JP2008046451A - 光スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】入力光の信号のパワー変動に影響されずにミラー装置の駆動制御を的確に行うことができる光スイッチを提供する。
【解決手段】駆動電圧決定部６は、出力光の強度が最適となるミラー２３０の回動角が得られる最適な駆動電圧を求めるため、制御装置７によりマイクロミラー装置３ａ，３ｂに周期的に変化する駆動電圧を供給してミラー２３０に摂動（振動）を与える。出力光測定装置４は、出力ポート１ｂに入射した出力光の強度を検出して電気信号に変換し、フィルタ５は、その電気信号から光信号の信号周波数成分を除去する。駆動電圧決定部６は、フィルタ５により信号周波数成分が除去された信号に基づいて、出力光の強度が最適な値になるように、マイクロミラー装置３ａ，３ｂのミラーを的確な角度に制御するための駆動電圧をマイクロミラー装置３ａ，３ｂ毎に生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光スイッチに関するものである。

光スイッチを実現するための技術の一つとして、マイクロミラーを用いたものが提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。マイクロミラーを用いた従来の光スイッチを図７に示す。

図７に示す光スイッチは、入力ポート１ａと、出力ポート１ｂと、入力側マイクロミラーアレイ２ａと、出力側マイクロミラーアレイ２ｂとを備えている。入力ポート１ａと出力ポート１ｂは、それぞれ２次元的に配列された複数の光ファイバからなり、マイクロミラーアレイ２ａ，２ｂは、それぞれ２次元的に配列された複数のマイクロミラー装置３ａ，３ｂからなる。なお、図７における矢印は光ビームの進行方向を示している。

ある入力ポート１ａから出射した光信号は、この入力ポート１ａに対応する入力側マイクロミラーアレイ２ａのマイクロミラー装置３ａにより反射偏向される。後述するように、マイクロミラー装置３ａのミラーは２軸回りに回動可能に構成されており、このミラーの傾斜角（または回動角）を制御することにより、マイクロミラー装置３ａによる反射光を出力側マイクロミラーアレイ２ｂの任意のマイクロミラー装置３ｂに向けることができる。同様に、マイクロミラー装置３ｂのミラーも２軸回りに回動可能に構成されており、ミラーの傾斜角を適当に制御することにより、マイクロミラー装置３ｂによる反射光を任意の出力ポート１ｂに向けることができる。したがって、入力側マイクロミラーアレイ２ａと出力側マイクロミラーアレイ２ｂのミラーの傾斜角を適当に制御することにより光路の切り替えを行い、２次元的に配列された任意の入力ポート１ａと出力ポート１ｂとの間を接続することができる。

このような光スイッチの構成要素として最も特徴的なものがマイクロミラーアレイ２ａ，２ｂを有するマイクロミラー装置３ａ，３ｂである。従来より、マイクローミラー装置は、図８，図９に示すように、ミラーが形成されたミラー基板２００と、電極が形成された電極基板３００とが並行に配設された構造を有する（例えば、非特許文献１参照。）。

ミラー基板２００は、板状の枠部２１０と、枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、可動枠２２０の開口内に配設されたミラー２３０とを有する。枠部２１０、トーションバネ２１１ａ，２１１ｂ，２２１ａ，２２１ｂ、可動枠２２０およびミラー２３０は例えば単結晶シリコンで一体形成されている。ミラー２３０の表面には例えば３層のＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ層が形成されている。一対のトーションバネ２１１ａ，２１１ｂは、枠部２１０と可動枠２２０とを連結している。可動枠２２０は、一対のトーションバネ２１１ａ，２１１ｂを通る図８の可動枠回転軸Ｘを軸として回動することができる。同様に、一対のトーションバネ２２１ａ，２２１ｂは、可動枠２２０とを連結している。ミラー２３０は、一対のトーションバネ２２１ａ，２２１ｂを通る図８のミラー回動軸Ｙを軸として回動することができる。可動枠回動軸Ｘよミラー回動軸Ｙとは、互いに直交している。結果として、ミラー２３０は、直交する２軸で回動する。

電極基板３００は、板状の基部３１０と、段丘状の突出部３２０とを有する。基部３１０と突出部３２０は例えば単結晶シリコンからなる。突出部３２０は、基部３１０の上面に形成された角錐台の形状を有する第２テラス３２２と、第２テラス３２２の上面に形成された角錐台の形状を有する第１テラス３２１と、第１テラス３２１の上面に形成された柱状の形状を有するピボット３３０とから構成される。突出部３２０の四隅とこの四隅に続く基部３１０の上面には、４つの電極３４０ａ〜３４０ｄが形成されている。また、基部３１０の上面には、突出部３２０を挟むように併設された一対の凸部３６０ａ，３６０ｂが形成されている。さらに、基部３１０の上面には、配線３７０が形成されており、この配線３７０には、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄを介して電極３４０ａ〜３４０ｄが接続されている。なお、基部３１０の表面には酸化シリコン等からなる絶縁層３１１が形成されており、この絶縁層３１１の上に電極３４０ａ〜３４０ｄ、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄ、配線３７０が形成されている。

以上のようなミラー基板２００と電極基板３００とは、ミラー２３０と電極３４０ａ〜３４０ｄとが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図９に示すようなマイクロミラー装置を構成する。このようなマイクロミラー装置においては、ミラー２３０を接地し、電極３４０ａ〜３４０ｄに正の駆動電圧を与えて、しかも電極３４０ａ〜３４０ｄ間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。

T.Yamamoto, et al., 「A three-dimensional MEMS optical switching module having 100 input and 100 output ports」, Photonics Technology Letters, IEEE, Volume 15, Issue:10, pp1360-1362

従来の光スイッチにおいては、入力ポート１ａと出力ポート１ｂとの間の光路を定める上で最適な傾斜角を決定するために、ミラーを摂動させている。すなわち、ミラー２３０の傾斜角を制御する制御装置（図示せず）は、マイクロミラー装置３ａ，３ｂに周期的に変化する駆動電圧を供給してミラー２３０に摂動（振動）を与えながら、出力ポート１ｂの出力端側に設けられた出力光測定装置（図示せず）によって出力光の強度を測定し、駆動電圧と出力光の強度との関係を求めて、ミラー２３０の最適な傾斜角が得られる最適な駆動電圧（例えば、出力光の強度が最大となる駆動電圧）を求めるのが一般的である。

しかしながら、従来の光スイッチにおいて、出力ポート１ｂの出力端側に設けられた出力光測定装置は、ミラー２３０の摂動による出力光の強度変動のみならず、入力光の強度変動をも測定する可能性がある。ここで、入力光の強度変動とは、光の変調に起因するビットレート近傍の強度変動や、信号の周期性によりもたらされる低周波成分の強度変動などが挙げられる。このような状態で制御装置が駆動電圧と出力光の強度との関係を求めると、入力光の信号による強度変動の影響により、的確な駆動電圧を生成できず、ミラー２３０を最適な角度に制御することができなくなる。例えば、入力光の信号に強度変動があった場合に、制御装置により駆動電圧と出力光の強度との関係から最適な駆動電圧を求めてミラーの傾斜角を制御すると、この角度は実際には最適な角度から入力光の信号の強度変動に対応する分だけずれた値となっている。これにより、出力光の強度が損失するため、結果として、通信品質の劣化を招く恐れがある。

そこで、本願発明は上述したような課題を解消するためになされたものであり、入力光の信号の強度変動に影響されずにミラー装置の駆動制御を的確に行うことができる光スイッチを提供することを目的とする。

上述したような課題を解消するために、本発明に係る光スイッチは、光信号を入力する少なくとも１の入力ポートと、光信号を出力する少なくとも１の出力ポートと、回動可能に支持されたミラーにより入力ポートの１つに入力された光信号を反射させ、出力ポートの１つから出力させるミラー装置と、このミラー装置に駆動電圧を与えてミラーの回動角を制御し、入力ポートと出力ポートとの間の光路を切り替える制御装置と、出力ポートから出力される光信号の強度を測定する出力光測定装置と、ミラーを摂動させたときの出力光測定装置の出力に基づいて、入力ポートと出力ポートとの間の光路を接続する駆動電圧を決定する駆動電圧決定手段とを備え、駆動電圧決定手段は、出力光測定装置により測定された光信号の強度の変化からこの光信号の信号周波数成分を低減した信号の強度の変化に基づいて駆動電圧を決定することを特徴とする。

上記光スイッチにおいて、駆動電圧決定手段は、出力光測定装置により測定された光信号の強度の変化からこの光信号の信号周波数成分を除去するフィルタを備えるようにしてもよい。ここで、フィルタは、光信号の信号周波数成分より低いカットオフ周波数を有する低周波透過フィルタであるようにしてもよい。

また、上記光スイッチにおいて、出力光測定装置は、光信号の信号周波数帯域におけるゲインが他の周波数帯域におけるゲインよりも低い周波数応答特性を有するようにしてもよい。ここで、出力光測定装置は、光信号の信号周波数成分による変動が出力ポートから出力される光信号の変動許容値よりも小さくなるゲイン特性を有するようにしてもよい。このとき、出力光測定装置は、光信号の信号周波数帯域のゲインが直流成分に対するゲインに対し−１６ｄＢ以下となるゲイン特性を有するようにしてもよい。

また、上記光スイッチにおいて、駆動電圧決定手段は、ミラーを摂動させたときに、出力光測定装置により測定された光信号の強度の変化から光信号の信号周波数成分を低減した信号の強度が最適となる駆動電圧を出力するようにしてもよい。

本発明によれば、出力光測定装置によって測定された光信号の強度の変化からこの光信号の信号周波数成分を除いた信号の強度の変化に基づいてミラーの回動角を決定することにより、光信号の周波数成分を除去することが可能となるので、光信号の強度変動に影響されずにミラー装置の駆動制御を行うことができる。これにより、出力する光信号の強度が低下するのを防ぐことが可能となるので、通信品質の劣化を防ぐことができる。

［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る光スイッチについて説明する。なお、本実施の形態において、図７，図８，図９を参照して背景技術の欄で説明した構成要素と同等の構成要素については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。

図１に示すように、本実施の形態の光スイッチは、入力ポート１ａと、出力ポート１ｂと、入力側マイクロミラー装置３ａと、出力側マイクロミラー装置３ｂと、出力光測定装置４と、フィルタ５と、制御装置７とを備える。

出力光測定装置４は、出力ポート１ｂから出射された出力光の強度を検出し、電気信号に変換する。このような出力光測定装置４の構成例としては、出力光の一部を切り出して、フォトダイオードなどの受光素子で出力光の強度を測定する構成が考えられる。

フィルタ５は、出力光測定装置４により生成された電気信号から所定の周波数成分を除去する。光信号は、伝搬波となる信号により変調されたものなので、その信号の周波数帯域で強度変動が見られる。そこで、フィルタ５は、出力光測定装置４により測定された出力光の強度を表す電気信号から光の変調に用いられた信号の周波数近傍成分を除去する。この信号周波数成分を除去された電気信号は、駆動電圧決定部６に送られる。このようなフィルタ５としては、伝搬波の周波数近傍以上の成分をカットオフするローパスフィルタ等が用いられる。

駆動電圧決定部６は、制御装置７に指示を出してミラー２３０を摂動させたときの出力光測定装置４により測定された出力光の強度に基づいて、入力ポート１ａと出力ポート１ｂとの光路を接続するミラー２３０の回動角を実現するために必要な駆動電圧を決定する。また、制御装置７に指示を出し、決定した回動角にミラー２３０を傾斜させる。なお、ミラー２３０を常に摂動させる必要はなく、駆動電圧を決定または修正するときだけ摂動を行えばよい。

制御装置７は、駆動電圧決定部６の指示に基づいて、マイクロミラー装置３ａ，３ｂに駆動電圧を供給して、ミラー２３０を摂動させたり、ミラー２３０を所定の傾斜角に傾斜させる。

このような光スイッチにおいて、入力ポート１ａから出射した入力光は、入力側マイクロミラー装置３ａと出力側マイクロミラー装置３ｂのそれぞれのミラーにより反射され、出力ポート１ｂに入射する。このとき、駆動電圧決定部６は、出力光の強度が最適となるミラー２３０の回動角が得られる最適な駆動電圧を求めるため、次のような動作を行う。なお、最適な出力光の光強度とは、光学的損失が最小になる光強度やシステムからの要求に基づく所望の光強度のことを意味する。このような光強度が得られるミラー２３０の回動角を実現するときの駆動電圧を、最適な駆動電圧という。

駆動電圧決定部６は、制御装置７によりマイクロミラー装置３ａ，３ｂに周期的に変化する駆動電圧を供給してミラー２３０に摂動（振動）を与え、このときの出力ポート１ｂに入射した出力光の強度を出力光測定装置４により検出し、電気信号に変換し、出力光測定装置４により測定された出力光の強度の電気信号から、フィルタ５により光信号の信号周波数成分を除去する。駆動電圧決定部６は、出力光測定装置４により測定された出力光の電気信号からフィルタ５により信号周波数成分が除去された信号に基づいて、出力光の強度が最適な値になるように、マイクロミラー装置３ａ，３ｂのミラーを的確な角度に制御するための駆動電圧を決定する。このような処理を、マイクロミラー装置３ａ，３ｂ毎に行い、得られた駆動電圧を制御装置７からマイクロミラー装置３ａ，３ｂに供給する。

以下、最適な駆動電圧の検出方法の一例を説明する。図３（ａ），（ｂ）に示すように予め指定された摂動させる電圧範囲内を、数点（図３の場合は４点）で構成される一連の駆動点（図３（ａ）の場合はａ₁〜ａ₄，図３（ｂ）の場合はｂ₁〜ｅ₄）で分割し、この駆動点の電圧を順次供給することでミラー２３０を摂動させる。例えば、図３（ａ）に示すマイクロミラー装置３ａを駆動点ａ₁で駆動させた状態で、図３（ｂ）に示すマイクロミラー装置３ｂを一連の駆動点ｂ₁〜ｅ₁で駆動させ、続いてマイクロミラー装置３ｂを次の一連の駆動点ｂ₂〜ｅ₂で駆動させる。このようにしてマイクロミラー装置３ｂを全ての一連の駆動点ｂ₁〜ｅ₄で駆動させると、マイクロミラー装置３ａを次の駆動点ａ₂で駆動させ、上述したようにマイクロミラー装置３ｂを全ての一連の駆動点で駆動させる。このようにマイクロミラー装置３ａの全ての駆動点ａ₁〜ａ₄について、マイクロミラー装置３ｂを全ての一連の駆動点ｂ₁〜ｅ₄で駆動させることにより、マイクロミラー装置３ａ，３ｂそれぞれの駆動点の全ての組み合わせに駆動することができる。各駆動点における出力光測定装置４の測定結果から出力光パワーが最適となるマイクロミラー装置３ａ，３ｂの駆動点の組み合わせを探索する。この駆動点の駆動電圧を最適な駆動電圧として検出する。

このように、本実施の形態によれば、制御装置７によりマイクロミラー装置３ａ，３ｂのミラーに摂動を与え、駆動電圧と出力光の強度との関係を求めて、出力光の強度が最も強くなるミラー２３０の回動角が得られる駆動電圧を求めるにあたり、フィルタ５を設け、入力光の信号の強度変動成分を除去することとしたので、ミラー装置の駆動制御を的確に行うことができる。結果として、出力光の強度が低下するのを防ぐことが可能となるので、通信品質が劣化するのを防ぐことができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図２に示すように、第１の実施の形態のようにフィルタ５を設ける代わりに、出力光測定装置４のゲイン特性を適当に選ぶことにより、入力光の信号周波数成分を除去するものである。以下、説明にあたっては、第１の実施の形態で説明した構成要素と同等の構成要素については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施の形態の出力光測定装置４は、光信号の信号周波数帯域におけるゲインが他の周波数帯域におけるゲインよりも低い周波数応答特性を有する受光素子を用いるものである。一般に、受光素子が入力光の信号周波数帯域に応答すると、出力光測定装置４の測定値にその信号による強度の変動が影響するが、上述したような周波数応答特性を有する受光素子を用いることにより、光信号の信号成分による影響を排除または低減することができる。このような受光素子としては、光スイッチの変動許容値に対して、光信号の信号成分による変動が小さくなるようなゲイン特性を有する受光素子を用いる。ここで、「変動許容値」とは、出力光の強さの最大値に対して許容できる割合である。例えば、図４に示すように、変動許容値を０．１ｄＢ（約３％）とすると、信号周波数帯域でのゲインが直流成分に対して３％以下、すなわち−１６ｄＢ（約３％に相当）以下となるような受光素子を用いる。これにより、光信号の信号周波数帯域による強度変動の影響をほぼ除去することができる。

このような光スイッチにおいて、入力ポート１ａから出射した入力光は、入力側マイクロミラー装置３ａと出力側マイクロミラー装置３ｂのそれぞれのミラーにより反射され、出力ポート１ｂに入射する。このとき、駆動電圧決定部６は、出力光の強度が最適となるミラー２３０の回動角が得られる最適な駆動電圧を求めるため、次のような動作を行う。

駆動電圧決定部６は、制御装置７によりマイクロミラー装置３ａ，３ｂに周期的に変化する駆動電圧を供給してミラー２３０に摂動（振動）を与え、このときの出力ポート１ｂに入射した出力光の強度を出力光測定装置４により検出し、電気信号に変換する。この電気信号は、出力光測定装置４の受光素子により、光信号の信号成分による影響が排除または低減されている。駆動電圧決定部６は、出力光測定装置４により測定された信号周波数成分が除去された信号に基づいて、出力光の強度が最適な値になるように、マイクロミラー装置３ａ，３ｂのミラーを的確な角度に制御するための駆動電圧を決定する。このような処理を、マイクロミラー装置３ａ，３ｂ毎に行い、得られた駆動電圧を制御装置７からマイクロミラー装置３ａ，３ｂに供給する。

このように、本実施の形態によれば、制御装置７によりマイクロミラー装置３ａ，３ｂのミラーに摂動を与え、駆動電圧と出力光の強度との関係を求めて、出力光の強度が最も強くなるミラー２３０の回動角が得られる駆動電圧を求めるにあたり、光信号の信号周波数帯域におけるゲインが他の周波数帯域におけるゲインよりも低い周波数応答特性を有する受光素子を用い、入力光の信号の強度変動成分を排除または減衰することとしたので、ミラー装置の駆動制御を的確に行うことができる。結果として、出力光の強度が低下するのを防ぐことが可能となるので、通信品質が劣化するのを防ぐことができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る波長選択スイッチの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、光スイッチの一種である波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch:WSS）に本発明を適用したものである。図５において、１０は入力ポート、１１ａ，１１ｂは出力ポート、１２はマイクロミラーアレイ、１４は主レンズ、１５は反射型回折格子、１６は平行化レンズ、１７ａ，１７ｂはそれぞれ出力ポート１１ａ，１１ｂに設けられた出力光測定装置、１８はフィルタ、１９は駆動電圧決定部、２０は制御装置である。マイクロミラーアレイ１２は、１次元的に配列された複数のマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃからなる。

入力ポート１０は、波長が異なる複数の光信号が多重化された波長多重光信号２１を主レンズ１４に向かって射出する。主レンズ１４を通過した波長多重光信号２１は、反射型回折格子１５に入射する。反射型回折格子１５に入射した波長多重光信号２１は、反射型回折格子１５で反射され、波長が異なる複数の光信号２２ａ，２２ｂ，２２ｃに分波される。分波された各光信号２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、再び主レンズ１４を通って、それぞれ所定のマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃに入射する。

各光信号２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、それぞれ対応するマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーで反射された後、平行化レンズ１６によって平行化された光信号２３ａ，２３ｂ，２３ｃとなり、主レンズ１４を通って反射型回折格子１５に入射する。そして、各光信号２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、反射型回折格子１５で反射された後、再び主レンズ１４を通って複数の出力ポート１１ａ，１１ｂのうちのいずれか１つの出力ポートに入射する。図５の例では、マイクロミラー装置１３ａ，１３ｃで反射された光信号２３ａ，２３ｃが出力ポート１１ａに入射し、マイクロミラー装置１３ｂで反射された光信号２３ｂが出力ポート１１ｂに入射している。

このように、入力ポート１０からの波長多重光信号２１を反射型回折格子１５に入射させて複数の光信号に分波した後、分波した各光信号を対応するマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーに入射させ、このときに各ミラーの向きを制御装置２０によって適宜制御することで、一つの波長の光信号あるいは波長が異なる複数の光信号から構成される光信号の組を一つあるいは複数組抽出して、各組毎に合波して所望の出力ポート１１ａ，１１ｂに入射させることができる。

ここで、各マイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃの構成は、第１の実施の形態のマイクロミラー装置３ａ，３ｂと同じである。

第１の実施の形態と同様に、各出力光測定装置１７ａ，１７ｂは、対応する出力ポート１１ａ，１１ｂに入射した出力光の強度を検出し、電気信号に変換する。
第１の実施の形態と同様に、フィルタ１８は、出力光測定装置４により生成された電気信号から所定の周波数成分を除去する。

第１の実施の形態と同様に、駆動電圧決定部１９は、制御装置７に指示を出してマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーを摂動させたときの出力光測定装置１７ａ，１７ｂにより測定された出力光の強度に基づいて、この出力光の強度が最適な値になるように、マイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーを的確な角度に制御するための駆動電圧を決定する。

第１の実施の形態と同様に、制御装置２０は、駆動電圧決定部６の指示に基づいて、マイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃに駆動電圧を供給して、各ミラーを摂動させたり、各ミラーを所定の傾斜角に傾斜させる。

上述したように、図５の例では、マイクロミラー装置１３ａ，１３ｃで反射された光信号が出力ポート１１ａに入射し、マイクロミラー装置１３ｂで反射された光信号が出力ポート１１ｂに入射する。したがって、駆動電圧決定部１９は、出力光測定装置１７ａで検出された出力光の光強度が最適になるようにマイクロミラー装置１３ａ，１３ｃに供給する駆動電圧を決定し、出力光測定装置１７ｂで検出された出力光の光強度が最適になるようにマイクロミラー装置１３ｂの駆動電圧を決定することになる。

駆動電圧決定部１９は、制御装置２０によりマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃに周期的に変化する駆動電圧を供給して各ミラーに摂動（振動）を与え、このときの出力ポート１１ａ，１１ｂに入射した出力光の強度を出力光測定装置１７ａ，１７ｂにより検出し、電気信号に変換し、出力光測定装置１７ａ，１７ｂにより測定された出力光の強度の電気信号から、フィルタ１８により光信号の信号周波数成分を除去する。駆動電圧決定部１９は、出力光測定装置１７ａ，１７ｂにより測定された出力光の電気信号からフィルタ１８により信号周波数成分が除去された信号に基づいて、出力光の強度が最適な値になるように、マイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーを的確な角度に制御するための駆動電圧を決定する。制御装置２０は、駆動電圧決定部１９により決定された駆動電圧を対応するマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃに供給することにより、各マイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーが出力光の光強度が最適になる回動角に回動される。こうして、本実施の形態によれば、波長選択スイッチにおいて、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図６に示すように、第３の実施の形態における波長選択スイッチにおいて、フィルタ１８を設ける代わりに、第２の実施の形態のように出力光測定装置１７ａ，１７ｂのゲイン特性を適当に選ぶことにより、入力光の信号周波数成分を除去するものである。以下、説明にあたっては、第１〜第３の実施の形態で説明した構成要素と同等の構成要素については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。

第２の実施の形態と同様、本実施の形態の出力光測定装置１７ａ，１７ｂは、光信号の信号周波数帯域におけるゲインが他の周波数帯域におけるゲインよりも低い周波数応答特性を有する受光素子を用いるものである。

上述した第３の実施の形態と同様、図６の例では、マイクロミラー装置１３ａ，１３ｃで反射された光信号が出力ポート１１ａに入射し、マイクロミラー装置１３ｂで反射された光信号が出力ポート１１ｂに入射する。したがって、駆動電圧決定部１９は、出力光測定装置１７ａで検出された出力光の光強度が最適になるようにマイクロミラー装置１３ａ，１３ｃに供給する駆動電圧を決定し、出力光測定装置１７ｂで検出された出力光の光強度が最適になるようにマイクロミラー装置１３ｂの駆動電圧を決定することになる。

駆動電圧決定部１９は、制御装置２０によりマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃに周期的に変化する駆動電圧を供給して各ミラーに摂動（振動）を与え、このときの出力ポート１１ａ，１１ｂに入射した出力光の強度を出力光測定装置１７ａ，１７ｂにより検出し、電気信号に変換する。この電気信号は、出力光測定装置１７ａ，１７ｂの受光素子により、光信号の信号成分による影響が排除または低減されている。駆動電圧決定部１９は、出力光測定装置１７ａ，１７ｂにより測定された信号周波数成分が除去された信号に基づいて、出力光の強度が最適な値になるように、マイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーを的確な角度に制御するための駆動電圧を決定する。制御装置２０は、駆動電圧決定部１９により決定された駆動電圧を対応するマイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃに供給することにより、各マイクロミラー装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃのミラーが出力光の光強度が最適になる回動角に回動する。
こうして、本実施の形態によれば、波長選択スイッチにおいて、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、図５および図６では、出力ポートは２ポート、マイクロミラー装置は３個で構成されているが、出力ポートのポート数およびマイクロミラー装置の数量はそれに限定されず、適宜自由に設定することができる。望ましい形態の例としては、マイクロミラー装置の数量を入力ポートより入力される光信号の波長数と同数とし、かつ、出力ポート数を前記波長数以下とすればよい。

本発明は、光スイッチに適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光スイッチの構成を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光スイッチの構成を模式的に示す図である。 （ａ）はマイクロミラー装置３ａの駆動点を示す図、（ｂ）はマイクロミラー装置３ｂの駆動点を示す図である。 変動許容値を説明するための図である。 本発明の第３の実施の形態に係る波長選択スイッチの構成を模式的に示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る波長選択スイッチの構成を模式的に示す図である。 光スイッチの構成を模式的に示す斜視図である。 ミラー装置の構成を模式的に示す斜視図である。 ミラー装置の構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１ａ，１０…入力ポート、１ｂ，１１ａ，１１ｂ…出力ポート、２ａ…入力側マイクロミラーアレイ、２ｂ…出力側マイクロミラーアレイ、３ａ…入力側マイクロミラー装置、３ｂ…出力側マイクロミラー装置、４，１７ａ，１７ｂ…出力光測定装置、５，１８…フィルタ、６，１９…駆動電圧決定部、７，２０…制御装置、１２…マイクロミラーアレイ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…マイクロミラー装置、１４…主レンズ、１５…反射型回折格子、１６…平行化レンズ。

Claims (7)

1. 光信号を入力する少なくとも１の入力ポートと、
   前記光信号を出力する少なくとも１の出力ポートと、
   回動可能に支持されたミラーにより前記入力ポートの１つに入力された光信号を反射させ、前記出力ポートの１つから出力させるミラー装置と、
   このミラー装置に駆動電圧を与えて前記ミラーの回動角を制御し、前記入力ポートと前記出力ポートとの間の光路を切り替える制御装置と、
   前記出力ポートから出力される光信号の強度を測定する出力光測定装置と、
   前記ミラーを摂動させたときの前記出力光測定装置の出力に基づいて、前記入力ポートと前記出力ポートとの間の光路を接続する前記駆動電圧を決定する駆動電圧決定手段と
   を備え、
   前記駆動電圧決定手段は、
   前記出力光測定装置により測定された前記光信号の強度の変化からこの光信号の信号周波数成分を低減した信号の強度の変化に基づいて前記駆動電圧を決定することを特徴とする光スイッチ。
2. 請求項１記載の光スイッチにおいて、
   前記駆動電圧決定手段は、
   前記出力光測定装置により測定された前記光信号の強度の変化からこの光信号の信号周波数成分を除去するフィルタを備えることを特徴とする光スイッチ。
3. 請求項２記載の光スイッチにおいて、
   前記フィルタは、前記光信号の信号周波数成分より低いカットオフ周波数を有する低周波透過フィルタであることを特徴とする光スイッチ。
4. 請求項１記載の光スイッチにおいて、
   前記出力光測定装置は、
   前記光信号の信号周波数帯域におけるゲインが他の周波数帯域におけるゲインよりも低い周波数応答特性を有することを特徴とする光スイッチ。
5. 請求項４記載の光スイッチにおいて、
   前記出力光測定装置は、
   前記光信号の信号周波数成分による変動が前記出力ポートから出力される光信号の変動許容値よりも小さくなるゲイン特性を有することを特徴とする光スイッチ。
6. 請求項５記載の光スイッチにおいて、
   前記出力光測定装置は、
   前記光信号の信号周波数帯域のゲインが直流成分に対するゲインに対し−１６ｄＢ以下となるゲイン特性を有することを特徴とする光スイッチ。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の光スイッチにおいて、
   前記駆動電圧決定手段は、
   前記ミラーを摂動させたときに、前記出力光測定装置により測定された前記光信号の強度の変化から前記光信号の信号周波数成分を低減した信号の強度が最適となる駆動電圧を出力することを特徴とする光スイッチ。

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