JP2005062831A - Optical switch and method of controlling the optical switch - Google Patents

Optical switch and method of controlling the optical switch Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical switch which does not cause crosstalks to be generated for an output optical fiber upon switching operation. <P>SOLUTION: The optical switch 100 has an input optical fiber 11, a plural number of output optical fibers 18, a grating 15 that deflects the optical beam from the input optical fiber 11 into different directions for each wavelength component, a convex lens 14 that changes the optical beam from the grating 15 into a convergent optical beam, a movable mirror array 17 which directs the convergent optical beam from the convex lens 14 to one of the plurality of output optical fibers 18, a shutter array 16 arranged in front of the movable mirror array 17 and a control circuit 120 that controls the movable mirror array 17 and the shutter array 16. The movable mirror array 17 has a plurality of movable mirrors 17a, and the shutter array 16 has the same number of shutters 16a as that of the movable mirrors 17a. The shutter 16a properly intercepts the light beam traveling toward the movable mirrors 17a. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光信号の接続を変更するための光スイッチに関し、特に可動ミラーによる光の偏向を利用する光スイッチに関する。   The present invention relates to an optical switch for changing the connection of optical signals, and more particularly to an optical switch that utilizes deflection of light by a movable mirror.

米国特許出願公開2002/0196520A1号明細書は、波長多重された信号を伝送する入力光ファイバと出力光ファイバとの間の接続を波長毎に切り替え可能な光スイッチを開示されている。同装置は、入力光ファイバと出力光ファイバの数により、MUX(合波器)、DEMUX(分波器)、光スイッチに適用可能である。   US Patent Application Publication No. 2002 / 0196520A1 discloses an optical switch capable of switching the connection between an input optical fiber and an output optical fiber for transmitting a wavelength-multiplexed signal for each wavelength. The apparatus can be applied to MUX (multiplexer), DEMUX (demultiplexer), and optical switch depending on the number of input optical fibers and output optical fibers.

この光スイッチでは、入力光ファイバからの光を平行光とした後にグレーティングで分波し、レンズを通して収束光として、各波長毎にMEMSミラーに照射する。MEMSミラーの向きを変えることにより、その反射光は、入力光とは別の経路を辿り、入力光ファイバとは別の位置にある出力光ファイバへと結合する。これにより、波長毎に、MEMSミラーの向きの変更によって出力先の光ファイバの選択を行うことが出来る。
米国特許出願公開2002/0196520A1号明細書
In this optical switch, the light from the input optical fiber is converted into parallel light, then demultiplexed by a grating, and irradiated to the MEMS mirror for each wavelength as convergent light through a lens. By changing the direction of the MEMS mirror, the reflected light follows a path different from that of the input light and is coupled to an output optical fiber at a position different from that of the input optical fiber. Thereby, the output destination optical fiber can be selected for each wavelength by changing the direction of the MEMS mirror.
US Patent Application Publication No. 2002 / 0196520A1

光スイッチにおいて、出力光ファイバに入射すなわち結合している特定の光を、現在の出力光ファイバから別の出力光ファイバに切り替える(スイッチ動作する)際、切り替え前の出力光ファイバと切り替え後の出力光ファイバとが隣り合っていない限り、MEMSミラーの向きを変更していく過程で、入力光ファイバからの光をスイッチ動作と関係の無い中間の出力ファイバに結合させてしまう。   In an optical switch, when switching the specific light that is incident or coupled to the output optical fiber from the current output optical fiber to another output optical fiber (switch operation), the output optical fiber before switching and the output after switching Unless the optical fiber is adjacent, the light from the input optical fiber is coupled to an intermediate output fiber that is not related to the switch operation in the process of changing the direction of the MEMS mirror.

つまり、米国特許出願公開2002/0196520A1号明細書に開示されている光スイッチは、スイッチ動作時に関係の無い出力光ファイバに対してクロストークを発生させてしまう。クロストークは、光通信システムの誤動作を引き起こす可能性があり、極力防止されることが望まれる。   That is, the optical switch disclosed in US Patent Application Publication No. 2002 / 0196520A1 generates crosstalk with respect to an output optical fiber that is not related to the switching operation. Crosstalk may cause malfunction of the optical communication system, and it is desirable to prevent it as much as possible.

本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その主な目的は、スイッチング動作時に出力光ファイバに対してクロストークを発生させない光スイッチを提供することである。   The present invention has been made in consideration of such a situation, and its main object is to provide an optical switch that does not generate crosstalk with respect to an output optical fiber during a switching operation.

本発明は、ひとつには、光スイッチに向けられている。本発明の光スイッチは、少なくとも一本の入力光ファイバと、複数本の出力光ファイバと、前記入力光ファイバからの光ビームを前記出力光ファイバのいずれかひとつに選択的に方向付けるための少なくとも一つの可動ミラーと、前記入力光ファイバから前記可動ミラーに向かう光ビームを適宜遮断するための少なくとも一つのシャッターとを有しており、前記可動ミラーはその向きを変更可能であり、前記可動ミラーの向きが変更されることにより、前記可動ミラーで反射された光ビームが結合する出力光ファイバが切り替えられ、前記シャッターは、前記可動ミラーの向きが変更される間、前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する。   The present invention is directed, in part, to an optical switch. The optical switch of the present invention includes at least one input optical fiber, a plurality of output optical fibers, and at least for selectively directing a light beam from the input optical fiber to any one of the output optical fibers. A movable mirror and at least one shutter for appropriately blocking a light beam directed from the input optical fiber to the movable mirror, the movable mirror having a changeable direction, and the movable mirror When the direction of is changed, the output optical fiber to which the light beam reflected by the movable mirror is combined is switched, and the shutter is a light beam directed toward the movable mirror while the direction of the movable mirror is changed. Shut off.

本発明は、ひとつには、光スイッチの制御方法に向けられている。本発明の制御方法は、少なくとも一本の入力光ファイバと、複数本の出力光ファイバと、前記入力光ファイバからの光ビームを前記出力光ファイバのいずれかひとつに選択的に方向付けるための少なくとも一つの可動ミラーと、前記入力光ファイバから前記可動ミラーに向かう光ビームを適宜遮断するための少なくとも一つのシャッターとを有している光スイッチの制御方法であり、前記可動ミラーの向きの変更を開始する前に、前記シャッターを前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する閉状態にする工程と、前記シャッターが閉状態の間に前記可動ミラーの向きを変更する工程と、前記可動ミラーの向きの変更が終了した後に、前記シャッターを前記可動ミラーへの光ビームの入射を許す開状態にする工程とを有している。   The present invention is directed, in part, to a method for controlling an optical switch. The control method of the present invention includes at least one input optical fiber, a plurality of output optical fibers, and at least for selectively directing a light beam from the input optical fiber to any one of the output optical fibers. An optical switch control method comprising one movable mirror and at least one shutter for appropriately blocking a light beam directed from the input optical fiber to the movable mirror, and changing the orientation of the movable mirror Before starting, the step of closing the shutter to block the light beam toward the movable mirror, the step of changing the direction of the movable mirror while the shutter is closed, and the direction of the movable mirror After the change is completed, the shutter is opened to allow the light beam to enter the movable mirror.

本発明によれば、スイッチング動作時に出力光ファイバに対してクロストークを発生させない光スイッチが提供される。   According to the present invention, an optical switch that does not generate crosstalk with respect to an output optical fiber during a switching operation is provided.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第一実施形態
本実施形態は、波長多重された信号光を波長毎に切り替える光スイッチに向けられている。図1は、本発明の第一実施形態の光スイッチの構成を示している。
First Embodiment This embodiment is directed to an optical switch that switches wavelength-multiplexed signal light for each wavelength. FIG. 1 shows the configuration of the optical switch according to the first embodiment of the present invention.

図1に示されるように、本実施形態の光スイッチ100は、波長多重された信号光(複数の波長成分を含む光)が入力される一本の入力光ファイバ11と、光を出力する複数本の出力光ファイバ18と、入力光ファイバ11から射出される発散光ビームを平行光ビームに変えるコリメートレンズ12と、出力光ファイバ18に方向付けられた平行光ビームを収束光ビームに変える出力光ファイバ18と同数の収束レンズ19とを有している。   As shown in FIG. 1, the optical switch 100 of this embodiment includes a single input optical fiber 11 to which wavelength-multiplexed signal light (light including a plurality of wavelength components) is input, and a plurality of optical outputs. An output optical fiber 18; a collimating lens 12 that converts a divergent light beam emitted from the input optical fiber 11 into a parallel light beam; and an output light that converts the parallel light beam directed to the output optical fiber 18 into a convergent light beam. It has the same number of converging lenses 19 as the fibers 18.

光スイッチ100は更に、コリメートレンズ12からの平行光ビームを収束光ビームに変える凸レンズ13と、凸レンズ13からの一旦収束した後の発散光ビームを平行光ビームに変える凸レンズ14と、凸レンズ14からの平行光ビームを波長成分毎に異なる方向に偏向するグレーティング15とを有している。   The optical switch 100 further includes a convex lens 13 that converts the parallel light beam from the collimating lens 12 into a convergent light beam, a convex lens 14 that converts the divergent light beam once converged from the convex lens 13 into a parallel light beam, and And a grating 15 for deflecting the parallel light beam in different directions for each wavelength component.

グレーティング15は、入射する波長多重された光を波長に基づいて分離する分光器を構成している。グレーティング15で偏向された平行光ビームは、凸レンズ14に入射して、収束光ビームに変えられる。   The grating 15 constitutes a spectroscope that separates incident wavelength-multiplexed light based on the wavelength. The parallel light beam deflected by the grating 15 enters the convex lens 14 and is converted into a convergent light beam.

光スイッチ100は更に、凸レンズ14からの収束光ビームを複数本の出力光ファイバ18のひとつに方向付ける可動ミラーアレイ17と、可動ミラーアレイ17の手前すなわち光ビームの入射側の近くに配置されたシャッターアレイ16と、可動ミラーアレイ17とシャッターアレイ16を制御する制御回路120とを有している。   The optical switch 100 is further disposed in front of the movable mirror array 17, that is, near the incident side of the light beam, for directing the convergent light beam from the convex lens 14 to one of the plurality of output optical fibers 18. The shutter array 16 includes a movable mirror array 17 and a control circuit 120 that controls the shutter array 16.

可動ミラーアレイ17は、信号光中の多重されている波長の種類に対応して、複数の可動ミラー17aを有している。シャッターアレイ16は、可動ミラーアレイ17の可動ミラー17aと同数のシャッター16aを有している。シャッター16aは、それぞれ、可動ミラー17aに対応しており、可動ミラー17aに向かう光ビームを適宜遮断する。   The movable mirror array 17 has a plurality of movable mirrors 17a corresponding to the types of wavelengths multiplexed in the signal light. The shutter array 16 has the same number of shutters 16 a as the movable mirrors 17 a of the movable mirror array 17. Each of the shutters 16a corresponds to the movable mirror 17a, and appropriately blocks a light beam directed to the movable mirror 17a.

光スイッチ100において、入力光ファイバ11には、波長多重された信号光すなわち複数の波長成分を含む光が入力される。入力光ファイバ11から射出される光は発散光ビームとなりコリメートレンズ12を通り平行光ビームに変えられる。コリメートレンズ12からの平行光ビームは凸レンズ13を通り収束光ビームに変えられる。この収束光ビームは、一旦収束した後、発散光ビームとなる。この発散光ビームは凸レンズ14を通り平行光ビームに変えられ、グレーティング15に入射する。グレーティング15に入射した光ビームは、グレーティング15の回折作用により波長成分毎に異なる方向に偏向され、複数の波長成分の光ビームに分割される。別の言い方をすれば、グレーティング15に入射した光は波長毎に分離される。   In the optical switch 100, wavelength-multiplexed signal light, that is, light including a plurality of wavelength components is input to the input optical fiber 11. The light emitted from the input optical fiber 11 becomes a divergent light beam, passes through the collimating lens 12, and is converted into a parallel light beam. The parallel light beam from the collimating lens 12 passes through the convex lens 13 and is converted into a convergent light beam. This convergent light beam once converges and then becomes a divergent light beam. The diverging light beam passes through the convex lens 14 and is converted into a parallel light beam, and enters the grating 15. The light beam incident on the grating 15 is deflected in different directions for each wavelength component by the diffraction action of the grating 15 and is divided into light beams having a plurality of wavelength components. In other words, the light incident on the grating 15 is separated for each wavelength.

ひとつの波長成分の光ビームは、凸レンズ14を通過することで、収束光ビームに変えられると共に、可動ミラーアレイ17の一つの可動ミラー17aに方向付けられる。この可動ミラー17aに対応するシャッターアレイ16のシャッター16aが開状態であれば、その可動ミラーに方向付けられた収束光ビームは、可動ミラーの近くで収束し、可動ミラーで反射される。   A light beam having one wavelength component is converted into a convergent light beam by passing through the convex lens 14 and is directed to one movable mirror 17 a of the movable mirror array 17. If the shutter 16a of the shutter array 16 corresponding to the movable mirror 17a is in an open state, the convergent light beam directed to the movable mirror is converged near the movable mirror and reflected by the movable mirror.

可動ミラー17aは、その向き(法線方向)が一本の軸周りに所定範囲内で変更可能である。つまり、可動ミラー17aは所定の角度範囲で一本の軸周りに回転し得る。可動ミラー17aの向きは制御回路120によって制御される。これにより、可動ミラー17aで反射された光ビームの方向を調整することが可能である。その結果、可動ミラー17aで反射された光ビームを、複数本の出力光ファイバ18のひとつに方向付けることができる。   The direction (normal direction) of the movable mirror 17a can be changed within a predetermined range around one axis. That is, the movable mirror 17a can rotate around one axis within a predetermined angle range. The direction of the movable mirror 17a is controlled by the control circuit 120. Thereby, the direction of the light beam reflected by the movable mirror 17a can be adjusted. As a result, the light beam reflected by the movable mirror 17 a can be directed to one of the plurality of output optical fibers 18.

可動ミラー17aで反射された光ビームは、凸レンズ14を通り平行光ビームに変えられ、グレーティング15で偏向され、再び凸レンズ14を通過して収束光ビームに変えられる。この収束光ビームは、一旦収束した後、発散光ビームとなり、凸レンズ13を通り平行光ビームに変えられる。この平行光ビームは、可動ミラー17aの向きが適切に調整された状態では、収束レンズ19を通り収束光ビームに変えられ、出力光ファイバ18のひとつ、例えば図1において一番上に位置する出力光ファイバ18に入る。出力光ファイバ18に入った光は、出力光ファイバ18から出力される。   The light beam reflected by the movable mirror 17a is converted into a parallel light beam through the convex lens 14, deflected by the grating 15, and again passes through the convex lens 14 to be converted into a convergent light beam. This convergent light beam once converges, then becomes a divergent light beam, passes through the convex lens 13 and is converted into a parallel light beam. When the direction of the movable mirror 17a is appropriately adjusted, the parallel light beam passes through the converging lens 19 and is converted into a converging light beam, and is output to one of the output optical fibers 18, for example, the uppermost output in FIG. The optical fiber 18 is entered. Light entering the output optical fiber 18 is output from the output optical fiber 18.

可動ミラー17aで反射された光ビームが入る出力光ファイバ18は、その可動ミラー17aの向き(振れ角)に依存している。つまり、可動ミラー17aで反射された光ビームが入る出力光ファイバ18は、その可動ミラー17aの向きを変更することにより、選択的に切り替えられ得る。   The output optical fiber 18 into which the light beam reflected by the movable mirror 17a enters depends on the direction (deflection angle) of the movable mirror 17a. That is, the output optical fiber 18 into which the light beam reflected by the movable mirror 17a enters can be selectively switched by changing the direction of the movable mirror 17a.

このような光スイッチの動作は、例えば、米国特許出願公開2002/0196520A1号明細書に記載されているものと同様であるので、その詳細な説明はここでは割愛する。   Since the operation of such an optical switch is similar to that described in, for example, US Patent Application Publication No. 2002 / 0196520A1, the detailed description thereof is omitted here.

図2は、図1の光スイッチにおいて用いられる可動ミラーアレイ17を示している。可動ミラーアレイ17は、一列に整列した複数のミラー23と、それらのミラー23の並びに沿って両側に延びている一対のフレーム21と、ミラー23とフレーム21とを連結している複数のヒンジ22とを有している。ミラー23の各々は、一直線上に延びる二本のヒンジ22を介して二本のフレーム21に接続されている。ヒンジ22は比較的容易に捻れるため、ミラー23はヒンジ22を軸として所定の角度範囲で向きを変更し得る。   FIG. 2 shows a movable mirror array 17 used in the optical switch of FIG. The movable mirror array 17 includes a plurality of mirrors 23 aligned in a row, a pair of frames 21 extending on both sides along the arrangement of the mirrors 23, and a plurality of hinges 22 connecting the mirror 23 and the frame 21. And have. Each of the mirrors 23 is connected to two frames 21 through two hinges 22 extending in a straight line. Since the hinge 22 can be relatively easily twisted, the mirror 23 can change the direction within a predetermined angle range with the hinge 22 as an axis.

可動ミラーアレイ17は、それぞれのミラー23のうら面側に別体で設けられた(図示しない)駆動電極と、ミラー23のうら面に設けられた(図示しない)固定電極(GND電極)とを有しており、これらの駆動電極と固定電極の間に電圧が印加されることで発生される静電力により、ミラー23の向きを変えることができる。   The movable mirror array 17 includes a drive electrode (not shown) separately provided on the back side of each mirror 23 and a fixed electrode (GND electrode) (not shown) provided on the back side of the mirror 23. Thus, the direction of the mirror 23 can be changed by an electrostatic force generated by applying a voltage between the drive electrode and the fixed electrode.

このような静電駆動可能な可動ミラーは、MEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を用いて作製可能であり、例えば特開2001−174724号公報やWO01/61400A2号公報でも紹介されているので、その詳細な説明はここでは割愛する。   Such a movable mirror that can be electrostatically driven can be manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology, and is also introduced in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-174724 and WO01 / 61400A2. Detailed explanation is omitted here.

図3は、図1の光スイッチにおいて用いられるシャッターアレイ16を示している。シャッターアレイ16内の一つのシャッター16aは、光を遮るための平板状の遮光部31と、遮光部31を支持する梁部32と、梁部32を片持ち支持している固定部33とを有している。遮光部31は、梁部32の自由端に接合されており、梁部32に対してほぼ垂直に延びている。本明細書において「ほぼ垂直」とは、ちょうど垂直であることと、垂直に近いこととをいう。梁部32は、比較的柔らかく、弾性的に撓み変形し得る。梁部32の撓み変形に伴い、遮光部31は図3の上下方向に移動する。   FIG. 3 shows the shutter array 16 used in the optical switch of FIG. One shutter 16a in the shutter array 16 includes a flat light-shielding part 31 for shielding light, a beam part 32 that supports the light-shielding part 31, and a fixing part 33 that cantilever-supports the beam part 32. Have. The light shielding portion 31 is joined to the free end of the beam portion 32 and extends substantially perpendicular to the beam portion 32. In this specification, “substantially vertical” means being exactly vertical and being nearly vertical. The beam portion 32 is relatively soft and can be elastically bent and deformed. With the bending deformation of the beam portion 32, the light shielding portion 31 moves in the vertical direction of FIG.

シャッター16aは更に、梁部32の上方に間隔を置いて配置された永久磁石34と、梁部32に設けられた駆動線35と、駆動線35に電流を供給するためのパッド36とを有している。永久磁石34と駆動線35は、梁部を撓み変形させて遮光部を移動させる駆動部を構成している。   The shutter 16a further includes a permanent magnet 34 disposed above the beam portion 32 at an interval, a drive line 35 provided on the beam portion 32, and a pad 36 for supplying current to the drive line 35. doing. The permanent magnet 34 and the drive line 35 constitute a drive unit that moves the light shielding unit by bending and deforming the beam unit.

駆動線35に電流を供給すると、駆動線35を流れる電流と永久磁石34によって形成される磁界との相互作用により引き起こされる電磁力により、梁部32が図3の上方に撓み変形し、遮光部31は上方に移動される。また、駆動線35への電流の供給を停止すると、梁部32の撓み変形が無くなり、遮光部31は元の位置に戻る。つまり、シャッター16aは、電気信号すなわち電流により駆動され、電気信号すなわち電流を制御することにより、遮光部31を図3の上下に移動させることができる。このシャッターアレイ16のうち、遮光部31と梁部32と駆動線35とパッド36は、MEMS技術により、容易に一体的に製造することができる。   When a current is supplied to the drive line 35, the beam portion 32 is bent upward and deformed in FIG. 3 due to an electromagnetic force caused by the interaction between the current flowing through the drive line 35 and the magnetic field formed by the permanent magnet 34. 31 is moved upward. Further, when the supply of current to the drive line 35 is stopped, the bending deformation of the beam portion 32 disappears, and the light shielding portion 31 returns to the original position. In other words, the shutter 16a is driven by an electric signal, that is, an electric current, and the light shielding unit 31 can be moved up and down in FIG. 3 by controlling the electric signal, that is, the electric current. In the shutter array 16, the light shielding portion 31, the beam portion 32, the drive line 35, and the pad 36 can be easily and integrally manufactured by the MEMS technology.

図4は、可動ミラーアレイ17とシャッターアレイ16の斜視図である。図4に示されるように、可動ミラーアレイ17のミラー23とシャッターアレイ16の遮光部31は同じピッチで並んでいる。梁部32が撓み変形していない状態においては、遮光部31はミラー23のちょうど前方に位置している。   FIG. 4 is a perspective view of the movable mirror array 17 and the shutter array 16. As shown in FIG. 4, the mirrors 23 of the movable mirror array 17 and the light shielding portions 31 of the shutter array 16 are arranged at the same pitch. In a state where the beam portion 32 is not bent and deformed, the light shielding portion 31 is located just in front of the mirror 23.

図5Aは、シャッターアレイ16の一つのシャッター16aの「閉状態」を示し、図5Bは、シャッター16aの「開状態」を示している。シャッター16aは、電気信号の非供給状態では、図5Aに示されるように、梁部32が撓み変形を起こさず、遮光部31はミラー23のちょうど前方に位置する「閉状態」をとる。このため、ミラー23にほぼ正面から向かう光ビームがその手前に位置する遮光部31で遮られる。また、電気信号の供給状態では、図5Bに示されるように、梁部32が撓み変形を起こし、遮光部31が上方に移動されてミラー23の前方から外れた「開状態」をとる。このため、ミラー23にほぼ正面から向かう光ビームは、遮光部31で遮られることなく、ミラー23に入射し得る。つまり、ミラー23への光ビームの入射が許される。   5A shows the “closed state” of one shutter 16a of the shutter array 16, and FIG. 5B shows the “open state” of the shutter 16a. As shown in FIG. 5A, the shutter 16 a is in a “closed state” in which the beam portion 32 does not bend and deform, and the light shielding portion 31 is positioned just in front of the mirror 23 in the state where the electric signal is not supplied. For this reason, the light beam heading substantially from the front to the mirror 23 is blocked by the light blocking portion 31 positioned in front of it. Further, in the supply state of the electric signal, as shown in FIG. 5B, the beam portion 32 is bent and deformed, and the light shielding portion 31 is moved upward to be in the “open state” where it is removed from the front of the mirror 23. For this reason, the light beam that is directed substantially from the front to the mirror 23 can be incident on the mirror 23 without being blocked by the light shielding portion 31. That is, the light beam is allowed to enter the mirror 23.

図4と図5Aと図5Bにおいて、シャッターアレイ16や可動ミラーアレイ17を駆動するための配線(外部からの給電線)は図示されていないが、機械的な干渉を避けるため、配線は、シャッターアレイ16に関しては図の上方から接続され、可動ミラーアレイ17に関しては図の下方から接続されるとよい。   4, 5 </ b> A, and 5 </ b> B, the wiring (feeding line from the outside) for driving the shutter array 16 and the movable mirror array 17 is not shown. However, in order to avoid mechanical interference, the wiring is used as the shutter. The array 16 may be connected from above, and the movable mirror array 17 may be connected from below.

続いて、本実施形態の光スイッチにおけるスイッチング動作、すなわちクロストーク発生を抑えながら可動ミラーにより出力光ファイバを選択的に切り替える動作について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、一例として、出力チャンネルを、図1において、一番上の出力光ファイバ18から三番目の出力光ファイバ18に切り替える場合について述べる。   Next, a switching operation in the optical switch of the present embodiment, that is, an operation of selectively switching the output optical fiber by the movable mirror while suppressing the occurrence of crosstalk will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, as an example, a case where the output channel is switched from the top output optical fiber 18 to the third output optical fiber 18 in FIG. 1 will be described.

通常、光信号を通している状態では、シャッターアレイ16のすべてのシャッターは開状態となっている。つまり、すべてのシャッターアレイ16が、駆動線35に給電されている状態である。   Normally, all the shutters of the shutter array 16 are in an open state in a state where optical signals are passed. That is, all the shutter arrays 16 are in a state where power is supplied to the drive lines 35.

図示しない上位のコントローラから制御回路120にスイッチ指令が与えられると(S601)、制御回路120はスイッチング対象となる波長に対応するシャッター16aの駆動線35への給電を停止し、シャッターを閉状態とする(S602)。この後、制御回路120は対応する可動ミラー、すなわち先ほど閉状態としたシャッターと対になっている可動ミラー17aに駆動信号を与え、光ビームが新たな出力先である三番目の出力光ファイバ18へ方向付けられるように可動ミラー17aの向きを制御する(S603)。   When a switch command is given to the control circuit 120 from an upper controller (not shown) (S601), the control circuit 120 stops supplying power to the drive line 35 of the shutter 16a corresponding to the wavelength to be switched, and the shutter is closed. (S602). Thereafter, the control circuit 120 gives a drive signal to the corresponding movable mirror, that is, the movable mirror 17a paired with the shutter that has been closed earlier, and the third output optical fiber 18 whose light beam is a new output destination. The direction of the movable mirror 17a is controlled so as to be directed to the right (S603).

このときシャッター16aが閉状態となっているため、入力光ファイバ11からの光ビームは遮光部31で遮断され、可動ミラー17aに到達しない。このため、可動ミラー17aの向きが変更される間、可動ミラー17aからの反射光ビームは発生しない。従って、いずれの出力光ファイバ18にも、更には入力光ファイバ11にも、可動ミラー17aからの光ビームは到達しない。その結果、スイッチング動作と関係のない光ファイバに対するクロストークの発生を避けられる。   At this time, since the shutter 16a is in the closed state, the light beam from the input optical fiber 11 is blocked by the light blocking portion 31, and does not reach the movable mirror 17a. For this reason, the reflected light beam from the movable mirror 17a is not generated while the direction of the movable mirror 17a is changed. Accordingly, the light beam from the movable mirror 17a does not reach any of the output optical fibers 18 and further the input optical fiber 11. As a result, it is possible to avoid the occurrence of crosstalk with respect to the optical fiber that is not related to the switching operation.

可動ミラー17aの向きの変更が終了した後、制御回路120はシャッター16aの駆動線35への給電を再開し、シャッター16aを開状態に戻す(S604)。その結果、入力光ファイバ11から三番目の出力光ファイバ18への新たな光接続が確立される。制御回路120はスイッチング動作の終了を上位のコントローラに対して報告し(S605)、これで一連のスイッチング動作が終了となる。   After the change of the direction of the movable mirror 17a is completed, the control circuit 120 resumes power supply to the drive line 35 of the shutter 16a and returns the shutter 16a to the open state (S604). As a result, a new optical connection from the input optical fiber 11 to the third output optical fiber 18 is established. The control circuit 120 reports the end of the switching operation to the host controller (S605), thereby completing the series of switching operations.

以上説明したように本実施形態によれば、可動ミラーの向きの変更つまり回転により出力光ファイバを選択的に切り替える光スイッチにおいて、可動ミラーの近くにシャッターを設け、可動ミラーの向きの変更の最中は、可動ミラーに向かう光ビームをシャッターにより遮断するため、可動ミラーの向きの変更中にスイッチ動作と関係しない出力光ファイバにクロストークが発生することがなくなる。つまり、スイッチング(出力光ファイバの切り替え)動作中のクロストーク発生をスイッチングの単位すなわち波長毎に独立に抑制できる。   As described above, according to this embodiment, in the optical switch that selectively switches the output optical fiber by changing the direction of the movable mirror, that is, by rotating, a shutter is provided near the movable mirror, and the change of the direction of the movable mirror is the most. During this, since the light beam directed toward the movable mirror is blocked by the shutter, crosstalk does not occur in the output optical fiber that is not related to the switch operation during the change of the direction of the movable mirror. That is, the occurrence of crosstalk during switching (switching of the output optical fiber) can be suppressed independently for each switching unit, that is, for each wavelength.

更に本実施形態によれば、シャッター16aは駆動線35に駆動信号を与えない状態では閉状態となるため、例えば、電源オフ時に入力光ファイバに光が入力されても、出力光ファイバから光が出力されることはない。これにより、装置の誤動作が防止され、オペレーションの容易性が高まる。   Furthermore, according to the present embodiment, the shutter 16a is in a closed state when no drive signal is applied to the drive line 35. For example, even if light is input to the input optical fiber when the power is turned off, light is output from the output optical fiber. It is never output. Thereby, the malfunction of the apparatus is prevented and the ease of operation is increased.

本実施形態では簡単な構造でシャッター16aを実現でき、小型化とコスト抑制とを両立できる。   In the present embodiment, the shutter 16a can be realized with a simple structure, and both downsizing and cost reduction can be achieved.

遮光部31のおもて面(光ビームが入射する面)は、反射率が低いとよい。更には、遮光部31のおもて面は、非正反射性であるとよい。例えば、遮光部31のおもて面は、入射する光ビームを拡散するように、粗面になっているとよい。あるいは、遮光部31のおもて面は、入射する光ビームを特定の方向に偏向するグレーティングが形成されていてもよい。この構成は不所望な迷光を低減する効果を有している。つまり、遮光部31のおもて面による反射光が散乱され入力光ファイバあるいは出力光ファイバに戻りにくくなるので、クロストークの発生をより効果的に抑制できる。   The front surface of the light shielding unit 31 (the surface on which the light beam is incident) is preferably low in reflectance. Furthermore, the front surface of the light shielding portion 31 is preferably non-regular reflection. For example, the front surface of the light shielding unit 31 may be a rough surface so as to diffuse the incident light beam. Alternatively, a grating that deflects the incident light beam in a specific direction may be formed on the front surface of the light shielding unit 31. This configuration has the effect of reducing unwanted stray light. That is, since the reflected light from the front surface of the light shielding unit 31 is scattered and hardly returned to the input optical fiber or the output optical fiber, the occurrence of crosstalk can be more effectively suppressed.

シャッターは例えばMEMS技術を用いて作製され、その場合、遮光部31は一般にSiで作られる。また、長距離の光通信では一般に赤外光(1.3〜1.6μm)が用いられる。赤外光は不所望なことにSiをある程度透過してしまう。このため、遮光部31を透過しようとする光ビームを確実に遮るため、遮光部31のうら面に金属の膜などを更に設けておくとよい。   The shutter is manufactured using, for example, MEMS technology, and in this case, the light shielding portion 31 is generally made of Si. In long-distance optical communication, infrared light (1.3 to 1.6 μm) is generally used. Infrared light undesirably penetrates Si to some extent. For this reason, it is preferable to further provide a metal film or the like on the back surface of the light shielding unit 31 in order to reliably block the light beam that is to pass through the light shielding unit 31.

また、図5Aに示されるように、閉状態において、遮光部31のおもて面は、可動ミラー17aに向かう光ビームの主光線に対して、特に可動ミラー17aの回転軸にほぼ直交し可動ミラー17aのおもて面に沿う方向の軸の周りに、ある程度(例えば1度以上)傾斜しているとよい。この構成は不所望な迷光を低減する効果を有している。つまり、遮光部31のおもて面による反射光がどの出力光ファイバにも入射すなわち結合しなくなるので、クロストークの抑制を確実に行える。   Further, as shown in FIG. 5A, in the closed state, the front surface of the light shielding portion 31 is movable substantially orthogonal to the rotation axis of the movable mirror 17a, particularly with respect to the principal ray of the light beam directed to the movable mirror 17a. It is preferable that the mirror 17a be inclined to some extent (for example, 1 degree or more) around an axis in a direction along the front surface. This configuration has the effect of reducing unwanted stray light. That is, since the light reflected by the front surface of the light shielding portion 31 is not incident on or coupled to any output optical fiber, crosstalk can be reliably suppressed.

本実施形態の場合、可動ミラー17aとシャッター16aの距離が重要となる。距離が近すぎると両者が機械的に干渉するが、距離が離れていると、スイッチング対象の波長の光ビームの遮断(クロストーク抑制)を十分に行えなかったり、逆にスイッチング対象でない波長の光ビームに影響を与えたりする。これらの問題を避けるため、シャッター16aの遮光部は、図7に矢印で示されるように、光ビームが重ならない範囲に配置される必要がある。   In the case of this embodiment, the distance between the movable mirror 17a and the shutter 16a is important. If the distance is too close, the two mechanically interfere with each other. If the distance is too long, the light beam having the wavelength to be switched cannot be sufficiently blocked (crosstalk suppression), or conversely, the light having a wavelength not to be switched. It affects the beam. In order to avoid these problems, the light shielding part of the shutter 16a needs to be arranged in a range where the light beams do not overlap as shown by arrows in FIG.

代表的あるいは設計が容易な値として、ミラー23のピッチが0.5mm、ミラー23上でのビーム径が0.1mm、光ビームのNA(Numerical Aperture)がミラー23の回転角も含めて0.1の場合について考える。光ビームのエッジ間の距離は0.4mmで、ここからNA=0.1(片側約5.7度)で光ビームが広がるため、ミラー23から遮光部31までの距離dは、d<0.4/2/tan5.7°≒2mmとなり、ミラー23から2mm以内の位置に遮光部31を配置されるとよいことがわかる。これにより、スイッチング動作を行う対象について確実にクロストーク抑制を行うと同時に、他のチャンネルへの影響(光損失など)の発生も抑制することができる。実際の設計ではグレーティング15の製造上の制約(ミラー間隔すなわち波長間隔を広げるには溝ピッチを狭小化する必要がある)や可動ミラーアレイ17の小型化のためにミラー23のピッチはより狭い設計とするのが望ましく、その場合にはシャッター16aの位置を、より可動ミラー17aに近い側にする必要がある。   As typical or easy-to-design values, the pitch of the mirror 23 is 0.5 mm, the beam diameter on the mirror 23 is 0.1 mm, and the NA (Numerical Aperture) of the light beam is 0, including the rotation angle of the mirror 23. Consider the case of 1. The distance between the edges of the light beam is 0.4 mm, and since the light beam spreads from here at NA = 0.1 (about 5.7 degrees on one side), the distance d from the mirror 23 to the light shielding portion 31 is d <0. 4/2 / tan 5.7 ° ≈2 mm, and it can be seen that the light-shielding portion 31 is preferably arranged at a position within 2 mm from the mirror 23. As a result, it is possible to reliably suppress the crosstalk for the object to be switched, and at the same time, to suppress the influence on other channels (such as light loss). In actual design, the pitch of the mirrors 23 is designed to be narrower due to restrictions on the manufacturing of the grating 15 (the groove pitch needs to be narrowed to widen the mirror interval, that is, the wavelength interval) and the movable mirror array 17 is downsized. In this case, the position of the shutter 16a needs to be closer to the movable mirror 17a.

また図4と図5Aと図5Bに示されるように、シャッター16aの梁部32が遮光部31より可動ミラー17aの側に位置しているため、すなわち梁部32が可動ミラー17aへの入射光ビームと逆側に延びているため、遮光部31よりも凸レンズ14の側に突出する部材がなく、光学設計の自由度が増す。例えば、凸レンズ14を複数枚数のレンズで設計するといったことが行い易くなり、結果として光学特性が向上し、例えば挿入損失の改善などが可能となる。   Further, as shown in FIGS. 4, 5A, and 5B, the beam portion 32 of the shutter 16a is located on the movable mirror 17a side from the light shielding portion 31, that is, the beam portion 32 is incident light on the movable mirror 17a. Since it extends to the opposite side of the beam, there is no member that protrudes closer to the convex lens 14 than the light-shielding portion 31, and the degree of freedom in optical design increases. For example, it becomes easy to design the convex lens 14 with a plurality of lenses, and as a result, optical characteristics are improved, and for example, insertion loss can be improved.

図5Aと図5Bにおいて、可動ミラー17aに向かう光ビームは、可動ミラー17aのほぼ中央に入射するように設定されているが、光ビームの入射位置は可動ミラー17aのほぼ中央からオフセットされてもよい。本明細書において「ほぼ中央」とは、ちょうど中央と、中央の近くとをいう。一般に可動ミラーの振れ角を確保するには、可動ミラーの駆動力を高めた方が有利なため、ミラー部分は大きい方がよい。この場合、図8に示されるように、可動ミラーを大きく設計する一方で、光ビームの入射位置を可動ミラーの中央からオフセットさせる(端に寄せる)とよい。これにより、駆動力を高めて可動ミラーの振れ角を確保しながら、シャッターの遮光部や可動範囲の大型化を避けることが出来る。   5A and 5B, the light beam directed toward the movable mirror 17a is set so as to be incident on the approximate center of the movable mirror 17a. However, the incident position of the light beam may be offset from the approximate center of the movable mirror 17a. Good. In this specification, “substantially the center” means the center and the vicinity of the center. In general, in order to ensure the deflection angle of the movable mirror, it is advantageous to increase the driving force of the movable mirror. Therefore, the larger mirror portion is better. In this case, as shown in FIG. 8, the movable mirror is designed to be large, while the incident position of the light beam is offset from the center of the movable mirror (approached to the end). As a result, it is possible to avoid an increase in the size of the light-shielding portion and movable range of the shutter while increasing the driving force and ensuring the deflection angle of the movable mirror.

また、本実施形態では、シャッター16aは大きな駆動力が発生できる電磁駆動により駆動されるため、シャッターの開閉によるスイッチ時間の増加を最小限に抑えることができる。また、駆動力が大きいので遮光部の大きなストロークを実現することもでき、これによりシャッターをはじめとする可動ミラー周辺部分の設計自由度を向上させることができる。   Further, in the present embodiment, the shutter 16a is driven by electromagnetic driving that can generate a large driving force, so that an increase in switch time due to opening and closing of the shutter can be minimized. Further, since the driving force is large, it is possible to realize a large stroke of the light-shielding portion, thereby improving the degree of freedom in designing the peripheral portion of the movable mirror including the shutter.

勿論、シャッター16aの駆動方式は、電磁駆動に限定されるものではなく、種々の方式が考えられる。例えば、本実施形態の可動ミラーと同様の静電力による駆動も考えられる。この場合、駆動力はやや小さくなるが、シャッター構造の簡略化や小型化が可能である。   Of course, the driving method of the shutter 16a is not limited to electromagnetic driving, and various methods are conceivable. For example, driving with an electrostatic force similar to that of the movable mirror of this embodiment is also conceivable. In this case, the driving force is slightly reduced, but the shutter structure can be simplified or downsized.

図13は、本実施形態の光スイッチ100に適用可能な別のシャッターの斜視図である。図14は、図13に示されるシャッタ−の側面図である。図13と図14に示すように、本変形例のシャッター70は、固定部71によって片持ち支持された弾性的に変形可能な平板状の梁部72を有している。梁部72は、可動ミラー17aに向かう光ビームの主光線に対してほぼ平行に支持されている。本明細書において「ほぼ平行」とは、ちょうど平行であることと、平行に近いこととをいう。梁部72は、遮光部73と、遮光部73と固定部71を接続しているバネ部74とからなる。つまり梁部72はその自由端部に遮光部73を有している。バネ部74の曲げ剛性は遮光部73の曲げ剛性よりも小さく、従って実質的にバネ部74だけが弾性的に撓み変形し得る。バネ部74の撓み変形に伴い、遮光部73は図14の上下方向に移動する。   FIG. 13 is a perspective view of another shutter applicable to the optical switch 100 of the present embodiment. FIG. 14 is a side view of the shutter shown in FIG. As shown in FIGS. 13 and 14, the shutter 70 of this modification has an elastically deformable plate-like beam portion 72 that is cantilevered by a fixing portion 71. The beam portion 72 is supported substantially parallel to the principal ray of the light beam directed toward the movable mirror 17a. In this specification, “substantially parallel” means being exactly parallel and being nearly parallel. The beam portion 72 includes a light shielding portion 73 and a spring portion 74 connecting the light shielding portion 73 and the fixing portion 71. That is, the beam portion 72 has a light shielding portion 73 at its free end. The bending rigidity of the spring part 74 is smaller than the bending rigidity of the light shielding part 73, so that only the spring part 74 can be elastically bent and deformed substantially. With the bending deformation of the spring portion 74, the light shielding portion 73 moves in the vertical direction of FIG.

シャッター70は更に、遮光部73から間隔を置いて配置された永久磁石79と、遮光部73に設けられた駆動コイル75とを有している。永久磁石79の磁束と駆動コイル75を流れる電流は相互作用により電磁力を発生させ、発生された電磁力によって遮光部73が移動される。すなわち、永久磁石79と駆動コイル75は、梁部72を撓み変形させて遮光部73を移動させる駆動部を構成している。   The shutter 70 further includes a permanent magnet 79 disposed at a distance from the light shielding portion 73 and a drive coil 75 provided on the light shielding portion 73. The magnetic flux of the permanent magnet 79 and the current flowing through the drive coil 75 generate an electromagnetic force by interaction, and the light shielding portion 73 is moved by the generated electromagnetic force. That is, the permanent magnet 79 and the drive coil 75 constitute a drive unit that moves the light blocking unit 73 by bending and deforming the beam unit 72.

駆動コイル75は、バネ部74を延びている配線76を介して固定部71に形成された引出し電極77に接続されており、外部から電流を供給することができる。永久磁石79は遮光部73が移動する方向に分極されており、一端は遮光部73にもう一端は固定部71にかかるように配置される。これにより、遮光部73の自由端近くの駆動コイル75の部分だけに電磁力を発生させることができる。   The drive coil 75 is connected to an extraction electrode 77 formed on the fixed portion 71 via a wiring 76 extending through the spring portion 74, and can supply current from the outside. The permanent magnet 79 is polarized in the direction in which the light shielding portion 73 moves, and is arranged so that one end is on the light shielding portion 73 and the other end is on the fixing portion 71. Thereby, the electromagnetic force can be generated only in the portion of the drive coil 75 near the free end of the light shielding portion 73.

これまで説明したように、反射光を散乱させるためにカーボンやTiN等を遮光部73のおもて面(光ビームが入射する面すなわち駆動コイル75が形成された面の反対側の面)に成膜してもよい。しかし、このシャッターの場合には、入射光線に対して小さな角度で遮光部73が入るため、言い換えれば正反射光の進行方向が入射光線の進行方向と大きく異なるため、むしろ遮光部73のおもて面に反射率の高い金属膜などを設けて光を正反射させてしまうとよい。その方が結果的に入力光ファイバ11や出力光ファイバ18へ再入射する不所望な迷光の発生をより好適に抑制できる。つまり、遮光部73のおもて面に光に対して正反射性をもたせるとよい。これにより、遮光部73のおもて面での反射角が大きく、反射光がどの出力光ファイバにも入射すなわち結合しなくなるので、クロストークの抑制を確実に行える。   As described above, in order to scatter the reflected light, carbon, TiN or the like is applied to the front surface of the light shielding portion 73 (the surface on which the light beam is incident, that is, the surface opposite to the surface on which the drive coil 75 is formed). A film may be formed. However, in the case of this shutter, the light shielding portion 73 enters at a small angle with respect to the incident light beam. In other words, the traveling direction of the specularly reflected light is significantly different from the traveling direction of the incident light beam. It is preferable to provide a regular reflection of light by providing a highly reflective metal film or the like on the surface. As a result, generation of undesired stray light that re-enters the input optical fiber 11 and the output optical fiber 18 can be more suitably suppressed. In other words, the front surface of the light-shielding portion 73 is preferably provided with regular reflection with respect to light. As a result, the reflection angle at the front surface of the light-shielding portion 73 is large, and the reflected light is not incident on or coupled to any output optical fiber, so that crosstalk can be reliably suppressed.

更に、前述したように、遮光部73は一般にSiで作られ、長距離の光通信では一般に赤外光(1.3〜1.6μm)が用いられる。赤外光は不所望なことにSiをある程度透過する。このため、遮光部31を透過しようとする光ビームを確実に遮るため、遮光膜78の駆動コイル75が形成されている面に金属膜などの遮光膜78が形成されている。   Furthermore, as described above, the light shielding portion 73 is generally made of Si, and infrared light (1.3 to 1.6 μm) is generally used for long-distance optical communication. Infrared light undesirably penetrates Si to some extent. For this reason, a light shielding film 78 such as a metal film is formed on the surface of the light shielding film 78 on which the drive coil 75 is formed in order to reliably shield the light beam that is about to pass through the light shielding portion 31.

本変形例のシャッターは、例えば特開平10−20226号公報に開示されている作製方法に基づいて作製することができる。   The shutter of this modification can be manufactured based on a manufacturing method disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-20226.

本変形例のシャッター70によれば、図14に示すように、可動ミラー17aがスイッチされる間、すなわち可動ミラー17aの向きが変更される間、シャッターに駆動電流を供給することによって可動ミラー17aに向かう光を遮光することができ、クロストークを抑制することができる。また本変形例では、シャッター70の構造を簡略化できる。更に本変形例のシャッター70は、比較的小さい遮光部73の移動によって光ビームを遮断できるので、設計上の自由度が向上する。   According to the shutter 70 of this modified example, as shown in FIG. 14, while the movable mirror 17a is switched, that is, while the direction of the movable mirror 17a is changed, the movable mirror 17a is supplied by supplying a drive current to the shutter. The light which goes to can be shielded, and crosstalk can be suppressed. In this modification, the structure of the shutter 70 can be simplified. Furthermore, the shutter 70 of the present modification can block the light beam by the movement of the relatively small light shielding portion 73, so that the degree of freedom in design is improved.

図13は、駆動コイル75に電流が供給されたときに遮光状態をとる構成であるが、電流が供給されていないときに遮光状態をとり、電流が供給されたときに遮光部73が永久磁石79に引きつけられて非遮光状態をとるように変更してもよい。この場合、第一実施形態で既に述べたように、装置の誤動作防止やオペレーション容易性の向上を図ることが可能である。   FIG. 13 shows a configuration in which a light shielding state is taken when a current is supplied to the drive coil 75. However, the light shielding state is taken when a current is not supplied, and the light shielding portion 73 is a permanent magnet when the current is supplied. It may be changed so as to be attracted to 79 and take a non-light-shielding state. In this case, as already described in the first embodiment, it is possible to prevent malfunction of the apparatus and improve the ease of operation.

第二実施形態
本実施形態は、波長多重された信号光を波長毎に切り替える別の光スイッチに向けられている。図9は、本発明の第二実施形態の光スイッチの構成を示している。図9において、図1に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
Second Embodiment The present embodiment is directed to another optical switch that switches wavelength-multiplexed signal light for each wavelength. FIG. 9 shows the configuration of the optical switch of the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, members indicated by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are similar members, and detailed description thereof is omitted.

図9に示されるように、本実施形態の光スイッチ200は、図1に示される第一実施形態の光スイッチと比較して、固定ミラー42とリレーレンズ43が追加され、可動ミラー17aがシャッター16aから離して配置されている。   As shown in FIG. 9, in the optical switch 200 of this embodiment, a fixed mirror 42 and a relay lens 43 are added as compared with the optical switch of the first embodiment shown in FIG. 1, and the movable mirror 17a is a shutter. It is arranged away from 16a.

シャッター16aは、凸レンズ14からの収束光ビームの収束点付近に配置されている。固定ミラー42は、シャッター16aを通り過ぎた光ビームをリレーレンズ43に向けて偏向する。凸レンズ14からの収束光ビームはシャッター16aを通り過ぎて発散光ビームとなり、リレーレンズ43は、この発散光ビームを収束光ビームに変える。可動ミラー17aは、リレーレンズ43からの収束光ビームの収束点付近に配置されている。   The shutter 16 a is disposed near the convergence point of the convergent light beam from the convex lens 14. The fixed mirror 42 deflects the light beam that has passed through the shutter 16 a toward the relay lens 43. The convergent light beam from the convex lens 14 passes through the shutter 16a and becomes a divergent light beam, and the relay lens 43 changes the divergent light beam into a convergent light beam. The movable mirror 17 a is disposed near the convergence point of the convergent light beam from the relay lens 43.

シャッター16aと可動ミラー17aはリレーレンズ43を介して共焦点関係の位置に配置されている。このため、本実施形態の光スイッチ200は、第一実施形態の光スイッチ100と光学的に等価である。従って、本実施形態の光スイッチ200は、第一実施形態の光スイッチ100と全く同様に動作する。   The shutter 16 a and the movable mirror 17 a are disposed at a confocal position via the relay lens 43. For this reason, the optical switch 200 of this embodiment is optically equivalent to the optical switch 100 of the first embodiment. Therefore, the optical switch 200 of this embodiment operates in exactly the same manner as the optical switch 100 of the first embodiment.

本実施形態の光スイッチ200は、第一実施形態の光スイッチ100に比べて、固定ミラーやリレーレンズが増えている分、全体のサイズは大きくなるが、可動ミラーとシャッターの位置が離れるため、可動ミラーやシャッターの設計自由度が高い。つまり、本実施形態は、第一実施形態の光スイッチにおける可動ミラー17aを光学的に等価な位置に移動させることにより、全体のレイアウトに余裕の向上を図っている。   Compared to the optical switch 100 of the first embodiment, the optical switch 200 of the present embodiment is larger in overall size because the number of fixed mirrors and relay lenses is increased, but the positions of the movable mirror and the shutter are separated. Flexible design of movable mirrors and shutters. That is, in this embodiment, the movable mirror 17a in the optical switch of the first embodiment is moved to an optically equivalent position to improve the overall layout.

本実施形態のように、可動ミラーとシャッターとを光学的に等価な位置に配置する場合、シャッターは、可動ミラーと完全に共焦点関係の位置か、第一実施形態で述べたように、その位置から2mm以内の位置に配置することが望ましい。   When the movable mirror and the shutter are arranged in an optically equivalent position as in the present embodiment, the shutter is in a position that is completely confocal with the movable mirror, as described in the first embodiment. It is desirable to arrange at a position within 2 mm from the position.

図10は、本実施形態の光スイッチ200に好適に適用可能なシャッターの構成を示している。図10に示されるように、このシャッターは、一対の固定部53に両持ち支持された弾性的に変形可能な梁部52と、梁部52のほぼ中央に支持された平板状の遮光部51とを有している。梁部52は遮光部51のおもて面(光ビームが入射する面)に沿って延びている。梁部52の中央付近に設けた(図示しない)駆動電極による静電力によって遮光部51を図の上下方向に駆動している。このシャッターの詳細については、例えば特開2000−258704号公報などで開示されている。   FIG. 10 shows a configuration of a shutter that can be suitably applied to the optical switch 200 of the present embodiment. As shown in FIG. 10, this shutter includes an elastically deformable beam portion 52 that is supported at both ends by a pair of fixing portions 53, and a flat light-shielding portion 51 that is supported substantially at the center of the beam portion 52. And have. The beam portion 52 extends along the front surface (the surface on which the light beam is incident) of the light shielding portion 51. The light-shielding portion 51 is driven in the vertical direction in the figure by an electrostatic force by a drive electrode (not shown) provided near the center of the beam portion 52. Details of this shutter are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-258704.

このシャッターの場合、奥行き方向(光の進行方向)について小型化が可能となるので、シャッター部分をより小型に構成できる。   In the case of this shutter, since it is possible to reduce the size in the depth direction (light traveling direction), the shutter portion can be configured more compactly.

図11は、本実施形態の光スイッチ200に好適に適用可能な別のシャッターの構成を示している。図11に示されるように、本変形例のシャッター60は、固定部63によって片持ち支持された弾性的に変形可能な平板状の梁部61を有し、この梁部61はその自由端部に遮光部62を有している。シャッターは更に、梁部61から側方に間隔を置いて配置された永久磁石64と、梁部61に設けられた駆動線65と、駆動線65に電流を供給するためのパッド66とを有している。永久磁石64と駆動線65は、梁部61を撓み変形させて遮光部62を移動させる駆動部を構成している。   FIG. 11 shows another shutter configuration that can be suitably applied to the optical switch 200 of the present embodiment. As shown in FIG. 11, the shutter 60 of the present modification has an elastically deformable flat beam 61 that is cantilevered by a fixing portion 63, and the beam 61 has its free end. Has a light shielding portion 62. The shutter further includes a permanent magnet 64 disposed laterally from the beam portion 61, a drive line 65 provided on the beam portion 61, and a pad 66 for supplying a current to the drive line 65. doing. The permanent magnet 64 and the drive line 65 constitute a drive unit that moves the light shielding unit 62 by bending and deforming the beam unit 61.

このシャッターは、図3に示されたシャッターと同様に、駆動線65を流れる電流と永久磁石64により形成される磁界との相互作用により引き起こされる電磁力により、梁部61が撓み変形されることにより、遮光部62が移動される。   In this shutter, like the shutter shown in FIG. 3, the beam portion 61 is bent and deformed by the electromagnetic force caused by the interaction between the current flowing through the drive line 65 and the magnetic field formed by the permanent magnet 64. As a result, the light shielding portion 62 is moved.

本変形例のシャッター60においては、小型化と共に構造の簡略化が可能となる。また、光ビームと直交する方向のサイズを小さくしやすいため、光学設計上の自由度が向上する。   In the shutter 60 of this modification, it is possible to simplify the structure as well as downsizing. Further, since the size in the direction orthogonal to the light beam can be easily reduced, the degree of freedom in optical design is improved.

ここに示したシャッターの構成は本実施形態の光スイッチだけでなく、第一実施形態に示した光スイッチにも適用可能である。   The configuration of the shutter shown here can be applied not only to the optical switch of this embodiment but also to the optical switch shown in the first embodiment.

第一実施形態と第二実施形態においては、四本の出力光ファイバを有する光スイッチについて説明したが、出力光ファイバの本数は、これに限定されるものではなく、二本または三本あるいは五本以上であってもよい。   In the first embodiment and the second embodiment, the optical switch having four output optical fibers has been described. However, the number of output optical fibers is not limited to this, and two, three, or five are provided. It may be more than this.

また、第一実施形態や第二実施形態は、一本の入力光ファイバと複数本の出力光ファイバとを有する1:nの分波型の光スイッチであるが、入力光ファイバと出力光ファイバ光とを逆にすることにより、n:1の合波型の光スイッチとしてもよい。   In addition, the first embodiment and the second embodiment are 1: n demultiplexing optical switches having one input optical fiber and a plurality of output optical fibers. By reversing light, an n: 1 multiplexing optical switch may be used.

第三実施形態
本実施形態は、複数本の入力光ファイバと複数本の出力光ファイバとを有するクロスコネクト型の光スイッチに向けられている。図12は、本発明の第三実施形態の光スイッチの構成を示している。図12において、図1に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
Third Embodiment The present embodiment is directed to a cross-connect type optical switch having a plurality of input optical fibers and a plurality of output optical fibers. FIG. 12 shows the configuration of the optical switch of the third embodiment of the present invention. In FIG. 12, members indicated by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are similar members, and detailed description thereof is omitted.

図3と図4に示されるように、本実施形態の光スイッチ300は、複数本の入力光ファイバ11と、入力光ファイバ11と同数のコリメートレンズ112と、複数本の出力光ファイバ18と、出力光ファイバ18と同数の収束レンズ119とを有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the optical switch 300 of the present embodiment includes a plurality of input optical fibers 11, the same number of collimating lenses 112 as the input optical fibers 11, a plurality of output optical fibers 18, The same number of converging lenses 119 as the output optical fibers 18 are provided.

コリメートレンズ112は、それぞれ、入力光ファイバ11と対応しており、対応する入力光ファイバ11から射出される発散光ビームを平行光ビームに変える。収束レンズ119は、それぞれ、出力光ファイバ18と対応しており、出力光ファイバ18に方向付けられた平行光ビームを収束光ビームに変える。   Each of the collimating lenses 112 corresponds to the input optical fiber 11 and changes the divergent light beam emitted from the corresponding input optical fiber 11 into a parallel light beam. Each converging lens 119 corresponds to the output optical fiber 18 and converts the parallel light beam directed to the output optical fiber 18 into a convergent light beam.

光スイッチ300は更に、シャッターアレイ116と、入力側可動ミラーアレイ117と、出力側可動ミラーアレイ118とを有している。   The optical switch 300 further includes a shutter array 116, an input side movable mirror array 117, and an output side movable mirror array 118.

シャッターアレイ116は、入力光ファイバ11とコリメートレンズ112の間に位置し、入力光ファイバ11と同数のシャッター116aを有している。シャッター116aは、それぞれ、入力光ファイバ11と対応しており、対応する入力光ファイバ11から射出される光ビームを適宜遮断する。シャッター116aは、これまでに述べた様々なシャッターで構成されてよい。   The shutter array 116 is located between the input optical fiber 11 and the collimating lens 112 and has the same number of shutters 116 a as the input optical fiber 11. Each of the shutters 116a corresponds to the input optical fiber 11, and appropriately blocks the light beam emitted from the corresponding input optical fiber 11. The shutter 116a may be composed of the various shutters described so far.

入力側可動ミラーアレイ117は、入力光ファイバ11と同数の可動ミラー117aを有している。可動ミラー117aは、それぞれ、入力光ファイバ11と対応しており、対応する入力光ファイバ11からの光ビームを方向を変更する。   The input side movable mirror array 117 has the same number of movable mirrors 117 a as the input optical fibers 11. Each of the movable mirrors 117a corresponds to the input optical fiber 11, and changes the direction of the light beam from the corresponding input optical fiber 11.

出力側可動ミラーアレイ118は、出力光ファイバ18と同数の可動ミラー118aを有している。可動ミラー118aは、それぞれ、出力光ファイバ18と対応しており、入力側可動ミラーアレイ117からの光ビームを対応する出力光ファイバ18へ方向付ける。   The output side movable mirror array 118 has the same number of movable mirrors 118 a as the output optical fibers 18. Each of the movable mirrors 118a corresponds to the output optical fiber 18, and directs the light beam from the input side movable mirror array 117 to the corresponding output optical fiber 18.

本実施形態の光スイッチ300においては、入力光ファイバ11から射出された発散光ビームは、対応するコリメートレンズ112を通り平行光ビームとなり、入力側可動ミラーアレイ117内の対応する可動ミラー117aに入射する。可動ミラー117aは、入射した光ビームを、出力すべき出力光ファイバ18に対応する出力側可動ミラーアレイ118内の対応する可動ミラー118aに方向付ける。可動ミラー118aは、入力側可動ミラーアレイ117からの光ビームを、対応する出力光ファイバ18に方向付ける。可動ミラー118aからの平行光ビームは、対応する収束レンズ119を通り収束光ビームとなり、対応する出力光ファイバ18に入射すなわち結合する。これにより、光接続が確立される。   In the optical switch 300 of the present embodiment, the divergent light beam emitted from the input optical fiber 11 passes through the corresponding collimator lens 112 to become a parallel light beam, and enters the corresponding movable mirror 117a in the input side movable mirror array 117. To do. The movable mirror 117a directs the incident light beam to the corresponding movable mirror 118a in the output side movable mirror array 118 corresponding to the output optical fiber 18 to be output. The movable mirror 118 a directs the light beam from the input side movable mirror array 117 to the corresponding output optical fiber 18. The parallel light beam from the movable mirror 118 a passes through the corresponding converging lens 119 to become a converging light beam, and is incident on or coupled to the corresponding output optical fiber 18. Thereby, an optical connection is established.

本実施形態の光スイッチ300において、入力光ファイバ11からの光ビームの出力先を切り替える際、その入力光ファイバ11に対応する可動ミラー117aと、切り替え先の出力光ファイバ18に対応する可動ミラー118aとの向きが変更される。   In the optical switch 300 of this embodiment, when the output destination of the light beam from the input optical fiber 11 is switched, the movable mirror 117a corresponding to the input optical fiber 11 and the movable mirror 118a corresponding to the output optical fiber 18 of the switching destination. And the direction is changed.

その際、第一実施形態と同様に、まず、可動ミラー117aと可動ミラー118aの向きの変更を開始する前に、対応するシャッター116aを閉状態として、入力光ファイバ11から可動ミラー117aに向かう光ビームを遮断する。続いて、シャッター116aを閉状態に維持している間に、可動ミラー117aと可動ミラー118aの向きを変更する。次に、可動ミラー117aと可動ミラー118aの向きの変更が終了した後、シャッター116aを開状態に切り替え、入力光ファイバ11から可動ミラー117aへの光ビームの入射を許可する。   At that time, as in the first embodiment, first, before starting the change of the orientation of the movable mirror 117a and the movable mirror 118a, the corresponding shutter 116a is closed, and the light traveling from the input optical fiber 11 to the movable mirror 117a. Cut off the beam. Subsequently, while the shutter 116a is maintained in the closed state, the directions of the movable mirror 117a and the movable mirror 118a are changed. Next, after the change of the directions of the movable mirror 117a and the movable mirror 118a is completed, the shutter 116a is switched to the open state, and the light beam is allowed to enter the movable mirror 117a from the input optical fiber 11.

これにより、入力光ファイバ11から射出された光ビームは、可動ミラー117aと、新しい切り替え先の出力光ファイバ18に対応する可動ミラー118aとを経て、新しい切り替え先の出力光ファイバ18に入射すなわち結合する。その結果、光接続が確立される。   As a result, the light beam emitted from the input optical fiber 11 enters or is coupled to the new switching destination output optical fiber 18 via the movable mirror 117a and the movable mirror 118a corresponding to the new switching destination output optical fiber 18. To do. As a result, an optical connection is established.

本実施形態によれば、可動ミラーの向きが変更される間、シャッターによって可動ミラーに向かう光ビームが遮光されるため、クロスコネクト型の光スイッチにおいても、出力光ファイバ側での不所望なクロストークの発生を抑制できる。   According to this embodiment, since the light beam directed to the movable mirror is blocked by the shutter while the direction of the movable mirror is changed, an undesired cross on the output optical fiber side is also obtained in the cross-connect type optical switch. The occurrence of talk can be suppressed.

なお、クロスコネクト型の光スイッチの構成や動作の詳細は、例えば特開2001−174724号公報などに開示されている。   Details of the configuration and operation of the cross-connect optical switch are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-174724.

本実施形態は、図12あるいは特開2001−174724号公報に示されるような、いわゆる3D−MEMS型の光スイッチについて説明したが、2D−MEMS型の光スイッチをはじめ、種々のタイプの光スイッチに適用可能である。   In the present embodiment, a so-called 3D-MEMS type optical switch as shown in FIG. 12 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-174724 has been described. However, various types of optical switches including a 2D-MEMS type optical switch are described. It is applicable to.

これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. May be.

本発明の第一実施形態の光スイッチの構成を示している。The structure of the optical switch of 1st embodiment of this invention is shown. 図1の光スイッチにおいて用いられる可動ミラーアレイを示している。2 shows a movable mirror array used in the optical switch of FIG. 図1の光スイッチにおいて用いられるシャッターアレイを示している。2 shows a shutter array used in the optical switch of FIG. 図2の可動ミラーアレイと図3のシャッターアレイの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the movable mirror array of FIG. 2 and the shutter array of FIG. 3. 図4に示される一つのシャッターの「閉状態」を示している。FIG. 5 shows a “closed state” of one shutter shown in FIG. 4. 図5Aに示されるシャッターの「開状態」を示している。FIG. 5B shows the “open state” of the shutter shown in FIG. 5A. 図1に示される光スイッチにおけるスイッチング動作のフローチャートを示している。2 shows a flowchart of a switching operation in the optical switch shown in FIG. 図3と図4と図5Aと図5Bに示されるシャッターの遮光部が配置可能な範囲を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a range in which the light shielding portion of the shutter shown in FIGS. 3, 4, 5A, and 5B can be arranged. 図5Aと図5Bに示されるシャッターに代えて適用可能な別のシャッターの構成を示している。6 shows another shutter configuration applicable in place of the shutter shown in FIGS. 5A and 5B. 本発明の第二実施形態の光スイッチの構成を示している。The structure of the optical switch of 2nd embodiment of this invention is shown. 図9に示される光スイッチに好適に適用可能なシャッターの構成を示している。10 shows a shutter configuration that can be suitably applied to the optical switch shown in FIG. 9. 図9に示される光スイッチに好適に適用可能な別のシャッターの構成を示している。10 shows another shutter configuration that can be suitably applied to the optical switch shown in FIG. 9. 本発明の第三実施形態の光スイッチの構成を示している。The structure of the optical switch of 3rd embodiment of this invention is shown. 本発明の第一実施形態の光スイッチに適用可能な別なシャッターの斜視図である。It is a perspective view of another shutter applicable to the optical switch of the first embodiment of the present invention. 図13に示されるシャッタ−の側面図である。FIG. 14 is a side view of the shutter shown in FIG. 13.

符号の説明Explanation of symbols

11…入力光ファイバ、12…コリメートレンズ、13…凸レンズ、14…凸レンズ、15…グレーティング、16…シャッターアレイ、16a…シャッター、17…可動ミラーアレイ、17a…可動ミラー、18…出力光ファイバ、19…収束レンズ、21…フレーム、22…ヒンジ、23…ミラー、31…遮光部、32…梁部、33…固定部、34…永久磁石、35…駆動線、36…パッド、42…固定ミラー、43…リレーレンズ、51…遮光部、52…梁部、53…固定部、60…シャッター、61…梁部、62…遮光部、63…固定部、64…永久磁石、65…駆動線、66…パッド、70…シャッター、71…固定部、72…梁部、73…遮光部、74…バネ部、75…駆動コイル、76…配線、77…引出し電極、78…遮光膜、79…永久磁石、100…光スイッチ、112…コリメートレンズ、116…シャッターアレイ、116a…シャッター、117…入力側可動ミラーアレイ、117a…可動ミラー、118…出力側可動ミラーアレイ、118a…可動ミラー、119…収束レンズ、120…制御回路、200…光スイッチ、300…光スイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Input optical fiber, 12 ... Collimating lens, 13 ... Convex lens, 14 ... Convex lens, 15 ... Grating, 16 ... Shutter array, 16a ... Shutter, 17 ... Movable mirror array, 17a ... Movable mirror, 18 ... Output optical fiber, 19 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Converging lens, 21 ... Frame, 22 ... Hinge, 23 ... Mirror, 31 ... Light-shielding part, 32 ... Beam part, 33 ... Fixed part, 34 ... Permanent magnet, 35 ... Drive line, 36 ... Pad, 42 ... Fixed mirror, 43 ... Relay lens 51 ... Shading part 52 ... Beam part 53 ... Fixed part 60 ... Shutter 61 ... Beam part 62 ... Shading part 63 ... Fixed part 64 ... Permanent magnet 65 ... Driving line 66 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Pad, 70 ... Shutter, 71 ... Fixed part, 72 ... Beam part, 73 ... Light-shielding part, 74 ... Spring part, 75 ... Drive coil, 76 ... Wiring, 77 ... Lead electrode, 78 ... Light shielding 79 ... Permanent magnet, 100 ... Optical switch, 112 ... Collimating lens, 116 ... Shutter array, 116a ... Shutter, 117 ... Input side movable mirror array, 117a ... Movable mirror, 118 ... Output side movable mirror array, 118a ... Movable mirror DESCRIPTION OF SYMBOLS 119 ... Convergent lens, 120 ... Control circuit, 200 ... Optical switch, 300 ... Optical switch.

Claims (35)

少なくとも一本の入力光ファイバと、
複数本の出力光ファイバと、
前記入力光ファイバからの光ビームを前記出力光ファイバのいずれかひとつに選択的に方向付けるための少なくとも一つの可動ミラーと、
前記入力光ファイバから前記可動ミラーに向かう光ビームを適宜遮断するための少なくとも一つのシャッターとを有しており、
前記可動ミラーはその向きを変更可能であり、前記可動ミラーの向きが変更されることにより、前記可動ミラーで反射された光ビームが結合する出力光ファイバが切り替えられ、
前記シャッターは、前記可動ミラーの向きが変更される間、前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、光スイッチ。
At least one input optical fiber;
A plurality of output optical fibers;
At least one movable mirror for selectively directing a light beam from the input optical fiber to any one of the output optical fibers;
Having at least one shutter for appropriately blocking the light beam from the input optical fiber toward the movable mirror;
The direction of the movable mirror can be changed, and by changing the direction of the movable mirror, the output optical fiber to which the light beam reflected by the movable mirror is combined is switched,
The shutter is an optical switch that blocks a light beam directed to the movable mirror while the direction of the movable mirror is changed.
前記入力光ファイバからは波長多重された光(複数の波長成分を含む光)の光ビームが射出され、前記光スイッチは、前記入力光ファイバからの光ビームをその波長に基づいて複数の光ビームに分離する分光器と、分光された光ビームを収束光ビームに変えるレンズとを更に有し、前記光スイッチは、前記可動ミラーを含む複数の可動ミラーを有し、前記複数の可動ミラーは分光器で分光される前記複数の光ビームと同数で、それぞれ分光器で分光された複数の光ビームに対応しており、前記光スイッチは、前記シャッターを含む複数のシャッターを有し、前記複数のシャッターは前記複数の可動ミラーと同数で、それぞれ前記複数の可動ミラーに対応しており、各前記シャッターは前記レンズと前記可動ミラーとの間において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項1に記載の光スイッチ。   A light beam of wavelength-multiplexed light (light including a plurality of wavelength components) is emitted from the input optical fiber, and the optical switch converts the light beam from the input optical fiber into a plurality of light beams based on the wavelengths. And a lens for converting the split light beam into a convergent light beam, wherein the optical switch has a plurality of movable mirrors including the movable mirror, and the plurality of movable mirrors are spectrally separated. It corresponds to the plurality of light beams dispersed by the spectrometer in the same number as the plurality of light beams dispersed by the spectrometer, and the optical switch has a plurality of shutters including the shutter, The number of shutters is the same as that of the plurality of movable mirrors, and corresponds to the plurality of movable mirrors, and each of the shutters is disposed between the lens and the movable mirror. Blocking the light beam directed to the optical switch according to claim 1. 前記シャッターは、片持ち支持された弾性的に変形可能な平板状の梁部を有し、梁部はその自由端部に遮光部を有し、更に、前記シャッターは、前記梁部を撓み変形させて前記遮光部を移動させる駆動部を有している、請求項2に記載の光スイッチ。   The shutter has an elastically deformable plate-like beam portion that is cantilevered, the beam portion has a light-shielding portion at its free end, and the shutter bends and deforms the beam portion. The optical switch according to claim 2, further comprising a drive unit that moves the light shielding unit. 前記梁部は前記可動ミラーに向かう光ビームの主光線に対してほぼ平行に支持されている、請求項3に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 3, wherein the beam portion is supported substantially parallel to a principal ray of a light beam directed toward the movable mirror. 前記駆動部は電磁力により前記梁部を変形させる、請求項4に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 4, wherein the driving unit deforms the beam unit by electromagnetic force. 前記遮光部のおもて面(光ビームが入射する面)は光に対して正反射性を有している、請求項4に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 4, wherein a front surface of the light shielding portion (a surface on which a light beam is incident) has regular reflectivity with respect to light. 前記シャッターは、前記可動ミラーから約2mm以内の位置において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項4に記載の光スイッチ。 The optical switch according to claim 4, wherein the shutter blocks a light beam directed to the movable mirror at a position within about 2 mm from the movable mirror. 前記シャッターは、前記可動ミラーと光学的に共焦点関係の位置において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項4に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 4, wherein the shutter blocks a light beam directed toward the movable mirror at a position optically confocal with the movable mirror. 前記梁部は前記可動ミラーに向かう光ビームの主光線に対してほぼ垂直に支持されている、請求項3に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 3, wherein the beam portion is supported substantially perpendicularly to a principal ray of a light beam directed toward the movable mirror. 前記遮光部のおもて面(光ビームが入射する面)は光に対して非正反射性を有している、請求項9に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 9, wherein a front surface of the light shielding portion (a surface on which the light beam is incident) has non-regularity with respect to light. 前記シャッターは、駆動電気信号に従って駆動され、駆動電気信号が非供給の状態において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項3に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 3, wherein the shutter is driven in accordance with a driving electric signal, and blocks a light beam directed to the movable mirror in a state where the driving electric signal is not supplied. 前記シャッターは、片持ち支持された弾性的に変形可能な梁部と、前記梁部の自由端に接合された平板状の遮光部とを有し、前記遮光部は前記梁部に対してほぼ垂直に延びており、更に、前記梁部を撓み変形させて前記遮光部を移動させる駆動部を有している、請求項2に記載の光スイッチ。   The shutter includes an elastically deformable beam part that is cantilevered and a flat light shielding part joined to a free end of the beam part, and the light shielding part is substantially in contact with the beam part. The optical switch according to claim 2, further comprising a drive unit that extends vertically and further moves the light shielding unit by bending and deforming the beam unit. 前記梁部が前記遮光部より前記可動ミラーの側に位置している、請求項12に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 12, wherein the beam portion is located closer to the movable mirror than the light shielding portion. 前記シャッターが前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断している状態において、前記遮光部は、前記可動ミラーに向かう光ビームの主光線に対して、前記可動ミラーの回転軸にほぼ直交し前記可動ミラーのおもて面に沿う方向の軸の周りに1度以上傾斜している、請求項12に記載の光スイッチ。   In a state where the shutter blocks the light beam directed toward the movable mirror, the light shielding portion is substantially orthogonal to the rotation axis of the movable mirror with respect to the principal ray of the light beam directed toward the movable mirror. The optical switch according to claim 12, wherein the optical switch is inclined at least 1 degree around an axis in a direction along the front surface. 前記駆動部は電磁力により前記梁部を変形させる、請求項12に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 12, wherein the driving unit deforms the beam unit by electromagnetic force. 前記可動ミラーは、前記シャッターの遮光部の移動方向に関する寸法が遮光部に比べて長く、前記可動ミラーに向かう光ビームは前記可動ミラーの中心からオフセットした位置に入射する、請求項12に記載の光スイッチ。   13. The movable mirror according to claim 12, wherein the movable mirror has a longer dimension with respect to the moving direction of the light shielding portion of the shutter than the light shielding portion, and the light beam directed toward the movable mirror is incident on a position offset from the center of the movable mirror. Light switch. 前記シャッターは、駆動電気信号に従って駆動され、駆動電気信号が非供給の状態において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項12に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 12, wherein the shutter is driven according to a driving electric signal, and blocks a light beam directed to the movable mirror in a state where the driving electric signal is not supplied. 前記シャッターは、両持ち支持された弾性的に変形可能な梁部と、前記梁部のほぼ中央に支持された平板状の遮光部とを有し、前記梁部は前記遮光部のおもて面(光ビームが入射する面)に沿って延びており、更に、前記梁部を変形させて前記遮光部をそのおもて面に沿って移動させる駆動部を有している、請求項2に記載の光スイッチ。   The shutter includes an elastically deformable beam portion supported by both ends and a flat light shielding portion supported substantially at the center of the beam portion, and the beam portion is a front surface of the light shielding portion. 3. A driving portion that extends along a surface (a surface on which a light beam is incident) and further deforms the beam portion to move the light shielding portion along the front surface. The optical switch as described in. 前記光スイッチは、前記入力光ファイバを含む複数本の入力光ファイバと、少なくとも一つの可動ミラーアレイとを有し、各可動ミラーアレイは複数本の入力光ファイバと同数の可動ミラーを有し、各可動ミラーアレイの複数の可動ミラーはそれぞれ複数本の入力光ファイバからの複数の光ビームに対応している、請求項1に記載の光スイッチ。   The optical switch has a plurality of input optical fibers including the input optical fiber and at least one movable mirror array, and each movable mirror array has the same number of movable mirrors as the plurality of input optical fibers, The optical switch according to claim 1, wherein the plurality of movable mirrors of each movable mirror array respectively correspond to a plurality of light beams from a plurality of input optical fibers. 前記シャッターは、片持ち支持された弾性的に変形可能な平板状の梁部を有し、梁部はその自由端部に遮光部を有し、更に、前記シャッターは、前記梁部を撓み変形させて前記遮光部を移動させる駆動部を有している、請求項19に記載の光スイッチ。   The shutter has an elastically deformable plate-like beam portion that is cantilevered, the beam portion has a light-shielding portion at its free end, and the shutter bends and deforms the beam portion. The optical switch according to claim 19, further comprising a drive unit that moves the light shielding unit. 前記梁部は前記可動ミラーに向かう光ビームの主光線に対してほぼ平行に支持されている、請求項20に記載の光スイッチ。   21. The optical switch according to claim 20, wherein the beam portion is supported substantially parallel to a principal ray of a light beam directed toward the movable mirror. 前記駆動部は電磁力により前記梁部を変形させる、請求項21に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 21, wherein the driving unit deforms the beam unit by electromagnetic force. 前記遮光部のおもて面(光ビームが入射する面)は光に対して正反射性を有している、請求項21に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 21, wherein a front surface (a surface on which a light beam is incident) of the light shielding portion has a regular reflection property with respect to light. 前記シャッターは、前記可動ミラーと光学的に共焦点関係の位置において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項21に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 21, wherein the shutter blocks a light beam directed toward the movable mirror at a position optically confocal with the movable mirror. 前記梁部は前記可動ミラーに向かう光ビームの主光線に対してほぼ垂直に支持されている、請求項20に記載の光スイッチ。   21. The optical switch according to claim 20, wherein the beam portion is supported substantially perpendicularly to a principal ray of a light beam directed toward the movable mirror. 前記遮光部のおもて面(光ビームが入射する面)は光に対して非正反射性を有している、請求項25に記載の光スイッチ。   26. The optical switch according to claim 25, wherein a front surface of the light shielding portion (a surface on which a light beam is incident) has non-regular reflection with respect to light. 前記シャッターは、駆動電気信号に従って駆動され、駆動電気信号が非供給の状態において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項20に記載の光スイッチ。   21. The optical switch according to claim 20, wherein the shutter is driven according to a driving electric signal, and blocks a light beam directed to the movable mirror in a state where the driving electric signal is not supplied. 前記シャッターは、片持ち支持された弾性的に変形可能な梁部と、前記梁部の自由端に接合された平板状の遮光部とを有し、前記遮光部は前記梁部に対してほぼ垂直に延びており、更に、前記梁部を撓み変形させて前記遮光部を移動させる駆動部を有している、請求項19に記載の光スイッチ。   The shutter includes an elastically deformable beam part that is cantilevered and a flat light shielding part joined to a free end of the beam part, and the light shielding part is substantially in contact with the beam part. The optical switch according to claim 19, further comprising a drive unit that extends vertically and further moves the light shielding unit by bending and deforming the beam unit. 前記梁部が前記遮光部より前記可動ミラーの側に位置している、請求項28に記載の光スイッチ。   The optical switch according to claim 28, wherein the beam portion is located closer to the movable mirror than the light shielding portion. 前記シャッターが前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断している状態において、前記遮光部は、前記可動ミラーに向かう光ビームの主光線に対して、前記可動ミラーの回転軸にほぼ直交し前記可動ミラーのおもて面に沿う方向の軸の周りに1度以上傾斜している、請求項28に記載の光スイッチ。   In a state where the shutter blocks the light beam directed toward the movable mirror, the light shielding portion is substantially orthogonal to the rotation axis of the movable mirror with respect to the principal ray of the light beam directed toward the movable mirror. 29. The optical switch according to claim 28, wherein the optical switch is inclined at least one degree around an axis in a direction along the front surface. 前記駆動部は電磁力により前記梁部を変形させる、請求項28に記載の光スイッチ。   29. The optical switch according to claim 28, wherein the drive unit deforms the beam unit by electromagnetic force. 前記可動ミラーは、前記シャッターの遮光部の移動方向に関する寸法が遮光部に比べて長く、前記可動ミラーに向かう光ビームは前記可動ミラーの中心からオフセットした位置に入射する、請求項28に記載の光スイッチ。   29. The movable mirror according to claim 28, wherein the movable mirror has a longer dimension with respect to the moving direction of the light shielding portion of the shutter than the light shielding portion, and the light beam directed toward the movable mirror is incident on a position offset from the center of the movable mirror. Light switch. 前記シャッターは、駆動電気信号に従って駆動され、駆動電気信号が非供給の状態において前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する、請求項28に記載の光スイッチ。   29. The optical switch according to claim 28, wherein the shutter is driven according to a driving electric signal, and blocks a light beam directed to the movable mirror in a state where the driving electric signal is not supplied. 前記シャッターは、両持ち支持された弾性的に変形可能な梁部と、前記梁部のほぼ中央に支持された平板状の遮光部とを有し、前記梁部は前記遮光部のおもて面(光ビームが入射する面)に沿って延びており、更に、前記梁部を変形させて前記遮光部をそのおもて面に沿って移動させる駆動部を有している、請求項19に記載の光スイッチ。   The shutter includes an elastically deformable beam portion supported by both ends and a flat light shielding portion supported substantially at the center of the beam portion, and the beam portion is a front surface of the light shielding portion. 20. A driving portion that extends along a surface (a surface on which a light beam is incident) and further deforms the beam portion to move the light shielding portion along the front surface. The optical switch as described in. 少なくとも一本の入力光ファイバと、複数本の出力光ファイバと、前記入力光ファイバからの光ビームを前記出力光ファイバのいずれかひとつに選択的に方向付けるための少なくとも一つの可動ミラーと、前記入力光ファイバから前記可動ミラーに向かう光ビームを適宜遮断するための少なくとも一つのシャッターとを有している光スイッチの制御方法であり、
前記可動ミラーの向きの変更を開始する前に、前記シャッターを前記可動ミラーに向かう光ビームを遮断する閉状態にする工程と、
前記シャッターが閉状態の間に前記可動ミラーの向きを変更する工程と、
前記可動ミラーの向きの変更が終了した後に、前記シャッターを前記可動ミラーへの光ビームの入射を許す開状態にする工程とを有している、光スイッチの制御方法。
At least one input optical fiber, a plurality of output optical fibers, at least one movable mirror for selectively directing a light beam from the input optical fiber to any one of the output optical fibers, and An optical switch control method comprising at least one shutter for appropriately blocking a light beam directed from the input optical fiber toward the movable mirror,
Before starting to change the orientation of the movable mirror, the shutter is closed to block the light beam toward the movable mirror;
Changing the direction of the movable mirror while the shutter is closed;
And a step of opening the shutter after the change of the direction of the movable mirror is completed to allow the light beam to be incident on the movable mirror.
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