JP2013104918A - Wavelength selection switch - Google Patents
Wavelength selection switch Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013104918A JP2013104918A JP2011246815A JP2011246815A JP2013104918A JP 2013104918 A JP2013104918 A JP 2013104918A JP 2011246815 A JP2011246815 A JP 2011246815A JP 2011246815 A JP2011246815 A JP 2011246815A JP 2013104918 A JP2013104918 A JP 2013104918A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- wavelength
- optical deflector
- selective switch
- demultiplexing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
本発明は、波長選択スイッチに関する。 The present invention relates to a wavelength selective switch.
光ファイバ通信業界では、通信データ量の増大に対応するために波長多重(WDM)技術が利用されている。WDM技術を用いた大容量光通信システムを構築するための光デバイスの一つとして波長選択スイッチ(WSS)がある。波長選択スイッチは、たとえば、入力された波長多重信号(波長多重された光信号)を波長ごとに異なる出力に振り分けることができるデバイスである。そのために、波長選択スイッチは、光信号を分波する分波素子と、分波された複数の波長のビームをそれぞれ偏向する複数の光偏向器を有している。 In the optical fiber communication industry, wavelength division multiplexing (WDM) technology is used to cope with an increase in communication data volume. One of optical devices for constructing a large-capacity optical communication system using WDM technology is a wavelength selective switch (WSS). The wavelength selective switch is, for example, a device that can distribute an input wavelength multiplexed signal (wavelength multiplexed optical signal) to different outputs for each wavelength. For this purpose, the wavelength selective switch includes a demultiplexing element that demultiplexes the optical signal and a plurality of optical deflectors that respectively deflect the demultiplexed beams having a plurality of wavelengths.
このような波長選択スイッチは、たとえば、特開2007−148429号公報に開示されている。 Such a wavelength selective switch is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-148429.
波長選択スイッチを通して通信される光信号にエラーデータが発生しないために、波長選択スイッチのフィルタ特性は、その中心波長がITU−GRIDなる規格化された波長に一致している必要があり、また広い透過帯域幅を有していることが望まれる。ここでフィルタ特性とは、たとえば、各光偏向器が偏向する光ビームの波長範囲に相当する。 In order that no error data is generated in the optical signal communicated through the wavelength selective switch, the filter characteristic of the wavelength selective switch needs to match the standard wavelength of ITU-GRID and wide. It is desirable to have a transmission bandwidth. Here, the filter characteristic corresponds to, for example, the wavelength range of the light beam deflected by each optical deflector.
波長選択スイッチのフィルタ特性は、温度変化などの環境変化によって変化し得る。このため、フィルタ特性の中心がITU−GRIDから外れてしまうことがある(以下では、この状態をフィルタ特性の中心波長ずれと呼ぶ)。このような事態は、波長選択スイッチを通して通信される光信号の品質低下を招く。 The filter characteristics of the wavelength selective switch can change due to environmental changes such as temperature changes. For this reason, the center of the filter characteristics may deviate from the ITU-GRID (hereinafter, this state is referred to as a center wavelength shift of the filter characteristics). Such a situation causes a deterioration in the quality of the optical signal communicated through the wavelength selective switch.
特開2007−148429号公報に開示された波長選択スイッチをはじめ、従来の波長選択スイッチは、このような事態を考慮してフィルタ特性の中心波長ずれを修正する機能を有するものは提案されていない。 Conventional wavelength selective switches including the wavelength selective switch disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-148429 have not been proposed with a function of correcting the center wavelength shift of the filter characteristics in consideration of such a situation. .
本発明は、環境変化によって発生するフィルタ特性の中心波長ずれを修正可能な波長選択スイッチを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a wavelength selective switch capable of correcting a center wavelength shift of a filter characteristic caused by an environmental change.
本発明による波長選択スイッチは、波長多重された光信号が入力される入力ポートと、前記光信号が出力される出力ポートと、前記光信号を分波および合波する分波合波器と、前記光信号を波長ごとに偏向し得る光偏向器アレイと、前記入力ポートと前記出力ポートを前記分波合波器と前記光偏向器を介して結合させる光学部材を備えている。前記光偏向器アレイは、前記分波合波器の分波方向に配列された複数の光偏向器と、受光した光量を反映した電気信号を出力する光検出部を有している。波長選択スイッチは、前記光偏向器アレイの位置を変更し得る位置変更部と、前記光検出部による検出結果に基づいて前記位置変更部をサーボ制御する制御部をさらに有している。 A wavelength selective switch according to the present invention includes: an input port to which a wavelength-multiplexed optical signal is input; an output port from which the optical signal is output; a demultiplexer / multiplexer that demultiplexes and multiplexes the optical signal; An optical deflector array that can deflect the optical signal for each wavelength, and an optical member that couples the input port and the output port via the branching multiplexer and the optical deflector. The optical deflector array includes a plurality of optical deflectors arranged in a demultiplexing direction of the demultiplexer / multiplexer and a light detection unit that outputs an electric signal reflecting the received light quantity. The wavelength selective switch further includes a position changing unit that can change the position of the optical deflector array, and a control unit that servo-controls the position changing unit based on a detection result by the light detection unit.
本発明によれば、環境変化によって発生するフィルタ特性の中心波長ずれを修正可能な波長選択スイッチが提供される。 According to the present invention, there is provided a wavelength selective switch capable of correcting a center wavelength shift of a filter characteristic caused by an environmental change.
本発明の実施形態の説明に先立ち、まず、波長選択スイッチにおけるフィルタ特性の中心波長ずれの発生メカニズムとその影響について説明する。 Prior to the description of the embodiment of the present invention, first, the generation mechanism and the influence of the center wavelength shift of the filter characteristics in the wavelength selective switch will be described.
前述したように、波長選択スイッチのフィルタ特性は、その中心波長がITU−GRIDに一致している必要があり、波長選択スイッチのフィルタ特性は、広い透過帯域幅を有していることが望まれる。 As described above, the filter characteristic of the wavelength selective switch needs to have its center wavelength matched with ITU-GRID, and the filter characteristic of the wavelength selective switch is desired to have a wide transmission bandwidth. .
波長選択スイッチのフィルタ特性と波長選択スイッチを通して通信される光信号の関係を図1に示す。図1には、ITU−GRIDのひとつに対応したフィルタ特性と光信号(分波されたひとつの波長のビーム)が示されている。図1(A)は、フィルタ特性が広い帯域幅を有している例を示し、図1(B)は、フィルタ特性が狭い帯域幅を有している例を示している。図1(A)に示されように、フィルタ特性が広い帯域幅を有している場合には、信号光は、遮断されることなく伝送される。これに対して、図1(B)に示されるように、フィルタ特性が狭い帯域幅を有している場合には、信号光は、図中の楕円内の部分に対応する光信号の波長成分がカットされる。これは、通信される光信号の品質低下を招き、エラーデータが発生する原因となる。 The relationship between the filter characteristics of the wavelength selective switch and the optical signal communicated through the wavelength selective switch is shown in FIG. FIG. 1 shows a filter characteristic corresponding to one of ITU-GRID and an optical signal (a beam of one wavelength that has been demultiplexed). FIG. 1A shows an example in which the filter characteristics have a wide bandwidth, and FIG. 1B shows an example in which the filter characteristics have a narrow bandwidth. As shown in FIG. 1A, when the filter characteristic has a wide bandwidth, the signal light is transmitted without being blocked. On the other hand, as shown in FIG. 1B, when the filter characteristic has a narrow bandwidth, the signal light is the wavelength component of the optical signal corresponding to the portion within the ellipse in the figure. Is cut. This causes a reduction in the quality of the optical signal to be communicated and causes error data to be generated.
また、図2に示されるように、フィルタ特性の中心波長がずれると、信号光は、図中の円内の部分に対応する光信号の波長成分がカットされる。これは、通信される光信号の品質低下を招き、エラーデータが発生する原因となる。 Further, as shown in FIG. 2, when the center wavelength of the filter characteristic is deviated, the wavelength component of the optical signal corresponding to the portion in the circle of the signal light is cut. This causes a reduction in the quality of the optical signal to be communicated and causes error data to be generated.
本発明者は研究を通して、振動衝撃や温度変化などの外乱によってフィルタ特性の中心波長がずれ得ることを見出し、フィルタ特性の中心波長とITU−GRIDの間のずれの管理が必要であるとの結論に達した。 Through the research, the present inventor found that the center wavelength of the filter characteristics can be shifted due to disturbances such as vibration shock and temperature change, and concluded that it is necessary to manage the shift between the center wavelength of the filter characteristics and ITU-GRID. Reached.
このフィルタ特性の中心波長は、波長選択スイッチ内の光偏向器とそのミラーに入射する光のビームスポットの位置によって決まる。光偏向器の中心にITU−GRIDなる波長のビームスポット中心がくるとき、フィルタ特性の中心波長はITU−GRIDに一致する(図3参照)。そのため、フィルタ特性の中心波長ずれの原因は、光偏向器アレイの位置ずれやビームスポットの位置ずれが考えられる。 The center wavelength of this filter characteristic is determined by the position of the beam spot of light incident on the optical deflector and its mirror in the wavelength selective switch. When the center of the beam spot having a wavelength of ITU-GRID comes to the center of the optical deflector, the center wavelength of the filter characteristic coincides with ITU-GRID (see FIG. 3). Therefore, the cause of the center wavelength shift of the filter characteristics may be a position shift of the optical deflector array or a position shift of the beam spot.
フィルタ特性の中心波長ずれの原因の一つとして、環境温度変化などの外乱による光偏向器アレイの設置位置ずれが考えられる。通常、光偏向器アレイは、その中の各光偏向器の中心が、ITU−GRIDの入力光のビームスポットの中心に一致するように配置されている。そのため、図4に示されるように、光偏向器アレイに位置ずれが生じると、これに伴ってフィルタ特性の透過帯域の中心波長が信号光の帯域の中心波長からずれる。このずれが大きい場合には、信号光の帯域の一部がフィルタ特性の透過帯域の外にはみ出すため、光信号の一部の波長成分がカットされてしまう。これは、光信号の品質低下を招き、データエラーの発生の原因となる。 As one of the causes of the center wavelength shift of the filter characteristics, the installation position shift of the optical deflector array due to disturbance such as environmental temperature change can be considered. Normally, the optical deflector array is arranged so that the center of each optical deflector in the array coincides with the center of the beam spot of the input light of ITU-GRID. Therefore, as shown in FIG. 4, when the optical deflector array is misaligned, the center wavelength of the transmission band of the filter characteristics is shifted from the center wavelength of the band of the signal light. When this deviation is large, a part of the band of the signal light protrudes outside the transmission band of the filter characteristics, and thus a part of the wavelength component of the optical signal is cut. This causes a decrease in the quality of the optical signal and causes a data error.
また、分波素子やレンズなどの光学部品の変形や位置ずれが原因で、光偏向器への入力光のビームスポットの位置がずれた場合についても同様の事態が生じる(図5参照)。図5に示されるように、光偏向器への入力光のビームスポットの位置が光偏向器の中心からずれると、ビームスポットの中心がフィルタ特性の透過帯域の中心波長から外れる。この場合も、光偏向器アレイに位置ずれが生じた場合と同様に、信号光の帯域の一部がフィルタ特性の透過帯域の外にはみ出すため、信号光の一部の波長成分がカットされてしまい、光信号の品質低下を招き、データエラーの発生の原因となる。 The same situation also occurs when the position of the beam spot of the input light to the optical deflector is shifted due to deformation or displacement of optical components such as a demultiplexing element and a lens (see FIG. 5). As shown in FIG. 5, when the position of the beam spot of the input light to the optical deflector deviates from the center of the optical deflector, the center of the beam spot deviates from the center wavelength of the transmission band of the filter characteristics. Also in this case, as in the case where the optical deflector array is displaced, a part of the signal light band protrudes outside the transmission band of the filter characteristics, so that a part of the wavelength component of the signal light is cut. As a result, the quality of the optical signal is deteriorated and a data error occurs.
以上をまとめると、フィルタ特性の中心波長ずれの発生メカニズムのフローは図6に示されるようになる。まず、環境変化などの外乱が発生する。これにより、波長選択スイッチ内の(光偏向器を含む)光学部品の変形や位置ずれが発生する。そして、波長選択スイッチ内の光路の空間的なずれが発生する。このため、光偏向器とビームスポットの相対的な位置ずれが発生する。そして、フィルタ特性の中心波長ずれが発生する。これにより、光信号の一部がカットされる。その結果、光信号の品質が低下する。 To summarize the above, the flow of the generation mechanism of the center wavelength shift of the filter characteristic is as shown in FIG. First, disturbances such as environmental changes occur. As a result, deformation or misalignment of optical components (including the optical deflector) in the wavelength selective switch occurs. Then, a spatial shift of the optical path in the wavelength selective switch occurs. For this reason, a relative displacement between the optical deflector and the beam spot occurs. Then, a center wavelength shift of the filter characteristic occurs. Thereby, a part of the optical signal is cut. As a result, the quality of the optical signal is degraded.
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態の波長選択スイッチについて説明する。
(構成)
図7に示すように、第1実施形態の波長選択スイッチ300は、波長多重された光信号が入力される入力ポート301と、光信号が出力される出力ポート302と、光信号を分波および合波するグレーティングなどの分波合波器304と、光信号を波長ごとに偏向し得る光偏向器アレイ306と、入力ポート301と出力ポート302を分波合波器304と光偏向器アレイ306を介して結合させるレンズなどの光学部材303とを有している。
<First Embodiment>
The wavelength selective switch according to the first embodiment of the present invention will be described below.
(Constitution)
As illustrated in FIG. 7, the wavelength
分波合波器304は、入力ポート301から入力された光信号を、波長の異なる複数のビームに分割する機能を有している。各ビームは、波長の広がりを有しており、その中心波長はITU−GRIDに一致している。
The demultiplexer /
光偏向器アレイ306は、複数の光偏向器305と、光偏向器305から外れた光信号310を受光しその光量を反映した電気信号を出力する光検出部307を有している。一例では、光偏向器305はMEMSミラーで構成され、したがって光偏向器アレイ306はMEMSミラーアレイで構成され得る。ここで、MEMSミラーは、たとえば、二軸周りに揺動可能なミラーを備え、ミラーの反射面の向き(たとえば反射面に立てた法線の方向)を電圧などの電気信号の入力によって制御し得るMEMS素子を意図している。しかし光偏向器305は、MEMSミラーに限定されるものではなく、光を偏向可能な他の任意の素子で構成されてよい。
The
波長選択スイッチ300はさらに、光偏向器アレイ306に入射する光信号に対する光偏向器アレイ306の位置を変更し得る位置変更部309と、光検出部307による検出結果に基づいて位置変更部309をサーボ制御する制御部308を有している。位置変更部309は、たとえば、光偏向器アレイ306を移動可能に支持しているモータなどにより駆動されるステージで構成され得る。
The wavelength
光偏向器アレイ306の構成について図8を参照しながら説明する。図8に示すように、光偏向器アレイ306は、複数たとえばN個(Nは自然数)の光偏向器305−1〜305−Nを有している。図8において、光偏向器305−1は、最も左側に位置する光偏向器を表し、光偏向器305−Nは、最も右側に位置する光偏向器を表している。光偏向器305−M(1≦M≦N)は、光偏向器305−1,305−Nを含め、左側を起点としてM番目の光偏向器を表している。
The configuration of the
光偏向器305−1〜305−Nは、分波合波器304の分波方向に配列されている。ここで、分波合波器304の分波方向とは、光偏向器アレイ306上における、分波合波器304によって分波された複数の波長のビームの広がり方向を意味する。分波合波器304と光偏向器アレイ306の間にミラーなどが存在する場合には、光偏向器アレイ306上における複数の波長のビームの広がり方向は、分波直後の複数の波長のビームの広がり方向と必ずしも一致しないが、ここでは便宜上そのように呼ぶ。
The optical deflectors 305-1 to 305-N are arranged in the demultiplexing direction of the demultiplexer-
光偏向器アレイ306はさらに、分波合波器304の分波方向に沿って配置された一対の光検出器307−1,307−2を有している。光検出器307−1,307−2は、分波合波器304の分波方向に沿った、光偏向器305−1〜305−Nの全体の両側に配置されている。これら一対の光検出器307−1,307−2は、図7に示された光検出部307を構成している。言い換えれば、光検出部307は一対の光検出器307−1,307−2を有している。
The
制御部308の構成について図9を参照しながら説明する。図9に示すように、制御部308は、光検出器307−1,307−2からの電気信号(電圧値)を光検出器ごとに一時的に格納・更新することによりその電気信号の値をモニタするモニタ部600と、光検出器307−1,307−2の電圧値の初期値すなわちフィルタ特性の中心波長ずれが未発生の状態の電圧値(キャリブレーションデータ)を格納しているLUT(ルックアップテーブル)602と、モニタ部600の出力に対してLUT602を参照してフィルタ特性の中心波長ずれの発生を検出し、そのずれ量を修正する制御信号を出力する演算部601と、演算部601から制御信号を受けて位置変更部309を駆動するドライバ603を有している。
The configuration of the
(作用)
次に第1実施形態の波長選択スイッチ300の動作について説明する。
図7および図8を参照しながら、波長選択スイッチ300において、波長多重された光信号の入力から出力までの基本的な動作について説明する。まず図7において、波長多重された光信号が、入力ポート301から入力され、光学部材303を介して分波合波器304に入射し、ここで波長に応じて異なる角度方向に回折し、複数の波長のビームに分離され、光偏向器アレイ306に到達する。光偏向器アレイ306は、図8に示すように、複数の波長のビームにそれぞれ対応した光偏向器305−1〜305−Nを有しており、複数の波長のビームをそれぞれ独立に所定の角度に偏向し得る。具体的には、光偏向器305が静電引力型の可動ミラーである場合には、所定の電圧を与えることにより可動ミラーが所定の角度となる。偏向された光信号は入力ポートからの光路とは異なる光路を通り、再び分波合波器304と光学部材303を介して出力ポート302に出力される。そのため光偏向器305−1〜305−Nのうち指定したミラーに対応した波長の光信号のみを選択して出力することが可能である。以上が波長選択スイッチ300における基本的な動作である。
(Function)
Next, the operation of the wavelength
With reference to FIGS. 7 and 8, the basic operation from the input to the output of the wavelength-multiplexed optical signal in the wavelength
ここで、環境変化などの外乱によりフィルタ特性の中心波長ずれが起こった場合を想定し、本実施形態によるフィルタ特性の中心波長ずれの修正方法について説明する。修正方法は大きく分けて、(1)中心波長ずれの検出、(2)中心波長ずれの方向と量の演算、(3)光偏向器アレイ306の位置変更(移動)、以上3つの項目となる。図7を用いて、修正方法の概要について以下に説明する。光偏向器アレイ306の設置位置のずれやビームスポットの位置のずれによりフィルタ特性の中心波長ずれが起こったときに、光信号の一部を受光していた光検出部307の受光量の増減からずれ方向とずれ量を演算し、ずれ量分をキャンセルするように位置変更部309を駆動する。これにより光偏向器アレイ306の設置位置を変更し、フィルタ特性の中心波長ずれを修正する。
Here, assuming a case where the center wavelength shift of the filter characteristics occurs due to disturbance such as an environmental change, the correction method of the center wavelength shift of the filter characteristics according to the present embodiment will be described. The correction methods are roughly classified into (1) detection of the center wavelength shift, (2) calculation of the direction and amount of the center wavelength shift, (3) position change (movement) of the
以下、修正方法の詳細について図8と図9と図10を用いて説明する。 Details of the correction method will be described below with reference to FIGS. 8, 9, and 10. FIG.
まず(1)フィルタ特性の中心波長ずれの検出方法について説明する。 First, (1) a method for detecting the center wavelength shift of the filter characteristics will be described.
図10に示すように、N番目の光偏向器305−Nに対応する波長の光信号はN番目の光偏向器305−Nに入射してビームスポット700を形成する。フィルタ特性の中心波長ずれが生じていない状態では、ビームスポット700の中心は光偏向器305−Nの中心に位置する。この時のビームスポット700の中心座標702を基準0とする。ここで、環境変化などの外乱が生じて、ビームスポット700が+方向に移動してビームスポット701になったとする。この時のビームスポットの中心座標703を+x1とする。ビームスポット701の一部の光は、光偏向器305−Nから外れて、光検出器307−2に入射する。光検出器307−2は、その外れた光を受光し、その光量に応じた電気信号を出力する。光検出器307−2が出力する電気信号の増大減少をモニタすることにより、+方向の中心波長ずれの発生を検出することができる。
As shown in FIG. 10, an optical signal having a wavelength corresponding to the Nth optical deflector 305-N is incident on the Nth optical deflector 305-N to form a
また、−方向の中心波長ずれが発生した場合には、同様の原理で、光検出器307−1が出力する電気信号の増大減少をモニタして、1番目の光偏向器305−1に対応する波長のビームスポットの−方向の移動を検出することにより、−方向の中心波長ずれの発生を検出することができる。 Further, when a shift in the center wavelength in the-direction occurs, the increase and decrease in the electrical signal output from the photodetector 307-1 are monitored based on the same principle to correspond to the first optical deflector 305-1. By detecting the movement in the − direction of the beam spot having the wavelength to be detected, it is possible to detect the occurrence of the center wavelength shift in the − direction.
ここまでがフィルタ特性の中心波長ずれの検出方法である。 This is the method for detecting the center wavelength shift of the filter characteristics.
次にフィルタ特性の中心波長ずれの検出後の(2)ずれ量演算方法と(3)ずれ対象の位置変更方法について説明する。 Next, (2) a deviation amount calculation method after detection of the center wavelength deviation of the filter characteristics and (3) a method for changing the position of the deviation target will be described.
図11に中心波長ずれ検出後から修正までの動作フローを示す。 FIG. 11 shows an operation flow from detection of the center wavelength shift to correction.
(工程801)補正を開始する。たとえば、光検出器307−1,307−2や制御部308の各部の初期化処理をおこなう。
(Step 801) Correction is started. For example, initialization processing of each unit of the photodetectors 307-1 and 307-2 and the
(工程802)モニタ部600において、光検出器307−1,307−2の電気信号をモニタする。
(Step 802) The
(工程803)演算部601において、光検出器307−1,307−2の電気信号とLUTに格納されているキャリブレーションデータを比較する。
(Step 803) The
(工程804)光検出器307−1,307−2の電気信号がキャリブレーションデータと一致する場合には、光偏向器アレイ306の位置を変更することなく、工程801へ移行する。たとえば、光検出器307−2の電気信号がキャリブレーションデータと一致する場合には、N番目の光偏向器305−Nに対応する波長の光信号は、図10のビームスポット700を形成していると想像される。一方、光検出器307−1,307−2の電気信号がキャリブレーションデータと一致しない場合には、光偏向器アレイ306の位置を変更するために、工程805へ移行する。たとえば、光検出器307−2の電気信号がキャリブレーションデータと一致しない場合には、N番目の光偏向器305−Nに対応する波長の光信号は、図10のビームスポット701を形成していると想像される。
(Step 804) If the electrical signals of the photodetectors 307-1 and 307-2 match the calibration data, the process proceeds to Step 801 without changing the position of the
(工程805)演算部601において、キャリブレーションデータと電気信号の差分量に基づいて位置変更部309の駆動量に相当する制御信号をドライバ603に出力する。
(Step 805) In the
(工程806)ドライバ603において、制御信号に基づいて位置変更部309を駆動して光偏向器アレイ306の位置を変更する。その後、工程801へ移行(フィードバック制御)する。
(Step 806) The
これらの一連の工程801〜806によって、たとえば、光偏向器305−1,305−Nに対応する波長の光信号が形成するビームスポットの中心が光偏向器305−1,305−Nの中心に維持される。したがって、光偏向器305−Mに対応する波長の光信号が形成するビームスポットの中心もまた、分波方向に関して、光偏向器305−Mの中心に維持される。その結果、波長選択スイッチ300のフィルタ特性の中心とITU−GRIDの一致が維持される。
Through the series of
本実施形態では、光偏向器アレイ306を一次元的に移動させているので、位置変更部309は、一次元的に移動可能なステージで構成されてよい。
In the present embodiment, since the
(効果)
以上の説明からわかるように、本実施形態の波長選択スイッチ300では、環境変化などの外乱により光偏向器アレイ306などの光学部品の位置ずれが生じ、それに伴うフィルタ特性の中心波長ずれが発生した場合でも、フィルタ特性の中心波長ずれが速やかに修正される。
(effect)
As can be seen from the above description, in the wavelength
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態の波長選択スイッチについて説明する。
第2実施形態の波長選択スイッチの基本構成は第1実施形態と同じであり、したがって図7に示される通りである。第2実施形態の波長選択スイッチは、光偏向器アレイ306の構成と制御部308の機能の点において、第1実施形態の波長選択スイッチと相違している。以下では、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第1実施形態と同様である。
Second Embodiment
A wavelength selective switch according to a second embodiment of the present invention will be described.
The basic configuration of the wavelength selective switch of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and is thus as shown in FIG. The wavelength selective switch of the second embodiment is different from the wavelength selective switch of the first embodiment in the configuration of the
(構成)
第2実施形態では、図12と図13に示すように、光偏向器アレイ306は、分波合波器304の分波方向に沿って配置された複数対の光検出器307−M−1,307−M−2を有している。光検出器307−M−1,307−M−2は、分波合波器304の分波方向に沿った、各光偏向器305−Mの両側に配置されている。これら複数対の光検出器307−M−1,307−M−2は、図7に示された光検出部307を構成している。言い換えれば、光検出部307は、複数対の光検出器307−M−1,307−M−2を有している
第2実施形態の制御部308では、図14からわかるように、モニタ部600は、光検出器307−M−1,307−M−2からの電気信号(電圧値)をモニタする。モニタ部600はまた、モニタする光検出器307−M−1,307−M−2の選択機能を有している。またLUT602は、光検出器307−M−1,307−M−2の電圧値の初期値すなわちフィルタ特性の中心波長ずれが未発生の状態の電圧値(キャリブレーションデータ)を格納している。さらに演算部601は、モニタ部600の出力に対してLUT602を参照してフィルタ特性の中心波長ずれの発生を検出し、そのずれ量を修正する制御信号を出力する。
(Constitution)
In the second embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, the
(作用)
モニタ部600は、モニタする光検出器307−M−1,307−M−2を選択し、その選択した光検出器307−M−1,307−M−2の電気信号をモニタする。選択の対象は、入力される光信号に含まれる複数の波長のビームが入射する複数の光偏向器305−Mに対応する複数の光検出器307−M−1,307−M−2である。モニタ部600は、たとえば、それら複数の光検出器307−M−1,307−M−2のうちのひとつを選択し、その電気信号をモニタしてよい。または、複数の光検出器307−M−1,307−M−2のうちのいくつかまたはすべてを選択し、それらの電気信号を順番にモニタしてもよい。演算部601は、モニタ部600がモニタする電気信号に対して、第1実施形態と同様の処理をおこなうことにより、フィルタ特性の中心波長ずれの検出と修正をおこなう。
(Function)
The
(効果)
第2実施形態の波長選択スイッチは、第1実施形態の波長選択スイッチと同じ利点を有しているほか、次の利点を有している。
(effect)
The wavelength selective switch of the second embodiment has the same advantages as the wavelength selective switch of the first embodiment, and also has the following advantages.
第1実施形態の波長選択スイッチは、両端の光偏向器305−1,305−Nのいずれかに対応する波長の光信号が入力された場合にのみ、中心波長ずれの検出および修正を実施できる。言い換えれば、光偏向器305−1,305−Nのいずれかに対応する波長の光信号が入力されない限り、中心波長ずれの検出および修正を実施できない。 The wavelength selective switch of the first embodiment can detect and correct the center wavelength shift only when an optical signal having a wavelength corresponding to one of the optical deflectors 305-1 and 305-N at both ends is input. . In other words, detection and correction of the center wavelength shift cannot be performed unless an optical signal having a wavelength corresponding to one of the optical deflectors 305-1 and 305-N is input.
これに対して、第2実施形態の波長選択スイッチは、光偏向器305−1〜305−Nのいずれに対応する波長の光信号が入力された場合であっても、中心波長ずれの検出および修正を実施できる。波長選択スイッチの使用時には、光偏向器305−1〜305−Nの少なくともひとつ(実際は二つ以上)に対応する波長の光信号が必ず入力されるので、第2実施形態の波長選択スイッチでは、使用のあいだは常に、中心波長ずれの検出および修正が実施される。 On the other hand, the wavelength selective switch according to the second embodiment is capable of detecting the center wavelength deviation and receiving the optical signal having the wavelength corresponding to any of the optical deflectors 305-1 to 305-N. Modifications can be made. When using the wavelength selective switch, an optical signal having a wavelength corresponding to at least one (actually two or more) of the optical deflectors 305-1 to 305-N is always input. Therefore, in the wavelength selective switch of the second embodiment, During use, detection and correction of the center wavelength shift is always performed.
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態の波長選択スイッチについて説明する。
本来、波長選択スイッチには、光学的損失の小さいことが望まれている。ビームスポットと光偏向器の位置ずれは、ビームスポットの一部の光が光偏向器から外れて光学的損失を引き起こす要因となる。ビームスポットと光偏向器の分波方向の位置ずれは、フィルタ特性の中心波長ずれ防止の観点から修正されるべきであることは前述したとおりである。これに加えて、光学的損失低減の観点を加味すると、さらに、ビームスポットと光偏向器の垂直方向の位置ずれも修正されることが好ましい。
<Third Embodiment>
A wavelength selective switch according to a third embodiment of the present invention will be described.
Originally, a wavelength selective switch is desired to have a small optical loss. The positional deviation between the beam spot and the optical deflector causes a part of the beam spot to deviate from the optical deflector and cause optical loss. As described above, the positional deviation of the beam spot and the optical deflector in the demultiplexing direction should be corrected from the viewpoint of preventing the center wavelength deviation of the filter characteristics. In addition to this, it is preferable that the vertical displacement between the beam spot and the optical deflector is also corrected in view of reducing the optical loss.
第3実施形態の波長選択スイッチは、このような観点のもと、分波方向に加えて垂直方向に関してもビームスポットと光偏向器の位置ずれを修正し得る構成となっている。 Based on such a viewpoint, the wavelength selective switch of the third embodiment is configured to be able to correct the positional deviation between the beam spot and the optical deflector not only in the demultiplexing direction but also in the vertical direction.
第3実施形態の波長選択スイッチの基本構成は第1実施形態と同じであり、したがって図7に示される通りである。第2実施形態の波長選択スイッチは、光偏向器アレイ306の構成と制御部308の機能の点において、第1実施形態の波長選択スイッチと相違している。以下では、相違部分に重点をおいて説明する。つまり、以下の説明で触れない部分は、第1実施形態と同様である。
The basic configuration of the wavelength selective switch of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and is thus as shown in FIG. The wavelength selective switch of the second embodiment is different from the wavelength selective switch of the first embodiment in the configuration of the
(構成)
第3実施形態では、図15と図16に示すように、光偏向器アレイ306は、第2実施形態と同様に、分波合波器304の分波方向に沿って配置された複数対の光検出器307−M−1,307−M−2を有している。光検出器307−M−1,307−M−2は、分波合波器304の分波方向に沿った、各光偏向器305−Mの両側に配置されている。さらに、光偏向器アレイ306は、分波合波器304の分波方向に沿って配置された複数対の光検出器307−M−3,307−M−4を有している。光検出器307−M−3,307−M−4は、分波合波器304の分波方向の垂直方向に沿った、各光偏向器305−Mの両側に配置されている。これら複数対の光検出器307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4は、図7に示された光検出部307を構成している。言い換えれば、光検出部307は、複数対の光検出器307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4を有している。
(Constitution)
In the third embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the
第3実施形態の制御部308では、図17からわかるように、モニタ部600は、光検出器307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4からの電気信号(電圧値)をモニタする。モニタ部600は、モニタする光検出器307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4の選択機能を有している。またLUT602は、光検出器307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4の電圧値の初期値すなわちフィルタ特性の中心波長ずれが未発生の状態の電圧値(キャリブレーションデータ)を格納している。さらに演算部601は、モニタ部600の出力に対してLUT602を参照してフィルタ特性の中心波長ずれの発生を検出し、そのずれ量を修正する制御信号を出力する。
In the
(作用)
第3実施形態におけるフィルタ特性の中心波長ずれの修正について図18を参照しながら説明する。
(Function)
The correction of the center wavelength shift of the filter characteristics in the third embodiment will be described with reference to FIG.
(工程901)補正を開始する。たとえば、光検出器307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4や制御部308の各部の初期化処理をおこなう。
(Step 901) Correction is started. For example, initialization processing of each unit of the photodetectors 307-M-1, 307-M-2, 307-M-3, 307-M-4 and the
(工程902)モニタ部600において、モニタする光検出器307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4を選択する。選択の手法は第2実施形態と同様である。さらに、光検出器307−M−3,307−M−4の電気信号をモニタする。
(Step 902) In the
(工程903)演算部601において、光検出器307−M−3,307−M−4の電気信号とLUTに格納されているキャリブレーションデータを比較する。
(Step 903) The
(工程904)光検出器307−M−3,307−M−4の電気信号とキャリブレーションデータが一致する場合には、光偏向器アレイ306の位置を変更することなく、工程907へ移行する。この場合、光偏向器305−Mに対応する波長の光信号は、垂直方向に関して、光偏向器305−Mの中心にビームスポットを形成していると想像される。一方、光検出器307−M−3,307−M−4の電気信号とキャリブレーションデータが一致しない場合には、光偏向器アレイ306の垂直方向の位置を変更するために、工程905へ移行する。この場合、光偏向器305−Mに対応する波長の光信号は、垂直方向に関して、光偏向器305−Mの中心からずれた位置にビームスポットを形成していると想像される。
(Step 904) If the electrical signals of the photodetectors 307-M-3 and 307-M-4 match the calibration data, the process proceeds to Step 907 without changing the position of the
(工程905)演算部601において、電気信号とキャリブレーションデータの差分量に基づいて位置変更部309の駆動量に相当する制御信号をドライバ603に出力する。
(Step 905) The
(工程906)ドライバ603において、制御信号に基づいて位置変更部309を駆動し、光偏向器アレイ306の垂直方向の位置を変更する。その後、工程907へ移行する。
(Step 906) The
(工程907)モニタ部600において、光検出器307−M−1,307−M−2の電気信号をモニタする。
(Step 907) The
(工程908)演算部601において、光検出器307−M−1,307−M−2の電気信号とLUTに格納されているキャリブレーションデータを比較する。
(Step 908) The
(工程909)光検出器307−M−1,307−M−2の電気信号とキャリブレーションデータが一致する場合には、光偏向器アレイ306の位置を変更することなく、工程901へ移行する。この場合、光偏向器305−Mに対応する波長の光信号は、分波方向に関して、光偏向器305−Mの中心にビームスポットを形成していると想像される。一方、光検出器307−M−1,307−M−2の電気信号とキャリブレーションデータが一致しない場合には、光偏向器アレイ306の分波方向の位置を変更するために、工程910へ移行する。この場合、光偏向器305−Mに対応する波長の光信号は、分波方向に関して、光偏向器305−Mの中心からずれた位置にビームスポットを形成していると想像される。
(Step 909) If the electrical signals of the photodetectors 307-M-1 and 307-M-2 match the calibration data, the process proceeds to step 901 without changing the position of the
(工程910)演算部601において、電気信号とキャリブレーションデータの差分量に基づいて位置変更部309の駆動量に相当する制御信号をドライバ603に出力する。
(Step 910) The
(工程911)ドライバ603において、制御信号に基づいて位置変更部309を駆動し、光偏向器アレイ306の分波方向の位置を変更する。その後、工程901へ移行する。
(Step 911) The
これらの一連の工程901〜911によって、選択された光偏向器305−Mに対応する波長の光信号が形成するビームスポットの中心が、分波方向と垂直方向の両方に関して、光偏向器305−Mの中心に維持される。したがって、すべての光偏向器305−1〜305−Nに対応する波長の光信号が形成するビームスポットの中心が、それぞれ、分波方向と垂直方向の両方に関して、光偏向器305−1〜305−Nの中心に維持される。
Through a series of these
図18の動作フローによる処理では、垂直方向の検出と修正の後に分波方向の検出と修正をおこなっているが、これは単なる例示であり、それらの順序は逆であってもかまわない。 In the processing by the operation flow of FIG. 18, the detection and correction of the demultiplexing direction are performed after the detection and correction in the vertical direction, but this is merely an example, and their order may be reversed.
本実施形態では、光偏向器アレイ306を二次元的に移動させているので、位置変更部309は、二次元的に移動可能ないわゆるXYステージで構成されてよい。
In this embodiment, since the
(効果)
第3実施形態の波長選択スイッチは、第2実施形態の波長選択スイッチと同じ利点を有しているほか、次の利点を有している。
(effect)
The wavelength selective switch of the third embodiment has the same advantages as the wavelength selective switch of the second embodiment, and also has the following advantages.
ビームスポットと光偏向器の分波方向の位置ずれに加えて垂直方向の位置ずれも修正されるので、波長選択スイッチの光学的損失が低減される。 Since the positional deviation in the vertical direction in addition to the positional deviation in the demultiplexing direction of the beam spot and the optical deflector is corrected, the optical loss of the wavelength selective switch is reduced.
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施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。ここにいう様々な変形や変更は、上述した実施形態を適当に組み合わせた実施も含む。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, 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. Also good. The various modifications and changes described here include an implementation in which the above-described embodiments are appropriately combined.
300…波長選択スイッチ、301…入力ポート、302…出力ポート、303…光学部材、304…分波合波器、305,305−1〜305−N…光偏向器、306…光偏向器アレイ、307…光検出部、307−1,307−2,307−M−1,307−M−2,307−M−3,307−M−4…光検出器、308…制御部、309…位置変更部、310…外れた光信号、600…モニタ部、601…演算部、603…ドライバ、700,701…ビームスポット、702,703…中心座標。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光信号が出力される出力ポートと、
前記光信号を分波および合波する分波合波器と、
前記光信号を波長ごとに偏向し得る光偏向器アレイと、
前記入力ポートと前記出力ポートを前記分波合波器と前記光偏向器を介して結合させる光学部材とを備え、
前記光偏向器アレイは、前記分波合波器の分波方向に配列された複数の光偏向器と、前記光偏向器から外れた光信号を受光しその光量を反映した電気信号を出力する光検出部を有しており、さらに、
前記光偏向器アレイの位置を変更し得る位置変更部と、
前記光検出部による検出結果に基づいて前記位置変更部をサーボ制御する制御部を有している波長選択スイッチ。 An input port for receiving wavelength-multiplexed optical signals;
An output port from which the optical signal is output;
A demultiplexer / multiplexer for demultiplexing and multiplexing the optical signal;
An optical deflector array capable of deflecting the optical signal for each wavelength;
An optical member that couples the input port and the output port via the branching multiplexer and the optical deflector;
The optical deflector array receives a plurality of optical deflectors arranged in the demultiplexing direction of the demultiplexer / multiplexer, and an optical signal that deviates from the optical deflector, and outputs an electric signal reflecting the amount of light. Having a light detection unit, and
A position changing unit capable of changing the position of the optical deflector array;
A wavelength selective switch having a control unit that servo-controls the position changing unit based on a detection result by the light detection unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011246815A JP2013104918A (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Wavelength selection switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011246815A JP2013104918A (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Wavelength selection switch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013104918A true JP2013104918A (en) | 2013-05-30 |
Family
ID=48624508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011246815A Pending JP2013104918A (en) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | Wavelength selection switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013104918A (en) |
-
2011
- 2011-11-10 JP JP2011246815A patent/JP2013104918A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008052212A (en) | Mems optical switch apparatus | |
JP4366384B2 (en) | Wavelength selective switch module | |
JP4500720B2 (en) | Light switch | |
US20080031627A1 (en) | Optical communication system | |
EP1821437B1 (en) | Optical switching device | |
WO2002025358A2 (en) | Variable transmission multi-channel optical switch | |
JP2010139854A (en) | Wavelength multiplex transmission device and method of the same | |
JP5993033B2 (en) | Compact wavelength selective cross-connect device having multiple input ports and multiple output ports | |
EP3257176B1 (en) | Wavelength selective switch with increased frequency separation to avoid crosstalk | |
JP2008139477A (en) | Optical switch | |
CN111399291B (en) | Liquid crystal on silicon element for dual function beam steering control in wavelength selective switch | |
US7389043B2 (en) | Protection architecture for photonic switch using tunable optical filter | |
JP2013104918A (en) | Wavelength selection switch | |
JP5056664B2 (en) | Wavelength selective optical switch | |
US20050213178A1 (en) | Controlling apparatus and controlling method for spatial optical switch | |
JP4485448B2 (en) | Control device and control method of optical switch using movable mirror | |
JP4795226B2 (en) | Optical cross-connect device and optical cross-connect control method | |
JP4579024B2 (en) | Method and apparatus for stabilizing optical output of optical switch | |
JP2010139991A (en) | Optical switch | |
JP4904139B2 (en) | Method and apparatus for stabilizing optical output of optical switch | |
JP4495071B2 (en) | Wavelength selective switch | |
JP4823800B2 (en) | Method and apparatus for stabilizing optical output of optical switch | |
JP4828571B2 (en) | Optical switch control method and apparatus | |
JP2018088594A (en) | Optical signal relay device and method of relaying optical signal | |
JP2015055781A (en) | Wavelength selection switch |