェーハ面に沿い、且つ穴内に導電性経路を
設けることにより、高度ドープポリシリコン層286を酸化物層284上に成長
させる。充分導電性のあるポリシリコン層286を得るには、ポリシリコン層2
86をリンで気相ドーピングする必要が有る。このようにして形成される導電性
ポリシリコン層286はウェーハの両側を連結する。要すれば、各通路の周りの
ポリシリコン層286を通してエッチングしてリング288を形成し、それによ
り通路282を互いに隔離することができる。基体212の導電性を増大し、ま
た通路282に対する電気接点の形成を容易にするため、基体212の一方又は
両側に適宜パターン化させた付加的金属層を設けることができる。
When the substrate 212 is manufactured from silicon or polysilicon, during the manufacturing process, as shown in FIG.
A number of very small conductive vias 282 may be formed through the silicon wafer as shown in 2d. In that case, Transducers 99, p. 1500
The process as described by Calmes et al. The holes in the vias 282 are first formed in the wafer using standard Bosch strong reactive ion etching (RIE). These holes may be 50 microns wide and 500 microns deep. The wafer is then oxidized to form an electrically insulating oxide layer that separates the holes from the surrounding wafer. Next, a highly doped polysilicon layer 286 is grown on oxide layer 284 by providing a conductive path along the wafer surface and within the hole. In order to obtain the polysilicon layer 286 having sufficient conductivity, the polysilicon layer 2
It is necessary to dope vapor phase doping of 86. The conductive polysilicon layer 286 thus formed connects both sides of the wafer. If desired, the passages 282 can be isolated from each other by etching through the polysilicon layer 286 around each passage to form a ring 288. Additional metal layers, suitably patterned, can be provided on one or both sides of substrate 212 to increase the conductivity of substrate 212 and to facilitate the formation of electrical contacts to passageway 282.

【0087】 通路282を含んだ基体212にストリップ222を取り付けたところを、図
22dが示している。ストリップ222と基体212の通路282間の電気的接
続(結線)はここでも、導電性ボンド276により形成される。リボンケーブル
226を形成するポリイミド及び銅シート294をエラストマ層292が、捩り
スキャナ172のストリップ222から最遠の基体212側面に固定している。
ボールグリッド(ballgrid)又はTABバンプ298が導電性経路28
2に接触して、ポリイミド及び銅シート294との電気的接続を形成している。
このようにして、極めて多数の接点を比較的低電気抵抗の通路282が基体21
2を通して連絡している。
FIG. 22 d shows the strip 222 attached to the substrate 212 that includes the passage 282. The electrical connection between the strip 222 and the passage 282 of the substrate 212 is again made by the conductive bond 276. An elastomer layer 292 secures the polyimide and copper sheet 294 forming the ribbon cable 226 to the side of the substrate 212 farthest from the strip 222 of the torsion scanner 172.
The ball grid or TAB bumps 298 are electrically conductive paths 28.
2 to form an electrical connection with the polyimide and copper sheet 294.
In this manner, the passage 282 having a relatively low electrical resistance is connected to the base 21 through a large number of contacts.
I am in contact through 2.

【0088】 基体212がポリシリコン又はパイレックス(登録商標)ガラスから製作され
る場合、エッチングして空洞272を形成することができる。だが、基体212
がセラミック材料又はパイレックスから成る場合、電極214を空洞272内の
表面に付着させなければならない。ストリップ222がセラミック等の材料のフ
ラットシートから製作される場合、図22fに示すようにスペーサ299を提供
する材料層がストリップ222と基体212の間に挿入されなければならない。
エッチングで形成された空洞272の無い基体212に対しては、プレート18
4と電極214の間に、プレート184が回転できるようにする精密制御間隙を
スペーサ299が設定する。アンダーフィル279が空洞272に入り込むのを
阻止するダムを提供するようにスペーサ299を配置することも出来る。スペー
サ299は、基体212に材料をスクリーン印刷し、次いでこの材料を適宜の厚
さになるまでラップ仕上げするようにして作ることが出来る。好ましくは、E.
I.du Pont de 光リソグラフィーでパターン化される乾燥塗膜の何れかを用いて、スペーサ29
9は作られる。同一又は異なる厚さの乾燥塗膜の数層を積層させて、スペーサ2
99に所望の厚みを与えることが出来る。乾燥塗膜をネガとして作用させる場合
には、一連のフィルムを積層させ、各積層後に現像せずに露出させ、それにより
錐体形状の構造を得ることが出来る。スペーサ299が基体212に固定された
ら、シリンジを用いて導電性ボンド用の導電性エポキシ材料を小出しするが、導
電性エポキシ材料は基体212がストリップ222に対向する前に硬化又はbス
テージ化を要しない。基体212とストリップ222間にこのように設定された
スペーサ299は、隣り合う捩りスキャナ172を機械的に隔離する。
If substrate 212 is made of polysilicon or Pyrex® glass, it can be etched to form cavities 272. However, the base 212
If is made of a ceramic material or Pyrex, the electrode 214 must be deposited on the surface within the cavity 272. If the strip 222 is made from a flat sheet of material such as ceramic, a layer of material providing spacers 299 must be inserted between the strip 222 and the substrate 212 as shown in Figure 22f.
For substrates 212 without etched cavities 272, plate 18
Spacers 299 set up a precisely controlled gap between plate 4 and electrode 214 that allows plate 184 to rotate. Spacer 299 can also be arranged to provide a dam that prevents underfill 279 from entering cavity 272. The spacers 299 can be made by screen printing a material on the substrate 212 and then lapping the material to a suitable thickness. Preferably, E.
I. du Pont de Using any of the dry coatings patterned by photolithography, spacers 29
9 is made. By stacking several layers of dry coating films of the same or different thickness, the spacer 2
99 can be given a desired thickness. When the dry coating is used as a negative, a series of films can be laminated and exposed after each lamination without development, resulting in a cone-shaped structure. Once the spacer 299 is secured to the substrate 212, a syringe is used to dispense a conductive epoxy material for the conductive bond, which requires curing or b-staging before the substrate 212 faces the strip 222. do not do. The spacer 299 thus set between the base 212 and the strip 222 mechanically separates the adjacent torsion scanners 172.

【0089】 図15に示したウェーハ162のハンドルシリコン層168の異方性エッチン
グにより露出される111面が形成する急傾斜側面302がフリップチップボン
ド形成に極めて有利なことが分かった。側面302はプレート184の裏側17
0上のミラー面116を製造中に損傷から充分に保護すると共にストリップ22
2を機械的に補強するだけでなく、約45°の角度でミラー面116に入射する
光ビーム108をこれ等急傾斜角が妨げることはまず無い。更に、集積回路(I
C)マスクに用いられるものと同様、ハンドルシリコン層168の裏側に有る極
薄層30に掻き傷が付くことによる汚染からミラー面116を保護する。
It has been found that the steep side surfaces 302 formed by the 111 surface exposed by anisotropic etching of the handle silicon layer 168 of the wafer 162 shown in FIG. 15 are extremely advantageous for flip chip bond formation. The side surface 302 is the back side 17 of the plate 184.
The mirror surface 116 on the zero is well protected from damage during manufacture and the strip 22
In addition to mechanically reinforcing 2, the steep angles are unlikely to interfere with the light beam 108 that is incident on the mirror surface 116 at an angle of about 45 °. Furthermore, an integrated circuit (I
C) protects the mirror surface 116 from contamination by scratching the ultra-thin layer 30 on the back side of the handle silicon layer 168, similar to that used in masks.

【0090】 ハンドルシリコン層168がミラー面116を囲繞して存在しているため、フ
リップチップ構成で捩りスキャナ172を取り付けると、図23に示すように光
散乱を減じることもでき、有利である。ミラー面116間で光ビーム108が切
り換わるとき、入射する迷光を有効に吸収する反射防止層312を、急傾斜側面
302とハンドルシリコン層168の囲繞裏側に被覆しても良い。急傾斜側面3
02はまた光ビーム108からの迷光を極めて大きな角度で散乱し、ミラー面1
16間で光ビーム108が切り換わるとき、光ビーム108が向かって伝搬する
側102a又は102bが迷光を受光するのを阻止する。
Since the handle silicon layer 168 is present surrounding the mirror surface 116, mounting the torsion scanner 172 in a flip-chip configuration is also advantageous because it can reduce light scattering as shown in FIG. When the light beam 108 switches between the mirror surfaces 116, an antireflection layer 312 that effectively absorbs incident stray light may be coated on the backside of the steeply inclined side surface 302 and the handle silicon layer 168. Steep side 3
02 also scatters stray light from the light beam 108 at an extremely large angle,
When the light beam 108 switches between 16, it blocks the side 102a or 102b through which the light beam 108 propagates from receiving stray light.

【0091】 図24に、これまで記載されたような、図2、4a、4b、5、6及び7に図
示の反射スイッチングモジュール100であって、光ビーム108が伝搬する光
路を完全に囲む環境ハウジング352に収容されたものを示す。上記のように、
反射スイッチングモジュール100は側102aと側102bを、そしてセット
118aとセット118bを機械的に連結し、これ等の厳密なアラインメントを
保持する。その環境を封止して反射スイッチングモジュール100を保護する環
境ハウジング352が温度調節を提供するようにし、反射スイッチングモジュー
ル100の安定した動作環境を維持するようにしても良い。環境ハウジング35
2を通して窒素等の調整された乾性ガスを流し、反射スイッチングモジュール1
00内で湿気が凝縮するのを阻止するようにしても良い。また、環境ハウジング
352を僅かに与圧して周囲の大気が反射スイッチングモジュール100に入る
のを阻止することもできる。また、米国特許第4528078に記載されたよう
な非飽和マイクロドライヤ353を環境ハウジング352が備え、反射スイッチ
ングモジュール100内の大気の湿度を制御するようにしても良い。環境ハウジ
ング352の壁を、リボンケーブル226のフィードスルー356が貫通してい
る。光ファイバ106の端部104近傍で固定された光ファイバコリメータ組立
体134は、環境ハウジング352を通って突出する収束ブロック152に直接
差し込まれている。環境ハウジング352内では、光学的ミスアラインメントの
可能性を減ずるため、リボンケーブル226の道筋が慎重に計画され、応力が反
射スイッチングモジュール100、特に支持フレーム224及び基体212に掛
かるのを回避している。
FIG. 24 is a reflection switching module 100, as previously described, shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7, where the environment completely surrounds the optical path traveled by the light beam 108. The one housed in the housing 352 is shown. as mentioned above,
Reflective switching module 100 mechanically connects sides 102a and side 102b and sets 118a and set 118b to maintain their precise alignment. An environmental housing 352 that encloses the environment and protects the reflective switching module 100 may provide temperature regulation to maintain a stable operating environment for the reflective switching module 100. Environmental housing 35
Flowing a regulated dry gas such as nitrogen through the reflection switching module 1
Moisture may be prevented from condensing in 00. The environmental housing 352 may also be slightly pressurized to prevent ambient air from entering the reflective switching module 100. The environmental housing 352 may also include an unsaturated micro dryer 353 as described in US Pat. No. 4,528,078 to control the humidity of the atmosphere within the reflective switching module 100. A feedthrough 356 of the ribbon cable 226 extends through the wall of the environmental housing 352. The fiber optic collimator assembly 134, which is secured near the end 104 of the fiber optic 106, is plugged directly into the converging block 152 which projects through the environmental housing 352. Within the environmental housing 352, the path of the ribbon cable 226 is carefully planned to reduce the potential for optical misalignment, avoiding stress on the reflective switching module 100, particularly the support frame 224 and substrate 212. .

【0092】光ファイバスイッチ 図25に、本発明によるモジュラ光ファイバスイッチを一般番号400を付し
て示す。光ファイバスイッチ400には標準的23インチ幅(遠隔)通信ラック
402)が備わり、その基部に環境ハウジング352が反射スイッチングモジュ
ール100を収容して位置付けられている。全捩りスキャナ172を収容する環
境ハウジング352はラック直下のフロア上の特殊台座に載り、極めて高い柔軟
性を有してラック402に連結されている。特殊台座上に載せて環境ハウジング
352を支持することにより、振動が最小化され、環境ハウジング352がフロ
アに熱的に連結されてその熱調節を向上させている。
Optical Fiber Switch FIG. 25 shows a modular optical fiber switch according to the present invention with a general reference number 400. The fiber optic switch 400 is equipped with a standard 23 inch wide (remote) communication rack 402), at the base of which an environmental housing 352 is positioned to house the reflective switching module 100. The environmental housing 352 that houses the full-twist scanner 172 is mounted on a special pedestal on the floor directly below the rack and is connected to the rack 402 with extremely high flexibility. By supporting the environmental housing 352 on a special pedestal, vibration is minimized and the environmental housing 352 is thermally coupled to the floor to improve its thermal regulation.

【0093】ポートカード 環境ハウジング352の上方でラック402に取り付けられているのは、光フ
ァイバ106の二重対を受容するのに適したポートカード406に含まれる多数
の複式ソケット404である。二重対の一つの光ファイバ106が一つの光ビー
ム108を光ファイバスイッチ400に持って行き、他の一つが光ファイバスイ
ッチ400から一つの光ビーム108を受け取る。ポートカード406はラック
402内で水平又は垂直の何れかの方向に配置され、直隣接するポートカード4
06に干渉させずに個別に取り出し又は取り付けができる。通信産業において慣
例であるように、ポートカード406はホットスワッパブルである。反射スイッ
チングモジュール100には予備ミラー面116間が入れられていようから、ミ
ラー面116間の幾つかが破損しても、光ファイバスイッチ400はその動作能
力を保持することができる。一般原則として、一つのポートカード406に接続
された光ファイバ106の全て又はそれより少ない任意数がそのポートカード4
06からの光ビーム108を受光することができることは直ちに明白である。同
様に、一つのポートカード406に接続された光ファイバ106の全て又はそれ
より少ない任意数が光ビーム108をそのポートカード406へ運べる。光ファ
イバ106を図26に示すように二重対で組織化することができるが、そのよう
に組織化する必要はない。
Mounted on the rack 402 above the port card environmental housing 352 are a number of duplex sockets 404 contained on a port card 406 suitable for receiving a duplex pair of optical fibers 106. One optical fiber 106 of the duplex pair carries one light beam 108 to the fiber optic switch 400, and the other receives one light beam 108 from the fiber optic switch 400. The port card 406 is arranged in the rack 402 in either a horizontal direction or a vertical direction, and directly adjacent to the port card 4
It can be individually taken out or attached without interfering with 06. As is customary in the communications industry, the port card 406 is hot swappable. Since the reflective switching module 100 may have a space between the spare mirror surfaces 116, even if some of the mirror surfaces 116 are broken, the optical fiber switch 400 can retain its operation capability. As a general rule, all or less of the optical fibers 106 connected to one port card 406 can be
It is immediately apparent that the light beam 108 from 06 can be received. Similarly, all or any number of optical fibers 106 connected to one port card 406 can carry a light beam 108 to that port card 406. Optical fiber 106 can be, but need not be, organized in double pairs as shown in FIG.

【0094】 図26のブロック図において、破線412の左側に有る全てのものはポートカ
ード406に含められ、破線414の右側に有る全てのものは反射スイッチング
モジュール100に含められている。破線412と414の間の領域はラック4
02のバックプレインを示している。各ポートカード406には、反射スイッチ
ングモジュール100の一部の動作を制御するの要するエレクトロニクス、アラ
インメントオプティックス及び電気オプティックスが備わる。斯くして、反射ス
イッチングモジュール100に含まれる全ての光ファイバ106がポートカード
406に接続する。同様に、ミラー面116に何れかの光ビーム108が入射す
る捩りスキャナ172の全てが基体212とリボンケーブル226を介してポー
トカード406に接続する。各ポートカード406を、その半分がこのポートカ
ード406から光ビーム108を受け取り、その半分が光ビーム108をこのポ
ートカード406に運ぶものと想定されている16個又は32個の光ファイバ1
06に接続するのが好ましいが、必ずしも必要でない。図26において、奇数番
号が付されている光ファイバ106、106、・・・、1062n−1が光
ビーム108を反射スイッチングモジュール100に運ぶ一方、偶数番号が付さ
れている光ファイバ106、106、・・・、1062nが反射スイッチン
グモジュール100からの光ビーム108を運ぶ。
In the block diagram of FIG. 26, everything to the left of dashed line 412 is included in port card 406, and everything to the right of dashed line 414 is included in reflective switching module 100. The area between the dashed lines 412 and 414 is rack 4
02 backplane is shown. Each port card 406 is equipped with the electronics, alignment optics and electrical optics required to control the operation of a portion of the reflective switching module 100. Thus, all the optical fibers 106 included in the reflective switching module 100 connect to the port card 406. Similarly, all of the torsion scanners 172 whose light beam 108 is incident on the mirror surface 116 are connected to the port card 406 via the substrate 212 and the ribbon cable 226. Sixteen or thirty-two optical fibers 1 each port card 406, half of which are supposed to receive the light beam 108 from this port card 406 and half of which carry the light beam 108 to this port card 406.
06 is preferred, but not necessary. In FIG. 26, the odd numbered optical fibers 106 1 , 106 3 , ..., 106 2n−1 carry the light beam 108 to the reflection switching module 100, while the even numbered optical fibers 106 1. 2 , 106 4 , ..., 106 2n carry the light beam 108 from the reflective switching module 100.

【0095】 ポートカード406には、光を供給し、光ファイバ106に連結して反射スイ
ッチングモジュール100をサーボアラインメントするのに用いられる光源42
2と方向性カプラ424が備わる。方向性カプラ424はまたは、反射スイッチ
ングモジュール100から受け取った光を光ファイバ106を介して光検出器4
26に供給する。また、ポートカード406には、駆動・感知・制御用エレクト
ロニクス432、例えばディジタル信号プロセッサ(DSP)がそれに随伴して
、電気信号をリボンケーブル226を介して基体212内の電極214と、基体
212に取り付けられた各捩りスキャナ172に含まれる捩りセンサ192a及
び192bとで交換する回路が備わる。駆動・感知・制御用エレクトロニクス4
32はミラー面116の配向を、適切な配向を確保するサーボループの具現化を
含んで制御し、またRS232データ通信リンク438を介して監視プロセッサ
436と通信する。
A light source 42 used to supply light to the port card 406 and connect it to the optical fiber 106 to servo align the reflective switching module 100.
2 and a directional coupler 424. The directional coupler 424 may alternatively receive light received from the reflective switching module 100 via the optical fiber 106 and the photodetector 4
26. Further, the port card 406 is accompanied by driving / sensing / control electronics 432, for example, a digital signal processor (DSP), and transmits an electric signal to the electrode 214 in the base 212 and the base 212 via the ribbon cable 226. A circuit for exchanging with the torsion sensors 192a and 192b included in each attached torsion scanner 172 is provided. Drive / sensing / control electronics 4
32 controls the orientation of mirror surface 116, including the implementation of servo loops to ensure proper orientation, and also communicates with supervisory processor 436 via RS232 data communication link 438.

【0096】 破線412と414の間のバックプレーンには、ポートカード406に対する
光ファイバ106の結線、好ましくは例えば12個、16個又はそれ以上の光フ
ァイバ106を連結する単一モード光ファイバリボンケーブル用多数ファイバ結
線が備わる。破線412と414の間のパックプレーンにはまた、リボンケーブ
ル226の全て、データ通信リンク438、及び駆動・感知・制御用エレクトロ
ニクス432の動作に要する電力線等のその他の結線も備わる。
The backplane between dashed lines 412 and 414 includes a connection of optical fibers 106 to the port card 406, preferably a single mode optical fiber ribbon cable connecting, for example, 12, 16 or more optical fibers 106. For use with multiple fiber connections. The pack plane between dashed lines 412 and 414 is also provided with all of the ribbon cables 226, data communication links 438, and other connections such as the power lines required to operate the drive, sense, and control electronics 432.

【0097】 一つがセット118aに有り、他方が118bに有る一対のミラー面116を
配向するのに、側102aに有る光ファイバ106と側102bに有る光ファイ
バ106の間に光ビーム108を連結するため、上記対を成す各ミラー面116
の2軸中心回転を特定する所定の角座標を用いて、これ等ミラー面116が適宜
、初期配向される。斯くして、NxN反射スイッチングモジュール100では、
反射スイッチングモジュール100に含まれる予備ミラー面116を無視すると
、各捩りスキャナ172に備わる捩りセンサ192a及び192bが生成する向
き信号に対して4xNの値を光ファイバスイッチ400が記憶しなければなら
ない。従って、反射スイッチングモジュール100には監視プロセッサ436に
維持される図27aのルックアップ(ルックアップ表)452が備わり、これが
向き信号に対し、光ファイバスイッチ400の動作寿命中であれば何時でも用い
られる4xNの値を記憶している。
A light beam 108 is coupled between an optical fiber 106 on side 102a and an optical fiber 106 on side 102b to orient a pair of mirror surfaces 116, one in set 118a and the other in 118b. Therefore, each mirror surface 116 forming the above pair
These mirror surfaces 116 are appropriately initially oriented using predetermined angular coordinates that specify the biaxial center rotation of the. Thus, in the NxN reflection switching module 100,
Ignoring the auxiliary mirror surface 116 included in the reflective switching module 100, the fiber optic switch 400 must store a value of 4 × N 2 for the orientation signal generated by the torsion sensors 192a and 192b provided in each torsion scanner 172. Accordingly, the reflective switching module 100 is provided with the look-up table 452 of FIG. 27a maintained by the monitoring processor 436, which is used for orientation signals at any time during the operational life of the fiber optic switch 400. The value of 4 × N 2 is stored.

【0098】 各捩りスキャナ172に備わる捩りセンサ192a及び192bが生成する向
き信号に対する4xNの値の初期決定は、分析的(解析的)に行えば良い。光
ファイバスイッチ400の組み立て中に、解析的に決定された座標及び向き信号
を微同調して製造許容差等に順応させる。更に、光ファイバスイッチ400の動
作寿命を通して、これ等の座標と向き信号は要すれば更新しても良い。従って、
ルックアップ452には、座標と向き信号の初期値に対する補償データ、例えば
捩りセンサ192a及び192bの温度係数は充分特徴付けられるから、センサ
オフセットや温度補償が記憶される。
The initial determination of the value of 4 × N 2 for the orientation signals generated by the torsion sensors 192a and 192b included in each torsion scanner 172 may be performed analytically. During assembly of the optical fiber switch 400, the analytically determined coordinate and orientation signals are fine tuned to accommodate manufacturing tolerances and the like. Furthermore, throughout the operational life of the optical fiber switch 400, these coordinates and orientation signals may be updated if desired. Therefore,
The look-up 452 stores sensor offsets and temperature compensation because the compensation data for the initial values of the coordinate and orientation signals, such as the temperature coefficients of the torsion sensors 192a and 192b, are well characterized.

【0099】 光ファイバスイッチ400の一優先具体例においては、各ミラー面116の向
きを制御するに際し、捩りセンサ192a及び192bが発生する向き信号を周
波数のより高いサーボシステムが用いる。この高域周波サーボシステムの周波数
応答は、光ファイバ106の或る対(ペアリング)を他の一つに切り換えるとき
、ミラー面116の各対を正確に向き付けることができる。また、広域周波サー
ボシステムによれば、機械的衝撃や振動があっても、全ミラー面116の向きが
保たれる。光ファイバスイッチ400の動作中に各対のミラー面116の正確な
配向を確保するため、以下詳細に記載される低域周波光フィードバックサーボを
もこの光ファイバスイッチ400が採用する。
In one preferred embodiment of the optical fiber switch 400, the orientation signals generated by the torsion sensors 192a and 192b are used by the servo system having a higher frequency in controlling the orientation of each mirror surface 116. The frequency response of this high frequency servo system allows each pair of mirror surfaces 116 to be accurately oriented when switching one pair of optical fibers 106 to another. Further, according to the wide frequency servo system, the orientations of all the mirror surfaces 116 are maintained even if there is mechanical shock or vibration. To ensure the correct orientation of each pair of mirror surfaces 116 during operation of the fiber optic switch 400, the fiber optic switch 400 also employs the low frequency optical feedback servo described in detail below.

【0100】 一つがセット118aに有り、他方が118bに有る一対のミラー面116を
初期配向するに際し、側102aに有るある光ファイバ106と側102bに有
る他の光ファイバ106との間に一つの光ビーム108を連結するため、向き信
号の記憶値がルックアップ452からそれぞれ、信号をポートカード406と交
換する各捩りスキャナ172に対してポートカード406に備わる二つの2軸サ
ーボ454に送信される。各2軸サーボ454は駆動信号をリボンケーブル22
6を介して、基体212に備わる電極214に送信して、ミラー面116を所定
向きまで回転させる。各捩りスキャナ172に備わる二つの捩りセンサ192a
及び192bがそれぞれの向き信号を、リボンケーブル226を介してそれぞれ
の2軸サーボ454に送信して戻す。2軸サーボ454はそれぞれ、それぞれに
随伴する捩りセンサ192a及び192bから受け取った向き信号を、ルックア
ップ452から受け取った向き信号の値と比較する。ルックアップ452から受
信の向き信号記憶値と、2軸サーボ454がそれぞれの捩りセンサ192a及び
192bから受信した向き信号との間に差があると、2軸サーボ454は電極2
14に送信駆動信号を適宜修正してかかる差を減じる。
When initially aligning a pair of mirror surfaces 116, one on set 118a and the other on 118b, one is placed between one optical fiber 106 on side 102a and another optical fiber 106 on side 102b. To couple the light beam 108, the stored value of the orientation signal is sent from the lookup 452 to two two-axis servos 454 provided on the port card 406 for each torsion scanner 172 that exchanges the signal with the port card 406, respectively. . Each 2-axis servo 454 sends a drive signal to the ribbon cable 22.
The signal is transmitted to the electrode 214 provided on the substrate 212 via 6 to rotate the mirror surface 116 to a predetermined direction. Two torsion sensors 192a provided in each torsion scanner 172.
And 192b send their respective orientation signals back to their respective two-axis servos 454 via ribbon cables 226. Each two-axis servo 454 compares the orientation signal received from the respective associated torsion sensor 192a and 192b with the value of the orientation signal received from the lookup 452. If there is a difference between the stored direction signal value received from the lookup 452 and the direction signal received by the two-axis servo 454 from the respective torsion sensors 192a and 192b, the two-axis servo 454 will cause the electrode 2 to move.
The transmit drive signal is modified accordingly to 14 to reduce such differences.

【0101】 図27bに、2軸サーボ454のX軸又はY軸である、二つの同一チャネルの
一方を示す。同図に示され、また前記したように、ポートカード406に備わる
電流源462が電流を、捩りスキャナ172の直列接続捩りセンサ192a及び
192bに供給する。捩りセンサ192a及び192bの一方又は他方、図27
の例ではX軸捩りセンサ192bからの差分出力信号が平行して、ポートカード
406に備わる計測増幅器463にリボンケーブル226を介して供給される。
X軸捩りセンサ192bが生成した信号に比例する出力信号を、計測増幅器46
3が誤差増幅器464に送信する。
FIG. 27 b shows one of the two identical channels, the X-axis or the Y-axis of the biaxial servo 454. As shown in the figure and as described above, the current source 462 provided on the port card 406 supplies current to the series-connected torsion sensors 192a and 192b of the torsion scanner 172. One or the other of the torsion sensors 192a and 192b, FIG.
In this example, the differential output signal from the X-axis torsion sensor 192b is supplied in parallel to the measurement amplifier 463 provided in the port card 406 via the ribbon cable 226.
The output signal proportional to the signal generated by the X-axis torsion sensor 192b is supplied to the measurement amplifier 46.
3 transmits to the error amplifier 464.

【0102】 上記のように、ポートカード406が備える駆動・感知・制御エレクトロニク
スには、ランダムアクセスメモリ(RAM)466に記憶されたコンピュータプ
ログラムを実行するDSP465が備わる。RAM466にはまた、監視プロセ
ッサ436に維持されたルックアップ452から供給されてい、ミラー面116
の向きを特定する向き信号値も記憶されている。DSP465が実行するコンピ
ュータプログラムは、X軸又はY軸の適宜何れかである角座標を検索し、それを
ディジタル−アナログ変換器(DAC)467に送信する。DAC465はDS
P465から受信したディジタルデータ形式の角座標をアナログ信号に変換し、
これを誤差増幅器464の入力に送信する。
As described above, the drive / sensing / control electronics included in the port card 406 includes a DSP 465 that executes a computer program stored in random access memory (RAM) 466. RAM 466 is also supplied by look-up 452 maintained by surveillance processor 436 to mirror surface 116.
A direction signal value that specifies the direction of is also stored. The computer program executed by the DSP 465 retrieves angular coordinates on either the X-axis or the Y-axis as appropriate and sends them to a digital-to-analog converter (DAC) 467. DAC465 is DS
Convert the digital data format angular coordinates received from P465 into an analog signal,
This is transmitted to the input of the error amplifier 464.

【0103】 誤差増幅器464の出力は角座標を表すアナログ信号と、X軸捩りセンサ19
2bが生成した信号に比例する計測増幅器463からの信号との差に比例する信
号を積分回路472に送信する。増幅器473と抵抗474及びコンデンサ47
5の回路網とから成る積分回路472は出力信号を直接、加算増幅器476aの
入力及び反転増幅器477に送る。反転増幅器477は出力を第二の加算増幅器
476bの入力に送る。積分回路472から直接、そして積分回路472から反
転増幅器477を介して間接的にそれぞれ受信する信号に加えて、固定バイアス
電圧をも加算増幅器476a及び476bは受け取る。加算増幅器476a及び
476bは、それぞれの入力信号の和に比例する出力信号をそれぞれ、一対の高
電圧増幅器478の入力に送る。高電圧増幅器478はそれぞれ、駆動信号をリ
ボンケーブル226を介して捩りスキャナ172のX軸電極又はY軸電極の何れ
かに送る。
The output of the error amplifier 464 is the analog signal representing the angular coordinates and the X-axis torsion sensor 19
A signal proportional to the difference from the signal from the measurement amplifier 463 proportional to the signal generated by 2b is transmitted to the integrating circuit 472. Amplifier 473, resistor 474, and capacitor 47
An integrator circuit 472, consisting of 5 networks, sends the output signal directly to the input of summing amplifier 476a and to inverting amplifier 477. Inverting amplifier 477 feeds the output to the input of second summing amplifier 476b. In addition to the signals received directly from integrating circuit 472 and indirectly from integrating circuit 472 via inverting amplifier 477, summing amplifiers 476a and 476b also receive a fixed bias voltage. Summing amplifiers 476a and 476b send output signals proportional to the sum of their respective input signals to the inputs of a pair of high voltage amplifiers 478, respectively. Each high voltage amplifier 478 sends a drive signal via ribbon cable 226 to either the X-axis electrode or the Y-axis electrode of torsion scanner 172.

【0104】 このようにして、2軸サーボ454は捩りスキャナ172の電極214に、加
算増幅器476a及び476bに供給されるバイアス電圧の設定する電圧より対
称的にそれぞれ大きい、また小さい駆動信号を供給する。更に、2軸サーボ45
4が電極214に供給する駆動信号は適宜修正され、捩りセンサ192a及び1
92bからの出力信号とルックアップ452で特定される向き信号値との間の差
を減ずる。
In this manner, the two-axis servo 454 supplies the electrode 214 of the torsion scanner 172 with driving signals that are symmetrically larger and smaller than the voltage set by the bias voltage supplied to the summing amplifiers 476a and 476b. . 2-axis servo 45
The drive signal supplied to the electrode 214 by the electrode 4 is appropriately modified so that the torsion sensors 192a and 1
The difference between the output signal from 92b and the orientation signal value specified in lookup 452 is reduced.

【0105】 室温での単結晶シリコンは塑性変形を蒙らず、転位が無く、損失が無く、疲労
を示さないから、この材料から成る捩り撓みヒンジ176及び捩りバーヒンジ1
82は機械的特性が何年もの間、安定している。従って、捩り撓みヒンジ176
及び捩りバーヒンジ182の長期間安定性と捩りセンサ192a及び192bを
組み合わせることにより、ルックアップ452が2軸サーボ454対に供給する
向き信号値による、ミラー面116各対のほぼ正確なアラインメントを確実に行
える。
Since single crystal silicon at room temperature does not undergo plastic deformation, is free of dislocations, has no loss and does not exhibit fatigue, the torsional flexure hinge 176 and torsion bar hinge 1 made of this material.
82 has stable mechanical properties for many years. Therefore, the torsion flexure hinge 176
And the long-term stability of the torsion bar hinge 182 in combination with the torsion sensors 192a and 192b ensures a nearly accurate alignment of each pair of mirror surfaces 116 by the orientation signal value that the lookup 452 supplies to the two-axis servo 454 pair. You can do it.

【0106】 だが、前記463特許及び153特許に開示されているように、光サーボルー
プを光ファイバスイッチに含ませると、正確なアラインメントがほぼでなく、確
実になる。かかる光サーボループを具現できるようにするため、図26に示すよ
うに、光ファイバスイッチ400に備わる各ポートカード406には各光ファイ
バ106に対して、一つの方向性カプラ424が一つの光検出器426と共に備
わる。各方向性カプラ424は、この方向性カプラ424に備わる一つの光ファ
イバを通って伝搬する光の約5〜10%を他の光ファイバに連結し、その光の9
5〜90%が初めの光ファイバに残る。従って、光源422がオンになると、光
源422から方向性カプラ424に放出される光の5〜10%は入り光ファイバ
106、例えば光ファイバ106に入り、光ファイバ106に沿い反射スイッ
チングモジュール100に向かって既に伝搬している他の光何れかの95〜90
%と共に、反射スイッチングモジュール100に送信される。反射スイッチング
モジュール100は入り光ファイバ106、例えば光ファイバ106からのこ
の複合光を出光ファイバ106、例えば光ファイバ106に連結する。出光フ
ァイバ106、例えば光ファイバ106に随伴する方向性カプラ424に到達
すると、反射スイッチングモジュール100から受信する光の5〜19%は光フ
ァイバ106から方向性カプラ424を通って、その方向性カプラ424に接続
された光検出器426に至る。要すれば、光ファイバスイッチ400は、光を光
ファイバ106に導入して反射スイッチングモジュール100を通して送信し、
次いで送信光の一部を回収する能力を利用して、特定対のミラー面116の初期
動作状態を分析、調整する。
However, the inclusion of an optical servo loop in an optical fiber switch, as disclosed in the 463 and 153 patents, ensures accurate alignment, rather than near. In order to implement such an optical servo loop, as shown in FIG. 26, one directional coupler 424 and one optical detection are provided for each optical fiber 106 in each port card 406 included in the optical fiber switch 400. It is provided with the vessel 426. Each directional coupler 424 couples about 5 to 10% of the light propagating through one optical fiber provided in this directional coupler 424 to another optical fiber, and
5-90% remains in the original optical fiber. Therefore, when the light source 422 is turned on, 5-10% of the light emitted from the light source 422 to the directional coupler 424 enters the incoming optical fiber 106, eg, the optical fiber 106 1 and travels along the optical fiber 106 to the reflective switching module 100. 95-90 of any other light already propagating towards
% To the reflection switching module 100. The reflective switching module 100 couples this composite light from an incoming optical fiber 106, eg optical fiber 106 1, to an outgoing optical fiber 106, eg optical fiber 106 2 . Idemitsu fiber 106, for example, upon reaching the directional coupler 424 associated to the optical fiber 106 2, 5 to 19% of the light received from the reflective switching module 100 through the directional coupler 424 from the optical fiber 106, the directional coupler To a photodetector 426 connected to 424. If desired, the optical fiber switch 400 introduces light into the optical fiber 106 and transmits it through the reflective switching module 100,
The ability to collect a portion of the transmitted light is then utilized to analyze and adjust the initial operating conditions of the particular pair of mirror surfaces 116.

【0107】 光ファイバスイッチ400のこの光サーボ部の動作を考察する場合、光サーボ
は一対のミラー面116アラインメントするが、これはアラインメント光がこの
ミラー面116の対を通って伝搬する方向、即ち入り光ファイバ106から出光
ファイバ106へ、或いはその逆、に拘わらないことを着目することが重要であ
る。従って、一般原則として、ポートカード406は、光ファイバスイッチ40
0に備わる光ファイバ106の半分、例えば全入り光ファイバ106又は全出光
ファイバ106のみに光源422が備わることを要する。だが、通信システムに
おける光ファイバスイッチ400の柔軟で、信頼性のある動作を容易にするため
、全方向性カプラ424、即ち入り光ファイバ106と出光ファイバ106に接
続される両種のものに光源422が備わるようにすることができる。
When considering the operation of this optical servo section of the optical fiber switch 400, the optical servo aligns a pair of mirror surfaces 116, which is the direction in which the alignment light propagates through the pair of mirror surfaces 116. It is important to pay attention not to be concerned with the incoming optical fiber 106 to the outgoing optical fiber 106 or vice versa. Therefore, as a general rule, the port card 406 is the fiber optic switch 40.
It is necessary to provide the light source 422 only to half of the optical fibers 106 provided in 0, for example, the all-in optical fiber 106 or all-out optical fiber 106. However, in order to facilitate the flexible and reliable operation of the optical fiber switch 400 in a communication system, the omnidirectional coupler 424, ie, both sources connected to the incoming optical fiber 106 and the outgoing optical fiber 106, has a light source 422. Can be provided.

【0108】 初めにミラー面116の対を位置合わせするとき、入り光ファイバ106に沿
って十分な光が伝搬してくるのを光ファイバ・スイッチ400が検出すると、光
ファイバ・スイッチ400は位置合わせのためにこの入射光を用いる。だが、入
り光ファイバ106に沿って伝搬してくる光が不十分であれば、光源422から
光ファイバ106に連結された光は極低周波数で強度変調、例えばオン・オフ切
り換えられ、そして光検出器426の生成する信号が分析され、出光ファイバ1
06での変調の存否が検出される。光源422からの光が位置合わせに用いられ
る場合、出光ファイバ106が通るポートカード406は強度変調された光が光
ファイバ・スイッチ400から出ていかないようにする。ポートカード406の
出力部に1x2スイッチが備わり、光源422の発生する変調光が空き端光ファ
イバに向けられれば、出光ファイバ106上の光を光ファイバ・スイッチ400
内に留めることが出来る。異なる光源422の発生する光を異なる仕方で、例え
ば異なる周波数で、又は異なるパターンに変調することにより反射型スイッチン
グモジュール100は、端部104の対の間に光ビーム108を連結するミラー
面116の多くの異なる対の初期位置合わせ(アラインメント)を同時に行え、
また特定の接続が正しいことを確かめることも出来るようになる。
When first aligning the pair of mirror surfaces 116, the optical fiber switch 400 detects that sufficient light has propagated along the incoming optical fiber 106 and the optical fiber switch 400 then aligns. This incident light is used for. However, if the light propagating along the incoming optical fiber 106 is insufficient, the light coupled from the light source 422 to the optical fiber 106 may be intensity modulated at an extremely low frequency, eg, switched on and off, and photodetected. The signal generated by the instrument 426 is analyzed and the optical fiber 1
The presence or absence of modulation at 06 is detected. When the light from the light source 422 is used for alignment, the port card 406 through which the output fiber 106 passes prevents the intensity modulated light from exiting the fiber optic switch 400. If the output of the port card 406 is equipped with a 1 × 2 switch and the modulated light generated by the light source 422 is directed to the vacant-end optical fiber, the light on the optical output fiber 106 is switched to the optical fiber switch 400.
You can keep it inside. By modulating the light generated by the different light sources 422 differently, eg, at different frequencies or in different patterns, the reflective switching module 100 may include a mirror surface 116 that couples the light beam 108 between the pair of ends 104. Many different pairs of initial alignment can be done at the same time,
You will also be able to verify that a particular connection is correct.

【0109】 さて図26aを参照して、ポートカード406のあらゆる方向性カプラ424
からの出力が光をテレコム信号強度光検出器482に供給している。入り又は出
光ファイバ106であるかに拘わらず、光ファイバ106に沿って伝搬して反射
スイッチングモジュール100に入る光の一部をあらゆるテレコム信号強度光検
出器482が受信し、それに応答する。斯くして、光源422からの強度変調光
を用いる等して一対のミラー面116の初期位置合わせが完了した後、二つのテ
レコム信号強度光検出器482から出力信号が、ミラー面116を正確に位置合
わせするためポートカード406が光を光源422から供給すべきか、或いは入
り光ファイバ106が正確な光学的アラインメントを得るに充分な強度のテレコ
ム信号信号を運んでいるかどうかを告げる。二つの光ファイバ106の何れもが
正確な光学的アラインメントを得るに充分な光を運んでいないことをテレコム信
号強度光検出器482からの信号が告げれば、ポートカード406は光源422
をオンにし、必要な光を得るようにし、さもなければ入り光ファイバ106に有
る光がこの目的に使われる。
Now referring to FIG. 26 a, any directional coupler 424 of the port card 406.
Output provides light to a telecom signal strength photodetector 482. Any telecom signal strength photodetector 482 receives and responds to a portion of the light that propagates along the optical fiber 106 and enters the reflective switching module 100, whether the incoming or outgoing optical fiber 106. Thus, after the initial alignment of the pair of mirror surfaces 116 is completed, such as by using the intensity-modulated light from the light source 422, the output signals from the two telecom signal intensity photodetectors 482 accurately reflect the mirror surfaces 116. Tells whether the port card 406 should provide light from the light source 422 for alignment, or if the incoming optical fiber 106 is carrying a telecom signal signal of sufficient strength to obtain accurate optical alignment. If the signal from the telecom signal strength photodetector 482 indicates that neither of the two optical fibers 106 is carrying sufficient light for accurate optical alignment, the port card 406 will cause the light source 422 to
Is turned on to obtain the required light, otherwise the light present on the incoming optical fiber 106 is used for this purpose.

【0110】 図26aに示す光源422から光ファイバ106に導入される光を用いる一つ
の手法は、光源422として比較的廉価なレーザダイオードからの850nm光
を用いることを想定している。この手法では、赤波長の光に感応性のあるアライ
ンメント光検出器484は廉価なシリコン光検出器であって良い。だが、光源4
22の発生する850nm光に加えて、出力(パワー)が光源422の発生する
するものより大きい光通信波長、例えば1310Å又は1550Åの光を入り光
ファイバ106が運ぶようにしても良い。光源4222j−1が発生し、光ファ
イバ1062j−1を介して反射スイッチングモジュール100に供給される8
50nmアラインメント光を光通信波長から確実に分離するため、反射スイッチ
ングモジュール100からポートカード406が受け取る光の一部を放出する方
向性カプラ424の出力はかかる光を二色性ミラー4862jに向ける。二色性
ミラー4862jは850nmアラインメント光をアラインメント光検出器48
74に反射すると共に、光通信波長の光を通過させ、テレコム信号監視光検出器
488に向かわせる。反射スイッチングモジュール100が完全に二方向性であ
って、どの光ファイバ106も任意の瞬間、入り又は出光ファイバ106になる
ものであれば、二色性ミラー4862j−1を方向性カプラ4242j−1と共
に用いて、光源4222j−1からの光を、テレコム信号監視光検出器488
j−1が受け取る光通信波長の光から分離すべきである。
One technique for using the light introduced into the optical fiber 106 from the light source 422 shown in FIG. 26a assumes that the light source 422 uses 850 nm light from a relatively inexpensive laser diode. In this approach, the alignment wavelength photodetector 484 sensitive to red wavelength light may be an inexpensive silicon photodetector. But light source 4
In addition to the 850 nm light generated by 22, the input optical fiber 106 may carry light having an optical communication wavelength whose output (power) is larger than that generated by the light source 422, for example, 1310Å or 1550Å. The light source 422 2j-1 is generated and supplied to the reflection switching module 100 via the optical fiber 106 2j-1 8
The output of the directional coupler 424, which emits some of the light received by the port card 406 from the reflective switching module 100, directs such light to the dichroic mirror 486 2j to ensure separation of the 50 nm aligned light from the optical communication wavelength. The dichroic mirror 486 2j aligns the 850 nm alignment light with the alignment photodetector 48.
The light of the optical communication wavelength is transmitted while being reflected by 74, and is directed to the telecom signal monitoring photodetector 488. If the reflective switching module 100 is completely bidirectional, and any optical fiber 106 can be the incoming or outgoing optical fiber 106 at any given moment, then the dichroic mirror 486 2j-1 can be coupled to the directional coupler 424 2j-. 1 is used together with the light from the light source 422 2j-1 to detect the telecom signal monitoring photodetector 488 2
It should be separated from the light of the optical communication wavelength that j-1 receives.

【0111】 幾つかの理由で、対であるミラー面116の正確な光学的アラインメントを初
めに完了させて反射スイッチングモジュール100を介して入り光ファイバ10
6と出光ファイバ106間の接続を成してから、周期的にアラインメントを検査
するのに、光源422をオフにし、光通信波長で光ファイバスイッチ400に入
来する光を用いるのが有利のようである。光源422と光検出器426が、図2
6aに示す通り残る。このように動作すると、テレコム信号強度光検出器482
は複式ソケット404を介して光ファイバスイッチ400に入来する光通信波長
の光を先ず受け取って、光の損失又は入来光の変調低下を検出する。光ファイバ
スイッチ400のかかる動作中、テレコム信号監視光検出器488とテレコム信
号強度光検出器482が協働して、反射スイッチングモジュール100を通って
送られる光の特性を周期的に監視、維持する。捩りセンサ192a及び192b
から2軸サーボ454に供給される向き信号が長期間、例えば何時間に亘ってミ
ラー面116を適切なアラインメントに維持することを試験が立証している。従
って、対を成すミラー面116の正確な光学的アラインメントが達せられた後は
、捩りセンサ192a及び192bのドリフト、温度変化、支持フレーム224
、またおそらくは基体212をも含んで反射スイッチングモジュール100の機
械的クリープ等を補償するのに、頻度のかなり低い調整で済む。
For several reasons, the precise optical alignment of the mating mirror surfaces 116 is first completed to enter the optical fiber 10 through the reflective switching module 100.
It is advantageous to turn off the light source 422 and use light coming into the fiber optic switch 400 at the optical communication wavelength to periodically check the alignment after making the connection between the optical fiber 6 and the output fiber 106. Is. The light source 422 and the photodetector 426 are shown in FIG.
It remains as shown in 6a. When operated in this way, the telecom signal strength photodetector 482
First receives light of an optical communication wavelength that enters the optical fiber switch 400 via the duplex socket 404, and detects a loss of light or a modulation reduction of incoming light. During such operation of the fiber optic switch 400, the telecom signal monitoring photodetector 488 and the telecom signal intensity photodetector 482 cooperate to periodically monitor and maintain the characteristics of the light sent through the reflective switching module 100. . Torsional sensors 192a and 192b
Tests have demonstrated that the orientation signal supplied to the two-axis servo 454 from the device maintains the mirror surface 116 in proper alignment for extended periods of time, eg, hours. Thus, after accurate optical alignment of the paired mirror surfaces 116 is reached, the drift, temperature change, and support frame 224 of the torsion sensors 192a and 192b may occur.
, And possibly also the substrate 212, to compensate for mechanical creep and the like of the reflective switching module 100, requiring a fairly infrequent adjustment.

【0112】 850nmの光源422から供給されるアラインメント光を検出するもう一つ
の手法においては、二色性ミラー4862jとそれに随伴する光検出器484及
び484を、図26bに示す複合サンドイッチ光検出器で置き換えることができ
る。同図に示す複合サンドイッチ光検出器はシリコン光検出器492を、ゲルマ
ニウム(Ge)又はインジウム・ガリウム・砒素化合物(InGaAs)光検出
器等の長波長光検出器494上に取り付けたものである。複合サンドイッチ光検
出器は短いアラインメント波長を、シリコン光検出器492で吸収する。だが、
光通信光の長波長はシリコン光検出器492を事実上、減衰せずに通り、長波長
光検出器494で吸収される。複合サンドイッチ光検出器を用いると、これ等二
信号は完全に分離される。InGaAs光検出器を第二Ge光検出器で置き換え
て長波長光を検出することができるが、InGaAs光検出器より感度が低下す
る。だが、アラインメントのため850nm光を用いることに付随して、方向性
カプラ424が多モードデバイスとなって光ファイバ106に繋がれ、また光フ
ァイバ106から外される光の部分が時間に対して変化すると云う困難がある。
Another approach to detecting the alignment light provided by the 850 nm light source 422 is to use a dichroic mirror 486 2j and its associated photodetectors 484 and 484 as the composite sandwich photodetector shown in FIG. 26b. Can be replaced with In the composite sandwich photodetector shown in the same figure, a silicon photodetector 492 is mounted on a long wavelength photodetector 494 such as a germanium (Ge) or indium gallium arsenide (InGaAs) photodetector. The composite sandwich photodetector absorbs short alignment wavelengths at the silicon photodetector 492. However,
The long wavelength of the optical communication light passes through the silicon photodetector 492 without being substantially attenuated, and is absorbed by the long wavelength photodetector 494. With a composite sandwich photodetector, these two signals are completely separated. The InGaAs photodetector can be replaced with a second Ge photodetector to detect long wavelength light, but the sensitivity is lower than that of the InGaAs photodetector. However, with the use of 850 nm light for alignment, the directional coupler 424 becomes a multimode device that is coupled to the optical fiber 106, and the portion of the light that leaves the optical fiber 106 changes over time. Then there is the difficulty.

【0113】 対を成すミラー面116の正確な光学的アラインメントを用いるため850n
m光を用いることに付随する困難を回避するため、光源422から光通信波長の
光、例えば1310Å又は1550Åを供給することができ、適切である。これ
等の波長の光は廉価なvcsellにより得られる。vcsellはかかる光の
高価なレーザ源の正確な波長又は安定性に欠けるが、対を成すミラー面116の
光学的アラインメントを得るのに、レーザ源が提供する精度と安定性は必要とさ
れない。光通信波長の光を用いることには、アラインメント光検出器484を省
くことができること、及び方向性カプラ424の結合係数が850nm光にもの
より高く、安定であると云う利点が有る。従って、vcsellでは光学的アラ
インメントを得るのに、850nm光より少ない光と出力で済む。
850n to use exact optical alignment of paired mirror surfaces 116
In order to avoid the difficulties associated with using m-light, it is possible and appropriate to be able to provide light of the optical communication wavelength from the light source 422, eg 1310Å or 1550Å. Light of these wavelengths can be obtained by an inexpensive vccell. Although vcsell lacks the precise wavelength or stability of such an expensive laser source of light, the precision and stability provided by the laser source is not required to obtain the optical alignment of the paired mirror surfaces 116. The use of light of the optical communication wavelength has the advantage that the alignment photodetector 484 can be omitted and that the coupling coefficient of the directional coupler 424 is higher than that of 850 nm light and is stable. Therefore, vcsell requires less than 850 nm light and power to obtain optical alignment.

【0114】 どの光ファイバ106もポートカード406を通るから、光ファイバ・スイッ
チ400の製造コストのかなりの部分はポートカード406のコストになる。従
って、ポートカード406のコストを出来るだけ少なくすることが経済的に有利
である。斯くして、各対を成すミラー面116の初期光学的アラインメントが光
源422に対して光通信波長の光を発生する高価なレーザの使用を要するなら、
1xN光スイッチを用いて方向性カプラ424間でその源のコストを分担させて
も良い。かかる1xN光スイッチは全ポートカード406に光を供給するため、
極めて大きくなろう。或いはまた、信頼性の向上のため、光ファイバスイッチ4
00がより小さい1xN光スイッチを持つ数個のかかる光通信レーザを備え、そ
の各々が一つのポートカード406に備わる方向性カプラ424のみに光を供給
するようにしても良い。
Since any fiber optic 106 goes through the port card 406, a significant portion of the cost of manufacturing the fiber optic switch 400 is at the cost of the port card 406. Therefore, it is economically advantageous to reduce the cost of the port card 406 as much as possible. Thus, if the initial optical alignment of each pair of mirror surfaces 116 requires the use of an expensive laser to generate light at the optical communication wavelength for the light source 422,
The source cost may be shared among the directional couplers 424 using a 1xN optical switch. Since such a 1 × N optical switch supplies light to all port cards 406,
It will be extremely large. Alternatively, in order to improve reliability, the optical fiber switch 4
It is also possible to have several such optical communication lasers with 1xN optical switches where 00 is smaller, each of which supplies light only to the directional coupler 424 provided in one port card 406.

【0115】 これまでの記載では、ポートカード406に方向性結合器424を用いて、光
を光ファイバ106に入射し、光ファイバ106から光を取り出すようにしてい
る。方向性結合器424はかなり高価な部品であるから、それ等のコストを低減
することは有利である。図26c及び図26dは光を光ファイバ106に入射し
、光ファイバ106から光を取り出すのに、光ファイバの溶着に通常用いられて
いる低コスト曲がりファイバ・タップ495を用いたものを示している。
In the description so far, the directional coupler 424 is used in the port card 406 to cause light to enter the optical fiber 106 and to extract light from the optical fiber 106. Since the directional coupler 424 is a fairly expensive component, it would be advantageous to reduce their cost. FIGS. 26c and 26d show the use of a low cost bent fiber tap 495 typically used to weld optical fibers to direct light into and out of the optical fiber 106. .

【0116】 図26cの例では、十分に小さい溝付きマンドレルの周りを各入り光ファイバ
1062j−1が曲がって、当該技術で周知のように光が光ファイバ106から
射出するようにする。この技術によれば、光源422から放出された光の光ファ
イバ1062j−1のコアや外装(クラッド)に入射することも、外装は多モー
ド光伝搬を許容するのでこれはそれほど望ましくないものの、出来る。その場合
、光ファイバ1062j−1のコア内を伝搬する光は、一対のミラー面116に
よって出光ファイバ1062jに向けられる光ビーム108となる。各出光ファ
イバ1062jもマンドレル496の周りを曲がって、出光ファイバ1062j
から射出する光が光検出器4262jに当たるようにする。光検出器4262j
は2つの区画を有し、一方の区画426aをアラインメント光監視用、もう一方
の区画426bを光通信波長での光監視用とすることが出来る。或いは又、光検
出器4262jは図26bに示し、前記した、区画426aと区画426bとが
互いに重なるものでも良い。
[0116]   In the example of Figure 26c, each incoming optical fiber is wrapped around a sufficiently small grooved mandrel.
1062j-1Bends and light is emitted from the optical fiber 106 as is known in the art.
Try to fire. According to this technique, an optical filter for the light emitted from the light source 422 is used.
Iba 1062j-1Even if it enters the core or exterior (clad) of the
This is possible, although less desirable because it allows light propagation. In that case
Optical fiber 1062j-1Light propagating in the core of the
Therefore, the light output fiber 1062jResulting in a light beam 108 directed at. Each Idemitsu fa
Iba 1062jAlso bends around the mandrel 496,2j
The light emitted from the photodetector 4262jTo hit. Photodetector 4262j
Has two compartments, one compartment 426a for alignment light monitoring, the other compartment
Section 426b can be used for optical monitoring at the optical communication wavelength. Alternatively, optical inspection
The dispenser 4262j is shown in FIG. 26b, and the section 426a and the section 426b described above are
They may overlap each other.

【0117】 前記のように、テレコム信号強度光検出器4822j−1が入り光ファイバ1
062j−1に沿って反射型スイッチングモジュール100内に伝搬する光通信
光の損失と変調損失を監視する一方、区画426b2jが反射型スイッチングモ
ジュール100を光通信波長で通る光を監視する。テレコム信号強度光検出器4
822jと光検出器4262j−1は双方向デュープレックス光ファイバー10
6に対して、対応する機能を果たす。
As described above, the telecom signal intensity photodetector 482 2j-1 enters the optical fiber 1
The section 426b 2j monitors the light passing through the reflective switching module 100 at the optical communication wavelength, while monitoring the loss and modulation loss of the optical communication light propagating in the reflective switching module 100 along 06 2j-1 . Telecom signal strength photodetector 4
82 2j and photodetector 426 2j-1 are two - way duplex optical fiber 10
6 performs the corresponding function.

【0118】 アラインメント光の波長が光通信光のものと同一であれば、タンデム検出を用
いる必要は無い。前記のように、一般原則として同じ光源422が同時に数個の
光ファイバー106に光を入射することが出来る。光ファイバ1062j−1の
コアとクラッドの何れにも、アラインメント光は連結可能である。クラッドに連
結する場合、マンドレル496を通る出光ファイバ1062jに沿って吸収体4
97を設けることにより、アラインメント光を出光ファイバ1062jから除く
ことが出来る。これにより、アラインメント光はポートカード406の向こうに
は伝搬しないことから、ミラー面116を位置合わせするのに、事実上どんな波
長の光を連続して用いることも可能になる。曲がりファイバ・タップは、ポート
カード406に入射、又はポートカード406から射出する全ての光ファイバ1
06に用いることが出来る。
If the wavelength of the alignment light is the same as that of the optical communication light, it is not necessary to use tandem detection. As mentioned above, in principle, the same light source 422 can inject light into several optical fibers 106 at the same time. The alignment light can be connected to both the core and the clad of the optical fiber 1062j-1. When coupled to the cladding, the absorber 4 along the output fiber 106 2j passing through the mandrel 496.
By providing 97, the alignment light can be removed from the light output fiber 106 2j . This allows virtually any wavelength of light to be used in sequence to align the mirror surface 116 because the alignment light does not propagate beyond the port card 406. Bent fiber taps are all optical fibers 1 that enter or exit port card 406.
06 can be used.

【0119】 ポートカード406のコストを低減する他の可能性も有る。例えば、ミラー面
116を担うプレート184の移動はディジタル電子信号と比べて遅いこと、電
極214とプレート184がコンデンサを形成し、これが短時間に印加電圧を蓄
積することから、2軸サーボの殆どの回路は数個の異なる電極214対の間でタ
イムシェアが可能である。図27cに、一つの2軸サーボ454の単一チャネル
を数個の異なる電極214対が共有するための回路を示す。図27cの例では、
高電圧増幅器478a及び478bから出力信号が高電圧マルチプレクサ512
a及び512bの入力部にそれぞれ供給される。DSP465から一組のディジ
タル制御ライン514を介して送られる信号を、高電圧マルチプレクサ512a
及び512bの他の入力部が受け取る。高電圧マルチプレクサ512a及び51
2bは、一つのポートカード406に接続する個々の電極214、例えば全ての
電極214にそれぞれ接続している。
There are other possibilities to reduce the cost of the port card 406. For example, the movement of the plate 184, which carries the mirror surface 116, is slower than that of the digital electronic signal, and the electrode 214 and the plate 184 form a capacitor, which accumulates the applied voltage in a short time. The circuit can be time-shared between several different pairs of electrodes 214. FIG. 27c shows a circuit for sharing a single channel of one two-axis servo 454 by several different electrode 214 pairs. In the example of FIG. 27c,
The output signals from the high voltage amplifiers 478a and 478b are high voltage multiplexers 512.
a and 512b, respectively. The signal sent from the DSP 465 via the set of digital control lines 514 is transferred to the high voltage multiplexer 512a.
And other inputs of 512b. High voltage multiplexers 512a and 51
2b is connected to each electrode 214 connected to one port card 406, for example, all electrodes 214, respectively.

【0120】 高電圧マルチプレクサ512a及び512bに供給されるディジタル選択信号
は、高電圧増幅器478a及び478bの出力部に有る電圧が高電圧マルチプレ
クサ512a及び512bによって、数個の電極214対の中どの電極対にそれ
ぞれ印加されるかを特定する。特定の電極214対が選択されるべきとき、適切
なディジタル選択信号を高電圧マルチプレクサ512a及び512bに送信する
と共に、DSP465はまた適切な出力電圧を特定するデータをDAC467に
送信する。次いで、DAC467が受信するデータに応答して、高電圧増幅器4
78a及び478bは選択された電極214対に対する適切な駆動電圧を生成し
、高電圧マルチプレクサ512a及び512bがその電圧を選択された電極に連
結する。
The digital select signal supplied to the high voltage multiplexers 512a and 512b is such that the voltage at the output of the high voltage amplifiers 478a and 478b is controlled by the high voltage multiplexers 512a and 512b to determine which electrode pair out of several electrode pairs 214. To be applied to each. When a particular electrode 214 pair is to be selected, the appropriate digital select signal is sent to the high voltage multiplexers 512a and 512b, and the DSP 465 also sends data to the DAC 467 specifying the appropriate output voltage. The high voltage amplifier 4 then responds to the data received by the DAC 467.
78a and 478b generate the appropriate drive voltage for the selected electrode 214 pair, and high voltage multiplexers 512a and 512b couple that voltage to the selected electrode.

【0121】 電極214の対とそれ等に随伴するプレート184よって作られるキャパシタ
ンスが、高電圧マルチプレクサ512a及び512bを介して電極214と高電
圧増幅器478a及び478bの間に逐次接続間の時間間隔に亘って印加電圧を
適切に蓄積するには大きさが不十分な場合は、高電圧マルチプレクサ512a及
び512bの出力信号ラインと回路接地間に小さなコンデンサ516を接続して
も良い。十分高速にスイッチングを行えば、ポートカード406に接続の全ての
電極214に対して単一対の高電圧増幅器478a及び478bで必要十分であ
る。DSP465が実行するディジタルコンピュータプログラムが電極214対
の順番を選択して、高電圧増幅器478a及び478bが逐次電極214対に供
給しなければならない電圧の変化を最小にし、それにより高電圧増幅器478a
及び478bの要求スルーイングを低減するようにしても良い
The capacitance created by the pair of electrodes 214 and their associated plates 184 spans the time interval between successive connections between electrodes 214 and high voltage amplifiers 478a and 478b via high voltage multiplexers 512a and 512b. A small capacitor 516 may be connected between the output signal lines of the high voltage multiplexers 512a and 512b and circuit ground if the magnitude is not sufficient to properly store the applied voltage. If switching is fast enough, a single pair of high voltage amplifiers 478a and 478b is sufficient for all electrodes 214 connected to port card 406. A digital computer program executed by DSP 465 selects the order of electrode 214 pairs to minimize the voltage changes that high voltage amplifiers 478a and 478b must supply to successive electrode 214 pairs, thereby causing high voltage amplifier 478a.
And 478b required slewing may be reduced.

【0122】 或いはまた、プレート184と一対の電極との間の静電力が印加電力の正負に
無関係であることから、プレート184を回転させるのに、直流電流(DC)で
はなく交流電流(AC)を用いることも出来る。更に、プレート184と一対の
電極214との間にAC駆動電圧を印加するのに、ステップアップ変圧器を用い
ることも出来る。ステップアップ変圧器を用いることにより、この変圧器の一次
側は半導体素子により適合した低電圧を受け取ることになって、駆動信号を電極
に印加する回路簡単化し、高電圧素子を要しなくする。
Alternatively, since the electrostatic force between the plate 184 and the pair of electrodes is independent of whether the applied power is positive or negative, the plate 184 is rotated by alternating current (AC) instead of direct current (DC). Can also be used. Further, a step-up transformer can be used to apply the AC drive voltage between the plate 184 and the pair of electrodes 214. By using a step-up transformer, the primary side of this transformer will receive a lower voltage that is more compatible with the semiconductor device, simplifying the circuit for applying the drive signal to the electrodes and eliminating the need for a high voltage device.

【0123】 図27dに、捩りスキャナ172の電極214にAC電圧を印加して、プレー
ト184と内側移動フレーム178の両者を回転させる回路を示す。図27dに
示す回路には、各々が好ましくはフェライトコアを有する3つの高周波変圧器5
22、524、526が備わる。変圧器522の一次巻き線532には、発振器
528が例えばp−p値10Vで、高い周波数、即ちプレート184の機械的共
振周波数より有意に高い周波数の交流低電圧を供給する。変圧器522は発振器
528から受け取るAC電圧を20倍、変圧器522の二次巻き線534におい
てp−p値約200Vに増大する。変圧器522の二次巻き線534は、変圧器
524及び526ぼ二次巻き線536a及び536bの中央タップにそれぞれ接
続している。変圧器524の二次巻き線356aの両端端子は、プレート184
に対向する電極214a及び214bに接続している。同様に、変圧器526の
二次巻き線536bの両端端子は、内側移動フレーム178に対向する電極21
4a及び214bに接続している。
FIG. 27d shows a circuit that applies an AC voltage to the electrodes 214 of the torsion scanner 172 to rotate both the plate 184 and the inner moving frame 178. The circuit shown in FIG. 27d includes three high frequency transformers 5, each preferably having a ferrite core.
22, 524, 526 are provided. The primary winding 532 of the transformer 522 is provided by an oscillator 528 with an AC low voltage, for example at a pp value of 10V, at a high frequency, significantly higher than the mechanical resonance frequency of the plate 184. The transformer 522 increases the AC voltage received from the oscillator 528 by a factor of 20, increasing the pp value at the secondary winding 534 of the transformer 522 to about 200V. The secondary winding 534 of transformer 522 is connected to the center taps of transformers 524 and 526 and secondary windings 536a and 536b, respectively. The terminals of both ends of the secondary winding 356 a of the transformer 524 are connected to the plate 184.
Is connected to electrodes 214a and 214b facing each other. Similarly, both terminals of the secondary winding 536 b of the transformer 526 are connected to the electrodes 21 facing the inner moving frame 178.
4a and 214b.

【0124】 変圧器522の一次巻き線532に供給されるAC低電圧はまた、乗除DAC
542a及び542bの入力部に直接及び反転増幅器538を介して印加される
。図27bに示したDAC542a及び542bと同様、乗算DAC542a及
び542bの他の入力部はDSP465から直接、プレート184用と内側フレ
ーム用の角座標データを受け取る。乗除DAC542a及び542bの出力部は
、変圧器524及び526の一次巻き線544a及び544bにそれぞれ接続し
ている。このように変圧器524及び526に接続された乗除DAC542a及
び542bは、変圧器522の一次巻き線532に印加される同相又は違相の変
圧器524及び526の一次巻き線544a及び544bに調整可能なAC電圧
を印加することが出来る。変圧器524及び526は両方共、乗除DAC542
a及び544bからそれぞれ受け取るAC電圧を40倍に、二次巻き線356a
及び536bに跨ってp−p値400Vにまで増大する。乗除DAC542a及
び544bが変圧器524及び526の一次巻き線544a及び544bに電圧
を印加しない場合は、トルクはプレート184にも、内側移動フレーム178に
も正味加わらない。
The AC low voltage supplied to the primary winding 532 of the transformer 522 may also be multiplied by the DAC.
Applied to the inputs of 542a and 542b directly and through inverting amplifier 538. Similar to the DACs 542a and 542b shown in FIG. 27b, the other inputs of the multiplying DACs 542a and 542b receive the angular coordinate data for the plate 184 and the inner frame directly from the DSP 465. The outputs of the multiplier / divider DACs 542a and 542b are connected to the primary windings 544a and 544b of the transformers 524 and 526, respectively. The multiplying / dividing DACs 542a and 542b thus connected to the transformers 524 and 526 are adjustable to the primary windings 544a and 544b of the in-phase or out-of-phase transformers 524 and 526 applied to the primary winding 532 of the transformer 522. AC voltage can be applied. Transformers 524 and 526 are both multiplier / divider DAC 542.
40 times the AC voltage received from a and 544b respectively, and the secondary winding 356a
And 536b, the pp value increases to 400V. If the multiply-and-divide DACs 542a and 544b do not apply voltage to the primary windings 544a and 544b of the transformers 524 and 526, no torque is applied to either the plate 184 or the inner moving frame 178.

【0125】 図27eに、DSP465から受け取るデータに応答して乗除DAC542
aが、変圧器522の一次巻き線532に印加される電圧と同相でAC電圧を変
圧器524に印加するとき、変圧器522の二次巻き線534と、プレート18
4に対向する電極214a及び214bそれぞれ、における波形を示す。プレー
ト184と一つの電極との間の静電力は印加電圧の正負とは無関係であるから、
図27eに示す波形に対しては、電極214aと電極214bによってそぞれプ
レート184に加えられる力は異なる。乗除DAC542a及び544bがDS
P465から受け取るデータに応答して変圧器524及び526の一次巻き線5
44a及び544bに不等同相のAC電圧を出来るだけでなく、このデータによ
って乗除DAC542a及び544bが図27fに示すように、一次巻き線54
4a及び544bに跨り違相である電圧を印加するようにすることも出来る。
In FIG. 27e, the multiplication / division DAC 542 is responsive to the data received from the DSP 465.
When a applies an AC voltage to transformer 524 in phase with the voltage applied to primary winding 532 of transformer 522, secondary winding 534 of transformer 522 and plate 18
4 shows waveforms at electrodes 214a and 214b facing each other. Since the electrostatic force between the plate 184 and one electrode is independent of the sign of the applied voltage,
For the waveform shown in FIG. 27e, the forces exerted on plate 184 by electrodes 214a and 214b are different. The multiplication / division DACs 542a and 544b are DS
Primary winding 5 of transformers 524 and 526 in response to data received from P465.
Not only is it possible to provide unequal in-phase AC voltages on 44a and 544b, but this data also allows the multiplication and division DACs 542a and 544b to move the primary winding 54 as shown in FIG.
It is also possible to apply a voltage that is out of phase across 4a and 544b.

【0126】 図27e及び27fに示したような電圧を電極214aに印加する最終的結果
として、プレート184は電極の一方214a又は214bに近づき、他方の電
極214b又は214aから離れるように傾く。発振器528が発生するAC電
圧の周波数の2倍の周波数で加えられる間歇的力の効果を、プレート184の慣
性が円滑化する。発振器528の発生するAC電圧の周波数が十分低ければ、プ
レート184が結果として微小振動することを、光ビーム108を正確に位置合
わせするための信号の位相感知検出に用いることが出来る。変圧器524に印加
されるAC電圧を変化させるのではなく、変圧器524に印加される一定振幅A
C電圧と変圧器522に印加されるそれとの間の位相関係を変化させることによ
り、不等力を電極214a及び214bからプレート184に加えることも出来
る。内側移動フレーム178を回転させるための乗除DAC544bと変圧器5
26の動作は、プレート184の対する上記のものと同一である。
The net result of applying a voltage to electrode 214a as shown in FIGS. 27e and 27f is that plate 184 approaches one of electrodes 214a or 214b and tilts away from the other electrode 214b or 214a. The inertia of the plate 184 smoothes the effect of the intermittent force applied at twice the frequency of the AC voltage generated by the oscillator 528. If the frequency of the AC voltage generated by oscillator 528 is low enough, the resulting microvibration of plate 184 can be used for phase sensitive detection of the signal for accurate alignment of light beam 108. Instead of changing the AC voltage applied to the transformer 524, the constant amplitude A applied to the transformer 524 is changed.
Unequal forces can also be applied to the plate 184 from the electrodes 214a and 214b by changing the phase relationship between the C voltage and that applied to the transformer 522. Multiplication DAC 544b and transformer 5 for rotating the inner moving frame 178.
The operation of 26 is identical to that described above for plate 184.

【0127】 図27b示した2軸サーボ454対称なDC電圧を電極214対に印加し、一
方の電極214の電圧と他方の電極214の電圧とが等量、それぞれ増大、減少
するようにプレート184を回転させるものである。そのような駆動電圧により
、捩りセンサ192a及び192bからの信号への容量結合は、通常電極214
の対に印加される電圧に対称的に曝されるものであるから、平衡する。更に、切
換及び過渡的ノイズを最小にするため、捩りセンサ192a及び192bからの
永い出力ラインは正と負の電圧スイングに等しく曝されるように配置される。こ
れ等の信号ラインの電極214に供給される駆動信号への露呈を平衡させる技術
には、コネクタに付加的ラインを含めさせ、且つ電圧を角センサラインが両電圧
スイングに対称的に曝されるよう印加するものであっても良い。或いはまた、捩
りセンサ192a及び192bからの信号用に遮蔽ラインを用い、電極214へ
の駆動信号ラインを近接して位置付け、誘導及び容量結合を回避する用にするこ
とも出来る。
The biaxial servo 454 symmetrical DC voltage shown in FIG. 27b is applied to the pair of electrodes 214, and the plate 184 is arranged so that the voltage of one electrode 214 and the voltage of the other electrode 214 are increased and decreased by equal amounts. Is to rotate. With such a drive voltage, capacitive coupling to the signals from the torsion sensors 192a and 192b will normally occur on the electrode 214.
Since they are symmetrically exposed to the voltage applied to the pair, they are balanced. Furthermore, to minimize switching and transient noise, the long output lines from the torsion sensors 192a and 192b are arranged to be equally exposed to positive and negative voltage swings. A technique for balancing the exposure of these signal lines to the drive signal supplied to the electrodes 214 involves the inclusion of additional lines in the connector and exposing the voltage to the angular sensor lines symmetrically to both voltage swings. It may be applied as described above. Alternatively, shield lines can be used for the signals from the torsion sensors 192a and 192b and the drive signal lines to the electrodes 214 can be positioned in close proximity to avoid inductive and capacitive coupling.

【0128】光学的ビームアラインメント 光ファイバスイッチ400を通信ネットワークに含ませると、信頼性及び利用
可能度が極端に重要になる。従って、ミラー面116が常に2軸サーボの制御下
にあること、反射スイッチングモジュール100を介して光を一つの光ファイバ
106から他の光ファイバ106に結合する接続の初期形成が正確であること、
そして接続の持続中に結合の特性が維持されることが極めて重要になる。図26
及び26aに関して前記したように、全てのポートカード406には、光ファイ
バスイッチ400に入来する光、又は光源422の一つが発生する光に対する各
対のミラー面116の正確なアラインメントを監視する能力が有る。
Optical Beam Alignment Including the fiber optic switch 400 in a communication network makes reliability and availability extremely important. Therefore, the mirror surface 116 is always under the control of a biaxial servo, and the initial formation of the connection that couples light from one optical fiber 106 to another optical fiber 106 via the reflective switching module 100 is accurate.
And it becomes crucial that the properties of the bond be maintained for the duration of the connection. FIG. 26
And 26a, all port cards 406 have the ability to monitor the precise alignment of each pair of mirror surfaces 116 with respect to the light entering the fiber optic switch 400 or the light generated by one of the light sources 422. There is.

【0129】 光ファイバスイッチ400はポートカード406のこの能力を利用して各対の
ミラー面116の光学的アラインメントを容易にするため、反射スイッチングモ
ジュール100に接続された各対の光ファイバ106間の結合特性を監視する。
その結合特性を監視するのに、光ファイバスイッチ400は一対内の各ミラー面
116をルックアップ452内に記憶された向き信号値により特定された向きか
ら僅かに傾ける、即ち両ミラー面116をディザ(錯乱)させると同時に、これ
等二つの光ファイバ106間に結合される光ビーム108の強度を監視する。一
般に、二つの光ファイバ106間に結合される光ビーム108の強度を監視する
には、光ファイバスイッチ400に備わるポートカード406少なくとも36個
中、二つのポートカードが同位であることを要するから、その工程は図26に示
した監視プロセッサ436により少なくとも管理されなければならない。従って
、一対のミラー面116の光学的アラインメントが必要又は有用なときは何時で
も、関わりのあるポートカード406の各々に備わるDSP465(図27b)
に監視プロセッサ436が適宜の指令を、データ通信リンク438と、ポートカ
ード406の各々に備わるRS232ポート502を介して送る。監視プロセッ
サ436が送る指令により、2軸サーボ454に備わる二つのDAC467にD
SP465が座標データを送り、これが、その向きを2軸サーボ454が制御す
るミラー面116を僅かに傾ける。この向きの変化により出光ファイバ106に
随伴するレンズ112上の光ビーム108の入射が変化するから、随伴する光フ
ァイバ106に結合される光の量が変化する。光ファイバ106に結合されるこ
の光の変化は、出光が通る方向性カプラ424を通して、そのポートカード40
6に備わる光検出器426に結合される。この光の変化の検出を可能にするため
、図27bに示すように、光検出器426に連結されたアナログ−ディジタル変
換器(ADC)504からの光強度を、DSP465が実行するコンピュータプ
ログラムが獲得する。ポートカード406上のDSP465又は監視プロセッサ
436又は両方の光ファイバスイッチ400がこの光強度データを解析して、光
ビーム108を二つの光ファイバ106間に結合に結合させるための二つのミラ
ー面116の正確なアラインメントを行わせる。
The fiber optic switch 400 takes advantage of this capability of the port card 406 to facilitate optical alignment of the mirror surfaces 116 of each pair and thus between the pair of optical fibers 106 connected to the reflective switching module 100. Monitor binding properties.
To monitor its coupling characteristics, the fiber optic switch 400 tilts each mirror surface 116 in the pair slightly from the orientation specified by the orientation signal value stored in the lookup 452, ie dithers both mirror surfaces 116. At the same time as (confusing), the intensity of the light beam 108 coupled between these two optical fibers 106 is monitored. Generally, in order to monitor the intensity of the optical beam 108 coupled between the two optical fibers 106, it is necessary that two of the at least 36 port cards 406 included in the optical fiber switch 400 have the same port. The process must be at least managed by the supervisory processor 436 shown in FIG. Thus, whenever an optical alignment of a pair of mirror surfaces 116 is needed or useful, the DSP 465 (FIG. 27b) included in each of the involved port cards 406.
The supervisory processor 436 then sends the appropriate commands via the data communication link 438 and the RS232 port 502 on each of the port cards 406. In response to a command sent from the monitoring processor 436, D is sent to the two DACs 467 provided in the two-axis servo 454.
The SP 465 sends coordinate data, which slightly tilts the mirror surface 116 whose direction is controlled by the biaxial servo 454. This change in direction changes the incidence of the light beam 108 on the lens 112 associated with the light output fiber 106, so that the amount of light coupled to the associated optical fiber 106 changes. This change in light coupled into the optical fiber 106 is transmitted to the port card 40 through the directional coupler 424 through which the outgoing light passes.
6 to the photodetector 426. To enable detection of this light change, a computer program executed by DSP 465 obtains the light intensity from an analog-to-digital converter (ADC) 504 coupled to a photodetector 426, as shown in FIG. 27b. To do. The DSP 465 on the port card 406 or the supervisory processor 436 or both fiber optic switches 400 analyzes this light intensity data to identify two mirror surfaces 116 for coupling the light beam 108 into a coupling between the two optical fibers 106. Ensure accurate alignment.

【0130】 ミラー面116の正確な光学的アラインメントが完了した後、入り光ファイバ
106からの光が反射スイッチングモジュール100を介して適切な出光ファイ
バ106に結合されていることを光ファイバスイッチ400が、入り光ビーム1
08が最初に入射するミラー面116のみをディザさせることにより確認する。
光を一特定対の光ファイバ106間に結合するため反射スイッチングモジュール
100のアラインメントが適切に成されていれば、この特定のミラー面116を
ディザさせることにより生じた、入り光ビーム108からの変調は他のどの光フ
ァイバ106にではなく、上記の正しい出光ファイバ106にのみ現れなければ
ならない。
After accurate optical alignment of the mirror surface 116 is completed, the fiber optic switch 400 confirms that the light from the incoming optical fiber 106 is coupled to the appropriate outgoing optical fiber 106 via the reflective switching module 100. Incoming light beam 1
This is confirmed by dithering only the mirror surface 116 on which 08 is first incident.
If the reflective switching module 100 is properly aligned to couple light between a particular pair of optical fibers 106, the modulation from the incoming light beam 108 caused by dithering this particular mirror surface 116. Must appear only on the correct output fiber 106, not on any other optical fiber 106.

【0131】 上記のようにミラー面116対の光学的アラインメントが完了し、入り光が反
射スイッチングモジュール100を介して適切な光ファイバ106に結合されて
いることが確認された後、光ファイバスイッチ400がミラー面116の向きを
ディザさせる能力を用いて、結合の特性を周期的に監視(検査)する。監視プロ
セッサ436により実行されるコンピュータプログラムが適宜、このようにして
収集された角座標を用いてルックアップ452に記憶の角座標データを更新し、
またかかるデータのログを貯蔵し、それにより光ファイバスイッチ400の長期
信頼性分析ができるようにしても良い。
After the optical alignment of the pair of mirror surfaces 116 is completed and it is confirmed that the incoming light is coupled to the appropriate optical fiber 106 via the reflection switching module 100 as described above, the optical fiber switch 400. Uses the ability to dither the orientation of mirror surface 116 to periodically monitor (inspect) the properties of the bond. A computer program executed by monitoring processor 436 optionally updates the angular coordinate data stored in lookup 452 using the angular coordinates thus collected,
Further, a log of such data may be stored so that long-term reliability analysis of the optical fiber switch 400 can be performed.

【0132】産業上の利用可能性 図28aに、収束ブロック152と光ファイバコリメータ組立体134の代わ
りに側102a及び102bで用いられ、光ファイバ106を受容・固定する他
の具体例構造を示す。図28aに示された構造では、シリコンから微細加工され
た固定板602が光ファイバ106を固定している。シリコンから微細加工され
た調整板604を突き出た光ファイバ106の端部104を左右及び上下にこの
調整板604が調整できるようにし、次いでこれ等の端部104を調整位置に固
定している。固定板602を、ボッシュ強RIE法を用いて1.0〜2.0mm
厚のシリコンをエッチングして形成された一配列の穴606が貫通している。こ
れ等の穴606は径が光ファイバ106より僅か数ミクロン大きい、通常の光フ
ァイバ106の外径にマッチする100〜125ミクロンである。固定板602
が1.0〜2.0mmより厚くなければならない場合には、二つ又はそれ以上の
板を並置し、V溝とロッドを用いて動的に位置合わせする。位置合わせの後、二
つ又はそれ以上の並置固定板602を接着する。
[0132] The availability view 28a of industrial, used on the side 102a and 102b in place of convergence block 152 and the optical fiber collimator assembly 134, showing another specific example structure for receiving and fixing the optical fiber 106. In the structure shown in FIG. 28 a, a fixing plate 602 finely processed from silicon fixes the optical fiber 106. The end portions 104 of the optical fiber 106 protruding from the finely processed adjusting plate 604 made of silicon are adjusted so that the adjusting plate 604 can be adjusted horizontally and vertically, and then these end portions 104 are fixed to the adjusting position. The fixing plate 602 is 1.0 to 2.0 mm by using the Bosch strong RIE method.
An array of holes 606 formed by etching thick silicon penetrates through. These holes 606 are 100 to 125 microns in diameter, which is only a few microns larger than the optical fiber 106, to match the outer diameter of a conventional optical fiber 106. Fixed plate 602
If is required to be greater than 1.0-2.0 mm, two or more plates are juxtaposed and dynamically aligned using V-grooves and rods. After alignment, two or more juxtaposed fixing plates 602 are glued.

【0133】 穴606は光ファイバ106を互いに、数ミクロン以内の正確度で位置決めす
る。穴606の深さ:径比を高く、例えば10:1以上とすることにより、光フ
ァイバ106を長さ方向に固定することが容易になる。異方性エッチングを用い
て固定板602の一方の側に、図28aに一つだけ示すピラミッド形状の入り口
を形成すると、光ファイバ106の穴606への挿入が容易になる。
The holes 606 position the optical fibers 106 relative to each other with an accuracy within a few microns. By setting the depth: diameter ratio of the hole 606 to be high, for example, 10: 1 or more, it becomes easy to fix the optical fiber 106 in the length direction. Using anisotropic etching to form a pyramid-shaped entrance, only one of which is shown in Figure 28a, on one side of the fixed plate 602 facilitates insertion of the optical fiber 106 into the hole 606.

【0134】 穴606は直円筒として形成されて良いが、図28bに示すように複雑な円筒
状輪郭を有するようにしても良い。穴606はRIE又は湿式エッチングで形成
され、カンチレバー612が穴606内に突出する輪郭を提供するようにする。
カンチレバー612の穴606残部に対する位置は、光ファイバ106が挿入さ
れると、カンチレバー612が僅かに曲がるようになる位置である。このように
して、カンチレバー612は光ファイバ106を穴606の壁に強固に保持する
と共に、光ファイバ106が穴606の長さに沿って摺動できるようにしている
。穴606に他のより複雑な構造を組み込ませて、穴606に対し光ファイバ1
06を固定するようにしても良い。例えば、各穴606の一部に図28bに示す
ような輪郭を形成させると共に、残部が固定板602の対向側から位置合わせし
てエッチングされ、直円筒として成形されるようにしても良い。
The hole 606 may be formed as a right cylinder, but may have a complex cylindrical contour as shown in Figure 28b. The hole 606 is formed by RIE or wet etching so that the cantilever 612 provides a contour that projects into the hole 606.
The position of the cantilever 612 with respect to the rest of the hole 606 is a position where the cantilever 612 bends slightly when the optical fiber 106 is inserted. In this way, the cantilever 612 holds the optical fiber 106 firmly in the wall of the hole 606 and allows the optical fiber 106 to slide along the length of the hole 606. Incorporate other more complex structures into the hole 606 to allow the optical fiber 1 to fit into the hole 606.
06 may be fixed. For example, a contour as shown in FIG. 28b may be formed in a part of each hole 606, and the rest may be aligned and etched from the opposite side of the fixing plate 602 to be molded as a right cylinder.

【0135】 固定板602が製作された後、光ファイバ106を全ての穴606に挿入し、
全光ファイバ106が固定板602から数ミリ、例えば0.5〜3.0mm、等
しく突出するようにする。このように光ファイバ106を固定板602から突出
させと、光ファイバ106は容易に曲がる。全光ファイバ106を組み立て中に
確実に等しく突出させるには、光ファイバ106の端部を止め金具に押しつけれ
ば良い。光ファイバ106は接着又ははんだ付けにより固定板602に固定され
るようにしても良く、カンチレバー612と摩擦係合により単に保持されるよう
にしても良い。
After the fixing plate 602 is manufactured, the optical fiber 106 is inserted into all the holes 606,
All the optical fibers 106 are made to project equally from the fixing plate 602 by several millimeters, for example, 0.5 to 3.0 mm. When the optical fiber 106 is thus projected from the fixing plate 602, the optical fiber 106 is easily bent. To ensure that all the optical fibers 106 project equally during assembly, the ends of the optical fibers 106 can be pressed against a stop. The optical fiber 106 may be fixed to the fixing plate 602 by adhesion or soldering, or may be simply held by frictional engagement with the cantilever 612.

【0136】 調整板604には図28cが最も良く示すように、ボッシュ強RIE法を用い
て1.0〜2.0mm厚のシリコンを通してエッチングして形成させた一配列の
XYマイクロ段ステージ622が備わる。各マイクロステージ622には、固定
板602を通って突出する光ファイバ106の端部104を受容するに適した穴
624が備わる。調整板604を貫通する穴624間の間隔は固定板602を貫
通するものと等しく、穴624は図28bに示した輪郭を有しても良い。各光フ
ァイバ106穴624に滑合している。
As best shown in FIG. 28 c, the adjusting plate 604 has an array of XY micro stage stages 622 formed by etching through silicon of 1.0 to 2.0 mm thickness using the Bosch strong RIE method. To be equipped. Each microstage 622 is provided with a hole 624 suitable for receiving the end 104 of the optical fiber 106 projecting through the fixed plate 602. The spacing between the holes 624 through the adjustment plate 604 is equal to that through the fixed plate 602, and the holes 624 may have the contour shown in FIG. 28b. Each optical fiber 106 is slid into the hole 624.

【0137】 図29に、調整板604に備わるXYマイクロ段ステージ622の一つを詳細
に示す。同様な一体シリコンXYステージが1999年1月19日発行の米国特
許第5861549号(以下、549特許)に記載されている。図29aは、マ
イクロステージ622がRIEエッチングを用いてシリコン基体から一体に形成
されることを示す。XYマイクロステージ622を囲む外側ベース632が、R
ev.SCI,Instrum.,59,p.67,1988でTeague
et alが記載している形式の4個の撓み体636に連結されている。4個の
類似する撓み体642がY軸ステージ634をX軸ステージ644に連結してい
る。撓み体636及び642は準撓み形式のもので、従って穴624に対して想
定されるXY運動のため適切に伸びる。XYマイクロステージ622は光ファイ
バ106の端部104を小距離だけ移動させ、位置付けし、撓み体636及び6
42に不当な応力が掛からないようにする能力が有ればよい。撓み体636及び
642に対して、549特許に記載されているような他の構成も用いることがで
きる。
FIG. 29 shows in detail one of the XY micro stage 622 provided on the adjusting plate 604. A similar monolithic silicon XY stage is described in U.S. Pat. No. 5,861,549, issued Jan. 19, 1999 (the '549 patent). Figure 29a shows that microstage 622 is integrally formed from a silicon substrate using RIE etching. The outer base 632 surrounding the XY microstage 622 is R
ev. SCI, Instrum. , 59, p. 67, 1988 Teague
It is connected to four flexures 636 of the type described by et al. Four similar flexures 642 connect the Y-axis stage 634 to the X-axis stage 644. The flexures 636 and 642 are of the quasi-deflection type and therefore extend properly due to the assumed XY motion for the hole 624. The XY microstage 622 moves and positions the end 104 of the optical fiber 106 by a small distance to allow the flexures 636 and 6 to move.
It suffices that it has the ability to prevent undue stress on 42. Other configurations for the flexures 636 and 642, such as those described in the 549 patent, may also be used.

【0138】 XYマイクロステージ622はアクチュエータを有さず、Y軸ステージ634
を外側ベース632に対して金属、例えば金、コバール(kovar)、タング
ステン、モリブデン、リボン又はワイヤリンケージ652で固定しても良い。同
様に、Y軸ステージ634に対して、X軸ステージ644も金属リボン又はワイ
ヤリンケージ654で固定しても良い。リンケージ652及び654に対しては
、熱膨張係数がシリコンのものと同じ、又はそれに近い材料が選ばれる。だが、
リンケージ652及び654が例えば100ミクロンと短ければ、たとえシリコ
ンと金属(例えばアルミ)間の差熱膨張係数が20ppmでも、外側ベース63
2に対するX軸ステージ644の動きは約20Å/℃に過ぎないものとなろう。
アルミ以外の金属では、熱安定度が更に高くなる。
The XY microstage 622 has no actuator, and the Y-axis stage 634
May be secured to the outer base 632 with a metal such as gold, kovar, tungsten, molybdenum, ribbon or wire linkage 652. Similarly, the X-axis stage 644 may be fixed to the Y-axis stage 634 with a metal ribbon or wire linkage 654. For the linkages 652 and 654, materials with a coefficient of thermal expansion similar to or close to that of silicon are selected. However,
If the linkages 652 and 654 are as short as 100 microns, for example, even if the coefficient of thermal expansion difference between silicon and metal (for example, aluminum) is 20 ppm, the outer base 63
The movement of the X-axis stage 644 with respect to 2 will be only about 20Å / ° C.
Metals other than aluminum have even higher thermal stability.

【0139】 XYマイクロステージ622を調整する場合、リンケージ652及び654を
先ず、Y軸ステージ634とX軸ステージ644にそれぞれ接着する。光ファイ
バ106の端部104を顕微鏡で見ながら金属リンケージ652及び654を同
時に引っ張ることにより、X軸ステージ644をX及びY両軸に沿って移動させ
、端部104を特定位置に位置付けることができる。X軸ステージ644が移動
して端部104が適切に位置付けられたら、リンケージ652及び654を接着
又はスポット溶接して固定する。
When adjusting the XY microstage 622, the linkages 652 and 654 are first bonded to the Y-axis stage 634 and the X-axis stage 644, respectively. By simultaneously pulling the metal linkages 652 and 654 while looking at the end 104 of the optical fiber 106 with a microscope, the X-axis stage 644 can be moved along both the X and Y axes to position the end 104 at a specific position. . Once the X-axis stage 644 has moved to properly position the end 104, the linkages 652 and 654 are glued or spot welded together to secure.

【0140】 XYマイクロステージ622に図29Cに示すレバー622が備わり、X軸ス
テージ644の動きをXYマイクロステージ622の遠位端664の動きに比べ
て少なくしても良い。同図に示すXYマイクロステージ622においては、ステ
ージ634及び644をエッチングで形成して、Y軸ステージ634から片持ち
梁風に突き出たレバー622を得る。リンケージ654を先ず、X軸ステージ6
44とレバー622の両方に接着する。同様のリンケージ666をレバー622
の、Y軸ステージ634との接合部より遠位の端部に固定する。X軸ステージ6
44が移動して端部104を適切に位置付けたら、前と同様にリンケージ666
をY軸ステージ634に接着又はスポット溶接する。或いはまた、図29cに示
すように、リンケージ654をXYマイクロステージ622から省き、周知の可
撓性画鋲(プッシュピン)で置き換え、これがX軸ステージ644とY軸ステー
ジ634から突き出たレバー622と間をつなぐようにしても良い。可撓性画鋲
の両端を撓み体674で、X軸ステージ644とレバー622にそれぞれ連結す
る。図29cに示したXYマイクロステージ622の具体例はリンケージ666
を一つ必要とするだけで、光ファイバ106の端部104がその特定位置にある
ときX軸ステージ644を固定するものである。更に、可撓性プッシュピン67
2はX軸ステージ644を押すことも、引くこともできるから、X軸ステージ6
44の動きは双方向となっている。
The XY microstage 622 may be provided with a lever 622 shown in FIG. 29C, and the movement of the X-axis stage 644 may be made smaller than the movement of the distal end 664 of the XY microstage 622. In the XY microstage 622 shown in the figure, the stages 634 and 644 are formed by etching to obtain the lever 622 protruding from the Y-axis stage 634 like a cantilever. First, the linkage 654 is the X-axis stage 6
Adhere to both 44 and lever 622. Similar linkage 666 to lever 622
Is fixed to the end portion farther from the joint with the Y-axis stage 634. X-axis stage 6
Once 44 has moved to properly position end 104, linkage 666 is as before.
Are bonded or spot-welded to the Y-axis stage 634. Alternatively, as shown in FIG. 29c, the linkage 654 is omitted from the XY microstage 622 and replaced by a well-known flexible thumbtack (push pin), which is between the X-axis stage 644 and the lever 622 protruding from the Y-axis stage 634. You may make it connect. Both ends of the flexible thumbtack are connected to the X-axis stage 644 and the lever 622 by flexures 674, respectively. A specific example of the XY microstage 622 shown in FIG. 29c is a linkage 666.
Only one is required to secure the X-axis stage 644 when the end 104 of the optical fiber 106 is in its particular position. Further, the flexible push pin 67
2 can push or pull the X-axis stage 644, the X-axis stage 6
The movement of 44 is bidirectional.

【0141】 レバー622に関する上の記載はX軸ステージ644のX軸移動のみに向けら
れたが、同様のレバーを外側ベース632に組み込んで、外側ベース632に対
してY軸ステージ634とX軸ステージ644をY軸移動させ得ることが直ちに
明白である。
Although the above description regarding the lever 622 was directed only to the X-axis movement of the X-axis stage 644, a similar lever was incorporated into the outer base 632 to allow the Y-axis stage 634 and the X-axis stage relative to the outer base 632. It is immediately apparent that the 644 can be moved in the Y axis.

【0142】 上記のように、XYマイクロステージ622によれば、光ファイバ106の端
部104をそのX及びY軸に沿って固定、且つ調整することができる。だが、光
ファイバ106の端部104に対してレンズ112の焦点を適宜合わすには、端
部104又はレンズ112の何れかを軸線144に沿って相対移動させることも
必要になる。光ファイバ106の端部104とレンズ112間の離隔距離の調整
は、種々の方法で行うことができる。Bright,et al.,SPIE
Proc.,vol.2687,p.34には、ピストン様に移動するポリシリ
コンミラーが記載されている。このミラーは基体上に製作され、基体に対して直
角に静電的変位が可能なものである。
As described above, according to the XY micro stage 622, the end portion 104 of the optical fiber 106 can be fixed and adjusted along the X and Y axes thereof. However, in order to properly focus the lens 112 with respect to the end 104 of the optical fiber 106, it is also necessary to relatively move either the end 104 or the lens 112 along the axis 144. The distance between the end 104 of the optical fiber 106 and the lens 112 can be adjusted by various methods. Bright, et al. , SPIE
Proc. , Vol. 2687, p. At 34, a polysilicon mirror that moves like a piston is described. This mirror is manufactured on a substrate and can be electrostatically displaced at right angles to the substrate.

【0143】 図30aに、RIEエッチングを用いてSOIウェーハから微細加工され、基
体上に製作され、基体に対して直角に軸線144に沿って静電的変位が可能な平
凸レンズ112を示す。レンズ112を軸線144に沿って静電的に変位させる
ため、図30bに示しようにレンズ112をウェーハ162の囲繞デバイスシリ
コン層166側から3つのV字状撓み体682で支える。各々がレンズ112の
周囲に一部かかる撓み体682の一端が囲繞デバイスシリコン層166に連結さ
れ、他端がレンズ112に連結されている。図30aでレンズ112の右側に配
置され、ウェーハ162から電気的に絶縁された偏向電極684を除いて、組立
体は全て一つの一体シリコン構造として作られている。電位を電極684とデバ
イスシリコン層166間に印加することにより電極684と撓み体682及びレ
ンズ112間に創生される静電引力がレンズ112を軸線144に沿い電極68
4に向かって引っ張る。
FIG. 30 a illustrates a plano-convex lens 112 that is micromachined from an SOI wafer using RIE etching, fabricated on a substrate, and electrostatically displaceable along an axis 144 at right angles to the substrate. To electrostatically displace the lens 112 along the axis 144, the lens 112 is supported by three V-shaped flexures 682 from the surrounding device silicon layer 166 side of the wafer 162, as shown in FIG. 30b. Each of the flexures 682, each of which partially covers the lens 112, is connected to the surrounding device silicon layer 166 at one end and to the lens 112 at the other end. The assembly is all made as one unitary silicon structure, except for the deflection electrode 684, which is located to the right of the lens 112 in FIG. 30a and is electrically isolated from the wafer 162. The electrostatic attraction created between the electrode 684 and the flexure 682 and lens 112 by applying a potential between the electrode 684 and the device silicon layer 166 causes the lens 112 to move along the axis 144 along the electrode 68.
Pull toward 4.

【0144】 IR光ファイバ送信に適したシリコンレンズは商業的に入手可能であり、この
発明で用いるのに適したもとにすることができる。従って、小型の商業的入手可
能マイクロレンズを、撓み体682が支持する薄膜にエッチングで形成した空洞
に設置すれば良い。或いはまた、撓み体682が形成される間に、RIEを用い
てレンズ112を形成することもできる。他の代替方法は、先ずレンズ112を
ダイヤモンドで旋削し、次いでそれをエッチングから保護しながら、RIEを用
いて撓み体682を形成する。更に他の代替方法は、先ず、レンズ112が形成
される部分を保護しながらRIEを用いて撓み体682を形成し、次いでレンズ
をダイヤモンド旋削する。これ等の方法によりレンズ112と撓み体682が形
成されたら、下にあるウェーハ162を異方性エッチングで除去して酸化シリコ
ン増を露出させる。このようにして製作されたレンズ112の裏側は、光学的に
平坦である。
Silicon lenses suitable for IR fiber optic transmission are commercially available and may be suitable sources for use in this invention. Therefore, a small, commercially available microlens may be placed in the cavity etched in the thin film supported by flexure 682. Alternatively, RIE may be used to form the lens 112 while the flexure 682 is formed. Another alternative method is to first turn the lens 112 with diamond and then protect it from etching while using RIE to form the flexure 682. Yet another alternative method is to first use RIE to form the flexure 682 while protecting the portion where the lens 112 is formed and then diamond turn the lens. After the lens 112 and the flexure 682 are formed by these methods, the underlying wafer 162 is removed by anisotropic etching to expose the silicon oxide increase. The back side of the lens 112 manufactured in this way is optically flat.

【0145】 静電駆動の代わりに、レンズ112を軸線に沿って電磁的に移動させることも
できる。図30cに示しように、図30aの例でレンズ112に近接して配置さ
れた電極684を、レンズ112の軸線144に平行な磁場で配向される永久磁
石692で置き換える。また、コイル694がレンズ112を取り囲む。コイル
694からの通電リード線は撓み体682を好ましくは対称的に介して引き出さ
れてデバイスシリコン層166に至り、レンズ112の線形変位を確実にする。
コイル694に流される電流の向きにより、レンズ112は光ファイバ106の
端部104に向かって、又はから離れる方向に移動する。
Instead of electrostatic drive, the lens 112 can be moved electromagnetically along the axis. As shown in FIG. 30c, the electrode 684 located close to the lens 112 in the example of FIG. 30a is replaced by a permanent magnet 692 oriented in a magnetic field parallel to the axis 144 of the lens 112. A coil 694 also surrounds the lens 112. The current leads from the coil 694 are drawn through the flexure 682, preferably symmetrically, to the device silicon layer 166, ensuring a linear displacement of the lens 112.
Depending on the direction of the current passed through the coil 694, the lens 112 moves toward or away from the end 104 of the optical fiber 106.

【0146】 同じように、静電力でなく磁気力を用いて少なくとも、好ましくは捩り撓みヒ
ンジ176、或いは捩りバーヒンジ182の設定する回転軸を中心としてプレー
ト184を回転させることも出来る。図31a及び図31bには、捩りスキャナ
172のストリップに沿って全てが同一方向に配向された数個の磁石が示されて
いる。斯くして、矢印697で表された個々の磁場は同一方向に向いてい、互い
に強化している。捩りスキャナ172にはまた、プレート184を回転させると
き電流が流れるその内側移動フレーム178上に配置されたコイル698が備わ
る。捩りスキャナ172にかかる構成を用いることにより、内側移動フレーム1
78に対向の電極214を基体212から除くことが出来る。一般には、磁石6
96とコイル698が有る場合、基体212には2000年4月4日発行の米国
特許6044705に記載されているように、内側移動フレーム178に隣接す
る空洞が備わる。かかる空洞を設けることにより、捩り撓みヒンジ176の設定
する軸の周りに内側移動フレーム178を大きく回転することが出来る。図31
bに示すように、磁石696は通常、光ビーム108が大きな角度でミラー面1
16に当たるようにする台形状断面を有する。或いはまた、図31c及び31d
に示すように、捩りスキャナ172の両側に沿って磁石696を線形に配置して
も良い。捩りスキャナ172と磁石696をこのように構成することにより、こ
れ等の磁石の磁化係数を良好にし、且つ磁場をより強くすることが出来る。
Similarly, magnetic force rather than electrostatic force may be used to rotate plate 184 at least preferably about the rotational axis set by torsional flexure hinge 176 or torsion bar hinge 182. 31a and 31b, several magnets are shown, all oriented in the same direction along the strip of the torsion scanner 172. Thus, the individual magnetic fields represented by arrows 697 are oriented in the same direction and reinforce each other. The torsion scanner 172 also includes a coil 698 disposed on its inner moving frame 178 through which current flows when rotating the plate 184. By using the configuration of the twist scanner 172, the inner moving frame 1
The electrode 214 facing 78 can be removed from the substrate 212. Generally, the magnet 6
Where 96 and coil 698 are present, substrate 212 is provided with a cavity adjacent inner moving frame 178, as described in U.S. Patent No. 6044705 issued Apr. 4, 2000. By providing such a cavity, the inner moving frame 178 can be largely rotated around the axis set by the torsion bending hinge 176. Figure 31
As shown in FIG. 5b, the magnet 696 is typically used for the mirror surface 1 when the light beam 108 has a large angle.
It has a trapezoidal cross section so as to hit 16. Alternatively, Figures 31c and 31d
The magnets 696 may be arranged linearly along both sides of the torsion scanner 172, as shown in FIG. By configuring the torsion scanner 172 and the magnet 696 in this way, it is possible to improve the magnetization coefficient of these magnets and to strengthen the magnetic field.

【0147】 光ファイバスイッチ400の多くの通信適用例において、光ファイバスイッチ
400に到達する光は、通常集積回路チップ形式であるルーチング波長デマルチ
プレクサを既に通ってきている。ルーチング波長デマルチプレクサを製造するの
にかかるかなりのコストは、その平面回路から出光ファイバまでの接続のもので
あることが多い。前記光ファイバスイッチ400の反射スイッチングモジュール
100が適切に構成されていれば、ルーチング波長デマルチプレクサと光ファイ
バ間を接続することは不要になるルーチング波長デマルチプレクサからの出光ビ
ームを自由空間で反射スイッチングモジュール100のレンズ、即ち反射防止膜
を備えたレンズ112に単に連結すればよい。
In many communication applications of fiber optic switch 400, the light reaching fiber optic switch 400 has already passed through a routing wavelength demultiplexer, which is typically in the form of integrated circuit chips. A significant cost in manufacturing a routing wavelength demultiplexer is often the connection from its planar circuit to the output fiber. If the reflection switching module 100 of the optical fiber switch 400 is appropriately configured, it is not necessary to connect the routing wavelength demultiplexer and the optical fiber, and the output beam from the routing wavelength demultiplexer is reflected in the free space. It only has to be connected to 100 lenses, namely the lens 112 with antireflection coating.

【0148】 図32に、ルーチング波長デマルチプレクサ702にデマルチプレクス化平面
導波管704が数個備わる構成を示す。このデマルチプレクス化平面導波管70
4では、光ビーム108をそれに面するレンズ112に向かって放射し、それに
よりルーチング波長デマルチプレクサ702を光ファイバに連結する必要を回避
している。デマルチプレクス化平面導波管704を保持するルーチング波長デマ
ルチプレクサ702の基体706がレンズ112に近接して配置され、入り光ビ
ーム108を反射スイッチングモジュール100に供給するようにしても良い。
同様に、出光ビーム108が反射スイッチングモジュール100を離れるところ
で、レンズ112は光ビーム108を直接デマルチプレクス化平面導波管704
に連結し、そこから光ビームが一つ又は数個の出光ファイバに多重化されるよう
にしても良い。波長変換器と共に用いられる収束ブロック152に余分の入力及
び出力穴154を設けることにより、光ファイバスイッチ400は、光ファイバ
スイッチ400に連結された光ファイバ106何れかから受け取る光に対しても
波長変調を行うことができる。
FIG. 32 shows a configuration in which the routing wavelength demultiplexer 702 is provided with several demultiplexed planar waveguides 704. This demultiplexed planar waveguide 70
At 4, the light beam 108 is emitted towards the lens 112 facing it, thereby avoiding the need to couple the routing wavelength demultiplexer 702 to an optical fiber. The substrate 706 of the routing wavelength demultiplexer 702 holding the demultiplexed planar waveguide 704 may be placed in close proximity to the lens 112 to provide the incoming light beam 108 to the reflective switching module 100.
Similarly, where the outgoing light beam 108 leaves the reflective switching module 100, the lens 112 directs the optical beam 108 directly into the demultiplexed planar waveguide 704.
From which the light beam may be multiplexed into one or several output fibers. By providing extra input and output holes 154 in the converging block 152 used with the wavelength converter, the optical fiber switch 400 wavelength modulates light received from any of the optical fibers 106 coupled to the optical fiber switch 400. It can be performed.

【0149】 光ファイバスイッチ400の多くの用途において、波長変換は望ましい。図3
3a及び図33bに示すように、捩りスキャナ172のプレート184上に格子
を形成することにより、波長変換を容易に達成することが出来る。レンズ712
及び格子712と共にレーザーダイオード714が、米国特許5026131,
5278687及び5771252に記載のものと同様なリトロー空洞[Lit
trow cavity]を形成する。リトロー空洞内では、回転自在のプレー
ト184に支持された格子712が一次回折ビームを反射してレーザーダイオー
ド714に戻し、それによりレーザーダイオード714の後方ファセットでレー
ザー発生用の光共振器を作る。ビームスプリッター722は周知のように、零次
回折出力ビーム724を波長ロッカー726に向ける。従って、格子712を運
ぶプレート184の回転が、出力ビームにおける光の波長を変える。波長ロッカ
ー726からのフィードバックを用いて、プレート184の回転を制御し、それ
により出力ビームにおける724の特定波長を選択することが出来る。
In many applications of fiber optic switch 400, wavelength conversion is desirable. Figure 3
Wavelength conversion can be easily accomplished by forming a grating on the plate 184 of the torsion scanner 172, as shown in FIGS. 3a and 33b. Lens 712
And a laser diode 714 together with a grating 712 are disclosed in US Pat.
Littrow cavities [Lit similar to those described in 52788687 and 57771252.
‘Trow cavities’. Within the Littrow cavity, a grating 712 supported by a rotatable plate 184 reflects the first-order diffracted beam back to the laser diode 714, thereby creating a laser-producing optical resonator at the back facet of the laser diode 714. Beamsplitter 722 directs the zero-order diffracted output beam 724 to wavelength locker 726, as is well known. Therefore, rotation of plate 184, which carries grating 712, changes the wavelength of light in the output beam. Feedback from the wavelength locker 726 can be used to control the rotation of the plate 184 and thereby select a particular wavelength of 724 in the output beam.

【0150】 図34の例では、プレート184に担われた格子712の構造を用いて光ファ
イバ106に沿って伝搬する光の波長を測定する。方向性結合器424又は曲が
りファイバタップによって光ファイバ106から引き出された光はレンズ742
を通って、格子712に入射する。格子712からの回折光、例えば一次回折光
は光検出器744に入射するが、後者に小型コリメーティングレンズを含ませて
も良い。格子712を回転すると共に、光検出器744が発生する出力信号と捩
りスキャナ172内の捩りセンサ192が発生する信号を当時に監視して、光フ
ァイバ106に沿って伝搬する光のスペクトルを生成する。光検出器744は物
理的に極めて小型で良く、従って極めて廉価に出来る。これに対して、赤外光に
良好に応答するダイオードアレイは比較的高価である。
In the example of FIG. 34, the wavelength of light propagating along the optical fiber 106 is measured using the structure of the grating 712 carried by the plate 184. The light extracted from the optical fiber 106 by the directional coupler 424 or the bent fiber tap is reflected by the lens 742.
Incident on the grating 712. Although the diffracted light from the grating 712, for example, the first-order diffracted light enters the photodetector 744, the latter may include a small collimating lens. While rotating the grating 712, the output signal generated by the photodetector 744 and the signal generated by the torsion sensor 192 in the torsion scanner 172 are monitored at that time to generate a spectrum of light propagating along the optical fiber 106. . The photodetector 744 can be physically very small and therefore very inexpensive. In contrast, diode arrays that respond well to infrared light are relatively expensive.

【0152】 以上本発明を現在のところ好ましい実施例に付いて述べてきたが、かかる開示
は純粋に例示的であり、限定的に解釈されるべきでないことが理解されるべきで
ある。従って、発明の精神と範囲を逸脱せず、発明の種々の変更、集成及び/又
は代替的用途が、以上の開示を読了した当業者に確実に示唆されよう。従って、
以下に記載の請求項は、本発明の真の精神及び範囲に入る全ての変更、修正又は
代替を包括するものと解釈されるよう意図するものである。
Although the present invention has been described above with reference to presently preferred embodiments, it should be understood that such disclosure is purely illustrative and should not be construed in a limiting sense. Accordingly, various modifications, arrangements and / or alternative uses of the invention will be apparent to those skilled in the art upon reading the above disclosure without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore,
It is intended that the claims set forth below be construed to cover all changes, modifications or alternatives falling within the true spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 従来技術の提案に係る3段式完全非閉塞光ファイバスイッチを示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a three-stage fully non-blocking optical fiber switch according to a conventional technique.

【図2】 本発明による台形状自由空間集光NxN反射スイッチングモジュールを通して
の光ビームの伝搬を示す平面図光線追跡図である。
FIG. 2 is a plan view ray trace diagram showing the propagation of a light beam through a trapezoidal free space focusing NxN reflection switching module according to the present invention.

【図3】 本発明による図2に示した台形状自由空間集光NxN反射スイッチングモジュ
ールの側A及びB間を伝搬する単一光ビームを示す平面又は立面概略図である。
3 is a plan or elevational schematic diagram showing a single light beam propagating between sides A and B of the trapezoidal free-space focusing NxN reflective switching module shown in FIG. 2 according to the present invention.

【図4a】 本発明による代替的実施態様である矩形状自由空間集光NxN反射スイッチン
グモジュールを通しての光ビームの伝搬を示す斜視図光線追跡図である。
FIG. 4a is a perspective ray tracing diagram illustrating propagation of a light beam through an alternative embodiment rectangular free-space focusing NxN reflection switching module according to the present invention.

【図4b】 本発明による図4aに示した矩形状反射スイッチングモジュールを通しての収
束光ビームの伝搬を示す平面図光線追跡図である。
4b is a plan view ray trace diagram illustrating the propagation of a focused light beam through the rectangular reflective switching module shown in FIG. 4a in accordance with the present invention.

【図5】 本発明による多角形状自由空間集光NxN反射スイッチングモジュールを通し
ての光ビームの伝搬を示す平面図光線追跡図である。
FIG. 5 is a plan view ray tracing diagram illustrating the propagation of a light beam through a polygonal free space focusing NxN reflection switching module according to the present invention.

【図6】 任意に選ばれた光ファイバの対間に光ビームが連結されるようにした、本発明
による台形状自由空間集光反射スイッチングモジュールを通しての光ビームの伝
搬を示す平面図光線追跡図である。
FIG. 6 is a plan view ray trace diagram showing the propagation of a light beam through a trapezoidal free-space focusing reflection switching module according to the invention, such that the light beam is coupled between pairs of arbitrarily chosen optical fibers. Is.

【図6a】 光ビームデフレクタのV字状アレイとして配置し、図6のスイッチングモジュ
ールと同様、任意に選ばれた光ファイバの対間に光ビームが連結されるようにし
た、本発明による集光反射スイッチングモジュールを通しての光ビームの伝搬を
示す平面図光線追跡図である。
6a is a collection according to the invention arranged as a V-shaped array of light beam deflectors such that the light beam is coupled between pairs of arbitrarily chosen optical fibers, similar to the switching module of FIG. FIG. 6 is a plan view ray trace diagram illustrating propagation of a light beam through a reflective switching module.

【図7】 図5に示したNxN反射スイッチングモジュールよりコンパクトである、本発
明による他の台形状自由空間集光NxN反射スイッチングモジュールを通しての
光ビームの伝搬を示す平面図光線追跡図である。
7 is a plan ray trace diagram showing the propagation of a light beam through another trapezoidal free-space focusing NxN reflection switching module according to the invention, which is more compact than the NxN reflection switching module shown in FIG.

【図8a】 NxN反射スイッチングモジュールに用いるに適した、より好ましい円柱形状
の微小レンズを示す立面図である。
FIG. 8a is an elevational view showing a more preferred cylindrical microlens suitable for use in an NxN reflective switching module.

【図8b】 レンズとファイバ間の間隔を狭くできるようにした、NxN反射スイッチング
モジュールに用いるに適した微小レンズを示す立面図である。
FIG. 8b is an elevational view showing a microlens suitable for use in an NxN reflective switching module, with a narrower lens-to-fiber spacing.

【図9】 テーパー状の光ファイバコリメータ組立体を受容する、図7に示したNxN反
射スイッチングモジュールの側A及び側Bの両方に備わる集光ブロックを示す部
分断面立面図である。
9 is a partial cross-sectional elevational view showing a light collection block on both side A and side B of the NxN reflective switching module shown in FIG. 7 that receives a tapered fiber optic collimator assembly.

【図10】 テーパー状光ファイバコリメータ組立体を受容する、図9に示した集光ブロッ
クを示す部分断面平面図である。
FIG. 10 is a partial cross-sectional plan view showing the light collection block shown in FIG. 9 receiving a tapered fiber optic collimator assembly.

【図10a】 レンズの位置と向きを調整出来るようにした代替的集光ブロックを示す部分断
面平面図である
FIG. 10a is a partial cross-sectional plan view showing an alternative focusing block with adjustable lens position and orientation.

【図10b】 図10aの線10a−10aに沿って取った代替的集光ブロックの断面立面図
である。
10b is a cross-sectional elevation view of an alternative light collecting block taken along line 10a-10a of FIG. 10a.

【図11】 光ファイバの二重対により運ばれる光を同時に切り換えるNxN反射スイッチ
ングモジュールに用いるに適した微小レンズを示す部分断面立面図である。
FIG. 11 is a partial cross-sectional elevation view showing a microlens suitable for use in an NxN reflective switching module that simultaneously switches light carried by a duplex pair of optical fibers.

【図12】 捩りスキャナを製作するのに用いられる優先形式のシリコンウェーハ基体を示
す立面図である。
FIG. 12 is an elevational view showing a preferred type of silicon wafer substrate used to fabricate a torsion scanner.

【図13】 図2、4a、4b、5、6及び7に示したような反射スイッチングモジュール
に用いるのに特に適した二次元静電付勢捩りスキャナを示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a two-dimensional electrostatic bias torsion scanner particularly suitable for use in reflective switching modules such as those shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7.

【図14a】 図13の線14a−14aに沿って取った、捩りスキャナに用いられる捩り撓
みヒンジを示す拡大平面図である。
14a is an enlarged plan view of the torsion flexure hinge used in the torsion scanner taken along line 14a-14a of FIG. 13. FIG.

【図14b】 図13の線14b−14bに沿って取った、捩りスキャナに用いられるスロッ
ト切り込み捩りバーヒンジを示す拡大平面図である。
14b is an enlarged plan view of the slotted twist bar hinge used in the twist scanner taken along line 14b-14b of FIG. 13. FIG.

【図15】 電極が付着された絶縁性基体上に配設された捩りスキャナであって、光ビーム
がデバイス層の裏側に位置付けられたミラー面から反射して出るところを示す概
略的断面立面図である。
FIG. 15 is a torsion scanner disposed on an insulating substrate with electrodes attached, a schematic cross-sectional elevation showing the light beam reflecting off a mirror surface located on the back side of the device layer. It is a figure.

【図15a、図15b】 図15の線15a/15b−15a/15bに沿って取った絶縁性基体の一部
と電極の代替的平面図である。
15a, 15b are alternative plan views of a portion of the insulative substrate and electrodes taken along line 15a / 15b-15a / 15b of FIG.

【16a】 図2、4a、4b、5,6及び7に示したような反射スイッチングモジュール
に用いるに適した捩りスキャナのストリップを示す立面図である。
[16a] FIG. 16a is an elevational view of a strip of a torsion scanner suitable for use in a reflective switching module as shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7.

【図16b】 捩りスキャナの直隣接ストリップを重ね合わせて、直隣接ストリップ間の水平
距離を少なくするのを示す、図16aの線16a−16bに沿って取った断面平
面図である。
FIG. 16b is a cross-sectional plan view taken along line 16a-16b of FIG. 16a showing overlapping of adjacent strips of a torsion scanner to reduce the horizontal distance between adjacent strips.

【図16c】 図2、4a、4b、5、6、6a及び7に示したような反射スイッチングモジ
ュールに用いるに適した捩りスキャナストリップの優先例を示す立面図である。
16c is an elevational view showing a preferred example of a torsion scanner strip suitable for use in reflective switching modules such as those shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6, 6a and 7. FIG.

【16d】 図16cの線16d−16dに沿って取った捩りスキャナの優先ストリップ例
を示す断面平面図である。
16d is a cross-sectional plan view showing an example priority strip of a torsion scanner taken along line 16d-16d of FIG. 16c.

【図16e】 図16cに示した捩りスキャナのストリップの並びを示す、図16aの線16
e−16eに沿って取った断面平面図である。
16e is a line 16 of FIG. 16a showing the strip alignment of the torsion scanner shown in FIG. 16c.
It is a sectional top view taken along with e-16e.

【図17a】 図2、4a、4b、5,6及び7に示したような反射スイッチングモジュール
において光ファイバがより密に配置されるようにした、捩りスキャナの縦オフセ
ット(喰違い)ストリップを示す平面図である。
17a shows a vertical offset strip of a torsion scanner with the optical fibers more closely packed in a reflective switching module as shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7. FIG. It is a top view.

【図17b】 捩りスキャナの全てがストリップでではなく、単一一体アレイとして製作され
る場合に用いることができる、捩りスキャナの行と列を喰違わせて、より密に充
填するのを示す平面図である。
FIG. 17b: Plane showing staggered row and column misalignment of the twist scanner, which can be used if all of the twist scanners are made as a single monolithic array rather than strips. It is a figure.

【図18a】 外側捩り撓みヒンジがスキャナの外枠に対して筋かいに向き付けされている、
代替的実施態様である捩りスキャナを示す平面図である。
FIG. 18a: The outer torsional flexure hinge is bracingly oriented with respect to the outer frame of the scanner,
FIG. 6 is a plan view of an alternative embodiment torsion scanner.

【図18b】 図18aに示す形式である捩りスキャナをアレイにしたものを示す平面図であ
る。
18b is a plan view of an array of torsion scanners of the type shown in FIG. 18a.

【図19a】 スキャナの非方形ミラー板の対角線に沿って内側捩り撓みヒンジが向き付けら
れるようにした捩りスキャナの他の実施態様を示す平面図である。
FIG. 19a is a plan view of another embodiment of a torsion scanner with the inner torsion flexure hinge oriented along the diagonal of the non-square mirror plate of the scanner.

【図19b】 図19aに示す捩りスキャナの実施態様であって、捩り撓みヒンジの両対がシ
リコンの結晶軸に対して適切に向き付けられて、その内部に捩りセンサが最適の
特性を有して製作されるようにしたものを示す平面図である。
19b is an embodiment of the torsion scanner shown in FIG. 19a, in which both pairs of torsion-deflecting hinges are properly oriented with respect to the silicon crystal axis, within which the torsion sensor has optimum characteristics. It is a top view showing what was produced by.

【図20a】 図2、4a、4b、5,6及び7に示したような反射スイッチングモジュール
に含めるのに適した、図18aに示す捩りスキャナの密配置を示す立面図である
20a is an elevational view showing a close-up arrangement of the torsion scanner shown in FIG. 18a suitable for inclusion in a reflective switching module such as that shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7. FIG.

【図20b】 図2、4a、4b、5,6及び7に示したような反射スイッチングモジュール
に含めるのに適した、図19aに示す捩りスキャナの密配置を示す立面図である
FIG. 20b is an elevational view showing a close-up of the torsion scanner shown in FIG. 19a suitable for inclusion in a reflective switching module as shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7.

【図21】 基体に固定される捩りスキャナの代替的実施態様ストリップであって、またミラ
ーストリップを保持し、コリメータレンズと光ファイバの端部とが捩りスキャナ
上のミラー面に近接して位置付けられるようにしたものを示す概略的断面立面図
である。
FIG. 21 is an alternative embodiment strip of a twist scanner fixed to a substrate, also holding the mirror strip, with the collimator lens and the end of the optical fiber positioned proximate to the mirror surface on the twist scanner. FIG. 3 is a schematic sectional elevation view showing the above.

【図21a】 一次元集光を行うように図21の捩りスキャナのストリップを配置したものを
示す概略的立面図である。
21a is a schematic elevational view showing the strip of the torsion scanner of FIG. 21 arranged to provide one-dimensional focusing. FIG.

【図21b】 図21aの一次元集光と組み合わせた一次元集光を行うように光ファイバ・コ
リメータ組立体を配置したものを示す概略的立面図である。
FIG. 21b is a schematic elevational view showing the fiber optic collimator assembly arranged to provide one-dimensional light collection in combination with the one-dimensional light collection of FIG. 21a.

【図22a】 基体に密着させた捩りスキャナ・フリップチップのストリップの前立面図であ
る。
FIG. 22a is a front elevational view of a twist scanner flip chip strip adhered to a substrate.

【図22b】 図22aの線22b−22bに沿って取った、基体に密着させた捩りスキャナ
・フリップチップのストリップの断面側立面図である。
22b is a cross-sectional side elevational view of a strip of a twist scanner flip chip in close contact with a substrate taken along line 22b-22b of FIG. 22a.

【図22c】 図22aの線22c−22cに沿って取った、基体に密着させたフリップチッ
プである捩りスキャナのストリップの上面図である。
22c is a top view of a strip of a flip-chip torsional scanner that is affixed to a substrate, taken along line 22c-22c of FIG. 22a.

【図22d】 通路が形成されたシリコン基体に密着させた捩りスキャナ・フリップチップの
ストリップの断面側立面図である。
FIG. 22d is a cross-sectional side elevational view of a twist scanner flip-chip strip adhered to a channeled silicon substrate.

【図22e】 トラフが形成されて基体への結合を強化する捩りスキャナの面の一部を示す断
面側立面図である。
FIG. 22e is a cross-sectional side elevational view showing a portion of the surface of a torsion scanner with troughs formed to enhance the bond to the substrate.

【図22f】 捩りスキャナのストリップと基体間にスペーサを介在させたものを示す、図2
2のものと同様の断面側立面図である。
22f shows a torsion scanner strip with a spacer between the substrate and FIG.
2 is a sectional side elevational view similar to that of FIG.

【図23】 そのミラー面を囲繞する捩りスキャナの複数部分からの光の散乱を示す光線追
跡図である。
FIG. 23 is a ray tracing diagram showing the scattering of light from multiple parts of the torsion scanner surrounding its mirror surface.

【図24】 図2、4a、4b、5、6及び7に示したような反射スイッチングモジュール
を示すシステム水準ブロック図である。
FIG. 24 is a system level block diagram illustrating a reflective switching module as shown in FIGS. 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7.

【図25】 本発明によるモジュラ光ファイバスイッチを示す斜視図である。FIG. 25   1 is a perspective view showing a modular optical fiber switch according to the present invention.

【図26】 ポートカードと反射スイッチングモジュールとを備えるようにした図25のモ
ジュラ光ファイバスイッチの総合ブロック図である。
26 is a general block diagram of the modular optical fiber switch of FIG. 25 including a port card and a reflective switching module.

【図26a】 反射スイッチングモジュールに備わる一対のミラーを正確に向き付ける光アラ
インメントサーボに用い得る光検出器の一実施態様を示す図である。
FIG. 26a is a diagram showing one embodiment of a photodetector that can be used for an optical alignment servo that accurately aligns a pair of mirrors included in a reflection switching module.

【図26b】 反射スイッチングモジュールに備わる一対のミラーを正確に向き付ける光アラ
インメントサーボに用い得る光複合検出器を示す図である。
FIG. 26b is a diagram showing an optical compound detector that can be used for an optical alignment servo that accurately aligns a pair of mirrors included in a reflection switching module.

【図26c】 位置合わせや他の診断目的で、光ファイバから光を引き出すため、ポートカー
ドへの曲げファイバタップの使用方法を示す概略図である。
FIG. 26c is a schematic diagram showing the use of bent fiber taps on a port card to extract light from an optical fiber for alignment and other diagnostic purposes.

【図16d】 図26cの線26d−26dに沿って取った曲げファイバタップの立面図であ
る。
16d is an elevation view of the bent fiber tap taken along line 26d-26d of FIG. 26c.

【図27a】 図2、4a、4b、5、6及び7に示したような反射スイッチングモジュール
の一つである、図25に示すモジュラ光ファイバスイッチに備わる反射スイッチ
ングモジュールが備えるミラーの正確なアラインメントを確実にするサーボシス
テムを示すブロック図である。
Figure 27a: Accurate alignment of the mirrors of the reflective switching module of the modular fiber optic switch shown in Figure 25, which is one of the reflective switching modules as shown in Figures 2, 4a, 4b, 5, 6 and 7. FIG. 3 is a block diagram showing a servo system for ensuring the above.

【図27b】 図27aに示すサーボシステムに備わる2軸サーボのX軸又はY軸チャネルを
示すブロック図である。
27b is a block diagram showing an X-axis or Y-axis channel of a two-axis servo provided in the servo system shown in FIG. 27a.

【図27c】 数個の異なる対の捩りスキャナ電極214同士で一つの2軸サーボの単一チャ
ネルを共有したものを示すブロック図である。
FIG. 27c is a block diagram illustrating several different pairs of torsion scanner electrodes 214 sharing a single channel for one biaxial servo.

【図27d】 交流駆動電圧を用いて捩りスキャナの制御された回転を誘導するための回路を
示すブロック図である。
FIG. 27d is a block diagram illustrating a circuit for inducing controlled rotation of a torsion scanner using an AC drive voltage.

【図27e、図27f】 捩りスキャナの電極とミラープレート間に印加される電圧を示す波形図である
27e and 27f are waveform diagrams showing the voltage applied between the electrodes of the torsion scanner and the mirror plate.

【図28a】 光ファイバのアレイを受容、固定する代替的実施態様に係る複板(プレート)
構造を示す部分断面立面図である。
Figure 28a is an alternative embodiment plate for receiving and securing an array of optical fibers.
It is a fragmentary sectional elevation view which shows a structure.

【図28b】 図28aの線28−28bに沿って取った、プレートの一方を通って形成され
る一形式の穴の輪郭を示す立面図である。
28b is an elevational view showing the profile of one type of hole formed through one of the plates taken along line 28-28b of FIG. 28a.

【図28c】 図28aの線28−28bに沿って取った、プレートの一方を通って形成され
るXYマイクロステージのアレイを示す立面図である。
28c is an elevational view showing an array of XY microstages formed through one of the plates, taken along line 28-28b in FIG. 28a.

【図29a】 図28cの線29a−29aに沿って取った、XYマイクロステージを示す立
面図である。
Figure 29a is an elevational view of the XY microstage taken along line 29a-29a of Figure 28c.

【図29b、図29c】 図29aの線29b/29c−29b/29cに沿って取った、他の実施態様
のXYマイクロステージの一部を示す立面図である。
29b, 29c are elevation views of a portion of another embodiment of an XY microstage taken along line 29b / 29c-29b / 29c of FIG. 29a.

【図30a】 シリコン基体から微細加工されたものであって、静電的に付勢されて、その軸
線に沿って動くレンズを示す部分断面図である。
FIG. 30a is a partial cross-sectional view of a lens micromachined from a silicon substrate that is electrostatically biased and moves along its axis.

【図30b】 図30aの線30b−30bに沿って取った、シリコン微細加工レンズを示す
立面図である。
FIG. 30b is an elevation view of the silicon microfabricated lens taken along line 30b-30b of FIG. 30a.

【図30c】 図30aに示すもの同様、シリコン基体から微細加工されたものであって、電
磁的に付勢されて、その軸線に沿って動くレンズの部分断面図である。
FIG. 30c is a partial cross-sectional view of a lens, like that shown in FIG. 30a, which has been micromachined from a silicon substrate and is electromagnetically biased to move along its axis.

【図31a】 捩りスキャナを回転させるのに磁力を用いるための一構成を示す平面図である。Figure 31a. It is a top view which shows one structure for using a magnetic force to rotate a torsion scanner.

【31b】 図31aの線31b−31bに沿って取った、それに用いられる磁石の立面図
である。
31b is an elevational view of the magnet used therein taken along line 31b-31b of FIG. 31a.

【図31c】 りスキャナを回転させるのに磁力を用いるための別の構成を示す平面図である
FIG. 31c is a plan view showing another configuration for using magnetic force to rotate the scanner.

【図31d】 図31cの線31d−31dに沿って取った、それに用いられる磁石の立面図
である。
31d is an elevational view of the magnet used therein taken along line 31d-31d of FIG. 31c.

【図32】 ルーチング(ルート割当)波長デマルチプレクサから光ビームが、図2、4a
、4b、5、6、6a及び7に示したような反射スイッチングモジュールの一つ
に直接連結されるところを示す側面図である。
FIG. 32 shows a light beam from a routing wavelength demultiplexer shown in FIGS.
Figure 8b is a side view showing a direct connection to one of the reflective switching modules as shown in Figures 4b, 5, 6, 6a and 7.

【図33a、図33b】 レーザーダイオードと共に2D捩りスキャナ上に形成された回折格子により形
成されるリトローキャビティー[Littrow cavity]を示す概略図
と、その応用として遠隔通信に遊離に利用できる波長変換の概略図である。
Figures 33a and 33b are schematic diagrams showing a Littrow cavity formed by a diffraction grating formed on a 2D torsion scanner together with a laser diode, and its application, wavelength conversion that can be freely used for telecommunications. FIG.

【図34】 光ファイバに沿って伝搬する光の波長を監視するための回折格子を担持するよ
うにした捩りスキャナの使用を示す概略図である。
FIG. 34 is a schematic diagram showing the use of a twist scanner adapted to carry a diffraction grating for monitoring the wavelength of light propagating along an optical fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100・・・・・・・・・・・・・・反射型スイッチングモジュール 102a、1021b・・・・・・・側 104・・・・・・・・・・・・・・端部 106・・・・・・・・・・・・・・光ファイバ 108・・・・・・・・・・・・・・光ビーム 112・・・・・・・・・・・・・・レンズ 116a、116b・・・・・・・・ミラー面 118a、118b・・・・・・・・セット 120・・・・・・・・・・・・・・ミラー 122b、122b・・・・・・・・点 132・・・・・・・・・・・・・・面 134・・・・・・・・・・・・・・光ファイバコリメータ組立体 136・・・・・・・・・・・・・・面 138・・・・・・・・・・・・・・面 142・・・・・・・・・・・・・・凸面 144・・・・・・・・・・・・・・軸線 146・・・・・・・・・・・・・・フェルール 152・・・・・・・・・・・・・・収束ブロック 154・・・・・・・・・・・・・・穴 162・・・・・・・・・・・・・・ウェーハ 164・・・・・・・・・・・・・・二酸化シリコン層 166・・・・・・・・・・・・・・単結晶シリコン層、デバイスシリコン層 168・・・・・・・・・・・・・・単結晶シリコン層、ハンドルシリコン層 169・・・・・・・・・・・・・・表側 170・・・・・・・・・・・・・・裏側 172・・・・・・・・・・・・・・捩りスキャナ 174・・・・・・・・・・・・・・外側基準フレーム 176・・・・・・・・・・・・・・捩り撓みヒンジ 178・・・・・・・・・・・・・・内側移動フレーム 182・・・・・・・・・・・・・・捩りバーヒンジ 184・・・・・・・・・・・・・・プレート 192a、192b・・・・・・・・捩りセンサ 194a、194b・・・・・・・・センサ電流パッド 196・・・・・・・・・・・・・・蛇行金属導体 198a、198b・・・・・・・・内側ヒンジセンサパッド 202a、202b・・・・・・・・内側ヒンジセンサパッド 204・・・・・・・・・・・・・・溝 212・・・・・・・・・・・・・・基体(基板) 214・・・・・・・・・・・・・・電極 216・・・・・・・・・・・・・・空洞 218・・・・・・・・・・・・・・強化リブ 219・・・・・・・・・・・・・・電気絶縁性材料 220・・・・・・・・・・・・・・穴 222・・・・・・・・・・・・・・ストップ 224・・・・・・・・・・・・・・支持フレーム 226・・・・・・・・・・・・・・リボンケーブル 228・・・・・・・・・・・・・・リード線 232・・・・・・・・・・・・・・曲線 236a、236b・・・・・・・・回転軸 242・・・・・・・・・・・・・・ベース 244・・・・・・・・・・・・・・X軸、Y軸 246・・・・・・・・・・・・・・矩形形状フィールド 262・・・・・・・・・・・・・・ミラーストリップ 264・・・・・・・・・・・・・・ビーム折返し・偏向組立体 272・・・・・・・・・・・・・・空洞 276・・・・・・・・・・・・・・はんだバンプ 282・・・・・・・・・・・・・・通路 284・・・・・・・・・・・・・・酸化物層 286・・・・・・・・・・・・・・ポリシリコン層 288・・・・・・・・・・・・・・リング 292・・・・・・・・・・・・・・エラストマ層 294・・・・・・・・・・・・・・ポリイミド+銅層 298・・・・・・・・・・・・・・バンプ 302・・・・・・・・・・・・・・側 304・・・・・・・・・・・・・・薄膜 312・・・・・・・・・・・・・・反射防止層 352・・・・・・・・・・・・・・環境ハウジング 353・・・・・・・・・・・・・・非飽和マイクロドライヤ 354・・・・・・・・・・・・・・壁 356・・・・・・・・・・・・・・通電フィードスルー 400・・・・・・・・・・・・・・光ファイバスイッチ 402・・・・・・・・・・・・・・ラック 404・・・・・・・・・・・・・・複式ソケット 406・・・・・・・・・・・・・・ポートカード 412、414・・・・・・・・・・破線 422・・・・・・・・・・・・・・光源 424・・・・・・・・・・・・・・方向性カプラ 426・・・・・・・・・・・・・・光検出器 432・・・・・・・・・・・・・・駆動・感知・制御エレクトロニクス 436・・・・・・・・・・・・・・監視プロセッサ 438・・・・・・・・・・・・・・データ通信リンク 442・・・・・・・・・・・・・・コネクタ 452・・・・・・・・・・・・・・ルックアップ(テーブル) 454・・・・・・・・・・・・・・2軸(デュアル)サーボ 462・・・・・・・・・・・・・・電流源 463・・・・・・・・・・・・・・計測増幅器 464・・・・・・・・・・・・・・エラー増幅器 465・・・・・・・・・・・・・・DSP 466・・・・・・・・・・・・・・RAM 467・・・・・・・・・・・・・・DAC 472・・・・・・・・・・・・・・積分回路 463・・・・・・・・・・・・・・増幅器 474・・・・・・・・・・・・・・抵抗 475・・・・・・・・・・・・・・コンデンサ 476a、476b・・・・・・・・加算増幅器 477・・・・・・・・・・・・・・反転増幅器 478・・・・・・・・・・・・・・高電圧増幅器 482・・・・・・・・・・・・・・テレコム信号強度光検出器 484・・・・・・・・・・・・・・アラインメント光検出器 486・・・・・・・・・・・・・・二色性ミラー 488・・・・・・・・・・・・・・テレコム信号監視光検出器 492・・・・・・・・・・・・・・シリコン光検出器 494・・・・・・・・・・・・・・長波長光検出器 495・・・・・・・・・・・・・・曲がりファイバタップ 502・・・・・・・・・・・・・・RS232ポート 504・・・・・・・・・・・・・・アナログ−ディジタル変換器(DAC) 602・・・・・・・・・・・・・・固定板 604・・・・・・・・・・・・・・調整板 606・・・・・・・・・・・・・・穴 608・・・・・・・・・・・・・・入り口 612・・・・・・・・・・・・・・カンチレバー 622・・・・・・・・・・・・・・XYマイクロステージ 624・・・・・・・・・・・・・・穴 632・・・・・・・・・・・・・・外側ベース 634・・・・・・・・・・・・・・Y軸ステージ 636、642・・・・・・・・・・撓み体 644・・・・・・・・・・・・・・X軸ステージ 652、654、666・・・・・・リンケージ 664・・・・・・・・・・・・・・速位端 674、682・・・・・・・・・・撓み体 672・・・・・・・・・・・・・・プッシュピン 684・・・・・・・・・・・・・・電極 692・・・・・・・・・・・・・・永久磁石 694・・・・・・・・・・・・・・コイル 702・・・・・・・・・・・・・・ルーチング波長デマルチプレクサ 704・・・・・・・・・・・・・・デマルチプレクサ平面導波管 706・・・・・・・・・・・・・・基体(基板)) 712・・・・・・・・・・・・・・格子 714・・・・・・・・・・・・・・レーザーダイオード 722・・・・・・・・・・・・・・ビームスプリッター 724・・・・・・・・・・・・・・(零次回折)出力ビーム 726・・・・・・・・・・・・・・波長ロッカー[locker] 732・・・・・・・・・・・・・・入りビーム 734・・・・・・・・・・・・・・ゲイン媒体 744・・・・・・・・・・・・・・光検出器 100 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Reflection type switching module 102a, 1021b ... 104 ... 106 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Optical fiber 108 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Light beam 112 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Lens 116a, 116b ... Mirror surface 118a, 118b ... Set 120 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Mirror 122b, 122b ... 132 ... 134 ..... Optical fiber collimator assembly 136 ... 138 ... 142 ······ Convex 144 ... Axis 146 ... Ferrule 152 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Convergence block 154 ... 162 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Wafer 164 ..................... Silicon dioxide layer 166 ... Single crystal silicon layer, device silicon layer 168 ..................... Single crystal silicon layer, handle silicon layer 169 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Front side 170 ... 172 ........ Torsion scanner 174 ........... Outside reference frame 176 ... Torsion-deflection hinge 178 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inward moving frame 182 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Torsion bar hinge 184 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Plate 192a, 192b ..... torsion sensor 194a, 194b ......... Sensor current pad 196 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Merking metal conductor 198a, 198b ... ・ ・ ・ ・ ・ Inner hinge sensor pad 202a, 202b ... Inside hinge sensor pad 204 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Groove 212 ······ Base (substrate) 214 ... Electrode 216 ... 218 ... Reinforcement rib 219 ........ electrically insulating material 220 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Hole 222 ... 224 ... Support frame 226 ... Ribbon cable 228 ... Lead wire 232 .... 236a, 236b ......... Rotary shaft 242 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Base 244 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ X axis, Y axis 246 ... Rectangular field 262 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Mirror strip 264 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Beam folding / deflecting assembly 272 ... 276 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Solder bump 282 ... 284 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Oxide layer 286 ... Polysilicon layer 288 ... 292 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Elastomer layer 294 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Polyimide + copper layer 298 ... Bump 302 ... 304 ... 312 ······· Antireflection layer 352 ... Environmental housing 353 ..................... Unsaturated micro dryer 354 ........ Wall 356 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Electrical feedthrough 400 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Optical fiber switch 402 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rack 404 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Double socket 406 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Port card 412, 414 ... 422 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Light source 424 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Directional coupler 426 ... Photodetector 432 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Drive / sensing / control electronics 436 ... Monitoring processor 438 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Data communication link 442 ... Connector 452 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Lookup (table) 454 ... 2-axis (dual) servo 462 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Current source 463 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Measurement amplifier 464 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Error amplifier 465 ... DSP 466 ..... RAM 467 ... DAC 472 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Integrator circuit 463 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Amplifier 474 ......... Resistance 475 ... Capacitor 476a, 476b ... ・ ・ ・ ・ ・ Adding amplifier 477 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inverting amplifier 478 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ High-voltage amplifier 482 ........... Telecom signal strength photodetector 484 ... Alignment photodetector 486 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Dichroic mirror 488 ... Telecom signal monitoring photodetector 492 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Silicon photodetector 494 ... Long wavelength photodetector 495 ... Bending fiber tap 502 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ RS232 port 504 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Analog-to-digital converter (DAC) 602 ........... Fixing plate 604 ... Adjusting plate 606 ... 608 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Entrance 612 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Cantilever 622 ... XY micro stage 624 ........ hole 632 ........... Outside base 634 ... Y-axis stage 636, 642 .... Flexible body 644 ........... X-axis stage 652, 654, 666 ... Linkage 664 ........ 674, 682 ... Flexible body 672 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pushpin 684 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Electrode 692 ........ Permanent magnet 694 ······ Coil 702 ........ Routing wavelength demultiplexer 704 ... Demultiplexer planar waveguide 706 ... Base material (substrate) 712 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Lattice 714 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Laser diode 722 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Beam splitter 724 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (zero-order diffraction) output beam 726 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Wavelength locker 732 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Incoming beam 734 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Gain medium 744 ... Photodetector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラーク、スチーブン、エム アメリカ合衆国カリフォルニア州94303パ ロ・アルト、セリア・ウェイ986 (72)発明者 シューマン、マーク、アール アメリカ合衆国カリフォルニア州94122サ ン・フランシスコ、ナインス・アベニュー 1550−2 (72)発明者 スレーター、ティモシー、ディー アメリカ合衆国カリフォルニア州94110サ ン・フランシスコ、フォルソム・ストリー ト3715 (72)発明者 フォスター、ジャック、ディー アメリカ合衆国カリフォルニア州ロス・ア ルトス、レネッタ・コート856 (72)発明者 カルメス、サム アメリカ合衆国カリフォルニア州94040マ ウンテン・ビュー、ラサム・ストリート 2250、アプト10 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA32 CA38 2H041 AA16 AA17 AB14 AC06 AZ02 AZ05 5K002 BA02 BA06 BA21 FA01 【要約の続き】 08)を光ファイバ間に連結するデフレクタ(172) 対を正確に向き付ける。─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Clark, Stephen, M             United States California 94303 Pa             Ro Alto, Celia Way 986 (72) Inventor Schumann, Mark, Earl             94122, California, United States             Francisco, 9th Avenue             1550-2 (72) Inventor Slater, Timothy, Dee             94110, California, United States             Francisco, Folsom Story             To 3715 (72) Inventor Foster, Jack, Dee             Los Angeles, California, United States             Lutos, Renetta Court 856 (72) Inventor Carmes, Sam             94040, California, United States             Unten View, Latham Street             2250, Apt 10 F-term (reference) 2H037 AA01 BA32 CA38                 2H041 AA16 AA17 AB14 AC06 AZ02                       AZ05                 5K002 BA02 BA06 BA21 FA01 [Continued summary] (172) for connecting the optical fiber 08) between the optical fibers Orient the pair exactly.

Claims (53)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光ファイバ・スイッチングモジュールであって、 光ファイバの端部を受容して固定し、準平行光ビームを自由空間光路に放出す
るに適した光ファイバ・コリメータ組立体と、 各々がそれぞれ光ファイバ・コリメータ組立体を受容して固定するコリメータ
受け器の、上記光路の両端に有って互いに隔てられた第1群と第2群と、 上記両コリメータ受け器群間の光路内にV字形状に配置された第1組及び第2
組の反射光ビームデフレクタと、 上記光ビームデフレクタの組間に上記光路に沿って配設され、準平行光ビーム
が入射するミラーとを備えて成り、 上記第1又は第2組の光ビームデフレクタの各々が、 上記コリメータ受け器に受容可能な光ファイバ・コリメータ組立体の一つに随
伴してい、 該随伴光ファイバ・コリメータ組立体から放出される準平行光ビームが光ビー
ムデフレクタに当って反射されるように位置付けられてい、且つ 上記光ファイバ・スイッチングモジュールに供給される駆動信号により付勢さ
れて配向され、随伴光ファイバ・コリメータ組立体から放出可能な準平行光ビー
ムを、それが選ばれた光ビームデフレクタから反射して出るようにするものであ
って、 それにより、一対の光ビームデフレクタが、供給される駆動信号により選択、
配向されるとき、一方が上記コリメータ受け器の何れか一つに固定され、他方が
それとは別のコリメータ受け器に固定される一対の光ファイバ・コリメータ組立
体間への、少なくとも一つの準平行光ビームの連結を確立するように構成されて
成る光ファイバ・スイッチングモジュール。
1. A fiber optic switching module suitable for receiving and securing an end of an optical fiber and emitting a quasi-parallel light beam into a free space optical path, each of which includes: A first group and a second group of collimator receivers, which respectively receive and fix the optical fiber collimator assembly, are located at both ends of the optical path and are separated from each other; First set and second set in a V shape
A pair of reflected light beam deflectors, and a mirror disposed along the optical path between the pair of light beam deflectors and into which a quasi-parallel light beam is incident, the first or second set of light beam deflectors Each of which is associated with one of the fiber optic collimator assemblies receivable by the collimator receiver, the quasi-parallel light beam emitted from the associated fiber optic collimator assembly impinging on a light beam deflector and reflecting. A quasi-parallel light beam positioned to be driven by the drive signal provided to the fiber optic switching module and directed to be emitted from the companion fiber optic collimator assembly. A light beam deflector which is reflected by the light beam deflector and is thereby provided with a pair of light beam deflectors. Selected by the issue,
When oriented, at least one quasi-parallel between a pair of fiber optic collimator assemblies, one fixed to one of the collimator receivers and the other fixed to another collimator receiver. A fiber optic switching module configured to establish a coupling of light beams.
【請求項2】前記第1群にはコリメータ受け器が一つだけ備わり、前記第2
群に残りのコリメータ受け器が備わってい、上記単一コリメータ受け器に固定可
能な一つの光ファイバ・コリメータ組立体と上記第2群コリメータ受け器に固定
可能な光ファイバ・コリメータ組立体の選ばれた一つとの間の光学的連結を光フ
ァイバ・スイッチングモジュールが確立するように構成して成る請求項1に記載
の光ファイバ・スイッチングモジュール。
2. The first group is provided with only one collimator receiver, and the second group
A group of remaining collimator receivers, one optical fiber collimator assembly that can be fixed to the single collimator receiver and an optical fiber collimator assembly that can be fixed to the second group of collimator receivers. The fiber optic switching module of claim 1, wherein the fiber optic switching module is configured to establish an optical connection with the other one.
【請求項3】個々のコリメータ受け器が円錐形状であり、嵌め合い円錐形状
光ファイバコリメーター組立体を受容できるように構成して成る請求項1に記載
の光ファイバ・スイッチングモジュール。
3. The fiber optic switching module of claim 1, wherein the individual collimator receivers are conical in shape and are configured to receive a mating conical fiber optic collimator assembly.
【請求項4】 が伝搬する光路を環境ハウジングが囲繞して成る構成
を特徴とする請求項に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
4. The fiber optic switching module according to claim 1 , wherein an optical housing surrounds an optical path through which the light propagates.
【請求項5】光ファイバ・スイッチングモジュールの安定動作環境を維持す
るための温度調節を環境ハウジングが提供するように構成して成る請求項4に記
載光ファイバ・スイッチングモジュール。
5. The fiber optic switching module of claim 4, wherein the fiber optic switching module is configured to provide temperature regulation to maintain a stable operating environment of the fiber optic switching module.
【請求項6】環境ハウジングを乾性ガスが流れ、環境ハウジングを取り巻く
大気が光ファイバ・スイッチングモジュールに入るのを防止するように構成して
成る請求項4に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
6. The fiber optic switching module of claim 4, wherein the dry gas is allowed to flow through the environmental housing to prevent atmospheric air surrounding the environmental housing from entering the fiber optic switching module.
【請求項7】環境ハウジングが加圧されて、環境ハウジングを取り巻く大気
が光ファイバ・スイッチングモジュールに入るのを防止するように構成して成る
請求項4に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
7. The fiber optic switching module of claim 4 configured to pressurize the environmental housing to prevent atmospheric air surrounding the environmental housing from entering the fiber optic switching module.
【請求項8】環境ハウジングが非飽和マイクロドライヤを備え、光ファイバ
・スイッチングモジュール内の結露を阻止するように構成して成る請求項4に記
載光ファイバ・スイッチングモジュール。
8. The fiber optic switching module of claim 4, wherein the environmental housing comprises an unsaturated micro dryer and is configured to prevent condensation within the fiber optic switching module.
【請求項9】前記駆動信号が流れる電気貫通接続が環境ハウジングの壁を貫
通するように構成して成る請求項4に記載の光ファイバ・スイッチングモジュー
ル。
9. The fiber optic switching module of claim 4, wherein the electrical feedthrough through which the drive signal flows is configured to extend through a wall of the environmental housing.
【請求項10】光ビームデフレクタが付勢されていないとき、それから反射
して出た が1次元(1D)で実質的に収束するように構成して成る請求
項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
10. The fiber optic switching of claim 1 wherein the light beam deflector is configured to substantially converge in one dimension (1D) when reflected from the light beam deflector when not energized. module.
【請求項11】光ビームデフレクタが付勢されていないとき、それから反射
して出た が2次元(2D)で実質的に収束するように構成して成る請求
項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
11. The fiber optic switching of claim 1 wherein the light beam deflector is configured to substantially converge in two dimensions (2D) when reflected from the light beam deflector when not energized. module.
【請求項12】前記コリメータ受け器の配向が を第1の次元に収束
させ、前記光ビームデフレクタが付勢されていないときその配向が第2の次元に
収束させるように構成して成る請求項11に記載の光ファイバ・スイッチングモ
ジュール。
12. The orientation of the collimator receiver converges to a first dimension and the orientation of the collimator receiver converges to a second dimension when the light beam deflector is not energized. 11. The optical fiber switching module according to item 11.
【請求項13】第1組又は第2組の光ビームデフレクタが付勢されていない
とき、それから反射して出た が両光ビームデフレクタ組の分岐点の後ろ
に位置する点で実質的に収束するように構成して成る請求項1に記載の光ファイ
バ・スイッチングモジュール。
13. The first or second set of light beam deflectors when they are not energized, the light reflected therefrom is substantially convergent at a point located behind the bifurcation of both sets of light beam deflectors. The optical fiber switching module according to claim 1, wherein the optical fiber switching module is configured to:
【請求項14】第1組又は第2組の光ビームデフレクタが付勢されていない
とき、それから反射して出た が両光ビームデフレクタ組の分岐点に位置
する点で実質的に収束するように構成して成る請求項1に記載の光ファイバ・ス
イッチングモジュール。
14. The first or the second set of light beam deflectors when they are not energized, so that the light reflected from them is substantially converged at a point located at a branch point of both the light beam deflector sets. The optical fiber switching module according to claim 1, wherein the optical fiber switching module is configured as described above.
【請求項15】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、かか
る光ビームデフレクタの不付勢配向から時計回り方向及び反時計回り方向に実質
的に等しい回転角度を示すように構成して成る請求項1に記載の光ファイバ・ス
イッチングモジュール。
15. A first or second set of light beam deflectors that requires a maximum movement to reflect ## EQU1 ## to either the second set or the first set of beam deflectors has a non-biased orientation of such light beam deflectors. 2. The fiber optic switching module of claim 1, wherein the fiber optic switching module is configured to exhibit substantially equal rotation angles in a clockwise direction and a counterclockwise direction.
【請求項16】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、 二つの非平行軸を中心として回転し、且つ かかる光ビームデフレクタの不付勢配向から軸の少なくとも一つを中心する時
計回り方向及び反時計回り方向に実質的に等しい回転角度を示すように構成して
成る請求項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
16. A first or a second set of optical beam deflectors which require a maximum movement to reflect a to either the second or the first set of beam deflectors are rotated about two non-parallel axes. And configured to exhibit rotational angles substantially equal to the clockwise and counterclockwise directions about at least one of the axes from the biased orientation of the light beam deflector. Optical fiber switching module.
【請求項17】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、かか
る光ビームデフレクタの不付勢配向から実質的に等しいバイポーラ回転角度を示
すように構成して成る請求項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
17. A first or second set of light beam deflectors that requires a maximum movement to reflect ## EQU1 ## to either the second set or the first set of beam deflectors, wherein the unbiased orientation of such light beam deflectors is 2. The fiber optic switching module of claim 1 configured to exhibit substantially equal bipolar rotation angles from.
【請求項18】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、 二つの非平行軸を中心として回転し、且つ かかる光ビームデフレクタの不付勢配向から軸の少なくとも一つを中心する実
質的に等しいバイポーラ回転角度を示すように構成して成る請求項1に記載の光
ファイバ・スイッチングモジュール。
18. A first or a second set of optical beam deflectors which require a maximum movement to reflect ## EQU1 ## to either the second or the first set of beam deflectors, rotating about two non-parallel axes. And a fiber optic switching module according to claim 1 configured to exhibit substantially equal bipolar rotation angles about at least one of the axes from the biased orientation of the light beam deflector.
【請求項19】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、かか
る光ビームデフレクタの不付勢配向から実質的に最小回転角度を示すように構成
して成る請求項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
19. A first or second set of light beam deflectors that requires a maximum movement to reflect to either the second set or the first set of beam deflectors is an unbiased orientation of such light beam deflectors. 2. The fiber optic switching module of claim 1, wherein the fiber optic switching module is configured to exhibit a substantially minimum rotation angle.
【請求項20】コリメータ受け器のみの配向が を収束するように構
成して成る請求項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
20. The fiber optic switching module of claim 1, wherein the orientation of only the collimator receiver is configured to converge.
【請求項21】不付勢時の前記光ビームデフレクタのみの配向が を
収束するように構成して成る請求項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュ
ール。
21. The optical fiber switching module according to claim 1, wherein the orientation of only the light beam deflector when deenergized is configured to converge.
【請求項22】光ファイバ・スイッチングモジュールに供給され各光ビーム
デフレクタの配向を付勢する駆動信号が、光ビームデフレクタに連結された向き
センサが生成する信号に応答するように構成して成る請求項1に記載の光ファイ
バ・スイッチングモジュール。
22. The drive signal provided to the fiber optic switching module for activating the orientation of each light beam deflector is configured to be responsive to a signal generated by an orientation sensor coupled to the light beam deflector. Item 1. The optical fiber switching module according to Item 1.
【請求項23】光ファイバ・スイッチングモジュールに供給され各 デフレクタの配向を付勢する駆動信号が、光ビームデフレクタから反射可能な光
ビームとは独立した向きセンサが生成する信号に応答するように構成して成る請
求項1に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
23. The drive signal provided to the fiber optic switching module for activating the orientation of each deflector is responsive to a signal generated by an orientation sensor independent of a light beam capable of being reflected from the light beam deflector. The optical fiber switching module according to claim 1, wherein
【請求項24】前記光ビームデフレクタがフレーム側からそれぞれ捩りヒン
ジによって支えられているものであり、各フレームと捩りヒンジと光ビームデフ
レクタが単結晶シリコンから製作されるように構成して成る請求項1に記載の光
ファイバ・スイッチングモジュール。
24. The light beam deflector is supported by a torsion hinge from the frame side, and each frame, the torsion hinge and the light beam deflector are made of single crystal silicon. 1. The optical fiber switching module described in 1.
【請求項25】光ファイバ・スイッチングモジュールであって、 (a)各々がそれぞれ一つの光ファイバの一端を受容して固定するに適した光
ファイバ受け器の、自由空間光路の両端に有って互いに隔てられた第1群と第2
群と、 (b)第1群及び第2群の光ファイバ受け器の各々にレンズ一つがそれぞれ固
定され、その光ファイバ受け器に固定され得る光ファイバの一端がそこに固定さ
れたレンズと対向するようにし、各該レンズが光ファイバの対向端から放出され
得る を受け取り、且つ準平行光ビームを光ファイバ・スイッチングモジ
ュールの光路に放出するに適するレンズと、 (c)前記両光ファイバ受け器群間の光路内に何れもが配設された第1組及び
第2組の反射光ビームデフレクタと、 (d)上記光ビームデフレクタの組間に上記光路に沿って配設され、準平行光
ビームが入射するミラーとを備えて成り、 該第1又は第2組の光ビームデフレクタの各々が、 前記光ファイバ受け器の各々に固定された前記レンズ一つに随伴してい、 該随伴レンズから放出され得る準平行光ビームが光ビームデフレクタに当り、
反射されるように位置付けられてい、且つ 前記光ファイバ・スイッチングモジュールに供給される駆動信号により付勢さ
れて、前記随レンズから放出され得る準平行光ビームを、該準平行光ビームがま
た前記第2又は第1組の光ビームデフレクタの選ばれた一つから反射して出るよ
うにすべく、反射するように配向され得るものであって、 それにより、一対の光ビームデフレクタが、供給される駆動信号により選択、
配向されるとき、一方が上記光ファイバ受け器の何れか一つに固定され、他方が
それとは別の光ファイバ受け器に固定される一対のレンズ間への、少なくとも一
つの準平行光ビームの連結を確立するように構成して成る光ファイバ・スイッチ
ングモジュール。
25. An optical fiber switching module comprising: (a) at each end of a free space optical path of an optical fiber receiver, each of which is suitable for receiving and securing one end of an optical fiber. First group and second group separated from each other
Group, and (b) one lens is fixed to each of the optical fiber receivers of the first group and the second group, and one end of an optical fiber that can be fixed to the optical fiber receiver faces the lens fixed thereto. A lens suitable for receiving each of the lenses can be emitted from opposite ends of an optical fiber and emitting a quasi-parallel light beam into an optical path of a fiber optic switching module; and (c) the two fiber optic receivers. A first set and a second set of reflected light beam deflectors, both of which are arranged in the optical path between the groups; A beam incident mirror, each of the first or second sets of light beam deflectors being associated with one of the lenses fixed to each of the optical fiber receivers. A quasi-parallel light beam that can be emitted from the light beam deflector,
A quasi-parallel light beam positioned to be reflected and capable of being emitted from the follower lens when energized by a drive signal supplied to the optical fiber switching module, the quasi-parallel light beam also Two or a first set of light beam deflectors, which may be oriented to reflect out of a selected one of the light beam deflectors, whereby a pair of light beam deflectors is provided. Selectable by drive signal,
When oriented, at least one quasi-parallel light beam between a pair of lenses, one of which is fixed to one of the optical fiber receivers and the other of which is fixed to another optical fiber receiver. A fiber optic switching module configured to establish a connection.
【請求項26】前記第1群には光ファイバ受け器が一つだけ備わり、前記第
2群に残りの光ファイバ受け器が備わってい、上記単一光ファイバ受け器に固定
されたレンズ一つと第2群の光ファイバ受け器に固定されたレンズ一つとの間の
光学的連結を光ファイバ・スイッチングモジュールが確立するように構成して成
る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
26. The first group is provided with only one optical fiber receiver, the second group is provided with the remaining optical fiber receivers, and one lens is fixed to the single optical fiber receiver. 26. The fiber optic switching module of claim 25, wherein the fiber optic switching module is configured to establish an optical connection with one of the lenses fixed to the second group of fiber optic receivers.
【請求項27】 が伝搬する光路を囲繞する環境ハウジングが更に備
わるように構成して成る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチングモジュー
ル。
27. The fiber optic switching module of claim 25, further configured to include an environmental housing surrounding an optical path through which the light propagates.
【請求項28】光ファイバ・スイッチングモジュールの安定動作環境を維持
するための温度調節を環境ハウジングが提供するように構成して成る請求項27
に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
28. The environmental housing is configured to provide temperature regulation to maintain a stable operating environment for the fiber optic switching module.
The optical fiber switching module described in 1.
【請求項29】環境ハウジングを乾性ガスが流れ、環境ハウジングを取り巻
く大気が光ファイバ・スイッチングモジュールに入るのを防止するように構成し
て成る請求項27に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
29. The fiber optic switching module of claim 27, wherein the fiber optic switching module is configured to allow a dry gas to flow through the environmental housing to prevent atmospheric air surrounding the environmental housing from entering the fiber optic switching module.
【請求項30】環境ハウジングが加圧されて、環境ハウジングを取り巻く大
気が光ファイバ・スイッチングモジュールに入るのを防止するように構成して成
る請求項27に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
30. The fiber optic switching module of claim 27, wherein the environment housing is pressurized to prevent atmospheric air surrounding the environment housing from entering the fiber optic switching module.
【請求項31】環境ハウジングが非飽和マイクロドライヤを備え、光ファイ
バ・スイッチングモジュール内の結露を阻止するように構成して成る請求項27
に記載光ファイバ・スイッチングモジュール。
31. The environmental housing comprises an unsaturated microdryer and is configured to prevent condensation within the fiber optic switching module.
Optical fiber switching module.
【請求項32】前記駆動信号が流れる電気貫通接続が環境ハウジングの壁を
貫通するように構成して成る請求項27に記載の光ファイバ・スイッチングモジ
ュール。
32. The fiber optic switching module of claim 27, wherein the electrical feedthrough for the drive signal is configured to extend through a wall of the environmental housing.
【請求項33】光ビームデフレクタが付勢されていないとき、それから反射
して出た が1Dで実質的に収束するように構成して成る請求項25に記
載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
33. The fiber optic switching module of claim 25, wherein the light beam deflector is configured to substantially converge in 1D when reflected from the light beam deflector when not energized.
【請求項34】光ビームデフレクタが付勢されていないとき、それから反射
して出た が2Dで実質的に収束するように構成して成る請求項25に記
載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
34. The fiber optic switching module of claim 25, wherein the light beam deflector is configured to substantially converge in 2D when reflected from the light beam deflector when not energized.
【請求項35】前記光ファイバ受け器の配向が を第1の次元に収束
させ、前記光ビームデフレクタが付勢されていないときその配向が第2の次元に
収束させるように構成して成る請求項34に記載の光ファイバ・スイッチングモ
ジュール。
35. The fiber optic receiver orientation is configured to focus in a first dimension, and the orientation is focused in a second dimension when the light beam deflector is not energized. Item 35. The optical fiber switching module according to Item 34.
【請求項36】第1組と第2組の光ビームデフレクタが付勢されていないと
き、それから反射して出た が第2組又は第1組の光ビームデフレクタの
分岐点の後ろに位置する点で実質的に収束するように構成して成る請求項25に
記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
36. When the first and second sets of light beam deflectors are not energized, the light reflected from them is located behind the bifurcation of the second or first set of light beam deflectors. 26. The fiber optic switching module of claim 25, configured to substantially converge at a point.
【請求項37】第1組と第2組の光ビームデフレクタが付勢されていないと
き、それから反射して出た が両光ビームデフレクタ組の分岐点に位置す
る点で収束するように構成して成る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチン
グモジュール。
37. When the first and second sets of light beam deflectors are not energized, the light reflected from the first and second sets is converged at a point located at the branch point of both sets of light beam deflectors. 26. The fiber optic switching module of claim 25.
【請求項38】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、かか
る光ビームデフレクタの不付勢配向から時計回り方向及び反時計回り方向に実質
的に等しい回転角度を示すように構成して成る請求項25に記載の光ファイバ・
スイッチングモジュール。
38. A first or second set of light beam deflectors which requires a maximum movement to reflect to either the second set or the first set of beam deflectors has a non-biased orientation of such light beam deflectors. 26. The optical fiber of claim 25, wherein the optical fiber is configured to exhibit substantially equal rotation angles in a clockwise direction and a counterclockwise direction.
Switching module.
【請求項39】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、 二つの非平行軸を中心として回転し、且つ かかる光ビームデフレクタの不付勢配向から軸の少なくとも一つを中心する時
計回り方向及び反時計回り方向に実質的に等しい回転角度を示すように構成して
成る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
39. A first or a second set of optical beam deflectors which require a maximum movement to reflect ## EQU1 ## to either the second or the first set of beam deflectors rotates about two non-parallel axes. 26, and configured to exhibit substantially equal rotation angles in clockwise and counterclockwise directions about at least one of the axes from the unbiased orientation of such a light beam deflector. Optical fiber switching module.
【請求項40】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、かか
る光ビームデフレクタの不付勢配向から実質的に等しいバイポーラ回転角度を示
すように構成して成る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール
40. A first or second set of light beam deflectors that requires a maximum movement to reflect ## EQU1 ## to either the second set or the first set of beam deflectors, wherein the light beam deflector is in a non-biased orientation. 26. The fiber optic switching module of claim 25, configured to exhibit substantially equal bipolar rotation angles from.
【請求項41】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、 二つの非平行軸を中心として回転し、且つ かかる光ビームデフレクタの不付勢配向から軸の少なくとも一つを中心する実
質的に等しいバイポーラ回転角度を示すように構成して成る請求項25に記載の
光ファイバ・スイッチングモジュール。
41. A first or a second set of optical beam deflectors, which requires a maximum movement to reflect ## EQU1 ## to either the second or the first set of beam deflectors, rotates about two non-parallel axes. 26. The fiber optic switching module of claim 25, further configured to exhibit substantially equal bipolar rotation angles about at least one of the axes from the unbiased orientation of the light beam deflector.
【請求項42】 を第2組又は第1組のビームデフレクタの何れかに
反射するのに最大移動を要する第1組又は第2組の光ビームデフレクタが、かか
る光ビームデフレクタの不付勢配向から実質的に最小回転角度を示すように構成
して成る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
42. A first or second set of light beam deflectors that requires a maximum movement to reflect ## EQU1 ## to either the second set or the first set of beam deflectors is an unbiased orientation of such light beam deflectors. 26. The fiber optic switching module of claim 25, wherein the fiber optic switching module is configured to exhibit a substantially minimum angle of rotation.
【請求項43】前記光ファイバ受け器と前記レンズのみの配向が の収
束を達成するように構成して成る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチング
モジュール。
43. The fiber optic switching module of claim 25, wherein the orientations of only the fiber optic receiver and the lens are configured to achieve convergence of.
【請求項44】不付勢時の前記光ビームデフレクタのみの配向が を
収束させるように構成して成る請求項25に記載の光ファイバ・スイッチングモ
ジュール。
44. The fiber optic switching module of claim 25, wherein the orientation of only the light beam deflector when deenergized is configured to converge.
【請求項45】光ファイバ・スイッチングモジュールに供給され各光ビーム
デフレクタの配向を付勢する駆動信号が、光ビームデフレクタに連結された向き
センサが生成する信号に応答するように構成して成る請求項25に記載の光ファ
イバ・スイッチングモジュール。
45. The drive signal provided to the fiber optic switching module for activating the orientation of each light beam deflector is configured to be responsive to a signal generated by an orientation sensor coupled to the light beam deflector. Item 25. The optical fiber switching module according to Item 25.
【請求項46】光ファイバ・スイッチングモジュールに供給され各光ビーム
デフレクタの配向を付勢する駆動信号が、光ビームデフレクタから反射可能な とは独立した向きセンサが生成する信号に応答するように構成して成る請
求項25に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
46. The drive signal provided to the fiber optic switching module for activating the orientation of each light beam deflector is responsive to a signal generated by an orientation sensor independent of the light beam deflector's reflectivity. 26. The fiber optic switching module of claim 25.
【請求項47】前記光ビームデフレクタがフレーム側からそれぞれ捩りヒン
ジによって支えられているものであり、各フレームと捩りヒンジと光ビームデフ
レクタが単結晶シリコンから製作されるように構成して成る請求項25に記載の
光ファイバ・スイッチングモジュール。
47. The light beam deflector is supported by a torsion hinge from the frame side, and each frame, the torsion hinge and the light beam deflector are made of single crystal silicon. 25. The optical fiber switching module described in 25.
【請求項48】光ファイバ受け器に受容され得る光ファイバの端部が光ビー
ムを光ファイバの中心線に対して角度をもって放出し、それらにそれぞれ付随す
るレンズの第1の面がレンズの軸線に対して傾斜角で配向されてい、各レンズ内
で がレンズの軸線に実質的に揃うよう構成して成る請求項25に記載の光
ファイバ・スイッチングモジュール。
48. An end of an optical fiber that can be received in an optical fiber receiver emits a light beam at an angle to a centerline of the optical fiber, and the respective first surfaces of the lenses associated therewith are the axis of the lens. 26. The fiber optic switching module of claim 25, wherein the fiber optic switching module is oriented at a tilt angle with respect to each other and is configured to be substantially aligned with the axis of the lens within each lens.
【請求項49】各レンズの焦点が実質的にその傾斜角面に有り、随伴光ファ
イバ受け器に受容され得る光ファイバの端部が上記傾斜角面から の1レ
イリーレンジ(Rayleighr range)に位置付けられるように構成
して成る請求項48に記載の光ファイバ・スイッチングモジュール。
49. The focal point of each lens is substantially on its tilt angle surface, and the end of the optical fiber which can be received by the associated optical fiber receiver is positioned within one Rayleigh range from the tilt angle surface. 49. The fiber optic switching module of claim 48 configured to be.
【請求項50】光ファイバ受け器に受容され得る光ファイバが複式光ファイ
バであり、それ等にそれぞれ随伴するレンズには更にレンズの軸線に対して傾斜
角で配向され、且つその第1の面に交差し、平行でない第2の面が有り、その結
果、それぞれ随伴する複式レンズの一端から/に、光ファイバの中心線に対して
異なる角度で、それぞれ出る/入る二つの が各レンズ内でレンズの軸線
に揃うように構成して成る請求項48に記載の光ファイバ・スイッチングモジュ
ール。
50. The optical fiber that can be received by the optical fiber receiver is a compound optical fiber, and the lenses respectively associated with them are further oriented at an inclination angle with respect to the axis of the lens and have a first surface thereof. There is a second surface that intersects and is not parallel so that two exits / enters in each lens from / to one end of each associated compound lens at different angles to the optical fiber centerline. 49. The fiber optic switching module of claim 48 configured to align with the axis of the lens.
【請求項51】複式光ファイバを通して二つの が反対の向きに伝搬
するように構成して成る請求項50に記載の光ファイバ・スイッチングモジュー
ル。
51. The fiber optic switching module of claim 50, wherein the two are configured to propagate in opposite directions through the duplex optical fiber.
【請求項52】複式光ファイバを通して二つの が一つの向きに伝搬
するように構成して成る請求項50に記載の光ファイバ・スイッチングモジュー
ル。
52. The fiber optic switching module of claim 50, wherein the two are configured to propagate in one direction through the duplex optical fiber.
【請求項53】それぞれ随伴する光ファイバ受け器に受容され得る前記光フ
ァイバの一端により近位して配置された小径外面と、それぞれ随伴する光ファイ
バ受け器に受容され得る前記光ファイバの一端からより遠位して配置された大径
外面がレンズに形成されるように構成して成る請求項25に記載の光ファイバ・
スイッチングモジュール。
53. From a small diameter outer surface located proximal to one end of the optical fiber that can be received in a respective associated fiber optic receiver, and from one end of the optical fiber that can be received in a respective associated fiber optic receiver. 26. The optical fiber of claim 25 configured to have a larger diameter outer surface located further distally formed on the lens.
Switching module.
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