JP4837732B2 - ヒットを伴わない同調可能フィルター - Google Patents

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Description

本発明の原理に従った実施は概略的に光学式ネットワークに関連したフィルター、より詳細には、光学式通信ネットワークで使用するために構成されたヒット（または、電気擾乱または瞬断）を伴わない同調可能フィルターに関する。
現在の通信ネットワークは光ファイバーを介して伝送される光学式信号を使用してデータを伝送する場合がある。光ファイバー上でデータ通信を実施するための１つの技術は波長多重技術（ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing））である。ＷＤＭは単一の光ファイバー上で複数の光学信号が搬送されることを可能にする技術である。ＷＤＭにおいて、光学信号は波長によって分けられ、各波長はデータの１チャンネルを搬送することができる。例えば、ＷＤＭは各データチャンネルを１つの異なった波状に符号化することによって単一の光ファイバー上で１０チャンネルのデータを符号化することができる。
ＷＤＭ信号は再構成光学追加／除去マルチプレクサー（ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer））等の装置を使用してファイバーに追加、及び／またはファイバーから除去されることができる。ＲＯＡＤＭはＷＤＭファイバー上で１つまたは複数の波長が除去される、追加される、またはそのままにされることを可能にする。結果として、ＲＯＡＤＭは例えば、光学信号がユーザーの装置に利用可能になったときに、ファイバーから光学信号を「抜き出す」ために使用することができる。ＲＯＡＤＭはまた、例えば、光学信号がユーザーによってＷＤＭファイバーに与えられたときに、ＷＤＭファイバーに光学信号を「追加する」ために使用することができる。手をつけられていない光学信号はＲＯＡＤＭによって操作されることなく、ＲＯＡＤＭを通過させることができる。
ＲＯＡＤＭはＷＤＭファイバーに対して光学信号の抜出及び／または追加を行うために光学的同調器を利用してもよい。光学的同調器はＷＤＭデータストリーム中の特定の波長を有する光学信号に同調器を通過させ、他の波長を反射させることを可能にすることによって動作してもよい。
光学的同調器は追加及び／または抜出される特定の波長以外の波長を擾乱させてしまう。他の波長が影響を受けたとき、波長は「ヒット」された（または、電気擾乱を受けた）と呼ばれる。ヒット（または、電気擾乱）の最小化及び／または排除はＷＤＭネットワークの信頼性を高めることができる。
１つの実施に従うと、本発明は光学信号を濾波する方法を提供する。本発明の方法は第１波長、第２波長、及び他の波長を含む複数の波長を有する複合光学信号を与えることを含んでもよい。方法はフィルターに第１波長を通過させ、第２波長及び他の波長を該フィルターで反射させることを含んでもよい。方法は第１波長を抜出ポートに対して利用可能にし、第２波長及び他の波長を出力ポートに対して利用可能にすることを含んでもよい。
もう１つの実施において、本発明は光学信号を濾波する装置を提供する。本発明の装置は、第１配置を有し、第１波長及び第２波長を有する複合光学信号を受信するように構成された同調可能フィルターを含んでもよい。同調可能フィルターは第１光学波長を通過させ、第２光学波長を反射させるように構成されてもよい。装置は、同調可能フィルターが第２光学波長を出力ポートに反射することができるように、第２光学波長を受信し、該第２光学波長を同調可能フィルターに反射して戻すように構成された第１鏡を含んでもよい。装置は第１位置において第１光学波長を同調可能フィルターに反射するように構成された可動鏡を含んでもよい。可動鏡は第２位置において第１光学波長を通過させるように構成されてもよい。
もう１つの実施に従うと、本発明は同調可能フィルターを提供する。同調可能フィルターは第１波長、第２波長、及び第３波長を有する複合光学信号を利用可能にするための入力ポートを含んでもよい。同調可能フィルターは出力ポート、可動鏡、及び第１配置に位置付けられた同調可能フィルター要素を含んでもよい。該第１配置は可動鏡が第１位置にあるときに第１波長を可動鏡に通過させ、第２波長及び第３波長を反射させるように構成される。同調可能フィルターは、同調可能フィルター要素が光学波長を出力ポートに反射することができるように、同調可能フィルター要素から反射された光学波長を受信し、受信した光学波長を反射性表面を介して同調可能フィルター要素に反射して戻すように構成された固定鏡を含んでもよい。
もう１つの実施に従うと、本発明はヒット（または、電気擾乱または瞬断）を伴わない同調可能フィルターを提供する。本発明のヒットを伴わない同調可能フィルターは入力ポートを介して複合光学信号を濾波手段に対して利用可能にするための手段、該濾波手段に第１波長を通過させ、少なくとも第２波長を反射させるための手段、該濾波手段と連携して少なくとも第２波長を出力ポートに反射させるための手段、及び、第１波長を出力ポートに反射させるための手段を備えてもよく、入力ポートと出力ポートの間の第１波長によって通り抜けられる経路と少なくとも第２波長によって通り抜けられる経路が同じ長さを有してもよい。
もう１つの実施に従うと、本発明は真にヒットを伴わない同調可能フィルターを使用して第１波長を目的地に送る方法を提供する。本発明の方法は第１波長及び少なくとも１つ他の波長を有する複合入力信号を真にヒットを伴わない同調可能フィルターに与えること、及び該少なくとも１つの他の波長にヒットを与えずに、第１波長を目的地に送るために真にヒットを伴わない同調可能フィルターを同調させることを含んでもよい。
付随する図面は本明細書の一部を成し、本発明の実施例を図示している。
本発明の原理に従った実施に対する以下の説明は付随する図面を参照する。図面において同様な番号は同一または同様な構成要素を意味する。また、以下の本発明の詳細な説明は本発明を制限するものではない。本発明の範囲は付随する請求の範囲及びそれらの等価物によって規定される。
本発明の実施はそれ自体で動作する真にヒット（または、電気擾乱または瞬断）を伴わない同調可能フィルター、または付加的な真にヒットを伴わない同調可能フィルターとともに動作する真にヒットを伴わない同調可能フィルターを含んでもよい。例えば、真にヒットを伴わない同調可能フィルターはカスケード式に接続され、ＲＯＡＤＭ等の装置内に配置されてもよい。本発明の実施はＷＤＭフィルターに存在する他の波長にヒットを与えずに所望の波長の光学的切り替えを実施することができる。また、本発明の実施は低い挿入損失を伴う真にヒットを伴わない同調可能フィルターを提供することができる。この特徴は少なくとも部分的に、本発明の実施で使用される比較的単純な光学経路によるものである。
例としてのシステム
図１は本発明の原理に従って動作するように構成された例としのシステムを図示している。システム１００はネットワーク１０２、第１ユーザー１０４−１、第２ユーザー１０４−２、第１ＲＯＡＤＭ１０６−１、第２ＲＯＡＤＭ１０６−２、及びサービスプロバイダー１０８を含んでもよい。
ネットワーク１０２は１つまたは複数の光ファイバーを使用して光学的データを搬送することができるどのようなネットワークであってもよい。１つの実施例において、ネットワーク１０２は密なＷＤＭ（ＤＷＤＭ）または粗いＷＤＭ（ＣＷＤＭ）等の、波長多重技術（ＷＤＭ）ネットワークであってもよい。ネットワーク１０２は大学のキャンパス、及び都市全体のネットワーク等の都市エリアネットワーク（ＭＡＮ）等に関連したローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、及び／またはインターネットネットワーク等の広域ネットワーク（ＷＡＮ）であってもよい。ネットワーク１０２は非同期転送モード（ＡＴＭ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）、同期光学転送（ＳＯＮＥＴ）、及び／または伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）等の実質的に全てのネットワークプロトコルをサポートしてもよい。ネットワーク１０２は単一のファイバー上で複数の光学波長を搬送することができ、各波長は該ファイバーを介して搬送されるデータチャンネルに対応付けられてもよい。例えば、第１チャンネルは第１ユーザー１０４−１によって使用され、第１波長を介して符号化され、第２チャンネルは第２ユーザー１０４−２によって使用され、第２波長を介して符号化されてもよい。
第１ユーザー１０４−１及び／または第２ユーザー１０４−２（以降、ユーザー１０４と呼ぶ）はネットワーク１０２からデータを受け取る、及び／またはネットワーク１０２にデータを与えるように構成されたどのような装置及び／またはシステムであってもよい。例えば、ユーザー１０４は企業に関連したＬＡＮを含んでもよい。ＬＡＮはサーバー、ルーター、スイッチ、ファイアウォール、及び／またはネットワークアドレストランスレーター（ＮＡＴ）を含んでもよい。ユーザー１０４はネットワーク１０２からまたはネットワーク１０２へデータを搬送するために構成された１つまたは複数の光学チャンネルを介してネットワーク１０２と相互作用してもよい。
第１ＲＯＡＤＭ１０６−１及び／または第２ＲＯＡＤＭ１０６−２（以降、ＲＯＡＤＭ１０６と呼ぶ）はＤＷＤＭチャンネルを抜き出す、ＤＷＤＭチャンネルを加える、及び／またはＤＷＤＭチャンネルを入力ポートから出力ポートに送ることができるどのような装置を含んでもよい。例えば、ＲＯＡＤＭ１０６−１は、ユーザー１０４−１がネットワーク１０２にデータを与えようとしたとき等に、ネットワーク１０２にＤＷＤＭチャンネルを加えるように構成されてもよい。ＲＯＡＤＭ１０６−１はまた、ユーザー１０４−１がネットワーク１０２からデータを受信するとき等に、ネットワーク１０２からチャンネルを抜き出すように構成されてもよい。ＲＯＡＤＭ１０６−１はまた、データがサービスプロバイダー１０８からＲＯＡＤＭ１０６−１を通ってＲＯＡＤＭ１０６−２まで時計方向に送信されるとき等に、チャンネルを追加または抜出することなくデータを送るように構成されてもよい。
サービスプロバイダー１０８はネットワーク１０２とともに動作するように構成されたどのような装置を含んでもよい。例えば、サービスプロバイダー１０８はデータをネットワーク１０２に与える、ネットワーク１０２からデータを除去する、及び／またはＲＯＡＤＭ１０６−１及び／またはＲＯＡＤＭ１０６−２等の、ネットワーク１０２に関連した装置及び／またはシステムを制御するように構成されてもよい。サービスプロバイダー１０８は専用のＲＯＡＤＭ１０６と連携して動作してもよいし、及び／またはサービスプロバイダー１０８に関連した（または、接続した）装置及び／またはシステム内のＲＯＡＤＭに類似の機能を組み込むことによってネットワーク１０２と直接的に動作するように構成されてもよい。
システム１００の実施は１つまたは複数の光ファイバーを使用して、実質的にいくつのＤＷＤＭチャンネルをサポートしてもよい。システム１００はまた、本発明の意図から外れることなく、実質的にいくつのユーザー、装置、及び／またはサービスプロバイダーをサポートしてもよい。
例としてのフィルターの実施
図２は本発明の原理に従った同調可能フィルターから反射される光学信号と該同調可能フィルターを通過する光学信号が実質的に等価な光学経路を維持するように構成されたヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例を図示している。１つの実施において、ヒットを伴わない同調可能フィルターはＲＯＡＤＭ１０６内に含まれる。もう１つの実施において、ヒットを伴わない同調可能フィルターはサービスプロバイダー１０８等の、ＲＯＡＤＭ１０６とは別の場所に配置されてもよい。
図２の実施は本発明の特徴を実施するために使用することができる構成要素の概略的な表示及び配置を図示している。図２の実施は曲面状の鏡、平らな鏡、超小型電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ）鏡、薄膜同調可能フィルター、熱的同調フィルター、ＭＥＭＳ同調可能フィルター、及び／または光学信号を操るための他の部品等の構成を有する部品を使用してもよい。これらの特定の部品を選択された構成で使用する実施は後の図との関連で説明される。
図２に示されているように、ヒットを伴わない同調可能フィルターは入力ポート２０２、出力ポート２０４、追加ポート２０６、抜出ポート２０８、同調可能フィルター２１０、固定鏡２１２、及び可動鏡２１４を含んでもよい。入力ポート２０２は複合光学信号を同調可能フィルター２１０及び／または可動鏡２１４に対して利用可能（または、有効）にするように構成されたどのような装置を含んでもよい。例えば、複合入力信号は光学波長のグループを含んでもよい。入力ポート２０２はまた、入力される波長を同調可能フィルター２１０の表面に関連した予め決められた場所に焦点を合わせるためにコリメーティングレンズを含んでもよい。出力ポート２０４は同調可能フィルター２１０から１つまたは複数の光学波長を受信し、及び／または該１つまたは複数の光学波長をもう１つのファイバー及び／または装置に対して利用可能（または、有効）にするように構成されたどのような装置を含んでもよい。
追加ポート２０６は１つまたは複数の光学波長を可動鏡２１４、同調可能フィルター２１０、及び／または出力ポート２０４に対して利用可能にするように構成されたどのような装置を含んでもよい。１つの実施において、追加ポート２０６は入力ポート２０２と実質的に同様な様式で構成されてもよい。抜出ポート２０８は１つまたは複数の光学波長をもう１つの光ファイバー及び／または装置に対して利用可能にするように構成されたどのような装置を含んでもよい。１つの実施において、抜出ポート２０８は出力ポート２０４と実質的に同様な様式で構成されてもよい。
同調可能フィルター２１０は第１面で１つまたは複数の光学波長を受信し、該１つまたは複数の光学波長を固定鏡２１２等のもう１つの装置に反射し、及び／または第１面からの１つまたは複数の光学波長を可動鏡２１４及び／または抜出ポート２０８等のもう１つの装置に送る途中で第２面に送ることが可能などのような装置を含んでもよい。同調可能フィルター２１０の実施は特定の光学波長を該波長の入射角の関数として、同調可能フィルター２１０の温度の関数として、及び／または同調可能フィルター２１０の位置の関数として通過及び／または反射させる。同調可能フィルター２１０の実施は自由空間を介して光学信号を受信するように構成されてもよい。
固定鏡２１２は光学信号を目的地に反射するように構成されたどのような装置を含んでもよい。固定鏡２１２は、光学信号を送信した場所に該光学信号を反射する（または、反射して戻す）、及び／または光学信号をもう１つの場所に反射するように構成されてもよい。固定鏡２１２は単体で動作してもよいし、またはレンズ、プリズム、及び／または他の光学及び／または電気光学部材等の他の装置と連携して動作してもよい。
可動鏡２１４は反射表面を介して、光学信号を同調可能フィルター２１０及び／または出力ポート２０４等のもう１つの装置に反射するように構成されたどのような装置を含んでもよい。本発明の実施は第１面で受信した光学信号を、第２面を介してもう１つの装置及び／または場所へ送るように構成された可動鏡２１４を含んでもよい。可動鏡２１４は同調位置及び／または作用位置等の、２つの主要な位置を有してもよい。
同調位置において、可動鏡２１４は図２に示されているように位置付けられ、それによって可動鏡２１４に入射された光学信号は出力ポート２０４等の目的地に反射されてもよい。作用位置において、可動鏡２１４は、１つまたは複数の波長が同調可能フィルター２１０を通過し、可動鏡２１４に接触することなく、Ｃ１等の経路を介して抜出ポート２０８に達するように配置されてもよい。可動鏡２１４が作用位置にある場合、可動鏡２１４は追加ポート２０６と出力ポート２０４の間の光学経路に配置されていないので、追加ポート２０６からの光学信号は出力ポート２０４に達することができる。
図２の実施は例えば、λ１、λ２、λ３、λ４、及びλ５を含む複合光学信号とともに真にヒットを伴わない同調可能フィルターとして動作することができる。図２の実施はλ２及び／またはλ３等の介在する波長へのヒットを伴わずに、λ１等の１つの波長とλ４等のもう１つの波長の間の切り替えによって動作してもよい。例えば、λ１からλ４への切り替え時にλ２及びλ３が擾乱を受けると、それらはヒットを起こす。本発明の実施は切り替えられる波長以外の波長へのヒットを伴わずに動作することができる。
例えば、複合光学信号が入力ポート２０２を介して同調可能フィルター２１０に対して利用可能であると仮定する。複合信号は入力ポート２０２と同調可能フィルター２１０の間の経路Ａ１を通り抜ける。波長λ２−λ５は経路Ａ２を介して同調可能フィルター２１０から固定鏡２１２に反射され、経路Ａ３を介して固定鏡２１２から同調可能フィルター２１０に反射される（または、反射して戻される）。同調可能フィルター２１０は経路Ａ４を介して波長λ２−λ５を出力ポート２０４に反射するように構成されてもよい。同調可能フィルター２１０は、λ１が同調可能フィルター２１０の第１面から同調可能フィルター２１０の第２面に送られ、波長λ２−λ５が同調可能フィルター２１０の第１面を介して反射されるように位置付けられてもよい。
λ１は可動鏡２１４の反射面への途中で経路Ｂ１を通り抜けてもよい。図２の実施は、経路Ｂ１が経路Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４の長さの半分になるように構成及び配置されてもよい。
作用モードにおいて、可動鏡２１４は、λ１が抜出ポート２０８に対して利用可能となるように、λ１及び／または同調可能フィルター２１０を通過する他の波長によって利用される経路内に置かれないように位置付けられてもよい。あるいは、可動鏡２１４が作用モードに従って位置付けられたときに、λ６等の波長が追加ポート２０６を介して出力ポート２０４に対して利用可能にされてもよい。λ６等の波長は出力ポート２０４への途中で経路Ｄ１＋Ｂ２を通り抜けてもよい。図２の実施は、経路Ｄ１が経路Ｃ１及び／またはＢ１と同じ長さになるように構成されてもよい。
同調モードはλ１等の抜き出された波長からλ４等のもう１つの波長に切り替えるために使用されてもよい。同調モードにおいて、可動鏡２１４は経路Ｂ２を介してλ１を出力ポート２０４に反射するように構成されてもよい。結果として、同調モードにおいて波長λ１−λ５が出力ポート２０４に送られてもよい。経路Ｂ２が経路Ｂ１と同じ長さになるように構成されている場合、以下の等式が得られる。
Ｂ１＋Ｂ２＝Ａ１＋Ａ２＋Ａ３＋Ａ４ （式１）
等式１は、同調可能フィルター２１０から反射される光学信号（例えば、λ２−λ５）に対する入力ポート２０２から出力ポート２０４までの同調モードの光学経路の長さが同調可能フィルター２１０を通過し、可動鏡２１４で反射される信号（例えば、λ１）に対する長さと同じになることを意味する。Ａ１−Ａ４及びＢ１−Ｂ２の光学経路の長さが同じである場合、出力ポート２０４の信号は通り抜ける特定のＡまたはＢの経路にかかわりなく、同じ距離を移動したものとして現れる。ネットワーク１０２の下流側の装置は波長λ１と波長λ２−λ５の間の経路の長さの遅延による相対的な差を検出することができないだろう。
同調可能フィルター２１０は他の波長が可動鏡２１４に達することを可能にするように配置、または再配置されてもよい。例えば、同調可能フィルター２１０は、λ４だけが可動鏡２１４に達することを可能にするように、λ１−λ５に対して再配置されてもよい。可動鏡２１４は、λ４が抜出ポート２０８に対して利用可能となるように、作用モード位置に配置されてもよい。
図２の実施は他の波長にヒットを起こさずに、所定の波長が同調可能フィルター２１０を選択的に通過することを可能にする。例えば、λ２及びλ３は、同調可能フィルター２１０がλ１からλ４に同調されるとき、同調動作中に擾乱を受けない（または、妨害されない）。このように、図２の実施、及び本願で説明される他の実施は真にヒットを伴わない同調可能フィルターとして動作することができる。図２の実施は、経路Ｃ１及びＤ１の長さが経路Ｂ１及びＢ２と実質的に同じになるように設定されてもよい。
例としてのヒットを伴わないフィルターの構成
図３Ａは本発明の原理に従った、光学信号上で動作するように構成された同調可能フィルターの実施例の側面を図示している図３Ａの実施は入力ポート２０２、出力ポート２０４、追加ポート２０６、抜出ポート２０８、同調可能フィルター３１０、固定鏡３１２、及び可動鏡３１４を含んでもよい。同調可能フィルター３１０は同調可能フィルター３１０の第１面上の光学信号の入射角によって形成される角度の関数として１つまたは複数の波長を通過させる薄膜同調可能フィルターであってもよい。薄膜の実施は、同調可能フィルター３１０が単一の波長または複数の波長を入射角の関数として通過させることを可能にする表面皮膜とともに構成及び適合される。同調可能フィルター３１０はネットワーク１０２の特定の実施等の、特定の用途で使用される波長の作用範囲に従って選択されてもよい。
固定鏡３１２は同調可能フィルター３１０に面する曲面状の反射面を利用する鏡を含んでもよい。曲面は入射光学信号を同調可能フィルター３１０の第１面上の該入射光学信号を送信した場所に対応する同調可能フィルター３１０上の場所に反射する（または、反射して戻す）ように適合されてもよい。１つの実施において、固定鏡３１２は、入射ビームに関連する波長が固定鏡３１２に関連する曲面の中心に当たるように構成されてもよい。可動鏡３１４は実質的に平らな反射面及び／または曲面状の反射面を含んでもよい。
図３Ｂ及び３Ｃはそれぞれ、小さな同調角度及び大きな同調角度の配置に対する図３Ａの実施例の上面を図示している。図３Ｂ及び３Ｃにおいて、入力ポート２０２は出力ポート２０４の真上に位置し、追加ポート２０６は抜出ポート２０８の真上に位置している。結果として、４つのポートのうちの２つだけがこれらの図に図示されている。他の実施例において、４つのポートは異なった様式で配置されてもよい。
角度３１６（図３Ｂ）は小さい同調角度の幾何構成を表している。角度３１６はまた、図２と関連して説明された例におけるλ１等の特定の波長と関連付けられてもよい。これに対し、角度３１８（図３Ｃ）は大きな同調角度の幾何構成と関連付けられてもよい。角度３１８はまた、図２と関連して説明された例におけるλ４等と関連付けられてもよい。本発明の実施は使用される波長、特定の波長を濾波するために使用される部品の幾何配置、同調可能フィルター３１０上で使用される皮膜、固定鏡３１２上で使用される曲率、及び可動鏡３１４に対して使用される鏡の種類に依存して実質的にどのような範囲の同調角度に対しても動作するように適合することができる。それゆえ、本発明の実施は特定の範囲の作用及び／または同調角度に限定されるものではない。
例としての動作のシーケンス
図４Ａ−４Ｄは本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例に対する例としての動作シーケンスを図示している。図４Ａ−４Ｄはまた、入力ポート２０２、出力ポート２０４、追加ポート２０６、抜出ポート２０８、同調可能フィルター３１０、固定鏡３１２、及び可動鏡３１４を含んでもよい。
図４Ａはλ１等の第１波長に対する作用モードを図示している。作用モードにおいて、λ１は同調可能フィルター３１０を通過した後、抜出ポート２０８に対して利用可能（または、有効）にされてもよい。図４Ｂは第１波長に対する同調モードを図示している。同調モードにおいて、第１波長は同調可能フィルター３１０に入射される全ての波長が出力ポート２０４等の出力ポートに対して利用可能になるように、可動鏡３１４によって反射されてもよい。
図４Ｃは図４Ｂの同調モードを図示しており、そこにいて同調可能フィルター４１０はλ４等のもう１つの波長に対して操られる。同調可能フィルター３１０に入射された全ての波長は図４Ｃの実施の出力ポート２０４に対して利用可能となる。図４Ｄは作用モードを図示しており、そこにおいて新規の波長が抜出ポート２０８に対して利用可能にされてもよい。図４Ａから４Ｄの動作シーケンスは初期の波長（図４Ａ）と後の同調された波長（図４Ｄ）の間に存在する波長にヒットを起こさずに、１つの波長からもう１つの波長に同調することができる。例えば、図４Ａ−４Ｄの実施において、λ１からλ４に切り替わるときに、λ２、λ３、及びλ５はヒットを受けない。
例としての補正技術
図５Ａ及び５Ｂは本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施における光学的補正のための例としての技術を図示している。本発明の実施は入力ポート２０２、同調可能フィルター３１０、及び／または固定鏡３１２等の部品に関連する焦点合わせ及び／または経路長アスペクトに対する補正を行うために適合されてもよい。例えば、図５Ａにおいて、光学部品５０２は焦点及び／または光学経路長の補正をするために構成及び適合されてもよい。光学部品５０２は光学ビームに関連した光学経路の変化を誘発するように構成されたどのような装置を含んでもよい。光学部品５０２はプリズム、ガラス片、レンズ、及び／または光学的特性を適用された電位及び／または電流の関数として変化させることができる光電気部品等の光学部品を含んでもよい。
図５Ｂは円筒形レンズ５０４とともに図５Ａの実施を図示している。入力ポート２０２はコリメーティングレンズを介して焦点を合わされた複合ビームを与えてもよい。図５Ｂの実施は、固定鏡３１２からの反射の焦点が所望の解像度で同調可能フィルター３１０に合わされたときに効率的に動作することができる。焦点合わせ装置を介した複合ビームの受信は固定鏡３１２の焦点合わせへの寄与が所望の解像度を超えることを生じさせる。図５Ｂの実施は他の部品に起因する焦点合わせ／焦点ぼけの影響を補正するために円筒形レンズ５０４等の焦点合わせ／焦点ぼけ装置を使用してもよい。
円筒形レンズ５０４は光学ビームを焦点合わせ及び／または焦点ぼけさせるように構成されたどのような装置を含んでもよい。円筒形レンズ５０４は単一の波長で動作してもよいし、または複合ビームで動作してもよい。円筒形レンズ５０４は固定鏡３１２の曲面等において一方向の、１つまたは複数の波長を補正するように構成されてもよい。単一方向の補正により、円筒形レンズ５０４は１つまたは複数の波長を含む出力ビームが実質的に円形または環状になることを確実にする。円筒形レンズ５０４は同調可能フィルター３１０、固定鏡３１２、及び／または可動鏡３１４と相互作用（または、干渉）する１つまたは複数の波長に対して動作するとき、光学部品５０２とともに動作してもよいし、または光学部品５０２なしで動作してもよい。
例としての監視ポートの実施
図６は本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例における監視ポートのための技術を図示している。図６の実施は入力ポート２０２、出力ポート２０４、追加ポート２０６、抜出ポート２０８、同調可能フィルター３１０、固定鏡３１２、可動鏡３１４、光学部品５０２、タップ６０２、及び監視ポート６０４を含んでもよい。タップ（または、傍受装置）６０２は１つまたは複数の波長をもう１つの装置に対して利用可能にするように構成されたどのような装置を含んでもよい。監視ポート６０４は監視される信号に関連した光学及び／または電気信号を受信するように構成されたどのような装置を含んでもよい。例えば、１つの実施において、タップ６０２はアナログ−デジタル変換器等の受信装置に機能可能に結合した光検出器を含んでもよい。本発明の他の実施はタップ６０２に対してガラス片及び／または他の傍受装置を使用してもよい。
消光比を増大させるための例としての実施
図７は本発明の原理に従った実施例の消光比を増大させるために複式反射を利用する例としてのヒットを伴わない同調可能フィルターを図示している。消光比は二進数の「０」の光学的な表記に対応する出力に対する二進数の「１」の光学的な表記に対応する出力の比を意味してもよい。本発明の実施は同調可能フィルターと濾波手段の間に付加的な反射された経路を使用することによって消光比を改善することができる。
図７は消光比を改善するために使用されてもよい１つの実施を図示しており、それは入力ポート２０２、出力ポート２０４、追加ポート２０６、抜出ポート２０８、同調可能フィルター７１０、固定鏡７１２、及び可動鏡７１４を含んでもよい。同調可能フィルター７１０は複式の反射を使用する動作のために適合されてもよく、及び／または同調可能フィルター３１０と同様な様式で動作してもよい。さらに、同調可能フィルター７１０は固定鏡７１２とともに複式の反射に対処するように適合されてもよい。例えば、図７の実施は付加的な反射された経路Ａ５−Ａ７とともに図２に図示されている経路Ａ１−Ａ４を使用してもよい。付加的な反射された経路Ａ５−Ａ７は例えば、図２の実施に対して図７の実施の消光比を増大させるために動作されてもよい。
固定鏡７１２は複式の反射とともに動作する、及び／または固定鏡３１２と同様な様式で動作するように構成及び適合されてもよい。固定鏡７１２は経路Ａ５等の付加的な入射経路を含めることができ、そして経路Ａ６等の付加的な反射された経路を含めることができる。可動鏡７１４は平らな鏡として、及び／または曲面状の鏡として構成されてもよい。
例としてのＭＥＭＳの実施
図８Ａ及び８Ｂはそれぞれ、本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例の側面及び上面を図示している。図８Ａ及び８Ｂの実施は入力ポート２０２、出力ポート２０４、追加ポート２０６、抜出ポート２０８、超小型電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ（micro-electrical mechanical switch））同調可能フィルター８１０、平らな固定鏡８１２、及びＭＥＭＳ鏡８１４を含んでもよい。ＭＥＭＳ同調可能フィルター８１０は１つまたは複数の光学波長を反射及び／または通過させるように構成及び適合されたどのようなＭＥＭＳ装置を含んでもよい。ＭＥＭＳ同調可能フィルター８１０は波長を入射波長の角度の関数として、同調可能フィルターの温度の関数として、及び／または同調可能フィルターの厚さの関数として反射及び／または通過させるために動作することができる。ＭＥＭＳ同調可能フィルター８１０は入力される光学信号を濾波するために、ＭＥＭＳ同調可能フィルター８１０を決められた位置に配置するために電気的及び／または電気機械的出力源によって動作されてもよい。平らな固定鏡８１２は実質的に平らな反射面を使用して入射される光学信号を反射するように構成されたどのような装置を含んでもよい。
ＭＥＭＳ鏡８１４は入射された光学信号を決められた場所への反射及び／または通過のためにどのようなＭＥＭＳ互換性装置を含んでもよい。ＭＥＭＳ鏡８１４は、ＭＥＭＳ鏡８１４を入射光学信号が反射される同調位置からＭＥＭＳ鏡８１４が入射光学信号と干渉しない作用位置に移動させるために移動可能に動作されてもよい。ＭＥＭＳ鏡８１４が同調位置にあるとき、入射光学信号はＭＥＭＳ同調可能フィルター８１０を通過した後、出力ポート２０４に反射される。ＭＥＭＳ鏡８１４が作用位置にあるとき、入射光学信号は抜出ポート２０８への経路の途中でＭＥＭＳ同調可能フィルター８１０を通過してもよい。
例としてのカスケードの実施
図９は本発明の原理に従った、カスケード配置で動作している４つのヒットを伴わない同調可能フィルターを利用している例としての装置を図示している。装置９００は同調可能フィルター組立品９０２Ａ−９０２Ｄ、入力ポート９０４、出力ポート９０６、追加ポート９０８、及び抜出ポート９１０を含んでもよい。図９には４つのフィルター組立品が図示されているが、他の実施例においては、それ以上またはそれ以下の数の組立品が使用されてもよい。同調可能組立品９０２Ａ−Ｄは図２、３Ａ−Ｃ、４Ａ−Ｄ、５Ａ−Ｂ、及び６と関連して説明された実施例と同様な様式で構成され、動作されてもよい。同調可能組立品９０２Ａ−Ｄはまた、図７及び８Ａ−Ｂと関連して説明された実施例と同様な様式で構成され、動作されてもよい。
同調可能組立品９０２Ａ−Ｄはカスケード構成で配置されてもよい。このカスケード構成は１つの同調可能組立品の出力ポートから隣接する同調可能組立品の入力ポートに結合されてもよい。例えば、同調可能組立品９０２Ａの出力ポートは同調可能組立品９０２Ｂの入力ポートに機能可能に結合され、同調可能組立品９０２Ｂの出力ポートは同調可能組立品９０２Ｃの入力ポートに機能可能に結合され、同調可能組立品９０２Ｃの出力ポートは同調可能組立品９０２Ｄの入力ポートに機能可能に結合されてもよい。装置９００は光ファイバー等の外部の信号ラインへの接続のための１つの入力ポート９０４及び１つの出力ポート９０６を有してもよい。
装置９００は各同調可能組立品９０２Ａ−Ｄに対する追加ポート及び／または抜出ポートを含んでもよい。例えば、図９の実施は４つの追加ポート９０８及び４つの抜出ポート９１０を含んでもよい。装置９００等の実施は単一の統合された装置を使用して複数の波長の追加及び／または抜出を容易にすることができる。例えば、波長λ１−λ５が入力ポート９０４に結合されてもよい。組立品９０２Ａはλ４を抜き出し、組立品９０２Ｂはλ３を抜き出し、組立品９０２Ｃはλ２を抜き出し、組立品９０２Ｄはλ１を抜き出してもよい。出力ポート９０６はλ５をネットワーク１０２上の他の装置等の、他の装置に対して利用可能にすることができる。装置９００等の実施はＲＯＡＤＭ及び／または他のネットワーク装置で動作するように適合されてもよい。
結び
本発明の原理に従った実施は真にヒットを伴わない同調可能フィルターの配備または展開を容易にする。
本発明の上述の実施例は本発明の説明のためのものであり、本発明をそれらの実施例に限定するものではない。本発明を実施するために、上述の開示に対して多様な変更及び改良がなされてもよい。
例えば、本発明の原理に従った実施は本発明の範囲から外れることなく、図面に図示された、または発明の詳細な説明で説明された組立品や部品と異なるものを使用して実施されてもよい。特定の配備及び／または用途に応じて、図１−９の実施に対して部品が追加されたり、除去されたりしてもよい。さらに、開示された実施はハードウェアの特定の組み合わせに限定されるものではない。
本発明の説明で使用されている部材、動作、または命令は、特に記述がない限り、本発明にとって重要または本質的なものではない。また、本発明の部材は特に指定されてない限り、単体であっても複数であってもよい。単一の部材を意味する場合、用語「１つの」または同様な用語が使用されている。さらに、用語「基づく」は、特に記述がない限り、「少なくとも部分的に基づく」ことを意味している。
本発明の範囲は請求の範囲及びそれらの等価物によって規定される。
本発明の原理に従って動作するように構成された例としてのシステムを図示している。 本発明の原理に従った同調可能フィルターから反射される光学信号と該同調可能フィルターを通過する光学信号が実質的に等価な光学経路を維持するように構成されたヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例を図示している。 本発明の原理に従った、光学信号上で動作するように構成された同調可能フィルターの実施例の側面を図示している（Ａ）。小さな同調角度の配置に対する図３Ａの実施例の上面を図示している（Ｂ）。大きな同調角度の配置に対する図３Ａの実施例の上面を図示している（Ｃ）。 本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例に対する例としての動作シーケンスを図示している。 本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施における光学的補正のための例としての技術を図示している。 本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例における監視ポートのための技術を図示している。 本発明の原理に従った実施例の消光比を増大させるために複式反射を利用する例としてのヒットを伴わない同調可能フィルターを図示している。 本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例の側面を図示している（Ａ）。本発明の原理に従ったヒットを伴わない同調可能フィルターの実施例の上面を図示している（Ｂ）。 本発明の原理に従った、カスケード配置で動作している４つのヒットを伴わない同調可能フィルターを利用している例としての装置を図示している。
符号の説明
１０２ ネットワーク
１０４ ユーザー
１０６ ＲＯＡＤＭ
１０８ サービスプロバイダー
２０２ 入力ポート
２０４ 出力ポート
２０６ 追加ポート
２０８ 抜出ポート
２１０ 同調可能フィルター
２１２ 固定鏡
２１４ 可動鏡
３１０ 同調可能フィルター
３１２ 固定鏡
３１４ 可動鏡
４１０ 同調可能フィルター
５０２ 光学部品
５０４ 円筒形レンズ
６０２ タップ
６０４ 監視ポート
７１０ 同調可能フィルター
７１２ 固定鏡
７１４ 可動鏡
８１０ 同調可能フィルター
８１２ 固定鏡
８１４ ＭＥＭＳ鏡
９０２ 同調可能フィルター組立品
９０４ 入力ポート
９０６ 出力ポート
９０８ 追加ポート
９１０ 抜出ポート

Claims (18)

  1. 光学信号を濾波する方法であって：
    入力ポートから第１波長、第２波長、及び他の波長を含む複数の波長を有する複合光学信号を与えること；
    フィルターの一つの位置で、前記入力ポートから該フィルターを通過して可動鏡に到る第１経路に沿って、前記第１波長を通過させ、該可動鏡により反射させ、次いで前記可動鏡から前記フィルターを通過して出力ポートに到る第２経路に沿って、出力ポートへ向かわせること；
    前記第２波長及び他の波長を、前記フィルターの前記一つの位置で固定反射鏡に向けて反射させることにより、前記第２波長及び他の波長を前記入力ポートから前記フィルターへの第３経路及び前記フィルターから前記固定反射鏡に至る第４経路に沿って進行させること；
    前記第２波長及び他の波長を前記固定反射鏡で反射させて、前記固定反射鏡から前記フィルターに到る第５経路に沿って前記フィルターに向かわせること、
    該反射された前記第２波長及び他の波長を前記フィルターで反射させ、それを前記フィルターから前記出力ポートに到る第６の経路に沿って出力ポートへ向かわせることよりなり、
    前記第１経路及び第２経路の長さの合計が前記第３経路から第６経路の長さの合計に等しく定められている、方法。
  2. 第１波長を抜出ポートに対して利用可能にするように前記可動鏡を前記一つの位置から移動することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 追加ポートを与えること；及び、
    前記可動鏡の反射面から該追加ポートまでの追加ポート距離、前記可動鏡の反射面から前記抜出ポートまでの抜出ポート距離、及び前記入力ポートから前記可動鏡の反射面までの入力ポート距離が等しくなるように前記追加ポート及び抜出ポートを配置することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 第１波長の前記フィルターの前記第一位置での通過が薄膜フィルター、熱的同調フィルター、または超小型電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ）フィルターにより達成される、請求項１に記載の方法。
  5. 光学信号を濾波するための装置であって：
    第１光学波長及び第２光学波長を有する複合光学信号を入射する入力ポートと、
    第１配置を有し、前記第１光学波長及び第２光学波長を有する複合光学信号を第１位置で受信し、第１光学波長を通過させ、第２光学波長を反射させるように構成された同調可能フィルター；
    前記同調可能フィルターが第２光学波長を出力ポートに反射することができるように、前記反射された第２光学波長を受けて反射し該第２光学波長を前記同調可能フィルターに戻すように構成された固定鏡；及び、
    第１位置において第１光学波長を前記同調可能フィルターに反射して戻し該同調可能フィルターを通して該第１光学波長を出力ポートに送り、第２位置において第１光学波長を反射することなく通過させるように移動可能に構成された可動鏡を備え、さらに前記第１光学波長の経路長さと前記第２光学波長の経路長が等しくなるように入力ポート、出力ポート、フィルター、固定鏡、及び可動鏡を配置することをさらに含む、装置。
  6. 前記可動鏡の第２位置への位置付けて第１光学波長を抜出ポートに対して利用可能にする、請求項５に記載の装置。
  7. 前記固定鏡は前記第２光学波長が前記固定鏡の曲面の中心に当たるように構成されている、請求項５に記載の装置。
  8. 前記同調可能フィルターが超小型電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ）フィルター、薄膜フィルター、または熱的フィルターである、請求項５に記載の装置。
  9. 前記可動鏡が超小型電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ）鏡である、請求項５に記載の装置。
  10. 第１光学波長を監視するための光学タップ；及び、
    該光学タップに接続された監視ポートをさらに備える、請求項５に記載の装置。
  11. 前記固定鏡が、第２光学波長が前記同調可能フィルターから２回目に受信されたときに、該第２波長を前記同調可能フィルターに反射して戻すことによって消光比を向上させるように構成されている、請求項５に記載の装置。
  12. 第１波長、第２波長、及び第３波長を有する複合光学信号を利用可能にするための入力ポート；
    出力ポート；
    可動鏡；
    第１配置に位置付けられた同調可能フィルター要素であって、該第１配置は可動鏡が第１配置にあるときに第１波長を可動鏡で反射させ、それを同調可能フィルター要素に通過させて出力ポートへ向わせ、また第２波長及び第３波長を反射させるように構成されている該同調可能フィルター要素、
    ；及び、
    前記同調可能フィルター要素が光学波長を出力ポートに反射することができるように、前記同調可能フィルター要素から反射された光学波長を受信し、受信した光学波長を反射性表面を介して同調可能フィルター要素に反射して戻すように構成された固定鏡を備え、
    前記第１波長の通過する、前記入力ポートから前記同調可能フィルター要素を通過して前記可動鏡、次いで前記同調可能フィルター要素を通過して前記出力ポートに到る第１経路の長さと、前記第２波長及び第３波長の通過する、前記入力ポートから前記同調可能フィルター要素、前記固定鏡、次いで前記同調可能フィルター要素を経て前記出力ポートに到る反射経路である第２経路の長さが等しくなるように定めた、同調可能フィルター。
  13. 前記同調可能フィルター要素は前記同調可能フィルター要素が第２配置に位置付けられたときに、第３波長を前記可動鏡に通過させ、前記可動鏡から第３波長を受けてそれを前記同調可能フィルター要素を透過して出力ポートに向かわせるように構成されており、また第１波長及び第２波長を反射させるように構成される、請求項１２に記載の同調可能フィルター。
  14. 同調可能フィルター要素の第１配置から第２配置への遷移が第２波長を擾乱しない、請求項１３に記載の同調可能フィルター。
  15. 前記可動鏡が第１波長を抜出ポートに対して利用可能にするために移動される、請求項１２に記載の同調可能フィルター。
  16. 前記固定鏡が曲面状の反射面を有し、反射された波長を該曲面状の反射面の中心で受信するように構成されている、請求項１２に記載の同調可能フィルター。
  17. 前記第２経路が前記入力ポートから前記同調可能フィルター要素の反射面、前記同調可能フィルター要素の反射面から前記固定鏡の反射面、前記固定鏡の反射面から前記同調可能フィルター要素の反射面、及び前記同調可能フィルター要素の反射面から前記出力ポートまで拡張しており、前記第１経路が前記入力ポートから前記可動鏡の反射面、及び前記可動鏡の反射面から前記出力ポートまで拡張している、請求項１２に記載の同調可能フィルター。
  18. 前記入力ポートと前記同調可能フィルター要素の間に配置された円筒形レンズをさらに備え、該円筒形レンズが第１波長、第２波長、及び第３波長を含む光学信号の焦点を合わせるまたは焦点をぼかす、請求項１２に記載の同調可能フィルター。
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