JP3597095B2 - 光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス - Google Patents
光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP3597095B2 JP3597095B2 JP33130699A JP33130699A JP3597095B2 JP 3597095 B2 JP3597095 B2 JP 3597095B2 JP 33130699 A JP33130699 A JP 33130699A JP 33130699 A JP33130699 A JP 33130699A JP 3597095 B2 JP3597095 B2 JP 3597095B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- mirror
- array
- switching device
- light
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
- G02B6/3572—Magnetic force
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3546—NxM switch, i.e. a regular array of switches elements of matrix type constellation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
- G02B6/3556—NxM switch, i.e. regular arrays of switches elements of matrix type constellation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3566—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details involving bending a beam, e.g. with cantilever
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/358—Latching of the moving element, i.e. maintaining or holding the moving element in place once operation has been performed; includes a mechanically bistable system
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
- H01H2001/0068—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS] with multi dimensional movement, i.e. the movable actuator performing movements in at least two different directions
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
- H04Q2011/0007—Construction
- H04Q2011/0026—Construction using free space propagation (e.g. lenses, mirrors)
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0005—Switch and router aspects
- H04Q2011/0052—Interconnection of switches
- H04Q2011/0058—Crossbar; Matrix
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光透過路を変える光スイッチに関し、特に、磁気的にプログラム可能でラッチ可能な光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ）光ファイバーシステムのような現代の光波通信システムにおいて、透過光の経路をスイッチングすることがしばしば必要となる。これを解決するため多くのアプローチが用いられている。例として、スイッチングを光ファイバーの機械的運動により行う方法がある（文献、Ｐ．Ｇ．ｈａｌｅ ｅｔ ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．１２，ｐ．３８８，１９７６およびＹ．Ｏｈｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔｉｃｓ，ｖｏｌ １７，ｐ．３５３１，１９７８を参照。）。またスイッチングは、ファラデー回転に基づいても行うことができる（文献、Ｍ．Ｓｈｉｒａｓａｋｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ ２３ ｐ．３２７１，１９８４を参照。）。
【０００３】
反射ミラーベースのスイッチングは、通信システムに対して特に魅力的ではあるが、その潜在能力を未だ達成していない（文献、Ｔａｎａｋａ ｅｔ ａｌ．米国特許第４４９８７３０号公報、Ｌ．Ｙ．Ｌｉｎ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ． １０ ｐ． ５２５，１９９８、Ｒ．Ａ．Ｍｉｌｌｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇ．，Ｖｏｌ．３６，ｐ．１３９９，１９９７、Ｊ．Ｗ．Ｊｕｄｙ ｅｔ ａｌ．，Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ，Ｖｏｌ．Ａ５３，ｐ．３９２，１９９６を参照。）。反射ミラーを用いるスイッチは、それらが自由空間光透過を用い大規模光クロス接続へと拡張する潜在性があるので好都合である。また、それらは通常、静電的、圧電的または電磁気的作動手段を用いてミラーを移動ないし回転させ光路を変える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらデバイスの問題として、シフトしたミラー位置を保持するためにパワーを連続的に加えられなければならないこと、あるいは位置が不安定となってしまうことがある。例えば、静電デバイスは荷電上昇（ビルドアップ）および漏れを発生する傾向があり、従って環境に非常に影響されてしまう。
【０００５】
従って、光路が所望方向にシフトした後にパワーを必要とせず、ラッチされた位置が安定に保持されるようなラッチ可能光スイッチの必要性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に従い、光スイッチングデバイスは、基板に運動可能なように結合した磁気コンポーネントを含む光反射ミラーからなる。磁気コンポーネントと相互作用をすることによりミラーを動かすために１もしくは複数のプログラム可能マグネットを備える。このプログラム可能マグネットは、選択した位置の間ないし選択された位置にわたってミラーを動かし、ミラー位置を連続的パワーを必要とせずに保持する。以下において、例示的なクロス接続および２×２スイッチを説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、磁化可能要素１１を備えるミラー１０からなるプログラム可能でラッチ可能な光反射スイッチ９を示している。このミラー１０は運動可能な支持体１３によって基板１２に運動可能なように結合している。１もしくは複数のプログラム可能でラッチ可能なマグネット１４（ここでは３つのマグネット：１４Ａ、１４Ｂ，１４Ｃ）がミラー位置を制御するために備えられている。各プログラム可能なマグネット１４は、マグネット要素１５および制御ソレノイド１６を備える。ミラー１０は、所望の出力方向（例えば、特定の導波路チャネル、光アンプ、光検出器など）へと入光信号（例えば、レーザや導波路からのビーム）の経路を変化させる。
【０００８】
ミラー１０は、完全反射性（例えば、基板上に厚い金属被覆されているもの）でもよく、入光信号の一部がまっすく通過して伝搬できるような半透過性（例えば、透過基板上に薄い被覆で作られるもの）でもよい。ミラー１０は具体的アプリケーションに従って大きさにおいてマイクロスコピック（顕微鏡観察レベル）でもよくマクロスコピック（肉眼観察レベル）でもよい。これらミラーは、マイクロエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）システムの製造と同様なマイクロマシーニングによって製造することができる。各ミラーは磁化可能なように作られ、これはミラー１０の前面または背面の一部上に少なくとも１つの磁化可能な要素１１を取り付けたり（例えば、エポキシ）堆積したり（例えば、スパッタリングや電子メッキで）作ることができる。
【０００９】
ミラー１０と基板１２の間の運動可能な支持体１３は、ミラー１０が三次元的に運動可能なように用意される。支持体１３はミラーの光反射平面をチルトしたり回転したりスライドしたりずれをツイストしたりすることを可能にする。支持体１３は、機械的ヒンジ、スプリング、ボールとソケット、基板の弾性的適合性伸張メンバーのような弾性的メンバーとすることができる。
【００１０】
各ミラー１０の周囲には少なくても１つにプログラム可能でラッチ可能なマグネットが備えられる。このプログラム可能なマグネットは通常、特定の所望の磁化および逆磁化（demagnetization）特性を有する細長マグネット１５からなる。このマグネットの周りの巻きからなるソルノイド１６（ソレノイド１６）が備えられる。このソルノイド１６はロビン上に予め作られた巻き、マグネット１５の周りに直接巻かれた絶縁処理ワイヤー、あるいはマグネットの周りにらせん状に配置された細いリソグラフィで定まった薄膜導体パターン（導体とマグネットの間に細い絶縁層が配置される）とすることができる。
【００１１】
ソルノイド１６は、所定量の電流を流すと、磁場を作り、その磁場は細長マグネット１５によって増幅される。動作において、プログラム可能マグネット１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのそれぞれからの磁場は、ミラー上に配置された磁化可能要素１１との磁力総合作用によってミラーを引き寄せる。
【００１２】
図２は、スイッチのプログラム可能でラッチ的振る舞いを理解するのに役立つグラフ図である。これらはＭ−Ｈ磁気ヒステリシス（履歴）ループ特性を示している。図２Ａは、「矩形」ヒステリシスループを示している。矩形ヒステリシスループを示すマグネットでは、２つの磁化レベル（例えば、ゼロ磁力に対応するミラー位置と最大磁力によって達成された飽和転位位置）の間を切り替わるビスト可能（ｂｉｓｔａｂｌｅ）デバイスを作ることができる。
【００１３】
ゼロ磁力は、ＡＣまたはＤＣ逆磁化場を加えることにより行うことができる。飽和転位（ｓａｔｕａｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）は、各マグネットを飽和するのに十分なＤＣパルス電流によって行うことができる。しかし、Ｘ、ＹまたはＺ方向でのミラー位置の連続的なチューニングのためには、矩形ループ特性は必ずしも常に望ましくはない。なぜなら、図２Ａの曲線における急な（ｓｔｅｅｐ）側面は、特定の中間ファイバー転位（δ）を望む場合に制御の問題を与えてしまうからである。
【００１４】
図２Ｂはひずんだヒステリシスループを示す。制御を容易にするためＭ−Ｈとδ−Ｈループを図２に示したようにひずませることができる。これは、マグネットの自己逆磁化場を増すことにより（例えば、マグネットの有効直径を増すことにより、長さを減らすことにより（従ってマグネットの直径に対する長さのアスペクト比を減らすことにより）、あるいはマグネットの長さを分割して分割したマグネットの部分の間にギャップがあるようにすることにより）行うことができる。
【００１５】
ループの最適なひずみ（ｓｋｅｗ）は図２Ｂに示したものであり、すなわち、印加場が除去されたときの残留磁化ないし残留ミラー転位は、飽和値（少なくとも９０％）と未だ実質同じであり、磁場が逆転したときのＭまたはδの急激な減少のオンセット場はゼロ場に近く、好ましくは保持（ｃｏｅｒｃｉｖｅ）力の±５０％の範囲であり、更に好ましくは保持力の（ＨＣ ）の±１０％の範囲である。ループのひずみの所望の度合いは好ましくはＨＣ の５０％〜１５０％の分の最大ループシフトである。
【００１６】
図２Ｃは、過剰にひずんだヒステリシスループを示す。Ｍ−Ｈまたはδ−Ｈループの過剰なひずみは望ましくない。なぜなら、ファイバー転位のラッチ能力の劣化をもたらすからである。このようなラッチ可能転位の劣化は図２Ｃの矢印にて示した。
【００１７】
印加磁場Ｈ１、Ｈ２に対して、磁場が除去された後に対応する磁化がラッチ可能に保持され、ミラー位置の対応する転位δ１、δ２もまたラッチ可能に保持される。従ってこのデバイスは連続的なパワーなしで作動の後に動作することができる。ミラー転位の度合いは、プログラム可能マグネットの磁化を変化することにより変化しラッチすることができる。このことは、印加磁場を増すことにより、あるいはまず減磁（ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚｅ）し新たな磁場レベルへと再磁化（ｒｅｍａｇｎｅｔｉｚｅ）することにより行うことができる。
【００１８】
例えば、δ１からδ２へシフトをするために、Ｈ２の印加磁場を用いる。δ２からδ１へと戻すようにミラー位置をシフトするには、極性が逆な磁場を用いる。磁場の大きさは、転位δ１位置に対応するレベルまで磁化が減るように選択される。この磁場が除去されると転位δ１位置からラッチされる。ソルノイドを用いるマグネットの磁化のためには、高速で低パワーな動作のためにパルス場（ソルノイドにおけるパルス流）を用いることができる。このパルス場の所望の継続時間、すなわち、速度は、１０〜１０−６秒の範囲であり、好ましくは１０〜１０−４秒の範囲である。印加される電流パルスの形は、正弦波的（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ）、矩形波的、あるいは不規則的とすることができる。
【００１９】
ラッチ可能ミラーデバイスのための好ましいプログラム可能マグネット材料を、パルス磁場に従って調整することができる。適当なマグネットの例としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ（Ａｌｎｉｃｏ）、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ（Ｃｕｎｉｆｅ）、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ（Ｖｉｃａｌｌｏｙ）がある。このプログラム可能なマグネットのための保持性の所望の範囲は、通常、５００ Ｏｅより下であり、好ましくは１００ Ｏｅよりも下である。これは、ソレノイドパルス場を用いる再磁化によるプログラミングを容易にするためである。残留磁化の安定性を維持するため、また、ストレイ（ｓｔｒａｙ）磁場による逆磁化に対抗するための安定性のために、保持性は通常、約１０ Ｏｅよりも上であり、好ましくは、約３０ Ｏｅより上である。
【００２０】
磁場が除去されたときのシフトしたミラー位置の満足できるようなラッチ能力のため、このプログラム可能なマグネットは、平行四辺形（ｐａｒａｌｌｅｌｏｇｒａｍ）の磁化ヒステリシスループを有することが好ましく、ここで、矩形度比（残留磁化／飽和磁化の比で定義される）が少なくとも０．８５であり、好ましくは少なくとも０．９０であり、更に好ましくは少なくとも０．９５である。制御を容易にするため、ループはＨＣの少なくとも５０％でひずませるのが望ましい。
【００２１】
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖのような機械的に延性があり（ｄｕｃｔｉｌｅ）容易に形成でき（マシーナブル）であるマグネット合金は、図１に示すような所望のロット上の形状の形にするのに特に望ましい。Ｓｍ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、あるいはＢａフェライトのような高い保持力（例えば、Ｈｃ＞１０００ Ｏｅ）を有する安定な永久磁石は上記のマグネットよりは望ましくはない（保持力を低くするように変更されない限り）。なぜなら、所望の低い磁場を用いて残留磁化を再プログラミングすることが難しくなるからである。
【００２２】
好ましいマグネット材料は、Ｆｅ−２８％Ｃｒ−７％Ｃｏ合金であり、これは７０ ＯｅのＨＣ のＭ−Ｈループを得るように時間とともに変形する。このＭ−Ｈループは、約６０ Ｏｅひずまされ、図２Ｂと同様なＭ−Ｈループを作る。
【００２３】
プログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの数は、１，２，３あるいは４以上とすることができ、これはこのデバイスの特性やミラーの再配置の自由度の必要度合いに従う。一般に、３以上のプログラム可能マグネットが、ミラーの運動において三次元の自由度を与えるために好ましい。しかし、スプリング要素、あるいはミラー運動の二次元的制限（ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）を用いると、プログラム可能マグネットの数を減らすことができる。
【００２４】
正確なミラー位置シフトを制御するために、帰還システム（図示せず）を随意に用いることができる。１もしくは複数のソルノイドに対して追加的、インクリメント的あるいは減少したパルス電流をアクティベートするのに位置情報を用いることができ、更新したラッチ可能磁化レベルやミラー位置を獲得することができる。この帰還および調整プロセスは、所望のミラー位置ないし角度を得るまで必要ならば何回も繰り返すことができる。
【００２５】
また光の意図的なアライメントずれを発生させるために光スイッチを用いることができ、光路から光情報を完全にカットオフすることができる（基本的にオンオフスイッチとして機能する）。更に、光路に部分的にアライメントさせ、受け側の光路に対して所望通りの信号強度を与えることができる。（従って、ラッチ可能減衰器として機能する）。ラッチ可能減衰器としてのスイッチの性能は、プログラム可能でラッチ可能なマグネットが与える制御に従う。
【００２６】
ミラーに（好ましくは背面上で）取り付けられないし堆積した磁気要素１１は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｓｍ−Ｃｏ、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ−ＣｏまたはＢａ−フェライトのような永久磁石材料で作ることができる。代わりに、この磁気要素１１は、Ｎｉ−Ｆｅ（ｐｅｒｍａｌｌｏｙ）、Ｓｉ−スチールまたはｍｅｔｇｌａｓ材料のようなソフト磁気材料で作ることができる。もし永久磁石材料を用いた場合、プログラム可能なマグネットに対しての磁気引力および磁気反発力を用いてミラーの二方向運動を導入することができる。
【００２７】
例示的な動作を説明する。ミラー１０は、３つのプログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのいずれの作動がない場合のデフォルト位置とは４５度傾斜した角度を取ることができる。もしマグネット１４Ａ、１４Ｂが同等に磁化されていれば、ミラー１０は引きつけられ、より上方になるように右側へ曲げられる。もし同等ではないように磁化されていれば、ミラー１０は右側へは曲がるが何らかのねじり転位をすることがあり、ミラー１０が異なる光反射角度となることを可能にする。
【００２８】
もしマグネット１４Ｃのみが作動していれば、ミラー１０は下方に曲げられ、ここでその角度はマグネット１４Ｃにおけるラッチ可能な磁化によって制御される。もしマグネット１４Ａ、１４Ｂが同等でなく磁化されその時にマグネット１４Ｃが磁化されている場合、何らかの角度の分ねじれて下方のミラー運動が発生し、光反射角度は変更する。このように、ミラー１０は三次元の多くの異なる反射角を取ることができる。
【００２９】
図３は、プログラム可能光スイッチの二次元アレイの断面図である。光反射ミラー１０Ａ、１０Ｂ、．．．のアレイ３０はシリコン基板のような共通基板１２上に取り付けられる。プログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、．．．のアレイ３１Ａにおいて各ミラーに対して少なくても１つのマグネットが備えられ（もし三次元制御を望むならば各ミラーに対し３つのマグネットが好ましい。）別々のホルダー３２上に取り付けられる。マグネットは、精密ワイヤーと同様に小さくすることができ、対応するソルノイドはマグネットワイヤー上に直接巻いてもワイヤー上にスリップして予め作るようにしてもよい。
【００３０】
好ましい実施例において、このような２つのマグネットアレイは、一方が上側アレイ３１Ａとして他方が下側アレイ３１Ｂ（マグネット１４Ａ’、１４Ｂ’、．．．）基板の下に予め組み立てられ、基板１２に近づけられ、デバイス構築を容易にするために位置あわせされる。代わりに、対抗バランス力のためのスプリング力を備えるミラー支持体１３を、マグネットアレイの一方のセットのみ（３１Ａか３１Ｂのいずれかに）をミラー再構成のために用いることができる。
【００３１】
図４（Ａ）は、光入力路４１Ａ、４１Ｂ、．．．のアレイ、出力路４２Ａ、４２Ｂ、．．．のアレイ、図１と同様なプログラム可能でラッチ可能ミラー１０のアレイを有する二次元光クロス接続４０を示している。入力と出力は通常、対応する各線形アレイであり、ミラーは二次元アレイで配置される。プログラム可能マグネットは図面の簡易性のため示していない。
【００３２】
レーザ、ファイバー、プレーナー型導波路、アンプのような様々な入力光源４１Ａ、４１Ｂ、．．．からの入力光信号は、光スイッチングクロス接続４０へと送られ、ミラー１０により所望の出力信号ライン４２Ａ、４２Ｂ、．．．へと反射される。受け側ラインへの光結合を改善するために光焦点合わせレンズ（ｌｉｇｈｔ ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｌｅｎｓ）（図示せず）を随意に用いることができる。
【００３３】
図４Ｂは、同様な三次元クロス接続を示している。ミラー１０とともに組み合わさったこのような入出力構成により、光信号が立方体型のクロス接続システムの六面のいずれへと好都合なように反射することを可能にし、三次元の大容量光ルーティングを可能にする。このクロス接続システムは、その光信号流の方向とは逆も可能なようにも設計することができ、ここにおいて図４Ｂに示す光信号の流れとは逆となり、更なる光トラフィック制御の柔軟性を増すことができる。
【００３４】
図５は、プログラム可能でラッチ可能な光スイッチ５０の代替構成を示す。光入力ライン４１（例えば、ファイバー、プレーナー型導波路、レーザ等）は、出力ライン４２Ａ、４２Ｂと実質的に平行に構成することができる。各ラインは焦点合わせレンズ５１によって先頭を合わせる（ｔｉｐ）ことができる。代わりに、出力ライン４２Ａ、４２Ｂのそれぞれは適切に傾いた配向で位置してもよく、光焦点合わせレンズの使用を最小限に押さえて出力ライン配向と直接整列する反射光信号を受けることができる。
【００３５】
ミラー１０の磁気チューニングおよびグラッチすることにより、入力ビームが出力ラインの１つに選択的に再ルーティングすることを可能にする。ミラー１０はフラットな形を有する分離したボディーとすることができ、光信号を所望の透過ラインに反射させるように、磁気的にティルト、回転あるいはねじることができる。
【００３６】
代わりに、シリンダーがその軸を磁気的に回転するようにシリンダーの軸に対してティルトした角度で位置したフラットエンド型ミラー表面を有するシリンダー構成を用いることができ、反射ビームが入力ラインの周りの環状に構成した透過ラインのいずれかに向かうようにすることができる。
【００３７】
図６（ａ）は、２×２光スイッチ６０を示す（プログラム可能マグネットは示していない）。スイッチ６０は、アライメントした光路の少なくとも２つの対からなる。例えば、ファイバーＡ、Ｃが１つのアライメントした対を形成し、ファイバーＢ、Ｄが他方の１つのアライメントした対を形成する。スイッチ６０は複数のファイバー路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにわたる透過を制御する。４つのミラー１０がどのようにして磁気的に構成するかに従って、スイッチ６０はファイバーＡからファイバーＢ、ファイバーＤからファイバーＣへの反射モード光接続として動作することができる。代わりに図６に示すように、スイッチ６０はファイバーＡからファイバーＣ、ファイバーＤからファイバーＢへの透過モード接続として動作することができる。
【００３８】
図７は、ただ１つの磁気的プログラム可能ミラー１０を有する別の実施例の２×２の光スイッチ７０を示す。ファイバーＢとファイバーＣはファイバーＡからＢへ、ファイバーＣからＤへの反射モードのミラー厚さを収容するために若干中心からずれるように位置している。この転位は、ミラー１０（点線）がビーム路から外れスイッチが透過モードのビーム接続にて動作している場合に２つの光ビームの衝突を避けることができる。透過モードはファイバーＡからＤ、ファイバーＣからＢへの接続を提供する。１もしくは複数の光焦点合わせレンズ（もしくはミラー）を用いて、ビームを入力ファイバーＣから出力ファイバーＢへと動かすのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】三次元プログラム可能およびラッチ可能光スイッチの図。
【図２】ラッチ可能のマグネットに対して印加された磁場Ｈに対する磁化Ｍ（あるいは対応するミラーずれδ）の曲線のグラフ図。
【図３】複数の光反射ミラーを備えるプログラム可能な自由空間光スイッチの断面図。
【図４】二次元（Ａ）および三次元（Ｂ）で示したプログラム可能でラッチ可能な光クロス接続システムの図。
【図５】別の実施例のプログラム可能でラッチ可能な光スイッチの図。
【図６】プログラム可能でラッチ可能な２х２光スイッチの断面図。
【図７】別の２х２光スイッチの図。
【符号の説明】
９ 光反射スイッチ
１０ ミラー
１１ 磁気要素
１２ 基板
１３ 支持体
１４Ａ、Ｂ、Ｃ マグネット
１５ 細長マグネット
１６ ソルノイド
３０ アレイ
３１Ａ 上側アレイ
３１Ｂ 下側アレイ
３２ ホルダー
４０ 光スイッチングクロス接続
４１、４１Ａ、４１Ｂ 光入力路
４２Ａ、４２Ｂ 出力路
５０ 光スイッチ
５１ 焦点合わせレンズ
６０、７０ ２×２光スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光透過路を変える光スイッチに関し、特に、磁気的にプログラム可能でラッチ可能な光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ）光ファイバーシステムのような現代の光波通信システムにおいて、透過光の経路をスイッチングすることがしばしば必要となる。これを解決するため多くのアプローチが用いられている。例として、スイッチングを光ファイバーの機械的運動により行う方法がある（文献、Ｐ．Ｇ．ｈａｌｅ ｅｔ ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．１２，ｐ．３８８，１９７６およびＹ．Ｏｈｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔｉｃｓ，ｖｏｌ １７，ｐ．３５３１，１９７８を参照。）。またスイッチングは、ファラデー回転に基づいても行うことができる（文献、Ｍ．Ｓｈｉｒａｓａｋｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ ２３ ｐ．３２７１，１９８４を参照。）。
【０００３】
反射ミラーベースのスイッチングは、通信システムに対して特に魅力的ではあるが、その潜在能力を未だ達成していない（文献、Ｔａｎａｋａ ｅｔ ａｌ．米国特許第４４９８７３０号公報、Ｌ．Ｙ．Ｌｉｎ ｅｔ ａｌ，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ． １０ ｐ． ５２５，１９９８、Ｒ．Ａ．Ｍｉｌｌｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇ．，Ｖｏｌ．３６，ｐ．１３９９，１９９７、Ｊ．Ｗ．Ｊｕｄｙ ｅｔ ａｌ．，Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ，Ｖｏｌ．Ａ５３，ｐ．３９２，１９９６を参照。）。反射ミラーを用いるスイッチは、それらが自由空間光透過を用い大規模光クロス接続へと拡張する潜在性があるので好都合である。また、それらは通常、静電的、圧電的または電磁気的作動手段を用いてミラーを移動ないし回転させ光路を変える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらデバイスの問題として、シフトしたミラー位置を保持するためにパワーを連続的に加えられなければならないこと、あるいは位置が不安定となってしまうことがある。例えば、静電デバイスは荷電上昇（ビルドアップ）および漏れを発生する傾向があり、従って環境に非常に影響されてしまう。
【０００５】
従って、光路が所望方向にシフトした後にパワーを必要とせず、ラッチされた位置が安定に保持されるようなラッチ可能光スイッチの必要性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に従い、光スイッチングデバイスは、基板に運動可能なように結合した磁気コンポーネントを含む光反射ミラーからなる。磁気コンポーネントと相互作用をすることによりミラーを動かすために１もしくは複数のプログラム可能マグネットを備える。このプログラム可能マグネットは、選択した位置の間ないし選択された位置にわたってミラーを動かし、ミラー位置を連続的パワーを必要とせずに保持する。以下において、例示的なクロス接続および２×２スイッチを説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、磁化可能要素１１を備えるミラー１０からなるプログラム可能でラッチ可能な光反射スイッチ９を示している。このミラー１０は運動可能な支持体１３によって基板１２に運動可能なように結合している。１もしくは複数のプログラム可能でラッチ可能なマグネット１４（ここでは３つのマグネット：１４Ａ、１４Ｂ，１４Ｃ）がミラー位置を制御するために備えられている。各プログラム可能なマグネット１４は、マグネット要素１５および制御ソレノイド１６を備える。ミラー１０は、所望の出力方向（例えば、特定の導波路チャネル、光アンプ、光検出器など）へと入光信号（例えば、レーザや導波路からのビーム）の経路を変化させる。
【０００８】
ミラー１０は、完全反射性（例えば、基板上に厚い金属被覆されているもの）でもよく、入光信号の一部がまっすく通過して伝搬できるような半透過性（例えば、透過基板上に薄い被覆で作られるもの）でもよい。ミラー１０は具体的アプリケーションに従って大きさにおいてマイクロスコピック（顕微鏡観察レベル）でもよくマクロスコピック（肉眼観察レベル）でもよい。これらミラーは、マイクロエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）システムの製造と同様なマイクロマシーニングによって製造することができる。各ミラーは磁化可能なように作られ、これはミラー１０の前面または背面の一部上に少なくとも１つの磁化可能な要素１１を取り付けたり（例えば、エポキシ）堆積したり（例えば、スパッタリングや電子メッキで）作ることができる。
【０００９】
ミラー１０と基板１２の間の運動可能な支持体１３は、ミラー１０が三次元的に運動可能なように用意される。支持体１３はミラーの光反射平面をチルトしたり回転したりスライドしたりずれをツイストしたりすることを可能にする。支持体１３は、機械的ヒンジ、スプリング、ボールとソケット、基板の弾性的適合性伸張メンバーのような弾性的メンバーとすることができる。
【００１０】
各ミラー１０の周囲には少なくても１つにプログラム可能でラッチ可能なマグネットが備えられる。このプログラム可能なマグネットは通常、特定の所望の磁化および逆磁化（demagnetization）特性を有する細長マグネット１５からなる。このマグネットの周りの巻きからなるソルノイド１６（ソレノイド１６）が備えられる。このソルノイド１６はロビン上に予め作られた巻き、マグネット１５の周りに直接巻かれた絶縁処理ワイヤー、あるいはマグネットの周りにらせん状に配置された細いリソグラフィで定まった薄膜導体パターン（導体とマグネットの間に細い絶縁層が配置される）とすることができる。
【００１１】
ソルノイド１６は、所定量の電流を流すと、磁場を作り、その磁場は細長マグネット１５によって増幅される。動作において、プログラム可能マグネット１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃのそれぞれからの磁場は、ミラー上に配置された磁化可能要素１１との磁力総合作用によってミラーを引き寄せる。
【００１２】
図２は、スイッチのプログラム可能でラッチ的振る舞いを理解するのに役立つグラフ図である。これらはＭ−Ｈ磁気ヒステリシス（履歴）ループ特性を示している。図２Ａは、「矩形」ヒステリシスループを示している。矩形ヒステリシスループを示すマグネットでは、２つの磁化レベル（例えば、ゼロ磁力に対応するミラー位置と最大磁力によって達成された飽和転位位置）の間を切り替わるビスト可能（ｂｉｓｔａｂｌｅ）デバイスを作ることができる。
【００１３】
ゼロ磁力は、ＡＣまたはＤＣ逆磁化場を加えることにより行うことができる。飽和転位（ｓａｔｕａｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）は、各マグネットを飽和するのに十分なＤＣパルス電流によって行うことができる。しかし、Ｘ、ＹまたはＺ方向でのミラー位置の連続的なチューニングのためには、矩形ループ特性は必ずしも常に望ましくはない。なぜなら、図２Ａの曲線における急な（ｓｔｅｅｐ）側面は、特定の中間ファイバー転位（δ）を望む場合に制御の問題を与えてしまうからである。
【００１４】
図２Ｂはひずんだヒステリシスループを示す。制御を容易にするためＭ−Ｈとδ−Ｈループを図２に示したようにひずませることができる。これは、マグネットの自己逆磁化場を増すことにより（例えば、マグネットの有効直径を増すことにより、長さを減らすことにより（従ってマグネットの直径に対する長さのアスペクト比を減らすことにより）、あるいはマグネットの長さを分割して分割したマグネットの部分の間にギャップがあるようにすることにより）行うことができる。
【００１５】
ループの最適なひずみ（ｓｋｅｗ）は図２Ｂに示したものであり、すなわち、印加場が除去されたときの残留磁化ないし残留ミラー転位は、飽和値（少なくとも９０％）と未だ実質同じであり、磁場が逆転したときのＭまたはδの急激な減少のオンセット場はゼロ場に近く、好ましくは保持（ｃｏｅｒｃｉｖｅ）力の±５０％の範囲であり、更に好ましくは保持力の（ＨＣ ）の±１０％の範囲である。ループのひずみの所望の度合いは好ましくはＨＣ の５０％〜１５０％の分の最大ループシフトである。
【００１６】
図２Ｃは、過剰にひずんだヒステリシスループを示す。Ｍ−Ｈまたはδ−Ｈループの過剰なひずみは望ましくない。なぜなら、ファイバー転位のラッチ能力の劣化をもたらすからである。このようなラッチ可能転位の劣化は図２Ｃの矢印にて示した。
【００１７】
印加磁場Ｈ１、Ｈ２に対して、磁場が除去された後に対応する磁化がラッチ可能に保持され、ミラー位置の対応する転位δ１、δ２もまたラッチ可能に保持される。従ってこのデバイスは連続的なパワーなしで作動の後に動作することができる。ミラー転位の度合いは、プログラム可能マグネットの磁化を変化することにより変化しラッチすることができる。このことは、印加磁場を増すことにより、あるいはまず減磁（ｄｅｍａｇｎｅｔｉｚｅ）し新たな磁場レベルへと再磁化（ｒｅｍａｇｎｅｔｉｚｅ）することにより行うことができる。
【００１８】
例えば、δ１からδ２へシフトをするために、Ｈ２の印加磁場を用いる。δ２からδ１へと戻すようにミラー位置をシフトするには、極性が逆な磁場を用いる。磁場の大きさは、転位δ１位置に対応するレベルまで磁化が減るように選択される。この磁場が除去されると転位δ１位置からラッチされる。ソルノイドを用いるマグネットの磁化のためには、高速で低パワーな動作のためにパルス場（ソルノイドにおけるパルス流）を用いることができる。このパルス場の所望の継続時間、すなわち、速度は、１０〜１０−６秒の範囲であり、好ましくは１０〜１０−４秒の範囲である。印加される電流パルスの形は、正弦波的（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ）、矩形波的、あるいは不規則的とすることができる。
【００１９】
ラッチ可能ミラーデバイスのための好ましいプログラム可能マグネット材料を、パルス磁場に従って調整することができる。適当なマグネットの例としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ（Ａｌｎｉｃｏ）、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ（Ｃｕｎｉｆｅ）、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ（Ｖｉｃａｌｌｏｙ）がある。このプログラム可能なマグネットのための保持性の所望の範囲は、通常、５００ Ｏｅより下であり、好ましくは１００ Ｏｅよりも下である。これは、ソレノイドパルス場を用いる再磁化によるプログラミングを容易にするためである。残留磁化の安定性を維持するため、また、ストレイ（ｓｔｒａｙ）磁場による逆磁化に対抗するための安定性のために、保持性は通常、約１０ Ｏｅよりも上であり、好ましくは、約３０ Ｏｅより上である。
【００２０】
磁場が除去されたときのシフトしたミラー位置の満足できるようなラッチ能力のため、このプログラム可能なマグネットは、平行四辺形（ｐａｒａｌｌｅｌｏｇｒａｍ）の磁化ヒステリシスループを有することが好ましく、ここで、矩形度比（残留磁化／飽和磁化の比で定義される）が少なくとも０．８５であり、好ましくは少なくとも０．９０であり、更に好ましくは少なくとも０．９５である。制御を容易にするため、ループはＨＣの少なくとも５０％でひずませるのが望ましい。
【００２１】
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖのような機械的に延性があり（ｄｕｃｔｉｌｅ）容易に形成でき（マシーナブル）であるマグネット合金は、図１に示すような所望のロット上の形状の形にするのに特に望ましい。Ｓｍ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、あるいはＢａフェライトのような高い保持力（例えば、Ｈｃ＞１０００ Ｏｅ）を有する安定な永久磁石は上記のマグネットよりは望ましくはない（保持力を低くするように変更されない限り）。なぜなら、所望の低い磁場を用いて残留磁化を再プログラミングすることが難しくなるからである。
【００２２】
好ましいマグネット材料は、Ｆｅ−２８％Ｃｒ−７％Ｃｏ合金であり、これは７０ ＯｅのＨＣ のＭ−Ｈループを得るように時間とともに変形する。このＭ−Ｈループは、約６０ Ｏｅひずまされ、図２Ｂと同様なＭ−Ｈループを作る。
【００２３】
プログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの数は、１，２，３あるいは４以上とすることができ、これはこのデバイスの特性やミラーの再配置の自由度の必要度合いに従う。一般に、３以上のプログラム可能マグネットが、ミラーの運動において三次元の自由度を与えるために好ましい。しかし、スプリング要素、あるいはミラー運動の二次元的制限（ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）を用いると、プログラム可能マグネットの数を減らすことができる。
【００２４】
正確なミラー位置シフトを制御するために、帰還システム（図示せず）を随意に用いることができる。１もしくは複数のソルノイドに対して追加的、インクリメント的あるいは減少したパルス電流をアクティベートするのに位置情報を用いることができ、更新したラッチ可能磁化レベルやミラー位置を獲得することができる。この帰還および調整プロセスは、所望のミラー位置ないし角度を得るまで必要ならば何回も繰り返すことができる。
【００２５】
また光の意図的なアライメントずれを発生させるために光スイッチを用いることができ、光路から光情報を完全にカットオフすることができる（基本的にオンオフスイッチとして機能する）。更に、光路に部分的にアライメントさせ、受け側の光路に対して所望通りの信号強度を与えることができる。（従って、ラッチ可能減衰器として機能する）。ラッチ可能減衰器としてのスイッチの性能は、プログラム可能でラッチ可能なマグネットが与える制御に従う。
【００２６】
ミラーに（好ましくは背面上で）取り付けられないし堆積した磁気要素１１は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｓｍ−Ｃｏ、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ−ＣｏまたはＢａ−フェライトのような永久磁石材料で作ることができる。代わりに、この磁気要素１１は、Ｎｉ−Ｆｅ（ｐｅｒｍａｌｌｏｙ）、Ｓｉ−スチールまたはｍｅｔｇｌａｓ材料のようなソフト磁気材料で作ることができる。もし永久磁石材料を用いた場合、プログラム可能なマグネットに対しての磁気引力および磁気反発力を用いてミラーの二方向運動を導入することができる。
【００２７】
例示的な動作を説明する。ミラー１０は、３つのプログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのいずれの作動がない場合のデフォルト位置とは４５度傾斜した角度を取ることができる。もしマグネット１４Ａ、１４Ｂが同等に磁化されていれば、ミラー１０は引きつけられ、より上方になるように右側へ曲げられる。もし同等ではないように磁化されていれば、ミラー１０は右側へは曲がるが何らかのねじり転位をすることがあり、ミラー１０が異なる光反射角度となることを可能にする。
【００２８】
もしマグネット１４Ｃのみが作動していれば、ミラー１０は下方に曲げられ、ここでその角度はマグネット１４Ｃにおけるラッチ可能な磁化によって制御される。もしマグネット１４Ａ、１４Ｂが同等でなく磁化されその時にマグネット１４Ｃが磁化されている場合、何らかの角度の分ねじれて下方のミラー運動が発生し、光反射角度は変更する。このように、ミラー１０は三次元の多くの異なる反射角を取ることができる。
【００２９】
図３は、プログラム可能光スイッチの二次元アレイの断面図である。光反射ミラー１０Ａ、１０Ｂ、．．．のアレイ３０はシリコン基板のような共通基板１２上に取り付けられる。プログラム可能マグネット１４Ａ、１４Ｂ、．．．のアレイ３１Ａにおいて各ミラーに対して少なくても１つのマグネットが備えられ（もし三次元制御を望むならば各ミラーに対し３つのマグネットが好ましい。）別々のホルダー３２上に取り付けられる。マグネットは、精密ワイヤーと同様に小さくすることができ、対応するソルノイドはマグネットワイヤー上に直接巻いてもワイヤー上にスリップして予め作るようにしてもよい。
【００３０】
好ましい実施例において、このような２つのマグネットアレイは、一方が上側アレイ３１Ａとして他方が下側アレイ３１Ｂ（マグネット１４Ａ’、１４Ｂ’、．．．）基板の下に予め組み立てられ、基板１２に近づけられ、デバイス構築を容易にするために位置あわせされる。代わりに、対抗バランス力のためのスプリング力を備えるミラー支持体１３を、マグネットアレイの一方のセットのみ（３１Ａか３１Ｂのいずれかに）をミラー再構成のために用いることができる。
【００３１】
図４（Ａ）は、光入力路４１Ａ、４１Ｂ、．．．のアレイ、出力路４２Ａ、４２Ｂ、．．．のアレイ、図１と同様なプログラム可能でラッチ可能ミラー１０のアレイを有する二次元光クロス接続４０を示している。入力と出力は通常、対応する各線形アレイであり、ミラーは二次元アレイで配置される。プログラム可能マグネットは図面の簡易性のため示していない。
【００３２】
レーザ、ファイバー、プレーナー型導波路、アンプのような様々な入力光源４１Ａ、４１Ｂ、．．．からの入力光信号は、光スイッチングクロス接続４０へと送られ、ミラー１０により所望の出力信号ライン４２Ａ、４２Ｂ、．．．へと反射される。受け側ラインへの光結合を改善するために光焦点合わせレンズ（ｌｉｇｈｔ ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｌｅｎｓ）（図示せず）を随意に用いることができる。
【００３３】
図４Ｂは、同様な三次元クロス接続を示している。ミラー１０とともに組み合わさったこのような入出力構成により、光信号が立方体型のクロス接続システムの六面のいずれへと好都合なように反射することを可能にし、三次元の大容量光ルーティングを可能にする。このクロス接続システムは、その光信号流の方向とは逆も可能なようにも設計することができ、ここにおいて図４Ｂに示す光信号の流れとは逆となり、更なる光トラフィック制御の柔軟性を増すことができる。
【００３４】
図５は、プログラム可能でラッチ可能な光スイッチ５０の代替構成を示す。光入力ライン４１（例えば、ファイバー、プレーナー型導波路、レーザ等）は、出力ライン４２Ａ、４２Ｂと実質的に平行に構成することができる。各ラインは焦点合わせレンズ５１によって先頭を合わせる（ｔｉｐ）ことができる。代わりに、出力ライン４２Ａ、４２Ｂのそれぞれは適切に傾いた配向で位置してもよく、光焦点合わせレンズの使用を最小限に押さえて出力ライン配向と直接整列する反射光信号を受けることができる。
【００３５】
ミラー１０の磁気チューニングおよびグラッチすることにより、入力ビームが出力ラインの１つに選択的に再ルーティングすることを可能にする。ミラー１０はフラットな形を有する分離したボディーとすることができ、光信号を所望の透過ラインに反射させるように、磁気的にティルト、回転あるいはねじることができる。
【００３６】
代わりに、シリンダーがその軸を磁気的に回転するようにシリンダーの軸に対してティルトした角度で位置したフラットエンド型ミラー表面を有するシリンダー構成を用いることができ、反射ビームが入力ラインの周りの環状に構成した透過ラインのいずれかに向かうようにすることができる。
【００３７】
図６（ａ）は、２×２光スイッチ６０を示す（プログラム可能マグネットは示していない）。スイッチ６０は、アライメントした光路の少なくとも２つの対からなる。例えば、ファイバーＡ、Ｃが１つのアライメントした対を形成し、ファイバーＢ、Ｄが他方の１つのアライメントした対を形成する。スイッチ６０は複数のファイバー路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにわたる透過を制御する。４つのミラー１０がどのようにして磁気的に構成するかに従って、スイッチ６０はファイバーＡからファイバーＢ、ファイバーＤからファイバーＣへの反射モード光接続として動作することができる。代わりに図６に示すように、スイッチ６０はファイバーＡからファイバーＣ、ファイバーＤからファイバーＢへの透過モード接続として動作することができる。
【００３８】
図７は、ただ１つの磁気的プログラム可能ミラー１０を有する別の実施例の２×２の光スイッチ７０を示す。ファイバーＢとファイバーＣはファイバーＡからＢへ、ファイバーＣからＤへの反射モードのミラー厚さを収容するために若干中心からずれるように位置している。この転位は、ミラー１０（点線）がビーム路から外れスイッチが透過モードのビーム接続にて動作している場合に２つの光ビームの衝突を避けることができる。透過モードはファイバーＡからＤ、ファイバーＣからＢへの接続を提供する。１もしくは複数の光焦点合わせレンズ（もしくはミラー）を用いて、ビームを入力ファイバーＣから出力ファイバーＢへと動かすのに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】三次元プログラム可能およびラッチ可能光スイッチの図。
【図２】ラッチ可能のマグネットに対して印加された磁場Ｈに対する磁化Ｍ（あるいは対応するミラーずれδ）の曲線のグラフ図。
【図３】複数の光反射ミラーを備えるプログラム可能な自由空間光スイッチの断面図。
【図４】二次元（Ａ）および三次元（Ｂ）で示したプログラム可能でラッチ可能な光クロス接続システムの図。
【図５】別の実施例のプログラム可能でラッチ可能な光スイッチの図。
【図６】プログラム可能でラッチ可能な２х２光スイッチの断面図。
【図７】別の２х２光スイッチの図。
【符号の説明】
９ 光反射スイッチ
１０ ミラー
１１ 磁気要素
１２ 基板
１３ 支持体
１４Ａ、Ｂ、Ｃ マグネット
１５ 細長マグネット
１６ ソルノイド
３０ アレイ
３１Ａ 上側アレイ
３１Ｂ 下側アレイ
３２ ホルダー
４０ 光スイッチングクロス接続
４１、４１Ａ、４１Ｂ 光入力路
４２Ａ、４２Ｂ 出力路
５０ 光スイッチ
５１ 焦点合わせレンズ
６０、７０ ２×２光スイッチ
Claims (9)
- （Ａ）少なくとも１つの光入力路と、
（Ｂ）少なくとも１つの光出力路と、
（Ｃ）前記入力路と前記出力路の間に配置され、磁気要素を備える光反射ミラーを有する光スイッチとを有し、
前記光反射ミラーは、基板上に運動可能なように結合し、前記光スイッチは、前記ミラーを前記入力路からの光を出力路に結合する第１位置と少なくとも第２位置の間を三次元において運動させるために前記磁気要素と相互作用をする３もしくはそれ以上のプログラム可能でラッチ可能なマグネットを備え、前記マグネットは、連続的パワーなしにミラー位置を保持する
ことを特徴とする光スイッチングデバイス。 - 前記光入力路は、光導波路からなる
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - 前記光入力路は、光ファイバーからなる
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - 前記少なくとも１つの光入力路は、複数の光ファイバーからなる
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - 前記少なくとも１つの光出力路は、複数の光ファイバーからなる
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - 前記ミラーは、弾性的支持メンバーにより前記基板に運動可能なように結合している
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - 前記第２位置は、前記出力路への信号を減衰するように前記光出力路とはアライメントがずれている
ことを特徴とする請求項１記載の光スイッチングデバイス。 - （Ａ）光入力路のアレイと、
（Ｂ）光出力路のアレイと、
（Ｃ）前記光入力路のアレイと前記光出力路のアレイの間に配置する光反射ミラーのアレイとを有し、
各ミラーは磁気要素を備え、基板上に運動可能なように取り付けられ、各ミラーに対して、前記磁気要素との相互作用によりミラーを動かすための３もしくはそれ以上のプログラム可能でラッチ可能なマグネットを備え、ミラーの位置を連続的なパワーなしで三次元において制御することができる
ことを特徴とする光クロス接続スイッチングデバイス。 - 前記光入力路のアレイは、光ファイバーの線形アレイからなり、
前記光出力路のアレイは、光ファイバーの線形アレイからなり、
前記光反射ミラーのアレイは、前記ミラーの二次元アレイからなることを特徴とする請求項８記載の光クロス接続スイッチングデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/197,800 US6256430B1 (en) | 1998-11-23 | 1998-11-23 | Optical crossconnect system comprising reconfigurable light-reflecting devices |
| US09/197800 | 1998-11-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162520A JP2000162520A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3597095B2 true JP3597095B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=22730821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33130699A Expired - Fee Related JP3597095B2 (ja) | 1998-11-23 | 1999-11-22 | 光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6256430B1 (ja) |
| EP (1) | EP1004910B1 (ja) |
| JP (1) | JP3597095B2 (ja) |
| DE (1) | DE69924811T2 (ja) |
Families Citing this family (69)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6990264B2 (en) | 2000-09-19 | 2006-01-24 | Telkamp Arthur R | 1×N or N×1 optical switch having a plurality of movable light guiding microstructures |
| US6413542B1 (en) * | 1996-03-29 | 2002-07-02 | Merial | Direct pour-on antiparasitic skin solution and methods for treating, preventing and controlling myasis |
| US6259831B1 (en) * | 1999-06-29 | 2001-07-10 | Reveo, Inc. | All-optical interconnect utilizing polarization gates |
| US6496612B1 (en) * | 1999-09-23 | 2002-12-17 | Arizona State University | Electronically latching micro-magnetic switches and method of operating same |
| US6404943B1 (en) * | 1999-10-08 | 2002-06-11 | Agilent Technologies, Inc. | Apparatus and method for directing optical signals using a movable optical switching element |
| US6747793B1 (en) * | 1999-11-15 | 2004-06-08 | Axsun Technologies, Inc. | System with integrated semiconductor optical amplifier array and switching matrix |
| AU1811501A (en) * | 1999-12-01 | 2001-06-12 | Xros, Inc., Nortel Networks | Arrangement for multiple 1xn optical switches |
| US6625340B1 (en) * | 1999-12-29 | 2003-09-23 | Nortel Networks Limited | Optical switch attenuator |
| US6396975B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-05-28 | Jds Uniphase Corporation | MEMS optical cross-connect switch |
| WO2001055751A2 (en) * | 2000-01-26 | 2001-08-02 | Photuris, Inc. | System and method for optically switching/routing optical channels of any wavelength to any fiber |
| US6539141B1 (en) * | 2000-02-11 | 2003-03-25 | Zygo Corporation | Optical cross-bar switch |
| US6388359B1 (en) | 2000-03-03 | 2002-05-14 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Method of actuating MEMS switches |
| US6456751B1 (en) | 2000-04-13 | 2002-09-24 | Calient Networks, Inc. | Feedback stabilization of a loss optimized switch |
| US6585383B2 (en) | 2000-05-18 | 2003-07-01 | Calient Networks, Inc. | Micromachined apparatus for improved reflection of light |
| US6560384B1 (en) | 2000-06-01 | 2003-05-06 | Calient Networks, Inc. | Optical switch having mirrors arranged to accommodate freedom of movement |
| US6610974B1 (en) | 2000-06-05 | 2003-08-26 | Calient Networks, Inc. | Positioning a movable reflector in an optical switch |
| US6728016B1 (en) | 2000-06-05 | 2004-04-27 | Calient Networks, Inc. | Safe procedure for moving mirrors in an optical cross-connect switch |
| US6587611B1 (en) * | 2000-06-06 | 2003-07-01 | Calient Networks, Inc. | Maintaining path integrity in an optical switch |
| US6647168B2 (en) | 2000-09-19 | 2003-11-11 | Newport Opticom, Inc. | Low loss optical switching system |
| US6690847B2 (en) | 2000-09-19 | 2004-02-10 | Newport Opticom, Inc. | Optical switching element having movable optically transmissive microstructure |
| US6694071B2 (en) | 2000-09-19 | 2004-02-17 | Newport Opticom, Inc. | Method and apparatus for switching optical signals using rotatable optically transmissive microstructure |
| US6647170B2 (en) | 2000-09-19 | 2003-11-11 | Newport Opticom, Inc. | Optical switching system that uses movable microstructures to switch optical signals in three dimensions |
| US6954579B2 (en) | 2000-09-19 | 2005-10-11 | Ying Wen Hsu | Method and apparatus for changing the optical intensity of an optical signal using a movable light transmissive structure |
| US6825967B1 (en) | 2000-09-29 | 2004-11-30 | Calient Networks, Inc. | Shaped electrodes for micro-electro-mechanical-system (MEMS) devices to improve actuator performance and methods for fabricating the same |
| KR20020027916A (ko) * | 2000-10-06 | 2002-04-15 | 김춘호 | 양방향 광 스위치 |
| US6522801B1 (en) * | 2000-10-10 | 2003-02-18 | Agere Systems Inc. | Micro-electro-optical mechanical device having an implanted dopant included therein and a method of manufacture therefor |
| US6888979B2 (en) * | 2000-11-29 | 2005-05-03 | Analog Devices, Inc. | MEMS mirrors with precision clamping mechanism |
| US6574026B2 (en) * | 2000-12-07 | 2003-06-03 | Agere Systems Inc. | Magnetically-packaged optical MEMs device |
| US6785038B2 (en) * | 2001-01-17 | 2004-08-31 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Optical cross-connect with magnetic micro-electro-mechanical actuator cells |
| US6792177B2 (en) | 2001-03-12 | 2004-09-14 | Calient Networks, Inc. | Optical switch with internal monitoring |
| AU2002255763A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-10-03 | Photuris, Inc. | Modular all-optical cross-connect |
| US6771001B2 (en) | 2001-03-16 | 2004-08-03 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Bi-stable electrostatic comb drive with automatic braking |
| CA2419309C (en) * | 2001-03-16 | 2009-08-18 | Jds Uniphase Corporation | Method of actuating mems switches |
| US6760511B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-07-06 | Capella Photonics, Inc. | Reconfigurable optical add-drop multiplexers employing polarization diversity |
| US6625346B2 (en) | 2001-03-19 | 2003-09-23 | Capella Photonics, Inc. | Reconfigurable optical add-drop multiplexers with servo control and dynamic spectral power management capabilities |
| US7003188B2 (en) | 2001-04-17 | 2006-02-21 | Ying Wen Hsu | Low loss optical switching system |
| JP2002323663A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Nec Corp | クロスコネクト光スイッチ |
| US6529654B1 (en) * | 2001-05-02 | 2003-03-04 | Nayna Networks, Inc. | Method for transparent switching and controlling optical signals using mirror designs |
| US6757093B2 (en) | 2001-05-21 | 2004-06-29 | Jds Uniphase Corporation | MEMS reflectors having tail portions that extend inside a recess and head portions that extend outside the recess and methods of forming same |
| US20070047113A1 (en) * | 2001-06-02 | 2007-03-01 | Capella Photonics, Inc. | High fill-factor bulk silicon mirrors with reduced effect of mirror edge diffraction |
| US6778728B2 (en) * | 2001-08-10 | 2004-08-17 | Corning Intellisense Corporation | Micro-electro-mechanical mirror devices having a high linear mirror fill factor |
| US6788843B2 (en) * | 2001-08-20 | 2004-09-07 | Nanyang Technological University | Optical crossconnect and mirror systems |
| TW494251B (en) * | 2001-10-18 | 2002-07-11 | Ind Tech Res Inst | Optical switch |
| TW501736U (en) * | 2001-11-02 | 2002-09-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Reflection type optical switch |
| JP4349127B2 (ja) * | 2002-01-09 | 2009-10-21 | 株式会社ニコン | 光学素子、薄膜構造体、光スイッチ、および、光学素子の製造方法 |
| US7177065B2 (en) | 2002-01-09 | 2007-02-13 | Nikon Corporation | Optical element, thin film structure, optical switch, and method of manufacturing optical element |
| US6798942B2 (en) * | 2002-04-05 | 2004-09-28 | Finisar Corporation | Zero static power optical switch |
| US7142743B2 (en) * | 2002-05-30 | 2006-11-28 | Corning Incorporated | Latching mechanism for magnetically actuated micro-electro-mechanical devices |
| KR100451629B1 (ko) * | 2002-07-15 | 2004-10-08 | 박진상 | 광 스위치 |
| US20040027644A1 (en) * | 2002-08-09 | 2004-02-12 | Lockheed Martin Corporation | Programmable photonic device and method |
| US7062130B2 (en) | 2003-05-01 | 2006-06-13 | Arthur Telkamp | Low-loss optical waveguide crossovers using an out-of-plane waveguide |
| US7551159B2 (en) * | 2004-08-27 | 2009-06-23 | Idc, Llc | System and method of sensing actuation and release voltages of an interferometric modulator |
| GB2419484A (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-26 | Zhou Rong | Optical N x M switch |
| US8395371B2 (en) | 2008-02-11 | 2013-03-12 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods for characterizing the behavior of microelectromechanical system devices |
| JP2011516904A (ja) | 2008-02-11 | 2011-05-26 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 表示駆動機構と統合された表示要素の検知、測定、または特性評価のための方法および装置、ならびにそれを使用するシステムおよび用途 |
| KR20100126352A (ko) | 2008-02-11 | 2010-12-01 | 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크. | 간섭계 변조기의 측정 및 평가 방법 |
| WO2009102581A1 (en) | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Impedance sensing to determine pixel state in a passively addressed display array |
| US8334501B1 (en) | 2008-10-16 | 2012-12-18 | Cox Christopher E | Optical switch activator with glowable member |
| US7898752B2 (en) | 2008-11-24 | 2011-03-01 | Corning Incorporated | Optical package comprising an adjustable lens component coupled to a multi-directional lens flexure |
| US8643498B1 (en) | 2010-07-13 | 2014-02-04 | Christopher E. Cox | Optical switches for tank environments |
| US9170373B2 (en) * | 2011-06-08 | 2015-10-27 | Skorpios Technologies, Inc. | Systems and methods for photonic polarization-separating apparatuses for optical network applications |
| US12007605B2 (en) | 2011-06-08 | 2024-06-11 | Skorpios Technologies, Inc. | Monolithically-integrated, polarization-independent circulator |
| WO2014092734A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Cox Christopher E | Optical switch activator |
| US9335484B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-05-10 | Commscope Technologies Llc | Passive optical through switches |
| EP3423874A2 (en) * | 2016-03-02 | 2019-01-09 | Optotune Consumer AG | Optical device, particularly camera, particularly comprising autofocus, image stabilization and super resolution |
| WO2018017958A2 (en) | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Skorpios Technologies, Inc. | Monolithically-integrated, polarization-independent circulator |
| CN109946830A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-06-28 | 广东工业大学 | 一种激光偏摆装置 |
| US11774785B2 (en) | 2020-03-30 | 2023-10-03 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical limiter and method for limiting radiant flux |
| US11729535B2 (en) | 2020-03-30 | 2023-08-15 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical switch and optical routing method and system |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4304460A (en) * | 1978-03-10 | 1981-12-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical switching device |
| JPS54161952A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo switch |
| JPS55135801A (en) * | 1979-04-11 | 1980-10-23 | Fujitsu Ltd | Optical path switching matrix |
| US5042889A (en) * | 1990-04-09 | 1991-08-27 | At&T Bell Laboratories | Magnetic activation mechanism for an optical switch |
| US5581643A (en) * | 1994-12-08 | 1996-12-03 | Northern Telecom Limited | Optical waveguide cross-point switch |
| JP3136944B2 (ja) * | 1995-03-31 | 2001-02-19 | 日立電線株式会社 | 多機能光スイッチ |
| US5999671A (en) * | 1997-10-27 | 1999-12-07 | Lucent Technologies Inc. | Tunable long-period optical grating device and optical systems employing same |
| US5974207A (en) * | 1997-12-23 | 1999-10-26 | Lucent Technologies, Inc. | Article comprising a wavelength-selective add-drop multiplexer |
| US5999546A (en) * | 1998-09-22 | 1999-12-07 | Lucent Technologies Inc. | Magnetically tunable laser with wavelength latchability and optical communication system comprising such laser |
-
1998
- 1998-11-23 US US09/197,800 patent/US6256430B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-11-16 EP EP99309092A patent/EP1004910B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-16 DE DE69924811T patent/DE69924811T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-22 JP JP33130699A patent/JP3597095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6256430B1 (en) | 2001-07-03 |
| DE69924811D1 (de) | 2005-05-25 |
| EP1004910A3 (en) | 2001-05-02 |
| DE69924811T2 (de) | 2006-03-02 |
| JP2000162520A (ja) | 2000-06-16 |
| EP1004910A2 (en) | 2000-05-31 |
| EP1004910B1 (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3597095B2 (ja) | 光スイッチングデバイスおよび光クロス接続スイッチングデバイス | |
| US7027682B2 (en) | Optical MEMS switching array with embedded beam-confining channels and method of operating same | |
| JP3062881B2 (ja) | 光スイッチ | |
| US5436986A (en) | Apparatus for switching optical signals among optical fibers and method | |
| US6102582A (en) | Article comprising controllable optical connectors | |
| US6259835B1 (en) | Mechanically actuated optical switch | |
| JPH04225311A (ja) | 光信号の方向制御装置 | |
| EP1299761A2 (en) | Optical mems switching array with embedded beam-confining channels and method of operating same | |
| US6085016A (en) | Magnetically controlled variable optical attenuator | |
| US6301425B1 (en) | Magnetically tunable optical attenuator and method of attenuating signals | |
| US7142743B2 (en) | Latching mechanism for magnetically actuated micro-electro-mechanical devices | |
| WO2001028258A2 (en) | MECHANICALLY ACTUATED MxN OPTICAL SWITCH MATRIX | |
| US6798942B2 (en) | Zero static power optical switch | |
| KR20030050798A (ko) | 자기구동 마이크로미러 및 그 제조방법과, 그를 이용한광스위치 | |
| EP1512037A1 (en) | Electromagnetic linear optical positioner | |
| US6862381B2 (en) | Cross-connect optical switch | |
| JP3568120B2 (ja) | 光路切替装置 | |
| JPH11223778A (ja) | 光スイッチ | |
| JP2001235690A (ja) | 光スイッチ | |
| CN1170178C (zh) | 多路可扩展的微机械式光开关阵列 | |
| JP2002031767A (ja) | 光スイッチ | |
| JP2003315705A (ja) | 光スイッチ | |
| JPH04145409A (ja) | 光スイッチ | |
| JP3314258B2 (ja) | 光遅延装置 | |
| JP2001264652A (ja) | 光スイッチ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040216 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040514 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040723 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040818 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040907 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100917 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120917 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |