JP5134114B2 - Wavelength selective switch and control method thereof - Google Patents

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本発明は、通信用光伝送装置、波長ルーティング装置などに使用される波長選択スイッチに係り、特に光路を切り替えるだけでなく、スイッチを通って出力される光信号のパワーを所望の値に制御することができる波長選択スイッチとその制御方法に関するものである。   The present invention relates to a wavelength selective switch used in a communication optical transmission device, a wavelength routing device, and the like, and in particular, not only switches an optical path but also controls the power of an optical signal output through the switch to a desired value. The present invention relates to a wavelength selective switch and a control method thereof.

近年の光通信では、光信号を電気信号に変換することなく、光のままで通信先に送ることにより、通信速度を落とさない高速通信を実現している。また、一つの波長に一つの光信号を対応させて波長多重するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）技術により、一本の光ファイバを使って大容量の光伝送が行えるようになっている。このような光通信技術の発展に伴い、光信号のままで経路を切り替える光スイッチの役割が重要性を増している。   In recent optical communication, high-speed communication that does not decrease the communication speed is realized by transmitting an optical signal to a communication destination as it is without converting the optical signal into an electric signal. In addition, a WDM (Wavelength Division Multiplexing) technique in which one optical signal is wavelength-multiplexed in correspondence with one wavelength enables large-capacity optical transmission using a single optical fiber. With the development of such optical communication technology, the role of an optical switch that switches a path while maintaining an optical signal is becoming more important.

光通信ネットワークの大規模化に伴い、光信号の波長数も増え、数十もの波長から任意の波長を選択して複数の出力ファイバのどれかから出力する波長選択スイッチの小型化、高機能化が進んでいる。このような高機能な波長選択スイッチをコンパクトに実現できるものとして、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）マイクロミラーを用いた空間光学系光スイッチが注目されている。   As the size of optical communication networks increases, the number of wavelengths of optical signals also increases, and the wavelength selection switch that selects an arbitrary wavelength from several tens of wavelengths and outputs it from one of multiple output fibers is downsized and highly functional. Is progressing. Spatial optical system optical switches using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) micromirrors have attracted attention as a means for realizing such highly functional wavelength selective switches in a compact manner.

空間光学系光スイッチは、ファイバのほかにレンズやミラーなどの空間光学部品から構成され、光学部品を３次元的に配置することができるので、空間利用効率の高い大規模スイッチを構成できる。空間光学系光スイッチで利用される可動素子として、ＭＥＭＳ技術で作成されたＭＥＭＳミラーアレイ（例えば、特許文献１参照）がよく用いられる。このミラーアレイは、ポートの切り替えを実現する可動軸の他に、もう一つの回動軸を有しており、この回動軸周りにミラーを回動させることによって光路の損失を変えて、ミラーを通過する光信号のパワーを任意の値に制御することができる。光パワー制御は、例えばＷＤＭ光ネットワークなどにおいては、光伝送路における利得または損失の差によって生じた光信号間のパワーのばらつきを抑制することに利用される。この光パワー制御機能は、接続できるノード数にかかわるので、将来の多波長光ネットワーク用波長選択スイッチには欠かせない機能である。   The spatial optical system optical switch is composed of spatial optical components such as lenses and mirrors in addition to the fiber, and the optical components can be arranged three-dimensionally, so that a large-scale switch with high space utilization efficiency can be configured. As a movable element used in the spatial optical system optical switch, a MEMS mirror array (for example, see Patent Document 1) created by the MEMS technique is often used. This mirror array has another rotating shaft in addition to the movable shaft that realizes the switching of the port. By rotating the mirror around this rotating shaft, the loss of the optical path is changed, and the mirror array The power of the optical signal passing through can be controlled to an arbitrary value. Optical power control is used, for example, in a WDM optical network to suppress power variation between optical signals caused by a gain or loss difference in an optical transmission line. Since this optical power control function is related to the number of nodes that can be connected, it is an indispensable function for future wavelength selective switches for multi-wavelength optical networks.

光ネットワークの大規模化に伴い、波長選択スイッチに要求される性能は高く、例えば、±１ｄＢ以下の精度で光信号の減衰率を制御している。しかし、周辺温度の変化やスイッチ内部から発生する熱により、ファイバやレンズ等の光学系や、ＭＥＭＳミラーの温度が変化すると、光学系とＭＥＭＳミラーのそれぞれが有する温度依存性により、ＭＥＭＳミラーに入射する光線の角度や、ＭＥＭＳミラーの角度が変化してしまい、光信号の減衰率も変わってしまう。そのため、ある温度では高精度な減衰率制御ができていても、温度が変わると、とたんに精度が劣化してしまうという問題があり、いかに精度の高い温度補償制御を実現するかが課題であった。   Along with the increase in the scale of optical networks, the performance required for wavelength selective switches is high. For example, the attenuation rate of optical signals is controlled with an accuracy of ± 1 dB or less. However, if the temperature of the optical system such as a fiber or lens or the MEMS mirror changes due to changes in the ambient temperature or heat generated from the inside of the switch, the temperature depends on each of the optical system and the MEMS mirror. The angle of the light beam and the angle of the MEMS mirror change, and the attenuation factor of the optical signal also changes. For this reason, even if high-accuracy attenuation rate control is possible at a certain temperature, there is a problem that the accuracy deteriorates as soon as the temperature changes. there were.

従来、温度補償制御の技術として、透過波長を調整可能な円板状光フィルタの近傍に温度センサを設置し、この温度センサによって周辺温度を検出し、予め記録しておいた温度と補償量との関係から円板状光フィルタを必要量回すことで、温度に依存せずに透過波長を常に一定に保つフィードフォワード制御が提案されている（非特許文献１参照）。   Conventionally, as a temperature compensation control technique, a temperature sensor is installed in the vicinity of a disc-shaped optical filter whose transmission wavelength can be adjusted, and the ambient temperature is detected by this temperature sensor. In view of the above, there has been proposed feed-forward control that keeps the transmission wavelength constant without depending on the temperature by turning the disk-shaped optical filter by a necessary amount (see Non-Patent Document 1).

特開２００３−５７５７５号公報JP 2003-57575 A

E.Hashimoto and Y.Katagiri，“Temperature-compensated,highly accurate wavelength-tunable filters for photonic networks”，Journal of Optical Networking，Vol.4，No.6，June 2005E. Hashimoto and Y. Katagiri, “Temperature-compensated, highly accurate wavelength-tunable filters for photonic networks”, Journal of Optical Networking, Vol. 4, No. 6, June 2005

しかしながら、非特許文献１に開示された例のように、温度と補償量との関係が１対１の単純なフィードフォワード温度補償制御を、そのまま波長選択スイッチの温度補償制御には適用できない。なぜなら、波長選択スイッチのミラー角度を制御する軸は二軸あり、軸同士での駆動特性に相関がある他、制御する変数もポート選択と光信号の減衰率という二変数があるので、温度補償量をそれぞれの変数にどのように加えるかを決めなくてはならないからである。   However, as in the example disclosed in Non-Patent Document 1, simple feedforward temperature compensation control in which the relationship between the temperature and the compensation amount is 1: 1 cannot be applied as it is to the temperature compensation control of the wavelength selective switch. This is because there are two axes that control the mirror angle of the wavelength selective switch, and there are correlations between the drive characteristics between the axes, and there are two variables to be controlled: port selection and optical signal attenuation, so temperature compensation This is because we have to decide how to add the quantity to each variable.

また、波長選択スイッチは前述のように、単にポートの切り替えだけではなく、光信号の減衰率の調節機能も有するので、温度に関わらず、切り替えたポート状態を維持するための温度補償に加え、調節した減衰率を維持するための温度補償も同時に必要である。しかし、従来の温度補償制御は、ある一つの特性、例えば光フィルタならば透過波長について、光スイッチならばポート選択について、温度補償を行っているだけで、ポート選択と減衰率という二つの特性に対して同時に温度補償を実施していなかった。そのため、光信号の減衰率について精度の高い温度補償を提供することができないという問題点があった。   In addition, as described above, the wavelength selective switch has not only the port switching but also the function of adjusting the attenuation rate of the optical signal, so in addition to the temperature compensation for maintaining the switched port state regardless of the temperature, Temperature compensation to maintain the adjusted decay rate is also necessary. However, the conventional temperature compensation control has only one characteristic, for example, a transmission wavelength for an optical filter and a port selection for an optical switch. At the same time, temperature compensation was not performed. Therefore, there has been a problem that it is impossible to provide temperature compensation with high accuracy for the attenuation rate of the optical signal.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ポート選択特性のみならず、減衰率特性についても高精度な温度補償を実現することができる波長選択スイッチとその制御方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a wavelength selective switch capable of realizing highly accurate temperature compensation not only for a port selection characteristic but also for an attenuation factor characteristic, and a control method therefor. It is in.

本発明の波長選択スイッチ（第１の実施の形態）は、少なくとも１つ以上の入力ポートと、少なくとも１つ以上の出力ポートと、前記入力ポートから入った光を波長ごとに直線的に一点に集光する分散空間光学系と、この分散空間光学系の集光点上に配置され、二つの回動軸周りに回動可能なミラーおよび制御電圧に応じた静電引力により前記ミラーを回動させる制御電極からなる二軸ＭＥＭＳミラー装置と、この二軸ＭＥＭＳミラー装置を制御する制御手段と、前記二軸ＭＥＭＳミラー装置および分散空間光学系の周辺温度を検出する温度センサとを備え、前記制御手段は、前記入力ポートと前記出力ポートとの間の光信号の損失が最小となる最適結合条件に対応した前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の最適結合電圧情報と、光信号の所望の減衰率を実現する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の減衰率制御電圧情報と、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報と、減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報とを予め記憶するメモリと、前記最適結合電圧情報と前記減衰率制御電圧情報とから所望のポートおよび所望の減衰率に対応する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電圧を算出し、前記補償電圧修正値情報から所望の減衰率に対応する補償電圧修正値を決定し、前記温度センサが検出した温度と前記温度補償電圧情報と前記補償電圧修正値とから温度補償電圧を算出し、この温度補償電圧を、前記算出した制御電圧に加えて最終的な制御電圧を確定する演算手段と、この演算手段が算出した制御電圧を前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電極に印加する電圧駆動手段とを有し、前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで前記分散空間光学系から入射した光信号の向きを変え、この光信号を再び前記分散空間光学系を通して所望の出力ポートに出力することで光信号の減衰率の温度補償が可能なことを特徴とするものである。   The wavelength selective switch (first embodiment) according to the present invention includes at least one or more input ports, at least one or more output ports, and light input from the input ports in a linear manner for each wavelength. A dispersive space optical system that collects light, a mirror that is disposed on a condensing point of the dispersive space optical system, and that can be rotated around two rotation axes, and the mirror is rotated by electrostatic attraction according to a control voltage. A biaxial MEMS mirror device comprising control electrodes to be controlled, a control means for controlling the biaxial MEMS mirror device, and a temperature sensor for detecting the ambient temperature of the biaxial MEMS mirror device and the dispersion space optical system, the control The means includes an optimum coupling voltage information of the biaxial MEMS mirror device corresponding to an optimum coupling condition that minimizes an optical signal loss between the input port and the output port, and a desired reduction of the optical signal. Attenuation rate control voltage information of the biaxial MEMS mirror device that realizes a rate, temperature compensation voltage information that represents the relationship between the temperature and the optimum coupling voltage, and compensation voltage correction value information that corrects the temperature compensation voltage according to the attenuation rate The control voltage of the two-axis MEMS mirror device corresponding to a desired port and a desired attenuation rate is calculated from the memory that stores in advance, the optimum coupling voltage information, and the attenuation rate control voltage information, and the compensation voltage correction A compensation voltage correction value corresponding to a desired attenuation rate is determined from the value information, a temperature compensation voltage is calculated from the temperature detected by the temperature sensor, the temperature compensation voltage information, and the compensation voltage correction value, and this temperature compensation voltage is calculated. Is applied to the control electrode of the biaxial MEMS mirror device by calculating means for determining the final control voltage in addition to the calculated control voltage, and the control voltage calculated by the calculating means And a direction of an optical signal incident from the dispersion space optical system by controlling rotation of at least one axis of the mirror, and the optical signal is again transmitted through the dispersion space optical system. It is characterized in that the temperature compensation of the attenuation rate of the optical signal is possible by outputting to a desired output port.

また、本発明の波長選択スイッチの１構成例（第１の実施の形態）は、さらに、前記分散空間光学系と前記二軸ＭＥＭＳミラー装置と前記温度センサとを内部に収める筐体を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの１構成例（第２の実施の形態）は、さらに、前記分散空間光学系と前記二軸ＭＥＭＳミラー装置と前記温度センサとを前記筐体に固定する固定具を備え、この固定具は、断熱性の材料からなることを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの１構成例（第３の実施の形態）において、前記温度センサは、波長選択スイッチを構成する光学部品のうち温度依存性が最も高い光学部品に装着されていることを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの１構成例（第４の実施の形態）において、前記温度センサは、波長選択スイッチを構成する光学部品のうち温度依存性が最も高い光学部品と略等しい熱容量を持つ部材に装着されていることを特徴とするものである。 In addition, one configuration example (first embodiment) of the wavelength selective switch of the present invention further includes a housing that houses the dispersion space optical system, the biaxial MEMS mirror device, and the temperature sensor. It is characterized by.
Further, one configuration example (second embodiment) of the wavelength selective switch of the present invention further includes a fixture for fixing the dispersion space optical system, the biaxial MEMS mirror device, and the temperature sensor to the casing. The fixture is made of a heat insulating material.
In one configuration example (third embodiment) of the wavelength selective switch of the present invention, the temperature sensor is mounted on an optical component having the highest temperature dependency among the optical components constituting the wavelength selective switch. It is characterized by this.
In one configuration example (fourth embodiment) of the wavelength selective switch of the present invention, the temperature sensor has a heat capacity substantially equal to that of the optical component having the highest temperature dependency among the optical components constituting the wavelength selective switch. It is attached to the member which has.

また、本発明は、少なくとも１つ以上の入力ポートと、少なくとも１つ以上の出力ポートと、前記入力ポートから入った光を波長ごとに直線的に一点に集光する分散空間光学系と、この分散空間光学系の集光点上に配置され、二つの回動軸周りに回動可能なミラーおよび制御電圧に応じた静電引力により前記ミラーを回動させる制御電極からなる二軸ＭＥＭＳミラー装置と、前記二軸ＭＥＭＳミラー装置および分散空間光学系の周辺温度を検出する温度センサとを備えた波長選択スイッチの制御方法であって（第５の実施の形態）、前記入力ポートと前記出力ポートとの間の光信号の損失が最小となる最適結合条件に対応した前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の最適結合電圧情報と、光信号の所望の減衰率を実現する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の減衰率制御電圧情報とから、所望のポートおよび所望の減衰率に対応する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電圧を算出する制御電圧算出ステップと、減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報から、所望の減衰率に対応する補償電圧修正値を決定する補償電圧修正値決定ステップと、前記温度センサが検出した温度と、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報と、前記補償電圧修正値とから、温度補償電圧を算出する温度補償電圧算出ステップと、この温度補償電圧を、前記算出した制御電圧に加えて最終的な制御電圧を確定する制御電圧確定ステップと、この制御電圧確定ステップで確定した値の制御電圧を前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電極に印加する駆動ステップとを有し、前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで前記分散空間光学系から入射した光信号の向きを変え、この光信号を再び前記分散空間光学系を通して所望の出力ポートに出力し、かつ前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで光信号の減衰率の調整が可能なことを特徴とするものである。   Further, the present invention provides at least one or more input ports, at least one or more output ports, a dispersion space optical system that condenses light entering from the input ports linearly for each wavelength at one point, A biaxial MEMS mirror device comprising a mirror which is arranged on a condensing point of a dispersion space optical system and which can be rotated around two rotation axes and a control electrode which rotates the mirror by electrostatic attraction according to a control voltage A wavelength selective switch including a temperature sensor that detects the ambient temperature of the biaxial MEMS mirror device and the dispersion space optical system (fifth embodiment), the input port and the output port The biaxial MEMS mirror device that realizes the optimum coupling voltage information of the biaxial MEMS mirror device corresponding to the optimum coupling condition that minimizes the loss of the optical signal between the optical signal and the desired attenuation rate of the optical signal A control voltage calculation step for calculating a control voltage of the biaxial MEMS mirror device corresponding to a desired port and a desired attenuation rate from the attenuation rate control voltage information, and a compensation voltage for correcting the temperature compensation voltage according to the attenuation rate A compensation voltage correction value determining step for determining a compensation voltage correction value corresponding to a desired attenuation rate from the correction value information, and temperature compensation voltage information representing the temperature detected by the temperature sensor and the relationship between the temperature and the optimum coupling voltage. A temperature compensation voltage calculation step for calculating a temperature compensation voltage from the compensation voltage correction value, and a control voltage determination step for determining a final control voltage by adding this temperature compensation voltage to the calculated control voltage; A drive step of applying a control voltage having a value determined in the control voltage determination step to a control electrode of the biaxial MEMS mirror device, The direction of the optical signal incident from the dispersion space optical system is changed by controlling the rotation about one axis, the light signal is output again to the desired output port through the dispersion space optical system, and the mirror The attenuation rate of the optical signal can be adjusted by controlling the rotation about at least one of the axes.

また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第５、第７の実施の形態）において、前記二軸ＭＥＭＳミラー装置は、前記入出力ポートが並ぶ方向と直交するｘ軸および前記入出力ポートが並ぶ方向と平行なｙ軸の二つの回動軸周りに回動可能な前記ミラーを備え、前記温度補償電圧算出ステップは、前記ミラーをｘ軸周りに回動させる制御電圧をＶｘ、前記ミラーをｙ軸周りに回動させる制御電圧をＶｙ、前記補償電圧修正値をＶｙＲａｔｉｏ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、前記温度補償電圧情報として係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙがメモリに記憶されているとき、ｘ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC、ｙ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｙ＿TCを、Ｖｘ＿TC＝（ＡＴｘ・ΔＴ＋ＢＴｘ）・ΔＴ、Ｖｙ＿TC＝（ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ）・ΔＴにより算出し、さらに前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCのうちどちらか一方に掛けて前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを確定することを特徴とするものである。 In one configuration example (fifth and seventh embodiments) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the biaxial MEMS mirror device includes an x-axis and a front axis orthogonal to the direction in which the input / output ports are arranged. The mirror includes a mirror that can rotate around two rotation axes of the y axis parallel to the direction in which the entry output ports are arranged, and the temperature compensation voltage calculating step uses a control voltage Vx to rotate the mirror about the x axis. The control voltage for rotating the mirror around the y-axis is Vy, the compensation voltage correction value is VyRatio, the temperature detected by the temperature sensor is T, the reference temperature is Tref, and ΔT = T−Tref, and the temperature compensation voltage coefficient as information ATx, BTX, ATY, when BTy is stored in the memory, the related x-axis the temperature compensation voltage Vx_ TC, the temperature compensation voltage Vy_ TC about the y-axis, Vx_ TC = (ATx · ΔT + BTx) · ΔT, calculated by Vy_ TC = (ATy · ΔT + BTy) · ΔT, the more the compensation voltage correction value VyRatio, the temperature compensation voltage Vx_ TC, the over to either of Vy_ TC temperature compensation voltage Vx_ TC, is characterized in that to determine the Vy_ TC.

また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第８の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、係数ａ，ｂが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、ＶｙＲａｔｉｏ＝ａ・ＡＴＴ＋ｂにより算出することを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第９の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、減衰率を複数の領域に区分したときの領域間の境界値であるＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂとが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき（Ｎは正の整数）、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、 Also, in one configuration example (eighth embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the compensation voltage correction value determining step uses ATT as a desired attenuation factor, and coefficients a and b are the compensation voltage. When the correction value information is stored in the memory, the compensation voltage correction value VyRatio is calculated by VyRatio = a · ATT + b.
Further, in one configuration example (9th embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the compensation voltage correction value determination step sets a desired attenuation rate as ATT and divides the attenuation rate into a plurality of regions. When the threshold value ATT th [N] and the coefficients a [N], b, which are boundary values between the two regions, are stored in the memory as the compensation voltage correction value information (N is a positive integer), the compensation voltage The modified value VyRatio is

Figure 0005134114
Figure 0005134114

により算出することを特徴とするものである。 It is characterized by calculating by these.

また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第１０の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、係数Ａｒ，Ｂｒが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、ＶｙＲａｔｉｏ＝（Ｂｒ・ΔＴ）（Ａｒ・ＡＴＴ＋１）＋１により算出することを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第１１の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、減衰率を複数の領域に区分したときの領域間の境界値であるＡＴＴth［Ｎ］と係数Ａｒ［Ｎ］，Ｂｒとが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき（Ｎは正の整数）、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、 Further, in one configuration example (tenth embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the compensation voltage correction value determining step includes ATT for a desired attenuation factor, and T for the temperature detected by the temperature sensor. When the reference temperature is Tref and ΔT = T−Tref and the coefficients Ar and Br are stored in the memory as the compensation voltage correction value information, the compensation voltage correction value VyRatio is expressed as VyRatio = (Br · ΔT) (Ar -It is characterized by calculating by ATT + 1) +1.
In one configuration example (eleventh embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the compensation voltage correction value determining step includes ATT for a desired attenuation factor, and T for the temperature detected by the temperature sensor. The reference temperature is Tref, ΔT = T−Tref, and ATT th [N], which is a boundary value between the regions when the attenuation rate is divided into a plurality of regions, and the coefficients Ar [N], Br are used to correct the compensation voltage. When the value information is stored in the memory (N is a positive integer), the compensation voltage correction value VyRatio is

Figure 0005134114
Figure 0005134114

により算出することを特徴とするものである。 It is characterized by calculating by these.

また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第１２の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、減衰率とこれに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏとの組が減衰率毎に記述されたデータテーブルから、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを取得することを特徴とするものである。   In one configuration example (twelfth embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the compensation voltage correction value determination step includes a combination of an attenuation factor and a corresponding compensation voltage correction value VyRatio. A compensation voltage correction value VyRatio corresponding to a desired attenuation rate ATT is obtained from a data table described for each attenuation rate.

また、本発明は、少なくとも１つ以上の入力ポートと、少なくとも１つ以上の出力ポートと、前記入力ポートから入った光を波長ごとに直線的に一点に集光する分散空間光学系と、この分散空間光学系の集光点上に配置され、二つの回動軸周りに回動可能なミラーおよび制御電圧に応じた静電引力により前記ミラーを回動させる制御電極からなる二軸ＭＥＭＳミラー装置と、前記二軸ＭＥＭＳミラー装置および分散空間光学系の周辺温度を検出する温度センサとを備えた波長選択スイッチの制御方法であって、前記温度センサが検出した温度と、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報とから、温度補償電圧を算出する温度補償電圧算出ステップと、予め定められた補償電圧修正値情報から、所望の減衰率に対応する補償電圧修正値を決定する補償電圧修正値決定ステップと、前記制御電圧を任意の変数の関数値とし、この変数を媒介変数電圧としたとき、基準温度において所望の減衰率に対応する既知の媒介変数電圧と前記補償電圧修正値とから、前記基準温度を基準とする温度補償を行う場合の、所望の減衰率に対応する媒介変数電圧を算出する媒介変数電圧算出ステップと、この媒介変数電圧算出ステップで算出した媒介変数電圧を所定の関数に代入して、所望のポートおよび所望の減衰率に対応する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電圧を算出する制御電圧算出ステップと、この制御電圧算出ステップで算出した制御電圧に、前記温度補償電圧を加えて最終的な制御電圧を確定する制御電圧確定ステップと、この制御電圧確定ステップで確定した値の制御電圧を前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電極に印加する駆動ステップとを有し、前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで前記分散空間光学系から入射した光信号の向きを変え、この光信号を再び前記分散空間光学系を通して所望の出力ポートに出力し、かつ前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで光信号の減衰率の調整が可能なことを特徴とするものである。 Further, the present invention provides at least one or more input ports, at least one or more output ports, a dispersion space optical system that condenses light entering from the input ports linearly for each wavelength at one point, A biaxial MEMS mirror device comprising a mirror which is arranged on a condensing point of a dispersion space optical system and which can be rotated around two rotation axes and a control electrode which rotates the mirror by electrostatic attraction according to a control voltage And a temperature sensor that detects the ambient temperature of the biaxial MEMS mirror device and the dispersion space optical system, the temperature detecting switch including the temperature detected by the temperature sensor, the temperature, and the optimum coupling voltage, and a temperature compensation voltage information indicative of a relation, and the temperature compensation voltage calculation step of calculating the temperature compensation voltage from compensation voltage correction value information predetermined compensation voltage corresponding to the desired attenuation factor Osamu And compensation voltage correction value determining step of determining a value, the control voltage as a function value of any variable, when the variables and parametric voltage, a known parametric voltage corresponding to the desired damping factor at a reference temperature A parametric variable voltage calculating step for calculating a parametric variable voltage corresponding to a desired attenuation rate when performing temperature compensation based on the reference temperature from the compensation voltage correction value, and calculating in this parametric variable voltage calculating step Substituting the parametric voltage thus obtained into a predetermined function, the control voltage calculating step for calculating the control voltage of the biaxial MEMS mirror device corresponding to the desired port and the desired attenuation rate, and the control voltage calculating step A control voltage determination step for determining a final control voltage by adding the temperature compensation voltage to the control voltage, and a control voltage having a value determined in the control voltage determination step. To the control electrode of the biaxial MEMS mirror device, and the direction of the optical signal incident from the dispersion space optical system is changed by controlling the rotation of at least one axis of the mirror. The optical signal is output again to a desired output port through the dispersion space optical system, and the optical signal attenuation rate can be adjusted by controlling the rotation of at least one axis of the mirror. It is what.

また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第６の実施の形態）において、前記二軸ＭＥＭＳミラー装置は、前記入出力ポートが並ぶ方向と直交するｘ軸および前記入出力ポートが並ぶ方向と平行なｙ軸の二つの回動軸周りに回動可能な前記ミラーを備え、前記温度補償電圧算出ステップは、前記ミラーをｘ軸周りに回動させる制御電圧をＶｘ、前記ミラーをｙ軸周りに回動させる制御電圧をＶｙ、前記制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを任意の変数の関数値Ｖｘ＝ｆｘ（Ｖｔ），Ｖｙ＝ｆｙ（Ｖｔ）としたときの前記変数である媒介変数電圧をＶｔ、前記媒介変数電圧Ｖｔに対する前記補償電圧修正値をＶｔＲａｔｉｏ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、前記温度補償電圧情報として係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙがメモリに記憶されているとき、ｘ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC、ｙ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｙ＿TCを、Ｖｘ＿TC＝（ＡＴｘ・ΔＴ＋ＢＴｘ）・ΔＴ、Ｖｙ＿TC＝（ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ）・ΔＴにより算出し、前記媒介変数電圧算出ステップは、所望の減衰率に対応する既知の媒介変数電圧Ｖｔに前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを掛けることで、前記基準温度を基準とする温度補償を行う場合の、所望の減衰率に対応する媒介変数電圧Ｖｔ＿TCを算出し、前記制御電圧算出ステップは、前記媒介変数電圧算出ステップで算出した媒介変数電圧Ｖｔ＿TCから、Ｖｘ＝ｆｘ（Ｖｔ＿TC），Ｖｙ＝ｆｙ（Ｖｔ＿TC）により前記制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出することを特徴とするものである。 Further, in one configuration example (sixth embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the biaxial MEMS mirror device includes an x-axis orthogonal to the direction in which the input / output ports are arranged and the input / output ports. The mirror that can be rotated around two rotation axes of the y axis parallel to the direction in which the mirrors are arranged, and the temperature compensation voltage calculating step uses a control voltage Vx to rotate the mirror about the x axis, and the mirror Is a variable voltage that is a variable when Vy is a control voltage for rotating the Y axis about the y-axis, and Vx and Vy are function values of arbitrary variables Vx = fx (Vt) and Vy = fy (Vt). Vt, the compensation voltage correction value for the parametric variable voltage Vt is VtRatio, the temperature detected by the temperature sensor is T, the reference temperature is Tref, ΔT = T−Tref, and the temperature compensation voltage information. ATx, BTX, ATY, when BTy is stored in the memory, the related x-axis the temperature compensation voltage Vx_ TC, the temperature compensation voltage Vy_ TC about the y-axis, Vx_ TC = (ATx · ΔT + BTx) · ΔT, Vy_ TC = (ATy · ΔT + BTy) · ΔT, and the parametric variable voltage calculating step multiplies the compensation voltage correction value VtRatio by the known parametric voltage Vt corresponding to a desired attenuation rate to obtain the reference temperature as a reference. in the case of performing temperature compensation to, calculates the parametric voltage VT_NULL TC corresponding to the desired attenuation factor, said control voltage calculating step, the parametric voltage VT_NULL TC calculated by the parametric voltage calculation step, Vx = fx (Vt_ TC), is characterized in that to calculate the control voltage Vx, Vy by Vy = fy (Vt_ TC).

また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第１３の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、係数ａ，ｂが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを、ＶｔＲａｔｉｏ＝ａ・ＡＴＴ＋ｂにより算出することを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第１４の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、減衰率を複数の領域に区分したときの領域間の境界値であるＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂとが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき（Ｎは正の整数）、前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを、

Figure 0005134114
により算出することを特徴とするものである。 In one configuration example (a thirteenth embodiment) of the method for controlling a wavelength selective switch according to the present invention, the compensation voltage correction value determining step uses a desired attenuation factor as ATT, and coefficients a and b are the compensation voltage. When the correction value information is stored in the memory, the compensation voltage correction value VtRatio is calculated by VtRatio = a · ATT + b.
Also, in one configuration example (fourteenth embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the compensation voltage correction value determining step sets the desired attenuation factor to ATT and divides the attenuation factor into a plurality of regions. When the threshold value ATT th [N] and the coefficients a [N], b, which are boundary values between the two regions, are stored in the memory as the compensation voltage correction value information (N is a positive integer), the compensation voltage The modified value VtRatio is
Figure 0005134114
 It is characterized by calculating by these.

また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第１６の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、減衰率ＡＴＴとこれに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏとの組が減衰率毎に記述されたデータテーブルから、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを取得することを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの制御方法の１構成例（第１５の実施の形態）において、前記補償電圧修正値決定ステップは、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、前記補償電圧修正値情報を取得したときの温度の逆数である係数Пｒが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏをＶｔＲａｔｉｏＸとして、ＶｔＲａｔｉｏ＝（ＶｔＲａｔｉｏＸ−１）・Пｒ・ΔＴ＋１により前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを補正することを特徴とするものである。 In one configuration example (sixteenth embodiment) of the control method of the wavelength selective switch of the present invention, the compensation voltage correction value determination step includes a combination of an attenuation factor ATT and a corresponding compensation voltage correction value VtRatio. Is obtained from the data table described for each attenuation factor, and the compensation voltage correction value VtRatio corresponding to the desired attenuation factor ATT is obtained.
In one configuration example (fifteenth embodiment) of the wavelength selective switch control method of the present invention, the compensation voltage correction value determination step includes the temperature detected by the temperature sensor as T, the reference temperature as Tref, and ΔT. = T-Tref, and when the coefficient Пr, which is the reciprocal of the temperature when the compensation voltage correction value information is acquired, is stored in the memory as the compensation voltage correction value information, the compensation voltage correction value VtRatio is VtRatioX, The compensation voltage correction value VtRatio is corrected by VtRatio = (VtRatioX−1) · Пr · ΔT + 1.

本発明によれば、入力ポートと出力ポートとの間の光信号の損失が最小となる最適結合条件に対応した二軸ＭＥＭＳミラー装置の最適結合電圧情報と、光信号の所望の減衰率を実現する二軸ＭＥＭＳミラー装置の減衰率制御電圧情報と、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報と、減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報とを予めメモリに記憶させ、最適結合電圧情報と減衰率制御電圧情報とから所望のポートおよび所望の減衰率に対応する二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電圧を算出し、補償電圧修正値情報から所望の減衰率に対応する補償電圧修正値を決定し、温度センサが検出した温度と温度補償電圧情報と補償電圧修正値とから温度補償電圧を算出し、温度補償電圧を、算出した制御電圧に加えて最終的な制御電圧を確定することにより、周辺温度の急激な変化に対して、単にポートの最小損失状態だけでなく、いろいろな減衰率に設定変更した場合でも、温度補償誤差を小さくすることが可能なので、安定したポート選択状態および減衰率調整状態を維持することが可能となる。   According to the present invention, the optimum coupling voltage information of the biaxial MEMS mirror device corresponding to the optimum coupling condition that minimizes the loss of the optical signal between the input port and the output port and the desired attenuation rate of the optical signal are realized. Previously stores attenuation rate control voltage information of the biaxial MEMS mirror device, temperature compensation voltage information indicating the relationship between the temperature and the optimum coupling voltage, and compensation voltage correction value information for correcting the temperature compensation voltage in accordance with the attenuation rate The control voltage of the biaxial MEMS mirror device corresponding to the desired port and the desired attenuation rate is calculated from the optimum coupling voltage information and the attenuation rate control voltage information, and the desired attenuation rate is obtained from the compensation voltage correction value information. The corresponding compensation voltage correction value is determined, the temperature compensation voltage is calculated from the temperature detected by the temperature sensor, the temperature compensation voltage information and the compensation voltage correction value, and the final temperature is added to the calculated control voltage. By determining the correct control voltage, it is possible to reduce the temperature compensation error not only for the minimum loss state of the port but also when changing the setting to various attenuation factors against the sudden change in ambient temperature. Thus, it is possible to maintain a stable port selection state and attenuation rate adjustment state.

また、本発明では、分散空間光学系と二軸ＭＥＭＳミラー装置と温度センサとを内部に収める筐体を設けることにより、周辺温度が急激に変化した場合でも、ポート選択特性および減衰率特性についての温度補償精度の過渡的な劣化を抑制することができる。   Further, according to the present invention, by providing a housing that houses the dispersion space optical system, the biaxial MEMS mirror device, and the temperature sensor, the port selection characteristic and the attenuation rate characteristic can be obtained even when the ambient temperature rapidly changes. Transient degradation of temperature compensation accuracy can be suppressed.

また、本発明では、分散空間光学系と二軸ＭＥＭＳミラー装置と温度センサとを筐体に固定する断熱性の材料からなる固定具を設けることにより、ポート選択特性および減衰率特性についての温度補償精度の過渡的な劣化を抑制することができる。   Further, according to the present invention, by providing a fixture made of a heat insulating material for fixing the dispersion space optical system, the biaxial MEMS mirror device, and the temperature sensor to the casing, temperature compensation for the port selection characteristic and the attenuation factor characteristic is provided. Transient deterioration of accuracy can be suppressed.

また、本発明では、温度センサを、波長選択スイッチを構成する光学部品のうち温度依存性が最も高い光学部品に装着することにより、例えば筐体による断熱効果を十分に期待できない場合であっても、ポート選択特性および減衰率特性の温度補償誤差を減らすことができる。   Further, in the present invention, even when the temperature sensor is mounted on the optical component having the highest temperature dependency among the optical components constituting the wavelength selective switch, for example, even if the heat insulation effect by the housing cannot be sufficiently expected. In addition, the temperature compensation error of the port selection characteristic and the attenuation factor characteristic can be reduced.

また、本発明では、温度センサを、波長選択スイッチを構成する光学部品のうち温度依存性が最も高い光学部品と略等しい熱容量を持つ部材に装着することにより、例えば筐体による断熱効果を十分に期待できない場合であっても、ポート選択特性および減衰率特性の温度補償誤差を減らすことができる。   In the present invention, the temperature sensor is attached to a member having a heat capacity substantially equal to that of the optical component having the highest temperature dependency among the optical components constituting the wavelength selective switch. Even when it cannot be expected, the temperature compensation error of the port selection characteristic and the attenuation factor characteristic can be reduced.

また、本発明では、温度補償電圧情報として係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙがメモリに記憶されているとき、ｘ軸に関する温度補償電圧Ｖｘ＿TC、ｙ軸に関する温度補償電圧Ｖｙ＿TCを、Ｖｘ＿TC＝（ＡＴｘ・ΔＴ＋ＢＴｘ）・ΔＴ、Ｖｙ＿TC＝（ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ）・ΔＴにより算出し、さらに補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCのうちどちらか一方に掛けて温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを確定することにより、安定したポート選択状態および減衰率調整状態を維持することが可能となる。 Further, in the present invention, the coefficient as the temperature compensation voltage information ATx, BTX, ATY, when BTy is stored in the memory, the temperature compensation voltage Vx_ TC about the x axis, the temperature compensation voltage Vy_ TC about the y-axis, Vx_ TC = (ATx · ΔT + BTx) · ΔT, calculated by Vy_ TC = (ATy · ΔT + BTy) · ΔT, further a compensation voltage correction value VyRatio, the temperature compensation voltage Vx_ TC, the temperature compensation voltage over to either of Vy_ TC Vx_ TC, by determining the Vy_ TC, it is possible to maintain a stable port selection state and the attenuation factor adjustment state.

また、本発明では、所望の減衰率ＡＴＴと補償電圧修正値情報（係数ａ，ｂ）とから補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏもしくはＶｔＲａｔｉｏを算出することにより、所望の減衰率ＡＴＴに応じて温度補償電圧を修正することができる。   In the present invention, the compensation voltage correction value VyRatio or VtRatio is calculated from the desired attenuation rate ATT and the compensation voltage correction value information (coefficients a and b), so that the temperature compensation voltage is set according to the desired attenuation rate ATT. It can be corrected.

また、本発明では、所望の減衰率ＡＴＴと補償電圧修正値情報（ＡＴＴth［Ｎ］、係数ａ［Ｎ］，ｂ）とから補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏもしくはＶｔＲａｔｉｏを算出することにより、温度補償電圧を広いＡＴＴ範囲にわたって修正することができる。 In the present invention, the temperature compensation voltage is calculated by calculating the compensation voltage correction value VyRatio or VtRatio from the desired attenuation rate ATT and compensation voltage correction value information (ATT th [N], coefficients a [N], b). Can be corrected over a wide ATT range.

また、本発明では、所望の減衰率ＡＴＴと温度センサが検出した温度Ｔと補償電圧修正値情報（係数Ａｒ，Ｂｒ）とから補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを算出することにより、所望の減衰率ＡＴＴに応じて温度補償電圧を高精度に修正することができる。   In the present invention, the desired attenuation rate ATT is calculated by calculating the compensation voltage correction value VyRatio from the desired attenuation rate ATT, the temperature T detected by the temperature sensor, and the compensation voltage correction value information (coefficients Ar and Br). Accordingly, the temperature compensation voltage can be corrected with high accuracy.

また、本発明では、所望の減衰率ＡＴＴと温度センサが検出した温度Ｔと補償電圧修正値情報（ＡＴＴth［Ｎ］、係数Ａｒ［Ｎ］，Ｂｒ）とから補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを算出することにより、温度補償電圧を広いＡＴＴ範囲にわたって高精度に修正することができる。 In the present invention, the compensation voltage correction value VyRatio is calculated from the desired attenuation rate ATT, the temperature T detected by the temperature sensor, and the compensation voltage correction value information (ATT th [N], coefficients Ar [N], Br). As a result, the temperature compensation voltage can be corrected with high accuracy over a wide ATT range.

また、本発明では、減衰率とこれに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏもしくはＶｔＲａｔｉｏとの組が減衰率毎に記述されたデータテーブルから、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏもしくはＶｔＲａｔｉｏを取得することにより、実験で求めたＶｙＲａｔｉｏもしくはＶｔＲａｔｉｏの実測値の特性の直線近似が難しい場合であっても、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏもしくはＶｔＲａｔｉｏを決定することができ、温度補償電圧を修正することができる。   In the present invention, the compensation voltage correction value VyRatio or VtRatio corresponding to the desired attenuation rate ATT is obtained from a data table in which a set of the attenuation rate and the corresponding compensation voltage correction value VyRatio or VtRatio is described for each attenuation rate. Even if it is difficult to linearly approximate the characteristics of the actually measured value of VyRatio or VtRatio obtained in the experiment, the compensation voltage correction value VyRatio or VtRatio corresponding to the desired attenuation factor ATT can be determined. The temperature compensation voltage can be corrected.

本発明の第１の実施の形態に係る波長選択スイッチの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the wavelength selective switch which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態に係る波長選択スイッチの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the wavelength selective switch which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態に係る波長選択スイッチにおける温度センサの取り付け方を説明する図である。It is a figure explaining how to attach the temperature sensor in the wavelength selective switch which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態に係る波長選択スイッチにおける温度センサの取り付け方を説明する図である。It is a figure explaining how to attach the temperature sensor in the wavelength selective switch which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施の形態に係る波長選択スイッチの制御方法を説明する図である。It is a figure explaining the control method of the wavelength selective switch which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施の形態に係る波長選択スイッチの制御方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control method of the wavelength selective switch which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施の形態に係る波長選択スイッチの制御方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control method of the wavelength selective switch which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施の形態における温度補償プロセスの手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the procedure of the temperature compensation process in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施の形態において制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失の等高線を示す図である。It is a figure which shows the contour line of the optical loss on the control voltage Vx-Vy plane in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施の形態において温度の変化に伴う光損失の等高線の移動を示す図である。It is a figure which shows the movement of the contour line of the optical loss accompanying the change of the temperature in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施の形態において温度の変化に伴う光損失の等高線の移動量を示す図である。It is a figure which shows the amount of movement of the contour line of the optical loss accompanying the change of the temperature in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施の形態において温度の変化に伴って光損失の等高線が歪む様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that the contour line of an optical loss is distorted with the change of temperature in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施の形態における補償電圧修正値情報の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of the compensation voltage correction value information in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施の形態における補償電圧修正値の実測例を示す図である。It is a figure which shows the example of an actual measurement of the compensation voltage correction value in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施の形態における補償電圧修正値の実測値の求め方を説明する図である。It is a figure explaining how to obtain | require the actual value of the compensation voltage correction value in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第９の実施の形態において補償電圧修正値の実測値の特性を複数の領域に区分して領域毎に線形近似直線を求める例を説明する図である。It is a figure explaining the example which calculates | requires the linear approximate straight line for every area | region, dividing the characteristic of the measured value of a compensation voltage correction value into a several area | region in the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第１３の実施の形態における補償電圧修正値情報の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of the compensation voltage correction value information in the 13th Embodiment of this invention. 本発明の第１３の実施の形態における補償電圧修正値の実測例を示す図である。It is a figure which shows the actual measurement example of the compensation voltage correction value in the 13th Embodiment of this invention. 本発明の第１４の実施の形態において補償電圧修正値の実測値の特性を複数の領域に区分して領域毎に線形近似直線を求める例を説明する図である。It is a figure explaining the example which calculates | requires the linear approximation straight line for every area | region, dividing the characteristic of the measured value of a compensation voltage correction value into a some area | region in 14th Embodiment of this invention.

［発明の原理］
本発明では、まず波長選択スイッチにおいて、ポート選択状態を保持し続けるために必要な措置として、ポート毎に存在する最適結合電圧の温度に依存した変化量を温度補償量として記録しておき、温度に応じて最適な温度補償量を制御電圧に加えるフィードフォワード制御を実施することで、温度が変わってもポート選択状態（最小結合状態）を維持させる。この温度補償量は事前に調べておき温度の関数として与える。 [Principle of the Invention]
In the present invention, first, in the wavelength selective switch, as a necessary measure for maintaining the port selection state, a change amount depending on the temperature of the optimum coupling voltage existing for each port is recorded as a temperature compensation amount, By performing feedforward control that adds an optimal temperature compensation amount to the control voltage according to the condition, the port selection state (minimum coupling state) is maintained even if the temperature changes. This temperature compensation amount is examined in advance and given as a function of temperature.

ここで、本発明で制御の対象となるＭＥＭＳミラーは二軸ＭＥＭＳミラーである。そこで、温度補償量はＭＥＭＳミラーの二つの回動軸についてそれぞれ個別に調査し、それぞれの温度係数ＴＣｏｅｆｆｘ，ＴＣｏｅｆｆｙを以下の式（１）、式（２）のように、温度の一次関数として近似する。ＴＣｏｅｆｆｘはＭＥＭＳミラーの二つの回動軸のうちポートを選択するための軸を制御する電圧をＶｘと定義した時の、Ｖｘに対する温度補償係数である。同様に、ＴＣｏｅｆｆｙは、もう一方の軸を制御するための電圧をＶｙと定義した時の、Ｖｙに対する温度補償係数である。今後は説明のため、ＭＥＭＳミラーの二つの回動軸のうち、電圧Ｖｘによるポート選択制御に関係する回動軸を主軸、電圧Ｖｙによる光信号の減衰率制御に関係する回動軸を副軸と呼ぶ。   Here, the MEMS mirror to be controlled in the present invention is a biaxial MEMS mirror. Therefore, the temperature compensation amount is individually investigated for each of the two rotation axes of the MEMS mirror, and the respective temperature coefficients TCoeffx and TCoeffy are approximated as a linear function of temperature as in the following equations (1) and (2). To do. TCoeffx is a temperature compensation coefficient with respect to Vx when a voltage for controlling a shaft for selecting a port among the two rotation axes of the MEMS mirror is defined as Vx. Similarly, TCoeffy is a temperature compensation coefficient with respect to Vy when a voltage for controlling the other axis is defined as Vy. For the sake of explanation, of the two rotation axes of the MEMS mirror, the rotation axis related to the port selection control by the voltage Vx is the main axis, and the rotation axis related to the optical signal attenuation rate control by the voltage Vy is the sub axis. Call it.

式（１）、式（２）に示すように、温度係数ＴＣｏｅｆｆｘ，ＴＣｏｅｆｆｙを定数ではなく温度の一次関数としたのは、温度に対する最適結合電圧の変化量が、必ずしも温度に比例している訳ではなく、高温ほど変化量が大きいなど、温度に依存している場合が多いので、その温度依存性を加味するためである。
ＴＣｏｅｆｆｘ＝ＡＴｘ・ΔＴ＋ＢＴｘ ・・・（１）
ＴＣｏｅｆｆｙ＝ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ ・・・（２） As shown in equations (1) and (2), the reason why the temperature coefficients TCoeffx and TCoeffy are not linear constants but linear functions of temperature is that the amount of change in the optimum coupling voltage with respect to temperature is not necessarily proportional to temperature. Instead, the amount of change depends on temperature, for example, the amount of change increases as the temperature increases, so that the temperature dependency is taken into account.
TCoeffx = ATx · ΔT + BTx (1)
TCoeffy = ATy · ΔT + BTy (2)

ここで、ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙは定数、ΔＴは次式に示すように、波長選択スイッチ内に設けた温度センサから得られるスイッチの温度Ｔと、基準温度Ｔｒｅｆとの差である。
ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆ ・・・（３） Here, ATx, BTx, ATy, and BTy are constants, and ΔT is a difference between a switch temperature T obtained from a temperature sensor provided in the wavelength selective switch and a reference temperature Tref, as shown in the following equation.
ΔT = T−Tref (3)

基準温度Ｔｒｅｆは、光の損失が最小となる、入力ポートと出力ポートの最適結合状態を実現する二軸ＭＥＭＳミラーの最適結合電圧と、ＭＥＭＳミラーの制御電極に最適結合電圧を印加している状態を起点として、ＭＥＭＳミラーを少なくとも一方の回動軸周りに回動させて所望の減衰率状態を実現する減衰率制御電圧の２種類の電圧を測定したときの温度である。温度補償は、この基準温度Ｔｒｅｆを基準にして、基準温度Ｔｒｅｆから離れるほど、大きな温度補償電圧を加えるようにする。つまり、光信号の減衰率を考慮していない時の、二つの制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに加えられる温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを次式で与える。
Ｖｘ＿TC＝（ＡＴｘ・ΔＴ＋ＢＴｘ）・ΔＴ ・・・（４）
Ｖｙ＿TC＝（ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ）・ΔＴ ・・・（５） The reference temperature Tref is a state in which the optimum coupling voltage of the biaxial MEMS mirror realizing the optimum coupling state of the input port and the output port and the optimum coupling voltage is applied to the control electrode of the MEMS mirror, in which the light loss is minimized. Is a temperature when two types of voltages of the attenuation rate control voltage for realizing a desired attenuation rate state by rotating the MEMS mirror around at least one rotation axis are measured. In the temperature compensation, with reference to the reference temperature Tref, a larger temperature compensation voltage is applied as the distance from the reference temperature Tref increases. That gives when not taking into account the attenuation rate of the optical signal, the two control voltage Vx, the temperature compensation voltage Vx_ TC applied to Vy, the Vy_ TC by the following equation.
Vx_ TC = (ATx · ΔT + BTx) · ΔT ··· (4)
Vy_ TC = (ATy · ΔT + BTy) · ΔT ··· (5)

次に、光信号の所望の減衰率状態を保持し続けるために必要な措置として、所望の減衰率に応じて温度補償電圧を修正する。二つの制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに対して同時に修正をかけてもよいが、修正する配分をどう決めるかその決定方法が複雑になるので、ここでは主軸、副軸どちらか一方についての補償電圧に対して修正を行う。修正方法は、例えば副軸側の補償電圧を修正する場合は、式（５）式を次式のように変更する。
Ｖｙ＿TC＝ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）・（ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ）・ΔＴ
・・・（６） Next, as a necessary measure for continuing to maintain the desired attenuation rate state of the optical signal, the temperature compensation voltage is corrected according to the desired attenuation rate. Although the two control voltages Vx and Vy may be corrected simultaneously, the determination method for determining the distribution to be corrected becomes complicated, so here the compensation voltage for either the main axis or the sub axis is determined. And make corrections. In the correction method, for example, when correcting the compensation voltage on the auxiliary shaft side, the equation (5) is changed to the following equation.
Vy_ TC = VyRatio (ATT) · (ATy · ΔT + BTy) · ΔT
... (6)

ここで、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）は、光信号の減衰率ＡＴＴの関数で、温度補償電圧の修正比率を与える。この補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）は、波長選択スイッチの仕様温度範囲内でΔＴをなるべく最大とする温度（＝評価温度）にて、温度補償を実行したときに、評価温度における減衰率ＡＴＴが基準温度Ｔｒｅｆにおける減衰率ＡＴＴ0と一致するように与える。補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を求めるには、評価温度において適当な値のＶｙＲａｔｉｏ（０）を採用したときの減衰率ＡＴＴ（０）と、別の値のＶｙＲａｔｉｏ（１）を採用したときの減衰率ＡＴＴ（１）とを測定し、その結果から評価温度における減衰率ＡＴＴが基準温度Ｔｒｅｆにおける減衰率ＡＴＴ0と一致するＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を次式で求めることが可能である。 Here, the compensation voltage correction value VyRatio (ATT) is a function of the attenuation rate ATT of the optical signal and gives a correction ratio of the temperature compensation voltage. This compensation voltage correction value VyRatio (ATT) is the attenuation rate ATT at the evaluation temperature when temperature compensation is performed at a temperature (= evaluation temperature) that maximizes ΔT within the specification temperature range of the wavelength selective switch. It is given so as to coincide with the attenuation rate ATT 0 at the reference temperature Tref. In order to obtain the compensation voltage correction value VyRatio (ATT), the attenuation rate ATT (0) when an appropriate value VyRatio (0) is adopted at the evaluation temperature and the other value VyRatio (1) are adopted. The attenuation rate ATT (1) is measured, and from the result, VyRatio (ATT) at which the attenuation rate ATT at the evaluation temperature matches the attenuation rate ATT 0 at the reference temperature Tref can be obtained by the following equation.

Figure 0005134114
Figure 0005134114

この補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを近似関数化した時の係数をメモリに記録したり、測定結果から補間したＡＴＴ毎のＶｙＲａｔｉｏのテーブルをメモリに記録したりするなどして、温度補償を実施する時に式（４）、式（６）を使って温度補償電圧を算出し、この減衰率に応じた適切な温度補償電圧をＭＥＭＳミラーの制御電圧に加えることにより、温度、減衰率によらない高精度な温度補償を実現することが可能となる。   When the compensation voltage correction value VyRatio is converted into an approximate function, a coefficient is recorded in the memory, or a table of VyRatio for each ATT interpolated from the measurement result is recorded in the memory. (4) The temperature compensation voltage is calculated using the equation (6), and an appropriate temperature compensation voltage corresponding to the attenuation rate is added to the control voltage of the MEMS mirror, so that the temperature and the attenuation rate do not depend on the accuracy. Temperature compensation can be realized.

次に、光信号の所望の減衰率状態を保持し続けるために必要な措置として、所望の減衰量に応じて温度補償電圧を修正する、別の方法を説明する。二つの制御電圧Ｖｘ，Ｖｙの関係は全く独立で関係ないことはまずなく、通常、できるだけ広い可変領域を持つように減衰率を変えるためには、各ポートの損失ピーク近傍を原点に、光損失の等高線を下るラインに沿ってミラーを制御する。Ｖｘ，Ｖｙの関係を媒介変数を使って表せることができる場合、損失を制御するための変数が一つになり、扱いやすくなる。例えば、任意の関数ｆｘ，ｆｙを用いて、Ｖｘ＝ｆｘ（Ｖｔ），Ｖｙ＝ｆｙ（Ｖｔ）と表せる場合、Ｖｔを媒介変数電圧と呼ぶことする。この一つの媒介変数電圧Ｖｔについて温度補償電圧を考えればよいので、ＶｘもしくはＶｙのどちらに温度補償電圧を加えるべきかを考慮する必要がなくなる。温度補償する場合は、温度補償を行わない場合の、所望の減衰率ＡＴＴに対応した媒介変数電圧Ｖｔに対して、補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を掛けて、温度補償を行う場合の、所望のＡＴＴに対応した媒介変数電圧Ｖｔ＿TCを、次式により算出する。
Ｖｔ＿TC＝ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）・Ｖｔ ・・・（８） Next, another method for correcting the temperature compensation voltage according to the desired attenuation amount will be described as a measure necessary for continuing to maintain the desired attenuation rate state of the optical signal. The relationship between the two control voltages Vx and Vy is not completely independent, and in general, in order to change the attenuation rate so as to have as wide a variable region as possible, the optical loss is caused with the vicinity of the loss peak of each port as the origin. Control the mirror along the line down the contour line. When the relationship between Vx and Vy can be expressed using a parametric variable, the variable for controlling the loss becomes one and it becomes easy to handle. For example, when arbitrary functions fx and fy can be used to express Vx = fx (Vt) and Vy = fy (Vt), Vt is referred to as a parameter variable voltage. Since it is only necessary to consider the temperature compensation voltage for this one parameter voltage Vt, it is not necessary to consider whether the temperature compensation voltage should be applied to Vx or Vy. When temperature compensation is performed, a desired voltage when temperature compensation is performed by multiplying the parameter voltage Vt corresponding to a desired attenuation factor ATT by the compensation voltage correction value VtRatio (ATT) when temperature compensation is not performed. ATT a parametric voltage VT_NULL TC corresponding to the calculated by the following equation.
Vt_ TC = VtRatio (ATT) · Vt ··· (8)

ここで、補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）は、光信号の減衰率ＡＴＴの関数で、温度補償した媒介変数電圧を算出するための修正比率を与える。この補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）は、波長選択スイッチの仕様温度範囲内でΔＴをなるべく最大とする温度（＝評価温度）にて、温度補償を実行した時に、評価温度における減衰率ＡＴＴが基準温度Ｔｒｅｆにおける減衰率ＡＴＴ0と一致するように与える。補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を求めるには、評価温度において適当な値のＶｔＲａｔｉｏ（０）を採用した時の減衰率ＡＴＴ（０）と、別の値のＶｔＲａｔｉｏ（１）を採用した時の減衰率ＡＴＴ（１）とを測定し、その結果から評価温度における減衰率ＡＴＴが基準温度Ｔｒｅｆにおける減衰率ＡＴＴ0と一致する値を次式から求める。この値がＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）である。 Here, the compensation voltage correction value VtRatio (ATT) is a function of the attenuation rate ATT of the optical signal and gives a correction ratio for calculating the temperature compensated parameter variable. This compensation voltage correction value VtRatio (ATT) is based on the attenuation rate ATT at the evaluation temperature when temperature compensation is performed at a temperature (= evaluation temperature) that maximizes ΔT within the specification temperature range of the wavelength selective switch. It is given so as to coincide with the attenuation rate ATT 0 at the temperature Tref. In order to obtain the compensation voltage correction value VtRatio (ATT), an attenuation factor ATT (0) when an appropriate value VtRatio (0) is adopted at the evaluation temperature and another value VtRatio (1) are adopted. The attenuation rate ATT (1) is measured, and from the result, a value at which the attenuation rate ATT at the evaluation temperature matches the attenuation rate ATT 0 at the reference temperature Tref is obtained from the following equation. This value is VtRatio (ATT).

Figure 0005134114
Figure 0005134114

この補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを近似関数化した時の係数をメモリに記録したり、測定結果から補間したＡＴＴ毎のＶｔＲａｔｉｏのテーブルをメモリに記録したりするなどして、温度補償を実施する時に式（８）を使って、媒介変数電圧Ｖｔに対して、任意の温度で基準温度の損失と一致するような温度補償を加え、この補償された媒介変数電圧Ｖｔから主軸の制御電圧Ｖｘ、副軸の制御電圧Ｖｙを算出し、この減衰率に関して温度補償を加えたＶｘ、Ｖｙに対して、式（４）、式（５）を使って求めた温度補償電圧Ｖｘ＿TC、Ｖｙ＿TCを加えることにより、温度、減衰率によらない高精度な温度補償を実現することが可能となる。 When the compensation voltage correction value VtRatio is converted into an approximate function, a coefficient is recorded in the memory, or a table of VtRatio for each ATT interpolated from the measurement result is recorded in the memory. Using (8), a temperature compensation is applied to the parametric variable voltage Vt so as to match the loss of the reference temperature at an arbitrary temperature, and the control voltage Vx of the main axis and the sub axis are calculated from the compensated parametric voltage Vt. calculating a control voltage Vy, Vx plus a temperature compensation with respect to this attenuation factor for Vy, the formula (4), the temperature compensation voltage Vx_ TC was determined by using the equation (5), by adding Vy_ TC It is possible to realize highly accurate temperature compensation independent of temperature and attenuation rate.

さらに、本発明では、温度センサと被温度測定対象（光学系やＭＥＭＳミラー）との熱容量差に起因する過渡応答のズレにより、温度補償精度が過渡的に劣化する問題についても対処する。具体的には、温度センサと被温度測定対象とを、温度変化の要因である外部雰囲気に直接触れないように、筺体内に密封する。   Furthermore, the present invention addresses the problem that the temperature compensation accuracy is transiently deteriorated due to a shift in transient response caused by a difference in heat capacity between the temperature sensor and a temperature measurement target (optical system or MEMS mirror). Specifically, the temperature sensor and the temperature measurement target are sealed in a casing so as not to directly touch the external atmosphere that is a factor of temperature change.

さらに、温度センサと被温度測定対象とを筺体に固定する場合に、外部に直接触れる筺体からの熱の入出量を抑制するために、温度センサと被温度測定対象の筐体への固定具として熱伝導率の低いゴムなどを用いる。この構造により、筺体が一種の熱バッファとなり、雰囲気温度の急激な変化が温度センサと被温度測定対象にはゆっくりとした温度変化としてしか伝わらなくなるので、温度センサと被温度測定対象との過渡的な温度のズレを抑えることが可能となる。   Furthermore, when fixing the temperature sensor and the object to be measured to the case, as a fixture to the case of the temperature sensor and the object to be measured, in order to suppress the heat input and output from the case directly touching the outside Use rubber with low thermal conductivity. With this structure, the housing becomes a kind of thermal buffer, and a rapid change in the ambient temperature is transmitted only as a slow temperature change to the temperature sensor and the object to be measured. It is possible to suppress the temperature deviation.

また、筐体とゴムなどの固定具を用いることにより、筺体内での温度分布が緩やかになるため、ＭＥＭＳミラーアレイ内の各ＭＥＭＳミラー間での温度分布を小さく抑えることができ、各ＭＥＭＳミラーの制御が容易となる。温度変化を小さく抑えることができるため、ＭＥＭＳミラーの２軸周りの機械特性の違いが表れないため、式（１）、式（２）のような１次の温度補償式で制御することが可能となる。   Moreover, since the temperature distribution in the housing becomes gentle by using a fixture such as a casing and rubber, the temperature distribution between the MEMS mirrors in the MEMS mirror array can be kept small. It becomes easy to control. Since the temperature change can be suppressed small, the difference in mechanical characteristics around the two axes of the MEMS mirror does not appear, so it is possible to control with a primary temperature compensation equation such as Equation (1) or Equation (2). It becomes.

温度補償の精度をより合わせ込む場合は、温度センサを波長選択スイッチの温度依存性の主因たる光学部品に熱的に結合してもよいし、光学部品と同等の熱容量をもつ別の固定部材に温度センサを熱的に結合してもよい。   To further adjust the accuracy of temperature compensation, the temperature sensor may be thermally coupled to the optical component that is the main cause of the temperature dependence of the wavelength selective switch, or another fixing member having the same heat capacity as the optical component. The temperature sensor may be thermally coupled.

［第１の実施の形態］
以下に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明するが、本発明は以下に示す実施の形態の具体的な構成に限定されるものではない。図１は本発明の第１の実施の形態に係る波長選択スイッチの構成例を示すブロック図である。
波長選択スイッチは、少なくとも１つ以上の入力ポート１０１（１０１−１〜１０１−Ｎ）と、少なくとも１つ以上の出力ポート１０２とを有する。例えばＡｄｄ型の波長選択スイッチであれば、入力９ポート、出力１ポートなどの構成をとる。 [First Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the specific configurations of the embodiments described below. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a wavelength selective switch according to the first embodiment of the present invention.
The wavelength selective switch includes at least one or more input ports 101 (101-1 to 101 -N) and at least one or more output ports 102. For example, in the case of an Add type wavelength selective switch, an input 9 port, an output 1 port and the like are employed.

さらに、波長選択スイッチは、入力ポート１０１−１〜１０１−Ｎからの複数の光信号を波長毎に直線的に一点に集光可能な分散空間光学系１０３と、その集光点上に配置された、特定の光周波数間隔に対応した間隔でアレイ化された複数の二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４（１０４−１〜１０４−ｍ）とを有する。特定の光周波数間隔の例として、ＩＴＵ−Ｇｒｉｄに準じた１００ＧＨｚ間隔や５０ＧＨｚ間隔が上げられる。   Further, the wavelength selective switch is disposed on the condensing point and the dispersion space optical system 103 capable of condensing a plurality of optical signals from the input ports 101-1 to 101-N linearly at one point for each wavelength. In addition, a plurality of biaxial MEMS mirror devices 104 (104-1 to 104-m) arrayed at intervals corresponding to specific optical frequency intervals. As an example of a specific optical frequency interval, a 100 GHz interval and a 50 GHz interval according to ITU-Grid are raised.

二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４は、ミラー基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材であるミラーと、ミラー基板と対向する電極基板上に配置された制御電極とを有するものであり、制御電極に電圧を印加することで発生した静電引力により、ミラーが回動するものである。このような二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の構成は周知であるので、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の詳細な説明は詳細する。   The biaxial MEMS mirror device 104 includes a mirror that is a movable member that is rotatably supported at the opening of the mirror substrate via a support member, and a control electrode that is disposed on the electrode substrate facing the mirror substrate. The mirror is rotated by electrostatic attraction generated by applying a voltage to the control electrode. Since the configuration of the biaxial MEMS mirror device 104 is well known, a detailed description of the biaxial MEMS mirror device 104 will be described in detail.

二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４のミラーは、図１に示す二つの回動軸のうち主軸（ｘ軸）周りについては、Ｎ本の入力ポート１０１のどれか１ポートと１本の出力ポート１０２との結合が合うように（主軸周りの回動方向に関して光が最小損失になるように）回動する。すなわち、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４のミラーは、入力ポート１０１が並んだ方向に光信号の経路を動かすように回動する。また、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４のミラーは、副軸（ｙ軸）周りに回動するとき、主軸に対して直交方向に回動することになるので、入力ポート１０１が並んだ方向と直交する方向に光信号の経路を動かすように回動する。   The mirror of the biaxial MEMS mirror device 104 has one of the N input ports 101 and one output port 102 around the main axis (x axis) of the two rotation axes shown in FIG. It is rotated so that the coupling is suitable (so that light is at a minimum loss with respect to the rotation direction around the main axis). That is, the mirror of the biaxial MEMS mirror device 104 rotates so as to move the optical signal path in the direction in which the input ports 101 are arranged. Further, when the mirror of the biaxial MEMS mirror device 104 rotates about the sub-axis (y-axis), the mirror rotates in a direction orthogonal to the main axis, and thus is orthogonal to the direction in which the input ports 101 are arranged. Rotate to move the path of the optical signal in the direction.

こうして、本実施の形態の波長選択スイッチは、入力ポート１０１からの光信号を分散空間光学系１０３により波長毎に分光して、波長毎に設けられた二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４のミラーに入射させ、ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで所望の方向に光信号の向きを変えて、この光信号を分散空間光学系１０３を通して出力ポート１０２に出力することで、入力ポート１０１の選択を行う。   In this way, the wavelength selective switch of the present embodiment splits the optical signal from the input port 101 for each wavelength by the dispersion space optical system 103 and makes it incident on the mirror of the biaxial MEMS mirror device 104 provided for each wavelength. The direction of the optical signal is changed in a desired direction by controlling the rotation around at least one axis of the mirror, and this optical signal is output to the output port 102 through the dispersion space optical system 103, thereby the input port 101. Make a selection.

入力ポート１０１から出力ポート１０２への光信号の結合率、すなわち減衰率を変えるには、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４のミラーを主軸、副軸どちらの軸周りで回しても可能である。しかし、本実施の形態では、上記のとおり、入力ポート１０１の並び方向に光信号の経路を動かすことができる主軸周りの回動を、ポート選択に用いる。また、入力ポート１０１の並び方向と直交する方向に光信号の経路を動かすことができる副軸周りの回動は、入力ポート１０１のうち注目する１つの入力ポートと出力ポート１０２との結合状態を変えても、隣接する入力ポートと出力ポート１０２との結合状態に影響を与えにくいことから、減衰率の制御に用いる。   In order to change the coupling rate, that is, the attenuation rate of the optical signal from the input port 101 to the output port 102, it is possible to rotate the mirror of the biaxial MEMS mirror device 104 around either the main axis or the sub axis. However, in the present embodiment, as described above, the rotation around the main axis that can move the optical signal path in the direction in which the input ports 101 are arranged is used for port selection. In addition, the rotation around the sub-axis that can move the optical signal path in a direction orthogonal to the direction in which the input ports 101 are arranged changes the coupling state between one of the input ports 101 of interest and the output port 102. Even if it is changed, it is difficult to affect the coupling state between the adjacent input port and output port 102, and therefore, it is used for controlling the attenuation factor.

これらポート選択や減衰率調整のために、波長選択スイッチは、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４を制御するための制御回路１０５を有する。制御回路１０５は、ポート選択や減衰率調整のような波長選択スイッチの基本機能を提供する制御機能の他に、外乱に対してミラーの安定した動作を提供するための耐外乱制御機能を有する。さらに、波長選択スイッチは、本発明に関係する温度補償制御を実行するために必要な構成要素として、分散空間光学系１０３や二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の温度を検出する温度センサ１０６と、分散空間光学系１０３と二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４と温度センサ１０６との温度に対する過渡応答特性を揃えるための筺体１０７とを備えている。分散空間光学系１０３と二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４と温度センサ１０６とは、筐体１０７内に密封状態で設置される。   In order to select these ports and adjust the attenuation factor, the wavelength selective switch has a control circuit 105 for controlling the biaxial MEMS mirror device 104. The control circuit 105 has a disturbance resistance control function for providing a stable operation of the mirror against a disturbance in addition to a control function for providing a basic function of the wavelength selective switch such as port selection and attenuation rate adjustment. Further, the wavelength selective switch includes a temperature sensor 106 that detects the temperature of the dispersive space optical system 103 and the biaxial MEMS mirror device 104, and a dispersive space as components necessary for executing temperature compensation control related to the present invention. The optical system 103, the biaxial MEMS mirror device 104, and the housing 107 for aligning the transient response characteristics with respect to the temperature of the temperature sensor 106 are provided. The dispersion space optical system 103, the biaxial MEMS mirror device 104, and the temperature sensor 106 are installed in a sealed state in the housing 107.

制御回路１０５には、メモリ１０８が搭載されている。メモリ１０８は、入力ポート１０１と出力ポート１０２との最適結合状態を実現する、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電圧である最適結合電圧を入力ポート１０１毎に予め記憶すると共に、光信号の所望の減衰率を実現する、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電圧である減衰率制御電圧を各減衰率毎に予め記憶している。最適結合電圧は、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の二つの制御電圧Ｖｘ，Ｖｙの各々に関して予め定められている。また、減衰率制御電圧は、例えば最適結合電圧からの偏差を表す電圧として、二つの制御電圧Ｖｘ，Ｖｙの各々に関して予め定められている。   A memory 108 is mounted on the control circuit 105. The memory 108 stores in advance an optimum coupling voltage, which is a control voltage of the biaxial MEMS mirror device 104, which realizes an optimum coupling state between the input port 101 and the output port 102, for each input port 101, and a desired optical signal. An attenuation rate control voltage that is a control voltage of the biaxial MEMS mirror device 104 that realizes the attenuation rate is stored in advance for each attenuation rate. The optimum coupling voltage is determined in advance for each of the two control voltages Vx and Vy of the biaxial MEMS mirror device 104. The attenuation rate control voltage is determined in advance for each of the two control voltages Vx and Vy, for example, as a voltage representing a deviation from the optimum coupling voltage.

なお、本実施の形態では、出力ポート１０２が１つであるため、最適結合電圧を入力ポート１０１毎に記憶するものとしているが、出力ポート１０２が複数存在する場合には、最適結合電圧は入力ポート１０１毎および出力ポート１０２毎にメモリ１０８に記憶される。言い換えると、本実施の形態では、入力ポート１０１のみを選択しているが、複数の出力ポート１０２がある場合に、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４を制御することによって、入力ポート１０１だけでなく、所望の出力ポート１０２も選択できることは言うまでもない。   In this embodiment, since there is one output port 102, the optimum coupling voltage is stored for each input port 101. However, when there are a plurality of output ports 102, the optimum coupling voltage is input. The data is stored in the memory 108 for each port 101 and each output port 102. In other words, in the present embodiment, only the input port 101 is selected. However, when there are a plurality of output ports 102, by controlling the biaxial MEMS mirror device 104, not only the input port 101 but also a desired one. It goes without saying that the output port 102 can also be selected.

制御回路１０５の演算部１０９は、所望のポート選択状態と所望の減衰率調整状態に波長選択スイッチの状態を設定するときは、所望のポートに対応する最適結合電圧と、所望の減衰率に対応する減衰率制御電圧とをメモリ１０８から取得して、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４に印加する制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出する。   The arithmetic unit 109 of the control circuit 105 corresponds to the optimum coupling voltage corresponding to the desired port and the desired attenuation rate when setting the wavelength selective switch state to the desired port selection state and the desired attenuation rate adjustment state. The attenuation rate control voltage to be obtained is acquired from the memory 108, and the control voltages Vx and Vy applied to the biaxial MEMS mirror device 104 are calculated.

さらに、メモリ１０８は、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報（係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙおよび基準温度Ｔｒｅｆ）を予め記憶している。また、メモリ１０８は、減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報（補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを算出するための係数、または減衰率毎のＶｙＲａｔｉｏのテーブル）を予め記憶している。   Further, the memory 108 stores temperature compensation voltage information (coefficients ATx, BTx, ATy, BTy, and a reference temperature Tref) that represents the relationship between the temperature and the optimum coupling voltage in advance. Further, the memory 108 stores in advance compensation voltage correction value information (a coefficient for calculating the compensation voltage correction value VyRatio or a VyRatio table for each attenuation rate) for correcting the temperature compensation voltage in accordance with the attenuation rate. .

演算部１０９は、温度センサ１０６が検出した温度Ｔの情報を取得すると共に、温度補償電圧情報と補償電圧修正値情報とをメモリ１０８から取得する。続いて、演算部１０９は、メモリ１０８から取得した補償電圧修正値情報に基づいて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を決定し、温度Ｔと温度補償電圧情報と補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）とを用いて、式（３）、式（４）、式（６）により温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを算出する。そして、演算部１０９は、先に算出した制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに、それぞれ温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを加えた値Ｖｘ＋Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＋Ｖｙ＿TCを最終的な制御電圧Ｖｘ，Ｖｙとする。
制御回路１０５の電圧駆動回路１１０は、演算部１０９が算出した値の制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電極に印加する。 The calculation unit 109 acquires information about the temperature T detected by the temperature sensor 106 and acquires temperature compensation voltage information and compensation voltage correction value information from the memory 108. Subsequently, the calculation unit 109 determines a compensation voltage correction value VyRatio (ATT) corresponding to a desired attenuation rate ATT based on the compensation voltage correction value information acquired from the memory 108, and calculates the temperature T and the temperature compensation voltage information. by using the compensation voltage correction value VyRatio (ATT), the formula (3), equation (4) to calculate temperature compensation voltage Vx_ TC, the Vy_ TC by equation (6). Then, the arithmetic unit 109, a control voltage Vx which is calculated previously, Vy, respectively the temperature compensation voltage Vx_ TC, Vy_ TC was added value Vx + Vx_ TC, Vy + Vy_ TC ultimate control voltage Vx, and Vy.
The voltage driving circuit 110 of the control circuit 105 applies the control voltages Vx and Vy having values calculated by the calculation unit 109 to the control electrode of the biaxial MEMS mirror device 104.

一方、上記の媒介変数電圧Ｖｔに対して温度補償をする方法を採用する場合、メモリ１０８は、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報（係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙおよび基準温度Ｔｒｅｆ）を予め記憶している。また、メモリ１０８は、減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報（補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを算出するための係数、または減衰率毎のＶｔＲａｔｉｏのテーブル）と、基準温度において光信号の所望の減衰率を実現する、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電圧に対応した媒介変数電圧Ｖｔを示す減衰率制御電圧情報とを予め記憶している。   On the other hand, when the method of performing temperature compensation on the parametric variable voltage Vt is adopted, the memory 108 stores temperature compensation voltage information (coefficients ATx, BTx, ATy, BTy and a reference) indicating the relationship between the temperature and the optimum coupling voltage. Temperature Tref) is stored in advance. The memory 108 also includes compensation voltage correction value information (a coefficient for calculating the compensation voltage correction value VtRatio or a table of VtRatio for each attenuation rate) for correcting the temperature compensation voltage according to the attenuation rate, and light at the reference temperature. Attenuation rate control voltage information indicating a parameter variable voltage Vt corresponding to the control voltage of the biaxial MEMS mirror device 104 that realizes a desired attenuation rate of the signal is stored in advance.

媒介変数電圧Ｖｔに対して温度補償をする方法を採用する場合、演算部１０９は、温度センサ１０６が検出した温度Ｔの情報を取得すると共に、温度補償電圧情報と補償電圧修正値情報と減衰率制御電圧情報とをメモリ１０８から取得する。続いて、演算部１０９は、メモリ１０８から取得した温度補償電圧情報に基づいて、式（３）、式（４）、式（５）により温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを算出する。また、演算部１０９は、メモリ１０８から取得した補償電圧修正値情報に基づいて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を決定し、この補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）と所望の減衰率ＡＴＴに対応する媒介変数電圧Ｖｔとを用いて式（８）により、温度補償を行う場合の、所望のＡＴＴに対応する媒介変数電圧Ｖｔ＿TCを算出し、Ｖｘ＝ｆｘ（Ｖｔ＿TC），Ｖｙ＝ｆｙ（Ｖｔ＿TC）により制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出する。そして、演算部１０９は、算出した制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに、それぞれ温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを加えた値Ｖｘ＋Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＋Ｖｙ＿TCを最終的な制御電圧Ｖｘ，Ｖｙとする。
制御回路１０５の電圧駆動回路１１０は、演算部１０９が算出した値の制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電極に印加する。 When employing a method of performing temperature compensation on the parametric variable voltage Vt, the calculation unit 109 acquires information on the temperature T detected by the temperature sensor 106, and also provides temperature compensation voltage information, compensation voltage correction value information, and an attenuation rate. Control voltage information is acquired from the memory 108. Subsequently, the arithmetic unit 109, based on the temperature compensation voltage information obtained from the memory 108, (3), (4), to calculate temperature compensation voltage Vx_ TC, the Vy_ TC by Equation (5). Further, the calculation unit 109 determines a compensation voltage correction value VtRatio (ATT) corresponding to a desired attenuation rate ATT based on the compensation voltage correction value information acquired from the memory 108, and this compensation voltage correction value VtRatio (ATT). using and the parametric voltage Vt corresponding to a desired attenuation factor ATT by the formula (8), when performing temperature compensation, calculating the parametric voltage VT_NULL TC corresponding to the desired ATT, Vx = fx (VT_NULL TC), and calculates the control voltage Vx, the Vy by Vy = fy (Vt_ TC). The arithmetic unit 109 outputs the calculated control voltage Vx, the Vy, respectively the temperature compensation voltage Vx_ TC, Vy_ TC was added value Vx + Vx_ TC, Vy + Vy_ TC ultimate control voltage Vx, and Vy.
The voltage driving circuit 110 of the control circuit 105 applies the control voltages Vx and Vy having values calculated by the calculation unit 109 to the control electrode of the biaxial MEMS mirror device 104.

こうして、本実施の形態では、周辺温度の急激な変化だけでなく、いろいろな減衰率に設定変更した場合でも、温度補償誤差を小さくすることが可能なので、安定したポート選択状態および減衰率調整状態を維持することが可能となる。   Thus, in this embodiment, the temperature compensation error can be reduced not only when the ambient temperature changes abruptly but also when the setting is changed to various attenuation factors, so that the stable port selection state and attenuation factor adjustment state can be achieved. Can be maintained.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態において、十分注意を払わなければならないのは、温度センサ１０６の検出する温度は筺体１０７内の温度であり、定常的には分散空間光学系１０３や二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の温度と一致するが、温度が急激に変化した場合などの過渡的な状況下では、必ずしも分散空間光学系１０３や二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の温度と一致しない。この違いは、熱容量の異なる物体の温度に対する応答の違いによるが、温度補償を行う場合、この温度応答の違いによる誤差は重大な問題となる。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, it is necessary to pay sufficient attention to the temperature detected by the temperature sensor 106 is the temperature in the housing 107, which is normally the dispersion space optical system 103 and the biaxial MEMS mirror device 104. However, it does not necessarily match the temperature of the dispersion space optical system 103 or the biaxial MEMS mirror device 104 under a transient condition such as when the temperature changes abruptly. This difference is due to the difference in response to temperature of objects having different heat capacities, but when temperature compensation is performed, the error due to the difference in temperature response becomes a serious problem.

そこで、第１の実施の形態では、雰囲気に分散空間光学系１０３と二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４と温度センサ１０６とを直接晒さないように、筺体１０７を設けている。さらに、本実施の形態では、雰囲気からの断熱を徹底するために、筺体１０７内で分散空間光学系１０３と二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４と温度センサ１０６とを固定する場合に、図２に示すように、熱伝導率の低いゴムなどの有機材料やガラスなどの無機材料からなる断熱固定具１１１を介在させる。   Therefore, in the first embodiment, the housing 107 is provided so that the dispersion space optical system 103, the biaxial MEMS mirror device 104, and the temperature sensor 106 are not directly exposed to the atmosphere. Further, in the present embodiment, in order to thoroughly insulate from the atmosphere, when the dispersion space optical system 103, the biaxial MEMS mirror device 104, and the temperature sensor 106 are fixed in the housing 107, as shown in FIG. Further, a heat insulating fixture 111 made of an organic material such as rubber having a low thermal conductivity or an inorganic material such as glass is interposed.

この結果、本実施の形態では、筺体１０７および筺体１０７内の気体（乾燥空気や窒素が一般的）が雰囲気温度の急激な変化に対するバッファとなり、分散空間光学系１０３、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４、および温度センサ１０６への温度の伝わり方はほぼ同様になるため、温度補償誤差を減らすことが可能となる。   As a result, in this embodiment, the housing 107 and the gas in the housing 107 (generally dry air or nitrogen) serve as a buffer against a sudden change in the ambient temperature, and the dispersion space optical system 103, the biaxial MEMS mirror device 104, Since the temperature is transmitted to the temperature sensor 106 in substantially the same manner, the temperature compensation error can be reduced.

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態の構成において、第２の実施の形態のような断熱効果が十分期待できない場合は、温度に対する特性変化が最も大きい光学部品（分散空間光学系１０３の分散素子または二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４）に対して、図３に示すように温度センサ１０６を直接貼り付けることで、温度補償誤差を低減することができる。この場合、温度センサ１０６は、チップサーミスタなどの熱容量の十分小さい温度センサであることが望ましい。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the configuration of the first embodiment, when the heat insulation effect cannot be sufficiently expected as in the second embodiment, the optical component having the largest characteristic change with respect to the temperature (the dispersion element or the biaxial MEMS of the dispersion space optical system 103). The temperature compensation error can be reduced by directly attaching the temperature sensor 106 to the mirror device 104) as shown in FIG. In this case, the temperature sensor 106 is desirably a temperature sensor having a sufficiently small heat capacity such as a chip thermistor.

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第１の実施の形態の構成において、第２の実施の形態のような断熱効果が十分期待できず、かつ第３の実施の形態のように部品に温度センサを直接貼り付けることができない場合は、図４に示すように、温度に対する特性変化が最も大きい光学部品と同等の熱容量を持つダミー部品１１２を筐体１０７内に設け、このダミー部品１１２に温度センサ１０６を貼り付けることで、温度補償誤差を低減することができる。熱容量が同等の部品を作成する最も簡単な方法は、ダミー部品１１２の材料と大きさを、温度に対する特性変化が最も大きい光学部品に合わせることである。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the configuration of the first embodiment, when the heat insulation effect as in the second embodiment cannot be sufficiently expected, and the temperature sensor cannot be directly attached to the component as in the third embodiment. As shown in FIG. 4, a dummy component 112 having a heat capacity equivalent to that of the optical component having the largest characteristic change with respect to temperature is provided in the housing 107, and a temperature sensor 106 is attached to the dummy component 112, thereby compensating for temperature. The error can be reduced. The simplest method for creating parts with similar heat capacities is to match the material and size of the dummy part 112 to the optical part with the greatest change in characteristics with respect to temperature.

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態の波長選択スイッチにおける具体的な制御方法について説明するものである。図５は本実施の形態の制御方法を説明する図、図６は本実施の形態の制御方法を説明するフローチャートである。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a specific control method in the wavelength selective switch according to the first embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the control method of the present embodiment, and FIG. 6 is a flowchart for explaining the control method of the present embodiment.

第１の実施の形態で説明したとおり、制御回路１０５のメモリ１０８には、入力ポート１０１と出力ポート１０２との間の光信号の損失が最小となる、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電圧を示す最適結合電圧情報が入力ポート１０１毎に予め記憶され、さらに光信号の所望の減衰率を実現する、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電圧を示す減衰率制御電圧情報が各減衰率毎に予め記憶されている。   As described in the first embodiment, the control voltage of the biaxial MEMS mirror device 104 that minimizes the loss of the optical signal between the input port 101 and the output port 102 is stored in the memory 108 of the control circuit 105. Optimal coupling voltage information is stored in advance for each input port 101, and attenuation rate control voltage information indicating a control voltage of the biaxial MEMS mirror device 104 that realizes a desired attenuation rate of the optical signal is stored in advance for each attenuation rate. It is remembered.

制御回路１０５の演算部１０９は、所望のポートに対応する最適結合電圧と、所望の減衰率に対応する減衰率制御電圧とをメモリ１０８から取得し（図６ステップＳ１００）、この最適結合電圧と減衰率制御電圧とから、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４に印加する制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出する（ステップＳ１０１）。例えば減衰率制御電圧が最適結合電圧からの偏差を表す電圧として定義されているのであれば、最適結合電圧に減衰率制御電圧を加えた値が制御電圧となる。   The calculation unit 109 of the control circuit 105 acquires the optimum coupling voltage corresponding to the desired port and the attenuation rate control voltage corresponding to the desired attenuation rate from the memory 108 (step S100 in FIG. 6). Control voltages Vx and Vy applied to the biaxial MEMS mirror device 104 are calculated from the attenuation rate control voltage (step S101). For example, if the attenuation rate control voltage is defined as a voltage representing a deviation from the optimum coupling voltage, a value obtained by adding the attenuation rate control voltage to the optimum coupling voltage is the control voltage.

メモリ１０８に記憶された最適結合電圧と減衰率制御電圧とは、基準温度Ｔｒｅｆとなる特定の温度において事前に測定されたデータであり、波長選択スイッチの温度が変われば、メモリ１０８のデータをそのまま適用しても、所望の減衰率にはならない。本発明で課題としている温度補償制御は、まさにこの問題に対処するもので、温度が変わっても基準温度Ｔｒｅｆの時と同じ減衰率状態を保持するための制御である。   The optimum coupling voltage and the attenuation rate control voltage stored in the memory 108 are data measured in advance at a specific temperature that is the reference temperature Tref. If the temperature of the wavelength selective switch changes, the data in the memory 108 is used as it is. Even if applied, the desired attenuation factor is not achieved. The temperature compensation control, which is the subject of the present invention, is a control that exactly addresses this problem, and maintains the same attenuation rate state as that at the reference temperature Tref even when the temperature changes.

このような温度補償制御を実現するため、メモリ１０８には、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報（係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙおよび基準温度Ｔｒｅｆ）が予め記憶され、さらに減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報（補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを算出するための係数、または減衰率毎のＶｙＲａｔｉｏのテーブル）が予め記憶されている。   In order to realize such temperature compensation control, the memory 108 stores in advance temperature compensation voltage information (coefficients ATx, BTx, ATy, BTy and a reference temperature Tref) representing the relationship between the temperature and the optimum coupling voltage. Compensation voltage correction value information (a coefficient for calculating the compensation voltage correction value VyRatio or a VyRatio table for each attenuation rate) for correcting the temperature compensation voltage in accordance with the attenuation rate is stored in advance.

制御回路１０５のクロック発生部１１３は、一定時間毎にクロックを出力する。演算部１０９は、クロック発生部１１３からのクロック出力を温度補償制御のトリガーとして（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、温度センサ１０６が検出した温度Ｔの情報を取得し（ステップＳ１０３）、温度補償電圧情報と補償電圧修正値情報とをメモリ１０８から取得する（ステップＳ１０４）。   The clock generator 113 of the control circuit 105 outputs a clock at regular intervals. The calculation unit 109 uses the clock output from the clock generation unit 113 as a trigger for temperature compensation control (YES in step S102), acquires information on the temperature T detected by the temperature sensor 106 (step S103), and obtains temperature compensation voltage information and Compensation voltage correction value information is acquired from the memory 108 (step S104).

続いて、演算部１０９は、メモリ１０８から取得した補償電圧修正値情報に基づいて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を決定し（ステップＳ１０５）、温度Ｔと温度補償電圧情報と補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）とを用いて、式（３）、式（４）、式（６）により温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを算出する（ステップＳ１０６）。そして、演算部１０９は、ステップＳ１０１で算出した制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに、それぞれ温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを加えた値Ｖｘ＋Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＋Ｖｙ＿TCを最終的な制御電圧Ｖｘ，Ｖｙとして確定する（ステップＳ１０７）。 Subsequently, the calculation unit 109 determines a compensation voltage correction value VyRatio (ATT) corresponding to a desired attenuation rate ATT based on the compensation voltage correction value information acquired from the memory 108 (step S105), and the temperature T and the temperature by using the compensation voltage information and the compensation voltage correction value VyRatio (ATT), the formula (3), equation (4), the temperature compensation voltage Vx_ TC by equation (6), calculates the Vy_ TC (step S106). Then, the arithmetic unit 109, a control voltage Vx calculated in step S101, the Vy, respectively the temperature compensation voltage Vx_ TC, Vy_ TC was added value Vx + Vx_ TC, Vy + Vy_ TC ultimate control voltage Vx, is determined as Vy ( Step S107).

制御回路１０５の電圧駆動回路１１０は、演算部１０９が算出した値の制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電極に印加する（ステップＳ１０８）。
こうして、ポート選択または減衰率のいずれかが変更されるまで、ステップＳ１０３〜Ｓ１０８の処理が一定時間毎に繰り返される。 The voltage drive circuit 110 of the control circuit 105 applies the control voltages Vx and Vy calculated by the calculation unit 109 to the control electrode of the biaxial MEMS mirror device 104 (step S108).
In this way, the processing of steps S103 to S108 is repeated at regular intervals until either the port selection or the attenuation rate is changed.

本実施の形態では、周辺温度が変わっても、また様々な減衰率においても、精度の高い温度補償制御を実現することができる。   In the present embodiment, highly accurate temperature compensation control can be realized even when the ambient temperature changes and at various attenuation rates.

［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態の波長選択スイッチにおいて、上記の媒介変数電圧Ｖｔに対して温度補償をする方法を採用する場合の具体的な制御方法について説明するものである。図５は本実施の形態の制御方法を説明する図で、第５の実施の形態と同様である。図７は本実施の形態の制御方法を説明するフローチャートである。 [Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment will explain a specific control method in the case of adopting the temperature compensation method for the parametric variable voltage Vt in the wavelength selective switch of the first embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the control method of the present embodiment, which is the same as that of the fifth embodiment. FIG. 7 is a flowchart for explaining the control method of the present embodiment.

第１の実施の形態で説明したとおり、制御回路１０５のメモリ１０８には、入力ポート１０１と出力ポート１０２との間の光信号の損失が最小となる、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電圧を示す最適結合電圧情報が入力ポート１０１毎に予め記憶され、さらに基準温度において光信号の所望の減衰率を実現する、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電圧に対応した媒介変数電圧Ｖｔを示す減衰率制御電圧情報が各減衰率毎に予め記憶されている。   As described in the first embodiment, the control voltage of the biaxial MEMS mirror device 104 that minimizes the loss of the optical signal between the input port 101 and the output port 102 is stored in the memory 108 of the control circuit 105. The optimum coupling voltage information shown is stored in advance for each input port 101, and further, an attenuation factor indicating a parameter voltage Vt corresponding to the control voltage of the biaxial MEMS mirror device 104 that realizes a desired attenuation factor of the optical signal at the reference temperature Control voltage information is stored in advance for each attenuation rate.

制御回路１０５の演算部１０９は、所望のポートに対応する、制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに関する最適結合電圧と、所望の減衰率に対応する媒介変数電圧Ｖｔとをメモリ１０８から取得する（図７ステップＳｂ１００）。   The calculation unit 109 of the control circuit 105 acquires from the memory 108 the optimum combined voltage relating to the control voltages Vx and Vy corresponding to the desired port and the parameter variable voltage Vt corresponding to the desired attenuation rate (step Sb100 in FIG. 7). ).

また、演算部１０９は、温度補償に必要な温度補償電圧情報と補償電圧修正値情報とをメモリ１０８から取得する（図７ステップＳｂ１０１）。次に、演算部１０９は、温度センサ１０６が検出した温度Ｔの情報を取得する（図７ステップＳｂ１０２）。   Further, the calculation unit 109 acquires temperature compensation voltage information and compensation voltage correction value information necessary for temperature compensation from the memory 108 (step Sb101 in FIG. 7). Next, the calculation unit 109 acquires information on the temperature T detected by the temperature sensor 106 (step Sb102 in FIG. 7).

演算部１０９は、温度補償の準備が完了したので、初回の温度補償プロセスを実行する（図７ステップＳｂ１０３）。この温度補償プロセスの詳細は後述する。   Since the preparation for the temperature compensation is completed, the calculation unit 109 executes the first temperature compensation process (step Sb103 in FIG. 7). Details of this temperature compensation process will be described later.

この後、演算部１０９は、別のポートや別の減衰率状態に移行する指令が外部から入力されていないかを監視し（図７ステップＳｂ１０４）、移行する指令がない場合、クロック発生部１１３からのクロック出力を次の温度補償プロセスのトリガーとして（ステップＳｂ１０５においてＹＥＳ）、温度センサ１０６が検出した温度Ｔの情報を取得し（ステップＳｂ１０６）、温度補償プロセスを実行する（図７ステップＳｂ１０７）。こうして、ステップＳｂ１０４〜Ｓｂ１０７の一連の処理が一定時間ごとに繰り返される。   Thereafter, the arithmetic unit 109 monitors whether or not a command to shift to another port or another attenuation rate state is input from the outside (step Sb104 in FIG. 7), and if there is no command to shift, the clock generation unit 113 Is used as a trigger for the next temperature compensation process (YES in step Sb105), information on the temperature T detected by the temperature sensor 106 is acquired (step Sb106), and the temperature compensation process is executed (step Sb107 in FIG. 7). . In this way, a series of processes in steps Sb104 to Sb107 are repeated at regular intervals.

次に、温度補償プロセスの手順について図８を用いて説明する。まず、演算部１０９は、メモリ１０８から取得した温度補償電圧情報に基づいて、損失最小点の温度変化分を補償するために、制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに加える温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを式（３）、式（４）、式（５）により算出する（図８ステップＳｂ１０８）。続いて、演算部１０９は、与えられた設定減衰率、温度センサ１０６から取得した温度Ｔ、メモリ１０８から読み出した補償電圧修正値情報から、所望の減衰率に対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を決定する（図８ステップＳｂ１０９）。 Next, the procedure of the temperature compensation process will be described with reference to FIG. First, the arithmetic unit 109, based on the temperature compensation voltage information obtained from the memory 108, to compensate for temperature variation in the loss minimum point, the control voltage Vx, the temperature compensation voltage Vx_ TC applied to Vy, wherein the Vy_ TC (3), Equation (4), and Equation (5) are calculated (Step Sb108 in FIG. 8). Subsequently, the calculation unit 109 calculates a compensation voltage correction value VtRatio (ATT) corresponding to a desired attenuation rate from the given set attenuation rate, the temperature T acquired from the temperature sensor 106, and the compensation voltage correction value information read from the memory 108. ) Is determined (step Sb109 in FIG. 8).

次に、演算部１０９は、ステップＳｂ１００で取得した媒介変数電圧Ｖｔと補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）とを用いて式（８）により、温度補償を行う場合の、所望の減衰率に対応する媒介変数電圧Ｖｔ＿TCを算出する（図８ステップＳｂ１１０）。最後に、演算部１０９は、Ｖｘ＝ｆｘ（Ｖｔ＿TC），Ｖｙ＝ｆｙ（Ｖｔ＿TC）により制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出し、算出した制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに、それぞれ温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを加えた値Ｖｘ＋Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＋Ｖｙ＿TCを最終的な制御電圧Ｖｘ，Ｖｙとする。（図８ステップＳｂ１１１）。
電圧駆動回路１１０は、演算部１０９が算出した値の制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電極に印加する（図８ステップＳｂ１１２）。以上で、温度補償プロセスが終了する。 Next, the calculation unit 109 corresponds to a desired attenuation rate in the case where temperature compensation is performed by the equation (8) using the parametric variable voltage Vt and the compensation voltage correction value VtRatio (ATT) acquired in step Sb100. calculating a parametric voltage VT_NULL TC (FIG. 8 step SB110). Finally, the arithmetic unit 109, Vx = fx (Vt_ TC) , Vy = fy (Vt_ TC) by the control voltage Vx, calculates the Vy, calculated control voltage Vx, the Vy, respectively the temperature compensation voltage Vx_ TC, Vy_ value plus the TC Vx + Vx_ TC, Vy + Vy_ TC ultimate control voltage Vx, and Vy. (FIG. 8, step Sb111).
The voltage drive circuit 110 applies the control voltages Vx and Vy calculated by the calculation unit 109 to the control electrode of the biaxial MEMS mirror device 104 (step Sb112 in FIG. 8). This completes the temperature compensation process.

本実施の形態では、周辺温度が変わっても、また様々な減衰率においても、精度の高い温度補償制御を実現することができる。   In the present embodiment, highly accurate temperature compensation control can be realized even when the ambient temperature changes and at various attenuation rates.

［第７の実施の形態］
第５の実施の形態の温度補償電圧情報について、より具体的な説明を加える。図９はある入力ポート１０１と出力ポート１０２との間の基準温度Ｔｒｅｆにおける光損失の等高線を示す図である。ある入力ポート１０１と出力ポート１０２との間の光損失が最小となる制御電圧である損失最小電圧は、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上のある座標（Ｖｘ＿ｏｒｇ， Ｖｙ＿ｏｒｇ）で示すことができる。光損失の等高線を制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上に描くと、損失最小電圧を中心とする、同心楕円を示す。 [Seventh Embodiment]
More specific description will be added to the temperature compensation voltage information of the fifth embodiment. FIG. 9 is a diagram showing optical loss contour lines at a reference temperature Tref between an input port 101 and an output port 102. The minimum loss voltage, which is a control voltage that minimizes the optical loss between an input port 101 and an output port 102, can be represented by certain coordinates (Vx_org, Vy_org) on the control voltage Vx-Vy plane. When a contour line of optical loss is drawn on the control voltage Vx-Vy plane, a concentric ellipse centered on the minimum loss voltage is shown.

周辺温度が変化すると、この損失最小電圧は制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上を移動する。その理由は、電圧条件を一定にしても、温度によりＭＥＭＳミラーの傾きが変わったり、ＭＥＭＳミラーへの光線の入射角が変化するためである。この原因は、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４に起因する場合、分散空間光学系１０３に起因する場合、さらには複合的な要因に起因する場合もある。しかし、本発明は温度によって損失最小電圧が移動するという現象に対して補償するので、損失最小電圧が移動する原因については考慮する必要はない。   When the ambient temperature changes, the minimum loss voltage moves on the control voltage Vx-Vy plane. The reason is that even if the voltage condition is constant, the inclination of the MEMS mirror changes depending on the temperature, and the incident angle of the light beam to the MEMS mirror changes. This cause may be due to the biaxial MEMS mirror device 104, due to the dispersion spatial optical system 103, or even due to complex factors. However, since the present invention compensates for the phenomenon that the minimum loss voltage shifts depending on the temperature, there is no need to consider the cause of the minimum loss voltage shift.

当然、損失最小電圧の移動に伴い、その回りを囲む損失等高線も図１０に示すように移動する。図１０の例では、周辺温度が基準温度Ｔｒｅｆより低温になった場合、損失等高線はＶｘ，Ｖｙが正の方向に移動し、周辺温度が基準温度Ｔｒｅｆより高温になった場合、損失等高線はＶｘ，Ｖｙが負の方向に移動している。対象とする温度範囲が広く、損失等高線の移動量が大きい場合は、図１１に示すように損失等高線の移動量が温度に比例するとみなせない場合が多い。図１１において、ΔＶｘは損失等高線のＶｘ方向の移動量を示し、ΔＶｙは損失等高線のＶｙ方向の移動量を示している。このように、損失等高線の移動量が温度に比例するとみなせない場合があるので、単に温度に関する比例定数を与えても、精度の高い温度補償は実現できない。   Naturally, along with the movement of the minimum loss voltage, the loss contour line surrounding it also moves as shown in FIG. In the example of FIG. 10, when the ambient temperature becomes lower than the reference temperature Tref, the loss contour lines move in the positive direction of Vx and Vy, and when the ambient temperature becomes higher than the reference temperature Tref, the loss contour line becomes Vx. , Vy are moving in the negative direction. When the target temperature range is wide and the movement amount of the loss contour line is large, the movement amount of the loss contour line cannot be considered to be proportional to the temperature as shown in FIG. In FIG. 11, ΔVx represents the amount of movement of the loss contour line in the Vx direction, and ΔVy represents the amount of movement of the loss contour line in the Vy direction. As described above, since the amount of movement of the loss contour line may not be regarded as proportional to the temperature, even if a proportional constant related to temperature is simply given, high-precision temperature compensation cannot be realized.

そこで、本発明は、前述の式（１）、式（２）で示されるように、比例定数に相当する値を温度の一次関数で近似する。これらの式から求めた温度補償電圧を損失最小電圧に加えれば、ある温度Ｔにおける損失最小電圧を精度よく求めることが可能となる。式（１）、式（２）中の係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙ、および基準温度Ｔｒｅｆは、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されており、動作中に行われる温度補償制御の度に、これらの係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙ、および基準温度Ｔｒｅｆの値が温度補償電圧の計算に用いられる仕組みになっている。   Therefore, the present invention approximates a value corresponding to the proportionality constant with a linear function of temperature, as shown in the above-described equations (1) and (2). If the temperature compensation voltage obtained from these equations is added to the minimum loss voltage, the minimum loss voltage at a certain temperature T can be accurately obtained. The coefficients ATx, BTx, ATy, BTy and the reference temperature Tref in the equations (1) and (2) are stored in advance in the memory 108 of the control circuit 105, and are each time temperature compensation control is performed during operation. The values of these coefficients ATx, BTx, ATy, BTy and the reference temperature Tref are used for calculating the temperature compensation voltage.

［第８の実施の形態］
第５の実施の形態の温度補償電圧を修正する動作について、より具体的な説明を加える。光信号の減衰率まで考慮すると、第７の実施の形態のように損失最小電圧が温度に依存せず精度よく求められるだけでは十分ではない。その理由は、図１２に示すように、温度によって損失等高線（同心楕円）が歪むためである。図１２の例では、基準温度Ｔｒｅｆの損失等高線において、損失最小電圧からの移動距離がＡＴＴ＝Ｘになる移動距離を考える。周辺温度が基準温度Ｔｒｅｆより低温になった場合、損失等高線はＶｙ方向の長径が長くなるので、ＡＴＴ＜Ｘとなり、周辺温度が基準温度Ｔｒｅｆより高温になった場合、損失等高線はＶｙ方向の長径が短くなるので、ＡＴＴ＞Ｘとなる。 [Eighth Embodiment]
The operation for correcting the temperature compensation voltage of the fifth embodiment will be described more specifically. In consideration of the attenuation rate of the optical signal, it is not sufficient that the minimum loss voltage is obtained accurately without depending on the temperature as in the seventh embodiment. This is because, as shown in FIG. 12, the loss contour line (concentric ellipse) is distorted by temperature. In the example of FIG. 12, the moving distance from which the moving distance from the minimum loss voltage becomes ATT = X in the loss contour of the reference temperature Tref is considered. When the ambient temperature is lower than the reference temperature Tref, the loss contour line has a longer diameter in the Vy direction. Therefore, ATT <X. When the ambient temperature is higher than the reference temperature Tref, the loss contour line has a longer diameter in the Vy direction. Becomes ATT> X.

光信号の減衰率を制御することは、損失最小電圧を起点として、特定の方向に損失等高線を“下る”ことを意味している。前出の減衰率制御電圧情報は、損失最小電圧からの特定の方向への移動距離（＝減衰率制御電圧）と減衰率との関係を示すものであるが、損失等高線が歪むと、移動距離と減衰率との関係も狂ってくる。特に、減衰率が大きなところでは誤差が大きくなりやすい。   Controlling the attenuation rate of the optical signal means “down” the loss contour line in a specific direction starting from the minimum loss voltage. The above-described attenuation rate control voltage information indicates the relationship between the moving distance in the specific direction from the minimum loss voltage (= attenuating rate control voltage) and the attenuation rate, but if the loss contour is distorted, the moving distance The relationship between the rate of decay and the rate of decay also goes crazy. In particular, the error tends to be large where the attenuation rate is large.

そこで、本発明では、温度補償電圧に減衰率に応じた補償電圧修正値を掛けることで、温度が変わっても、損失等高線の歪を考慮した温度補償を実現する。この補償電圧修正値の定義を図１３に示す。二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の二つの回動軸に関する二つの温度補償電圧のうちどちらに補償電圧修正値を掛けてもよいが、図１３では副軸（ｙ軸）方向の損失等高線の歪が大きいので、副軸に関する制御電圧Ｖｙの温度補償電圧Ｖｙ＿TCに対して補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを掛ける例を取り上げる。 Therefore, in the present invention, even if the temperature changes, the temperature compensation considering the distortion of the loss contour line is realized by multiplying the temperature compensation voltage by the compensation voltage correction value corresponding to the attenuation factor. The definition of the compensation voltage correction value is shown in FIG. Either of the two temperature compensation voltages related to the two rotational axes of the biaxial MEMS mirror device 104 may be multiplied by the compensation voltage correction value, but in FIG. 13, the distortion of the loss contour line in the sub-axis (y-axis) direction is large. since, pick an example of applying the compensation voltage correction value VyRatio with temperature compensation voltage Vy_ TC of the control voltage Vy about countershaft.

損失最小電圧は、第７の実施の形態の係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙを求めた座標なので、損失等高線の歪の影響を受けない。よって、図１３に示すように、損失最小電圧においてＶｙＲａｔｉｏ＝１である。ＶｙＲａｔｉｏ＝１とは、歪補正をする必要がないことを示す。通常、損失最小点を減衰率ＡＴＴ＝０と定めるので、ＡＴＴ＝０ではＶｙＲａｔｉｏ＝１と定義できる。   Since the minimum loss voltage is a coordinate obtained by obtaining the coefficients ATx, BTx, ATy, and BTy of the seventh embodiment, it is not affected by the distortion of the loss contour line. Therefore, as shown in FIG. 13, VyRatio = 1 at the minimum loss voltage. VyRatio = 1 indicates that there is no need to perform distortion correction. Usually, since the minimum loss point is determined as the attenuation factor ATT = 0, it can be defined as VyRatio = 1 when ATT = 0.

補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの定義を説明する前提として、基準温度Ｔｒｅｆにおいて光信号の減衰率を制御することは、図１３の直線１０００に沿って損失等高線を下ることを意味しているとする。また、説明を容易にするために、周辺温度が基準温度ＴｒｅｆよりもΔＴだけ高温になると、−ΔＶｙだけ損失最小電圧が移動する共に、損失等高線がＶｙ方向に圧縮されるとする。すなわち、温度による損失等高線のＶｘ方向の変化は無視する。   As a premise for explaining the definition of the compensation voltage correction value VyRatio, it is assumed that controlling the attenuation rate of the optical signal at the reference temperature Tref means going down the loss contour along the straight line 1000 in FIG. For ease of explanation, it is assumed that when the ambient temperature is higher than the reference temperature Tref by ΔT, the minimum loss voltage moves by −ΔVy and the loss contour line is compressed in the Vy direction. That is, the change in the Vx direction of the loss contour line due to temperature is ignored.

所望の減衰率ＡＴＴ＝Ｘ（図１３の等高線１００１）に対応した減衰率制御電圧を図１３の１００２で表す。ここで、周辺温度が基準温度ＴｒｅｆよりもΔＴだけ高温になった場合、ＶｙＲａｔｉｏ＝１のまま制御電圧Ｖｙに温度補償電圧を加えると、制御電圧Ｖｙは図１３の１００３で示す値になり、高温時の損失等高線１００４上のＡＴＴ＝Ｘに到達しないことが分かる。その理由は、高温で損失等高線がＶｙ方向に圧縮されて円状に変形したためである。図１３の例では、高温時の損失等高線１００４上のＡＴＴ＝Ｘに対応した減衰率制御電圧を１００５で表す。ＶｙＲａｔｉｏ＝１の場合よりも大きな温度補償電圧を制御電圧Ｖｙに加えれば、高温時の損失等高線１００４上のＡＴＴ＝Ｘに到達できる。   An attenuation rate control voltage corresponding to a desired attenuation rate ATT = X (contour line 1001 in FIG. 13) is represented by 1002 in FIG. Here, when the ambient temperature is higher than the reference temperature Tref by ΔT, if the temperature compensation voltage is applied to the control voltage Vy with VyRatio = 1, the control voltage Vy becomes a value indicated by 1003 in FIG. It can be seen that ATT = X on the time loss contour 1004 is not reached. This is because the loss contour line is compressed in the Vy direction at a high temperature and deformed into a circular shape. In the example of FIG. 13, the attenuation rate control voltage corresponding to ATT = X on the loss contour line 1004 at high temperature is represented by 1005. If a temperature compensation voltage larger than the case of VyRatio = 1 is added to the control voltage Vy, ATT = X on the loss contour line 1004 at a high temperature can be reached.

そこで、本実施の形態では、１より大きい値の補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを温度補償電圧Ｖｙ＿TCに掛けて温度補償電圧Ｖｙ＿TCを大きくする。逆に、損失等高線がＶｙ方向に伸長する場合は、１より小さい値のＶｙＲａｔｉｏを温度補償電圧Ｖｙ＿TCに掛けて温度補償電圧Ｖｙ＿TCを小さくすればよい。つまり、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏは、損失等高線に歪が発生しない場合の温度補償電圧を１とした場合の温度補償電圧に対する伸縮率である。温度補償電圧Ｖｙ＿TCに補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを掛ける式は、式（６）に示したとおりである。補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏは、減衰率ＡＴＴに応じて変わる値なので、減衰率ＡＴＴの関数となる。補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの具体的な求め方については、式（７）を使って説明しているので繰り返さない。 Therefore, in this embodiment, to increase the temperature compensation voltage Vy_ TC by applying a compensation voltage correction value VyRatio of more than 1 in the temperature compensation voltage Vy_ TC. Conversely, if the loss contours extending Vy direction may be smaller temperature compensation voltage Vy_ TC hung on the VyRatio of less than 1 point temperature compensation voltage Vy_ TC. That is, the compensation voltage correction value VyRatio is the expansion / contraction rate with respect to the temperature compensation voltage when the temperature compensation voltage is 1 when no distortion occurs in the loss contour line. Wherein applying a compensation voltage correction value VyRatio the temperature compensation voltage Vy_ TC is as shown in equation (6). The compensation voltage correction value VyRatio is a value that changes according to the attenuation rate ATT, and thus is a function of the attenuation rate ATT. Since the specific method for obtaining the compensation voltage correction value VyRatio has been described using Equation (7), it will not be repeated.

補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの実測例を図１４に示す。図１４において、１２００は補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの実測値を示す。
図１４で示した補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの実測値をプロットしたグラフの求め方を説明する。任意のＡＴＴ0を設定すれば、最適結合電圧情報と減衰率制御電圧情報から基準温度Ｔｒｅｆにて減衰率がＡＴＴ0になるための制御電圧Ｖｘ，Ｖｙが決まる。評価温度にて、この制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに、ＶｙＲａｔｉｏ（０）に対応する、式（６）から求められる温度補償電圧を加えた時の減衰率ＡＴＴ（０）を実測すると共に、同様に評価温度にて、制御電圧Ｖｘ，Ｖｙに、ＶｙＲａｔｉｏ（１）に対応する、式（６）から求められる温度補償電圧を加えた時の減衰率ＡＴＴ（１）を実測する。この二つの実測値ＡＴＴ（０），ＡＴＴ（１）から、図１５に示すように、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏに対する減衰率ＡＴＴの一次関数が得られ、この関数からＡＴＴ0に対応するＶｙＲａｔｉｏが求められる。 An actual measurement example of the compensation voltage correction value VyRatio is shown in FIG. In FIG. 14, reference numeral 1200 denotes an actual measurement value of the compensation voltage correction value VyRatio.
A description will be given of how to obtain a graph in which the actually measured values of the compensation voltage correction value VyRatio shown in FIG. 14 are plotted. If arbitrary ATT 0 is set, control voltages Vx and Vy for the attenuation rate to become ATT 0 at the reference temperature Tref are determined from the optimum coupling voltage information and the attenuation rate control voltage information. At the evaluation temperature, the attenuation rate ATT (0) when the temperature compensation voltage obtained from the equation (6) corresponding to VyRatio (0) is added to the control voltages Vx and Vy is measured and evaluated in the same manner. At the temperature, the attenuation rate ATT (1) when the temperature compensation voltage obtained from the equation (6) corresponding to VyRatio (1) is added to the control voltages Vx and Vy is actually measured. From these two actually measured values ATT (0) and ATT (1), as shown in FIG. 15, a linear function of the attenuation factor ATT with respect to the compensation voltage correction value VyRatio is obtained, and VyRatio corresponding to ATT 0 is obtained from this function. It is done.

図１５の例では、求める補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの値がＶｙＲａｔｉｏ（０）＝１とＶｙＲａｔｉｏ（１）＝１．３の間にある例を示したが、別の適当な値を使っても構わない。また、式（７）は求める補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの値がＶｙＲａｔｉｏ（０）とＶｙＲａｔｉｏ（１）の外にあって、外挿する場合でも適応可能である。ＡＴＴ0の値を等間隔で変えながら上述の方法で、それぞれのＡＴＴ0に対する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを求めれば、図１４で示した実測値が横軸に等間隔で並んだグラフを得ることができる。 In the example of FIG. 15, an example is shown in which the compensation voltage correction value VyRatio to be obtained is between VyRatio (0) = 1 and VyRatio (1) = 1.3, but another appropriate value may be used. Absent. Further, the equation (7) is applicable even when extrapolation is performed because the value of the compensation voltage correction value VyRatio to be obtained is outside VyRatio (0) and VyRatio (1). In the manner described above while changing the value of ATT 0 at equal intervals, by obtaining a compensation voltage correction value VyRatio for each ATT 0, that measured values shown in FIG. 14 to obtain a graph arranged at equal intervals in the horizontal axis it can.

補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏは、ＭＥＭＳミラーや光学系の特性に依存する値で、理論式で表現するのは非常に難しい。しかし、図１４から分かるように減衰率ＡＴＴに対する変化は比較的小さいので、次式のように線形近似式でＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を表現可能である。
ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）＝ａ・ＡＴＴ＋ｂ ・・・（１０） The compensation voltage correction value VyRatio is a value that depends on the characteristics of the MEMS mirror and the optical system, and is very difficult to express with a theoretical formula. However, as can be seen from FIG. 14, since the change with respect to the attenuation rate ATT is relatively small, VyRatio (ATT) can be expressed by a linear approximation equation as shown in the following equation.
VyRatio (ATT) = a · ATT + b (10)

ここで、ａは図１４に示すＶｙＲａｔｉｏの実測値の特性を線形近似した直線１２０１の傾き、ｂは直線１２０１の切片である。線形近似直線１２０１は、温度補償精度が最も高くなることが期待されるＡＴＴ値（図１４の点１２０２のＡＴＴ値）を代表点に選ぶことにより定められる。すなわち、ＶｙＲａｔｉｏの実測値の特性と最も良く合うように線形近似直線１２０１を求めればよい。   Here, a is the slope of the straight line 1201 obtained by linear approximation of the characteristic of the actual measurement value of VyRatio shown in FIG. 14, and b is the intercept of the straight line 1201. The linear approximate straight line 1201 is determined by selecting an ATT value (ATT value at a point 1202 in FIG. 14) that is expected to have the highest temperature compensation accuracy as a representative point. That is, the linear approximate straight line 1201 may be obtained so as to best match the actual measurement value characteristic of VyRatio.

式（１０）中の係数ａ，ｂは、第５の実施の形態で説明した補償電圧修正値情報であり、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されている。制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、すなわちクロック発生部１１３からクロックが出力される度に、係数ａ，ｂと式（１０）を用いて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を算出する（図６のステップＳ１０５）。
こうして、本実施の形態では、第５の実施の形態の温度補償電圧を修正することができる。 Coefficients a and b in equation (10) are the compensation voltage correction value information described in the fifth embodiment, and are stored in advance in the memory 108 of the control circuit 105. The calculation unit 109 of the control circuit 105 uses the coefficients a and b and the equation (10) every time temperature compensation control is performed during operation, that is, every time a clock is output from the clock generation unit 113, to obtain a desired value. A compensation voltage correction value VyRatio (ATT) corresponding to the attenuation rate ATT is calculated (step S105 in FIG. 6).
Thus, in the present embodiment, the temperature compensation voltage of the fifth embodiment can be corrected.

［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。第８の実施の形態を、より広いＡＴＴ範囲に適用するためには、図１４に示したＶｙＲａｔｉｏの実測値の特性をＡＴＴ軸の方向に沿って複数の領域に区分し、領域毎に線形近似直線を求めればよい。この場合、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）は、次式のように表現される。 [Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. In order to apply the eighth embodiment to a wider ATT range, the characteristics of the measured values of VyRatio shown in FIG. 14 are divided into a plurality of regions along the direction of the ATT axis, and linear approximation is performed for each region. Find a straight line. In this case, the compensation voltage correction value VyRatio (ATT) is expressed as the following equation.

Figure 0005134114
Figure 0005134114

図１６は補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏの実測値の特性を複数の領域に区分して領域毎に線形近似直線を求める例を説明する図である。式（１１）、式（１２）および図１６におけるＮ（Ｎは正の整数）は、区分した領域に割り当てた番号を表す。ＡＴＴth［Ｎ］は領域Ｎにおいて温度補償精度が最も高くなることが期待されるＡＴＴ値、ａ［Ｎ］は領域Ｎについて求めた線形近似直線の傾き、ｂは領域Ｎ＝１について求めた線形近似直線の切片である。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example in which the characteristic of the actually measured value of the compensation voltage correction value VyRatio is divided into a plurality of regions and a linear approximate straight line is obtained for each region. N in Formula (11), Formula (12), and FIG. 16 (N is a positive integer) represents the number assigned to the divided area. ATT th [N] is the ATT value at which the temperature compensation accuracy is expected to be highest in the region N, a [N] is the slope of the linear approximation line obtained for the region N, and b is the linear value obtained for the region N = 1. It is an intercept of an approximate line.

式（１１）、式（１２）中の減衰率ＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂとは、第５の実施の形態で説明した補償電圧修正値情報であり、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されている。制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、減衰率ＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂと式（１１）、式（１２）を用いて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を算出する（図６のステップＳ１０５）。
こうして、本実施の形態では、第５の実施の形態の温度補償電圧を、広いＡＴＴ範囲にわたって修正することができる。 The attenuation rate ATT th [N] and the coefficients a [N], b in the expressions (11) and (12) are the compensation voltage correction value information described in the fifth embodiment, and are previously controlled by the control circuit 105. Stored in the memory 108. The calculation unit 109 of the control circuit 105 uses the attenuation rate ATT th [N], the coefficient a [N], b, and equations (11) and (12) each time temperature compensation control is performed during operation. A compensation voltage correction value VyRatio (ATT) corresponding to the desired attenuation rate ATT is calculated (step S105 in FIG. 6).
Thus, in the present embodiment, the temperature compensation voltage of the fifth embodiment can be corrected over a wide ATT range.

［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。基準温度Ｔｒｅｆ（すなわち、ΔＴ＝０）では、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏはＡＴＴに依存せずに、必ず１になることは明らかである。つまり、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏは、正確には温度依存性も有する。そこで、本実施の形態では、第８の実施の形態においてＶｙＲａｔｉｏの温度依存性も考慮した補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）を次式で定義する。
ＶｙＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）＝（Ｂｒ・ΔＴ）（Ａｒ・ＡＴＴ＋１）＋１
・・・（１３） [Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. It is clear that at the reference temperature Tref (that is, ΔT = 0), the compensation voltage correction value VyRatio is always 1 without depending on ATT. That is, the compensation voltage correction value VyRatio also has temperature dependence precisely. Therefore, in the present embodiment, the compensation voltage correction value VyRatio (ΔT, ATT) taking into account the temperature dependency of VyRatio in the eighth embodiment is defined by the following equation.
VyRatio (ΔT, ATT) = (Br · ΔT) (Ar · ATT + 1) +1
... (13)

式（１３）において、Ａｒ，Ｂｒは係数である。係数Ａｒ，Ｂｒの求め方の一例を説明する。例えば、温度範囲仕様から決まるΔＴの最大値ΔＴmaxを与えた時に、温度補償精度が最も高くなることが期待されるＡＴＴ値を代表に取り、実験で求めたＶｙＲａｔｉｏの形状から、次式を用いてＡｒとＢｒを算出することができる。
Ａｒ＝ａ／（ｂ−１） ・・・（１４）
Ｂｒ＝（ｂ−１）／ΔＴmax ・・・（１５） In Equation (13), Ar and Br are coefficients. An example of how to obtain the coefficients Ar and Br will be described. For example, when a maximum value ΔT max of ΔT determined from the temperature range specification is given, an ATT value that is expected to have the highest temperature compensation accuracy is taken as a representative, and the following equation is used from the shape of VyRatio obtained through experiments: Thus, Ar and Br can be calculated.
Ar = a / (b-1) (14)
Br = (b−1) / ΔT max (15)

傾きａ、切片ｂについては第８の実施の形態で説明したとおりである。式（１３）中の係数Ａｒ，Ｂｒは、第５の実施の形態で説明した補償電圧修正値情報であり、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されている。制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、温度Ｔと係数Ａｒ，Ｂｒと式（１３）を用いて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）を算出する（図６のステップＳ１０５）。ステップＳ１０６の処理においては、演算部１０９は、式（６）のＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）の代わりにＶｙＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）を用いればよい。
こうして、本実施の形態では、第５の実施の形態の温度補償電圧をより高精度に修正することができる。 The inclination a and the intercept b are as described in the eighth embodiment. Coefficients Ar and Br in Equation (13) are the compensation voltage correction value information described in the fifth embodiment, and are stored in advance in the memory 108 of the control circuit 105. The calculation unit 109 of the control circuit 105 uses the temperature T, the coefficients Ar and Br, and the equation (13) for each temperature compensation control performed during the operation, and uses the compensation voltage correction value VyRatio corresponding to the desired attenuation factor ATT. (ΔT, ATT) is calculated (step S105 in FIG. 6). In the process of step S106, the calculation unit 109 may use VyRatio (ΔT, ATT) instead of VyRatio (ATT) in Expression (6).
Thus, in the present embodiment, the temperature compensation voltage of the fifth embodiment can be corrected with higher accuracy.

［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。第１０の実施の形態を、より広いＡＴＴ範囲に適用するためには、第９の実施の形態と同様に、ＶｙＲａｔｉｏの実測値の特性をＡＴＴ軸の方向に沿って複数の領域に区分し、領域毎に線形近似直線を求めればよい。この場合、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）は、次式のように表現される。 [Eleventh embodiment]
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. In order to apply the tenth embodiment to a wider ATT range, as in the ninth embodiment, the characteristics of the measured value of VyRatio are divided into a plurality of regions along the direction of the ATT axis, What is necessary is just to obtain | require a linear approximate straight line for every area | region. In this case, the compensation voltage correction value VyRatio (ΔT, ATT) is expressed by the following equation.

Figure 0005134114
Figure 0005134114

式（１６）、式（１７）中の減衰率ＡＴＴth［Ｎ］と係数Ａｒ［Ｎ］，Ｂｒとは、第５の実施の形態で説明した補償電圧修正値情報であり、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されている。制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、温度Ｔと減衰率ＡＴＴth［Ｎ］と係数Ａｒ［Ｎ］，Ｂｒと式（１６）、式（１７）を用いて、所望の減衰率ＡＴＴに対応するＶｙＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）を算出する（図６のステップＳ１０５）。ステップＳ１０６の処理においては、演算部１０９は、式（６）のＶｙＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）の代わりにＶｙＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）を用いればよい。
こうして、本実施の形態では、第５の実施の形態の温度補償電圧を、広いＡＴＴ範囲にわたってより高精度に修正することができる。 The attenuation rate ATT th [N] and the coefficients Ar [N] and Br in the equations (16) and (17) are the compensation voltage correction value information described in the fifth embodiment, and are previously controlled by the control circuit 105. Stored in the memory 108. The calculation unit 109 of the control circuit 105 calculates the temperature T, the attenuation rate ATT th [N], the coefficients Ar [N], Br, the equations (16), and (17) every time the temperature compensation control is performed during the operation. Using this, VyRatio (ΔT, ATT) corresponding to the desired attenuation rate ATT is calculated (step S105 in FIG. 6). In the process of step S106, the calculation unit 109 may use VyRatio (ΔT, ATT) instead of VyRatio (ATT) in Expression (6).
Thus, in the present embodiment, the temperature compensation voltage of the fifth embodiment can be corrected with higher accuracy over a wide ATT range.

［第１２の実施の形態］
実験で求めたＶｙＲａｔｉｏの実測値の特性の直線近似が難しい場合は、適当なＡＴＴ間隔で補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏをサンプリングしたデータを、メモリ１０８に記憶させておくことも可能である。この場合、予め離散的に選択された減衰率ＡＴＴに対する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを実験で測定し、所望のＡＴＴ間隔でデータを補間して、減衰率ＡＴＴに対する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏのサンプリングデータを作成し、減衰率ＡＴＴとこれに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏとの組を記憶したデータテーブルを、制御回路１０５のメモリ１０８に作成しておけばよい。 [Twelfth embodiment]
When it is difficult to approximate the characteristic of the actually measured value of VyRatio obtained in the experiment, data obtained by sampling the compensation voltage correction value VyRatio at an appropriate ATT interval can be stored in the memory 108. In this case, the compensation voltage correction value VyRatio for the attenuation rate ATT selected discretely in advance is measured by experiment, and data is interpolated at a desired ATT interval to generate sampling data of the compensation voltage correction value VyRatio for the attenuation rate ATT. A data table storing a set of the attenuation factor ATT and the compensation voltage correction value VyRatio corresponding to the attenuation factor ATT may be created in the memory 108 of the control circuit 105.

制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、データテーブルの情報に基づいて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを決定する（図６のステップＳ１０５）。
こうして、本実施の形態では、第５の実施の形態の温度補償電圧を修正することができる。 The calculation unit 109 of the control circuit 105 determines a compensation voltage correction value VyRatio corresponding to a desired attenuation factor ATT based on data table information every time temperature compensation control is performed during operation (step in FIG. 6). S105).
Thus, in the present embodiment, the temperature compensation voltage of the fifth embodiment can be corrected.

なお、第１〜第１２の実施の形態においては、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏをｙ軸の温度補償電圧Ｖｙ＿TCに掛けているが、これに限るものではなく、補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏをｘ軸の温度補償電圧Ｖｘ＿TCに掛けてもよい。この場合は、式（６）のＶｙ＿TC，ＡＴｙ，ＢＴｙをそれぞれＶｘ＿TC，ＡＴｘ，ＢＴｘに置き換えればよいことは言うまでもない。 In the embodiment of the first to 12, the compensation voltage correction value VyRatio although subjected to the temperature compensation voltage Vy_ TC of y-axis, not limited to this, the compensation voltage correction value VyRatio the x-axis it may be subjected to temperature compensation voltage Vx_ TC. In this case, Vy_ TC of formula (6), ATy, respectively BTy Vx_ TC, ATx, it goes without saying that by replacing the BTX.

［第１３の実施の形態］
本発明の別の形態について、温度による減衰率の変化を考慮した温度補償電圧を修正するための、第８の実施の形態と同様の効果を有する別の方法を説明する。光信号の減衰率まで考慮すると、第７の実施の形態のように損失最小電圧が温度に依存せず精度よく求められるだけでは十分ではないことは前述した。 [Thirteenth embodiment]
As another embodiment of the present invention, another method having the same effect as that of the eighth embodiment for correcting a temperature compensation voltage in consideration of a change in attenuation factor due to temperature will be described. When the attenuation factor of the optical signal is taken into consideration, it has been described above that it is not sufficient that the minimum loss voltage is accurately obtained without depending on the temperature as in the seventh embodiment.

そこで、本実施の形態では、目標とする減衰率ＡＴＴに対応する媒介変数電圧Ｖｔに減衰率ＡＴＴに応じた補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを掛けることで、温度が変わっても、損失等高線の歪を考慮した温度補償を実現する。この補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの定義を図１７に示す。   Therefore, in the present embodiment, even if the temperature changes, the distortion of the loss contour line is taken into consideration by multiplying the parameter voltage Vt corresponding to the target attenuation rate ATT by the compensation voltage correction value VtRatio according to the attenuation rate ATT. Temperature compensation. The definition of the compensation voltage correction value VtRatio is shown in FIG.

補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの定義を説明する前提として、基準温度Ｔｒｅｆにおいて光信号の減衰率を制御することは、例えば、図１７の直線１０００に沿って損失等高線を下ることを意味しているとする。また、説明を容易にするために、周辺温度が基準温度ＴｒｅｆよりもΔＴだけ高温になると、−ΔＶｙだけ損失最小電圧が移動する共に、損失等高線がＶｙ方向に圧縮されるとする。すなわち、温度による損失等高線のＶｘ方向の変化は無視する。   As a premise for explaining the definition of the compensation voltage correction value VtRatio, controlling the attenuation rate of the optical signal at the reference temperature Tref means, for example, going down the loss contour along the straight line 1000 in FIG. . For ease of explanation, it is assumed that when the ambient temperature is higher than the reference temperature Tref by ΔT, the minimum loss voltage moves by −ΔVy and the loss contour line is compressed in the Vy direction. That is, the change in the Vx direction of the loss contour line due to temperature is ignored.

所望の減衰率ＡＴＴ＝Ｘ（図１７の等高線１００１）に対応した減衰率制御電圧を図１７の１００２で表す。この点１００２の表し方として、Ｖｘ−Ｖｙ平面上の座標（Ｖｘ１，Ｖｙ１）で示す方法のほかに、例えば直線１０００上で減衰率を制御している場合は、この直線を表す関数として、以下の式（１８）、式（１９）のように媒介変数表示にすれば、（Ｖｘ１，Ｖｙ１）に対応した、一つの媒介変数電圧Ｖｔ１で与えることができる。ｋｙ／ｋｘはＶｘ−Ｖｙ平面上の直線の傾きを表す。
Ｖｘ＝ｋｘ・Ｖｔ ・・・（１８）
Ｖｙ＝ｋｙ・Ｖｔ ・・・（１９） An attenuation rate control voltage corresponding to a desired attenuation rate ATT = X (the contour line 1001 in FIG. 17) is represented by 1002 in FIG. In addition to the method indicated by the coordinates (Vx1, Vy1) on the Vx-Vy plane, for example, when the attenuation rate is controlled on the straight line 1000, the point 1002 can be expressed as a function representing this straight line as follows: If the parametric variables are expressed as shown in the following equations (18) and (19), they can be given by one parametric variable voltage Vt1 corresponding to (Vx1, Vy1). ky / kx represents the slope of a straight line on the Vx-Vy plane.
Vx = kx · Vt (18)
Vy = ky · Vt (19)

ここで、周辺温度が基準温度ＴｒｅｆよりもΔＴだけ高温になった場合、基準温度でＡＴＴ＝Ｘとなる媒介変数電圧Ｖｔ１を二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の制御電極に印加すると、その状態は図１７の１００３で示す点になり、高温時のＡＴＴ＝Ｘとなる損失等高線１００４からはみ出した、ＡＴＴ＞Ｘの大きな損失を持つ状態になる。図１７の例では、高温時の損失等高線１００４上のＡＴＴ＝Ｘに対応した減衰率制御電圧を点１００５で表す。また、この時の媒介変数電圧をＶｔ２とする。   Here, when the ambient temperature is higher than the reference temperature Tref by ΔT, when the parameter voltage Vt1 at which ATT = X at the reference temperature is applied to the control electrode of the biaxial MEMS mirror device 104, the state is as shown in FIG. 1003, and has a large loss of ATT> X protruding from the loss contour line 1004 where ATT = X at high temperature. In the example of FIG. 17, the attenuation rate control voltage corresponding to ATT = X on the loss contour line 1004 at a high temperature is represented by a point 1005. The parameter voltage at this time is Vt2.

ここで、媒介変数電圧Ｖｔに対する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを定義すれば、式（２０）のようになる。
ＶｔＲａｔｉｏ＝Ｖｔ２／Ｖｔ１ ・・・（２０）
基準温度ＴｒｅｆでＡＴＴ＝Ｘとなる媒介変数電圧Ｖｔ１に、補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを掛けることで、高温時でＡＴＴ＝Ｘとなる媒介変数電圧Ｖｔ２を得られることになる。ただし、Ｖｔ１＝０近傍では、ＶｔＲａｔｉｏ＝１とする。
つまり、補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏは、損失等高線に歪が発生しない場合の媒介変数電圧Ｖｔを１とした時の、温度で変化する媒介変数電圧Ｖｔの伸縮率を表す。 Here, if a compensation voltage correction value VtRatio for the parametric variable voltage Vt is defined, the equation (20) is obtained.
VtRatio = Vt2 / Vt1 (20)
By multiplying the parametric variable Vt1 at which ATT = X at the reference temperature Tref by the compensation voltage correction value VtRatio, the parametric variable Vt2 at which ATT = X at high temperatures can be obtained. However, in the vicinity of Vt1 = 0, VtRatio = 1.
That is, the compensation voltage correction value VtRatio represents the expansion / contraction rate of the parametric variable voltage Vt that varies with temperature when the parametric variable voltage Vt is 1 when no distortion occurs in the loss contour line.

補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏは、減衰率ＡＴＴに応じて変わる値なので、減衰率ＡＴＴの関数となる。補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの具体的な求め方については、式（９）を使って説明しているので繰り返さない。   The compensation voltage correction value VtRatio is a value that changes in accordance with the attenuation rate ATT, and thus is a function of the attenuation rate ATT. Since the specific method for obtaining the compensation voltage correction value VtRatio has been described using Equation (9), it will not be repeated.

補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの実測例を図１８に示す。図１８において、１３００は補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの実測値を示す。
図１８で示した補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの求め方は、図１５で示したＶｙＲａｔｉｏを求める方法と同じなので、説明は省略する。 An actual measurement example of the compensation voltage correction value VtRatio is shown in FIG. In FIG. 18, 1300 indicates an actual measurement value of the compensation voltage correction value VtRatio.
The method for obtaining the compensation voltage correction value VtRatio shown in FIG. 18 is the same as the method for obtaining VyRatio shown in FIG.

補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏは、分散空間光学系１０３や二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の特性に依存する値で、理論式で表現するのは難しい。しかし、図１８から分かるように減衰率ＡＴＴに対する変化は比較的小さいので、次式のように減衰率ＡＴＴに関する線形近似式でＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を表現可能である。
ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）＝ａ・ＡＴＴ＋ｂ ・・・（２１） The compensation voltage correction value VtRatio is a value that depends on the characteristics of the dispersion space optical system 103 and the biaxial MEMS mirror device 104 and is difficult to express with a theoretical formula. However, as can be seen from FIG. 18, since the change with respect to the attenuation rate ATT is relatively small, VtRatio (ATT) can be expressed by a linear approximation expression regarding the attenuation rate ATT as the following equation.
VtRatio (ATT) = a · ATT + b (21)

ここで、ａは図１８に示すＶｔＲａｔｉｏの実測値の特性を線形近似した直線１３０１の傾きを表す。また、ｂは直線１３０１の切片であるが、切片となるＡＴＴ０は損失最小点近傍なので損失等高線の歪の影響を受けにくいことから、値はほぼ１となる。線形近似直線１３０１は、温度補償精度が最も高くなることが期待されるＡＴＴ値（図１８の点１３０２のＡＴＴ値）を、ａを求めるための代表点に選ぶことにより定められる。   Here, a represents the slope of a straight line 1301 obtained by linear approximation of the characteristic of the actual measurement value of VtRatio shown in FIG. Further, b is an intercept of the straight line 1301, but since the ATT0 serving as the intercept is near the minimum loss point, it is hardly affected by the distortion of the loss contour line, so the value is almost 1. The linear approximate straight line 1301 is determined by selecting an ATT value (ATT value at a point 1302 in FIG. 18) that is expected to have the highest temperature compensation accuracy as a representative point for obtaining a.

式（２１）中の係数ａ，ｂは、第５の実施の形態で説明した補償電圧修正値情報であり、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されている。制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の際に、すなわちクロック発生部１１３からクロックが出力される度に、係数ａ，ｂと式（２１）を用いて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を算出する（図８ステップＳｂ１０９）。   Coefficients a and b in Expression (21) are the compensation voltage correction value information described in the fifth embodiment, and are stored in advance in the memory 108 of the control circuit 105. The arithmetic unit 109 of the control circuit 105 uses the coefficients a and b and Expression (21) to perform a desired compensation during temperature compensation control performed during operation, that is, every time a clock is output from the clock generation unit 113. A compensation voltage correction value VtRatio (ATT) corresponding to the attenuation rate ATT is calculated (step Sb109 in FIG. 8).

［第１４の実施の形態］
次に、本発明の第１４の実施の形態について説明する。第１３の実施の形態を、より広いＡＴＴ範囲に適用するためには、図１８に示した補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの実測値の特性をＡＴＴ軸の方向に沿って複数の領域に区分し、領域毎に線形近似直線を求めればよい。この場合、補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）は、次式のように表現される。 [Fourteenth embodiment]
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described. In order to apply the thirteenth embodiment to a wider ATT range, the characteristic of the actually measured value of the compensation voltage correction value VtRatio shown in FIG. 18 is divided into a plurality of regions along the direction of the ATT axis. What is necessary is just to obtain | require a linear approximation straight line for every. In this case, the compensation voltage correction value VtRatio (ATT) is expressed as the following equation.

Figure 0005134114
Figure 0005134114

図１９は補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏの実測値の特性を複数の領域に区分して領域毎に線形近似直線を求める例を説明する図である。式（２２）、式（２３）および図１９におけるＮ（Ｎは正の整数）は、区分した領域に割り当てた番号を表す。ＡＴＴth［Ｎ］は領域Ｎにおいて温度補償精度が最も高くなることが期待されるＡＴＴ値、ａ［Ｎ］は領域Ｎについて求めた線形近似直線の傾き、ｂは領域Ｎ＝１について求めた線形近似直線の切片である。 FIG. 19 is a diagram for explaining an example in which the characteristic of the actually measured value of the compensation voltage correction value VtRatio is divided into a plurality of regions and a linear approximate straight line is obtained for each region. N in Formula (22), Formula (23), and FIG. 19 (N is a positive integer) represents the number assigned to the divided area. ATT th [N] is the ATT value at which the temperature compensation accuracy is expected to be highest in the region N, a [N] is the slope of the linear approximation line obtained for the region N, and b is the linear value obtained for the region N = 1. It is an intercept of an approximate line.

式（２２）、式（２３）中の減衰率ＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂとは、第５の実施の形態で説明した補償電圧修正値情報であり、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されている。制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、減衰率ＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂと式（２２）、式（２３）を用いて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）を算出する（図８ステップＳｂ１０９）。 The attenuation rate ATT th [N] and the coefficients a [N], b in the equations (22) and (23) are the compensation voltage correction value information described in the fifth embodiment, and are previously controlled by the control circuit 105. Stored in the memory 108. The calculation unit 109 of the control circuit 105 uses the attenuation rate ATT th [N], the coefficient a [N], b, the equations (22), and (23) each time the temperature compensation control is performed during operation. A compensation voltage correction value VtRatio (ATT) corresponding to the desired attenuation rate ATT is calculated (step Sb109 in FIG. 8).

［第１５の実施の形態］
次に、本発明の第１５の実施の形態について説明する。基準温度Ｔｒｅｆ（すなわち、ΔＴ＝０）では、補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏはＡＴＴに依存せずに、必ず１になることは明らかである。つまり、補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏは、正確には温度依存性も有する。そこで、本実施の形態では、第１３の実施の形態や第１４の実施の形態においてＶｔＲａｔｉｏの温度依存性も考慮した補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）を次式で定義する。
ＶｔＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）＝（ＶｔＲａｔｉｏＸ−１）・Пｒ・ΔＴ＋１
・・・（２４）
ここでПｒは補償電圧修正値情報を取得したときの温度の逆数、ＶｔＲａｔｉｏＸは、温度依存性を考慮していない、式（２１）もしくは、式（２２）や式（２３）から得られたＶｔＲａｔｉｏ（ＡＴＴ）の値である。 [Fifteenth embodiment]
Next, a fifteenth embodiment of the present invention is described. It is clear that at the reference temperature Tref (that is, ΔT = 0), the compensation voltage correction value VtRatio is always 1 without depending on ATT. That is, the compensation voltage correction value VtRatio also has temperature dependence precisely. Therefore, in the present embodiment, the compensation voltage correction value VtRatio (ΔT, ATT) taking into account the temperature dependency of VtRatio in the thirteenth and fourteenth embodiments is defined by the following equation.
VtRatio (ΔT, ATT) = (VtRatioX−1) · Пr · ΔT + 1
... (24)
Here, Пr is the reciprocal of the temperature when the compensation voltage correction value information is acquired, and VtRatioX is VtRatio obtained from Equation (21), Equation (22), or Equation (23) that does not consider temperature dependence. (ATT) value.

式（２４）中の係数Пｒも第５の実施の形態で説明した補償電圧修正値情報であり、予め制御回路１０５のメモリ１０８に記憶されている。制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、温度Ｔと係数Пｒと式（２４）を用いて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏ（ΔＴ，ＡＴＴ）を算出する（図８ステップＳｂ１０９）。なお、ＶｔＲａｔｉｏの温度依存性を考慮してない第１３の実施の形態や第１４の実施の形態と、温度依存性を考慮した本実施の形態の使い分けについては、実際のＶｔＲａｔｉｏの温度依存性を考慮して使い分ける。
こうして、本実施の形態では、第５の実施の形態の温度補償電圧をより高精度に修正することができる。 The coefficient Пr in the equation (24) is also the compensation voltage correction value information described in the fifth embodiment, and is stored in the memory 108 of the control circuit 105 in advance. The calculation unit 109 of the control circuit 105 uses the temperature T, the coefficient Пr, and the equation (24) each time temperature compensation control is performed during operation, and uses the compensation voltage correction value VtRatio (ΔT corresponding to the desired attenuation factor ATT. , ATT) is calculated (step Sb109 in FIG. 8). Note that the temperature dependence of the actual VtRatio is the difference between the thirteenth and fourteenth embodiments that do not consider the temperature dependence of VtRatio and the present embodiment that takes temperature dependence into account. Use them in consideration.
Thus, in the present embodiment, the temperature compensation voltage of the fifth embodiment can be corrected with higher accuracy.

［第１６の実施の形態］
実験で求めたＶｔＲａｔｉｏの実測値の特性の直線近似が難しい場合は、適当なＡＴＴ間隔で補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏをサンプリングしたデータを、メモリ１０８に記憶させておくことも可能である。この場合、予め離散的に選択された減衰率ＡＴＴに対する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを実験で測定し、所望のＡＴＴ間隔でデータを補間して、減衰率ＡＴＴに対する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏのサンプリングデータを作成し、減衰率ＡＴＴとこれに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏとの組を記憶したデータテーブルを、制御回路１０５のメモリ１０８に記録しておけばよい。 [Sixteenth embodiment]
In the case where it is difficult to approximate the characteristic of the actually measured value of VtRatio obtained by experiment, it is possible to store data obtained by sampling the compensation voltage correction value VtRatio at an appropriate ATT interval in the memory 108. In this case, the compensation voltage correction value VtRatio for the attenuation rate ATT selected discretely in advance is measured by experiment, and the data is interpolated at a desired ATT interval to generate sampling data of the compensation voltage correction value VtRatio for the attenuation rate ATT. Then, a data table storing a set of the attenuation rate ATT and the compensation voltage correction value VtRatio corresponding thereto may be recorded in the memory 108 of the control circuit 105.

制御回路１０５の演算部１０９は、動作中に行われる温度補償制御の度に、データテーブルの情報に基づいて、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを算出する。ＶｔＲａｔｉｏの温度依存性も考慮する場合は、データテーブルから算出した補償電圧修正値をＶｔＲａｔｉｏＸとして式（２４）を用いればよい（図８ステップＳｂ１０９）。
こうして、本実施の形態では、第５の実施の形態の温度補償電圧を修正することができる。 The calculation unit 109 of the control circuit 105 calculates a compensation voltage correction value VtRatio corresponding to a desired attenuation rate ATT based on information in the data table every time temperature compensation control is performed during operation. When the temperature dependence of VtRatio is also taken into consideration, the compensation voltage correction value calculated from the data table may be used as VtRatioX (24) (step Sb109 in FIG. 8).
Thus, in the present embodiment, the temperature compensation voltage of the fifth embodiment can be corrected.

第１〜第１６の実施の形態において、制御回路１０５のメモリ１０８と演算部１０９とクロック発生部１１３とは、例えばＣＰＵ、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータを動作させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。ＣＰＵは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、このプログラムに従って第１〜第１６の実施の形態で説明した処理を実行する。また、記憶媒体とＣＰＵで構成されるコンピュータの代わりに、プログラムや変数を書き込んだＦＰＧＡ（Field programmable gate array）と、制御に必要な変数を保存するためのフラッシュメモリのような不揮発メモリでメモリ１０８と演算部１０９を構成してもよい。   In the first to sixteenth embodiments, the memory 108, the calculation unit 109, and the clock generation unit 113 of the control circuit 105 are, for example, a computer having a CPU, a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. Can be realized. A program for operating such a computer is provided in a state of being recorded on a recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a memory card. The CPU writes the read program into the storage device, and executes the processes described in the first to sixteenth embodiments according to this program. Further, instead of a computer composed of a storage medium and a CPU, a memory 108 is an FPGA (Field Programmable Gate Array) in which programs and variables are written, and a non-volatile memory such as a flash memory for storing variables necessary for control. And the arithmetic unit 109 may be configured.

本発明は、波長選択スイッチに適用することができる。   The present invention can be applied to a wavelength selective switch.

１０１−１〜１０１−Ｎ…入力ポート、１０２…出力ポート、１０３…分散空間光学系、１０４…二軸ＭＥＭＳミラー装置、１０５…制御回路、１０６…温度センサ、１０７…筐体、１０８…メモリ、１０９…演算部、１１０…電圧駆動回路、１１１…断熱固定具、１１２…ダミー部品、１１３…クロック発生部。   101-1 to 101-N: input port, 102: output port, 103: dispersion space optical system, 104: biaxial MEMS mirror device, 105: control circuit, 106: temperature sensor, 107: housing, 108: memory, DESCRIPTION OF SYMBOLS 109 ... Operation part, 110 ... Voltage drive circuit, 111 ... Heat insulation fixture, 112 ... Dummy part, 113 ... Clock generation part.

Claims (18)

少なくとも１つ以上の入力ポートと、
少なくとも１つ以上の出力ポートと、
前記入力ポートから入った光を波長ごとに直線的に一点に集光する分散空間光学系と、
この分散空間光学系の集光点上に配置され、二つの回動軸周りに回動可能なミラーおよび制御電圧に応じた静電引力により前記ミラーを回動させる制御電極からなる二軸ＭＥＭＳミラー装置と、
この二軸ＭＥＭＳミラー装置を制御する制御手段と、
前記二軸ＭＥＭＳミラー装置および分散空間光学系の周辺温度を検出する温度センサとを備え、
前記制御手段は、前記入力ポートと前記出力ポートとの間の光信号の損失が最小となる最適結合条件に対応した前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の最適結合電圧情報と、光信号の所望の減衰率を実現する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の減衰率制御電圧情報と、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報と、減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報とを予め記憶するメモリと、
前記最適結合電圧情報と前記減衰率制御電圧情報とから所望のポートおよび所望の減衰率に対応する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電圧を算出し、前記補償電圧修正値情報から所望の減衰率に対応する補償電圧修正値を決定し、前記温度センサが検出した温度と前記温度補償電圧情報と前記補償電圧修正値とから温度補償電圧を算出し、この温度補償電圧を、前記算出した制御電圧に加えて最終的な制御電圧を確定する演算手段と、
この演算手段が算出した制御電圧を前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電極に印加する電圧駆動手段とを有し、
前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで前記分散空間光学系から入射した光信号の向きを変え、この光信号を再び前記分散空間光学系を通して所望の出力ポートに出力することで光信号の減衰率の温度補償が可能なことを特徴とする波長選択スイッチ。 At least one input port;
At least one or more output ports;
A dispersion space optical system that condenses light entering from the input port linearly at one point for each wavelength; and
A biaxial MEMS mirror which is arranged on a condensing point of the dispersion space optical system and includes a mirror which can be rotated around two rotation axes and a control electrode which rotates the mirror by electrostatic attraction according to a control voltage. Equipment,
Control means for controlling the biaxial MEMS mirror device;
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the biaxial MEMS mirror device and the dispersion space optical system,
The control means includes the optimum coupling voltage information of the biaxial MEMS mirror device corresponding to the optimum coupling condition that minimizes the loss of the optical signal between the input port and the output port, and a desired attenuation rate of the optical signal. Attenuation rate control voltage information of the biaxial MEMS mirror device for realizing the above, temperature compensation voltage information indicating the relationship between the temperature and the optimum coupling voltage, compensation voltage correction value information for correcting the temperature compensation voltage according to the attenuation rate, A memory for storing in advance,
A control voltage of the biaxial MEMS mirror device corresponding to a desired port and a desired attenuation rate is calculated from the optimum coupling voltage information and the attenuation rate control voltage information, and the desired attenuation rate is obtained from the compensation voltage correction value information. A corresponding compensation voltage correction value is determined, a temperature compensation voltage is calculated from the temperature detected by the temperature sensor, the temperature compensation voltage information, and the compensation voltage correction value, and the temperature compensation voltage is converted into the calculated control voltage. In addition, calculation means for determining the final control voltage;
Voltage driving means for applying the control voltage calculated by the calculation means to the control electrode of the biaxial MEMS mirror device;
By controlling the rotation of at least one axis of the mirror, the direction of the optical signal incident from the dispersion space optical system is changed, and this light signal is output again to the desired output port through the dispersion space optical system. A wavelength selective switch characterized in that the temperature compensation of the attenuation rate of the optical signal is possible. 請求項１記載の波長選択スイッチにおいて、
さらに、前記分散空間光学系と前記二軸ＭＥＭＳミラー装置と前記温度センサとを内部に収める筐体を備えることを特徴とする波長選択スイッチ。 The wavelength selective switch according to claim 1,
The wavelength selective switch further comprising a housing that accommodates the dispersion space optical system, the biaxial MEMS mirror device, and the temperature sensor. 請求項２記載の波長選択スイッチにおいて、
さらに、前記分散空間光学系と前記二軸ＭＥＭＳミラー装置と前記温度センサとを前記筐体に固定する固定具を備え、
この固定具は、断熱性の材料からなることを特徴とする波長選択スイッチ。 The wavelength selective switch according to claim 2,
And a fixture for fixing the dispersion space optical system, the biaxial MEMS mirror device, and the temperature sensor to the housing,
The wavelength selective switch, wherein the fixture is made of a heat insulating material. 請求項１記載の波長選択スイッチにおいて、
前記温度センサは、波長選択スイッチを構成する光学部品のうち温度依存性が最も高い光学部品に装着されていることを特徴とする波長選択スイッチ。 The wavelength selective switch according to claim 1,
The wavelength selective switch is characterized in that the temperature sensor is mounted on an optical component having the highest temperature dependency among optical components constituting the wavelength selective switch. 請求項１記載の波長選択スイッチにおいて、
前記温度センサは、波長選択スイッチを構成する光学部品のうち温度依存性が最も高い光学部品と略等しい熱容量を持つ部材に装着されていることを特徴とする波長選択スイッチ。 The wavelength selective switch according to claim 1,
The temperature sensor is mounted on a member having a heat capacity substantially equal to that of an optical component having the highest temperature dependency among optical components constituting the wavelength selective switch. 少なくとも１つ以上の入力ポートと、少なくとも１つ以上の出力ポートと、前記入力ポートから入った光を波長ごとに直線的に一点に集光する分散空間光学系と、この分散空間光学系の集光点上に配置され、二つの回動軸周りに回動可能なミラーおよび制御電圧に応じた静電引力により前記ミラーを回動させる制御電極からなる二軸ＭＥＭＳミラー装置と、前記二軸ＭＥＭＳミラー装置および分散空間光学系の周辺温度を検出する温度センサとを備えた波長選択スイッチの制御方法であって、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間の光信号の損失が最小となる最適結合条件に対応した前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の最適結合電圧情報と、光信号の所望の減衰率を実現する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の減衰率制御電圧情報とから、所望のポートおよび所望の減衰率に対応する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電圧を算出する制御電圧算出ステップと、
減衰率に応じて温度補償電圧を修正する補償電圧修正値情報から、所望の減衰率に対応する補償電圧修正値を決定する補償電圧修正値決定ステップと、
前記温度センサが検出した温度と、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報と、前記補償電圧修正値とから、温度補償電圧を算出する温度補償電圧算出ステップと、
この温度補償電圧を、前記算出した制御電圧に加えて最終的な制御電圧を確定する制御電圧確定ステップと、
この制御電圧確定ステップで確定した値の制御電圧を前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電極に印加する駆動ステップとを有し、
前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで前記分散空間光学系から入射した光信号の向きを変え、この光信号を再び前記分散空間光学系を通して所望の出力ポートに出力し、かつ前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで光信号の減衰率の調整が可能なことを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 At least one or more input ports, at least one or more output ports, a dispersion space optical system that condenses light entering from the input port linearly for each wavelength at one point, and a collection of the dispersion space optical systems A biaxial MEMS mirror device comprising a mirror disposed on a light spot and rotatable about two rotational axes and a control electrode for rotating the mirror by electrostatic attraction according to a control voltage; and the biaxial MEMS A method of controlling a wavelength selective switch comprising a mirror device and a temperature sensor that detects the ambient temperature of a dispersion space optical system,
Optimum coupling voltage information of the biaxial MEMS mirror device corresponding to the optimum coupling condition that minimizes the loss of the optical signal between the input port and the output port, and the second that realizes a desired attenuation factor of the optical signal. A control voltage calculation step of calculating a control voltage of the biaxial MEMS mirror device corresponding to a desired port and a desired attenuation rate from the attenuation rate control voltage information of the axial MEMS mirror device;
A compensation voltage correction value determining step for determining a compensation voltage correction value corresponding to a desired attenuation rate from compensation voltage correction value information for correcting the temperature compensation voltage according to the attenuation rate;
A temperature compensation voltage calculating step for calculating a temperature compensation voltage from the temperature detected by the temperature sensor, temperature compensation voltage information representing a relationship between the temperature and the optimum coupling voltage, and the compensation voltage correction value;
A control voltage determination step for determining the final control voltage by adding the temperature compensation voltage to the calculated control voltage;
A drive step of applying a control voltage having a value determined in the control voltage determination step to a control electrode of the biaxial MEMS mirror device;
By changing the direction of the optical signal incident from the dispersion space optical system by controlling the rotation around at least one axis of the mirror, the optical signal is output again to the desired output port through the dispersion space optical system, A method for controlling a wavelength selective switch, wherein the attenuation rate of an optical signal can be adjusted by controlling the rotation of at least one axis of the mirror. 請求項６記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記二軸ＭＥＭＳミラー装置は、前記入出力ポートが並ぶ方向と直交するｘ軸および前記入出力ポートが並ぶ方向と平行なｙ軸の二つの回動軸周りに回動可能な前記ミラーを備え、
前記温度補償電圧算出ステップは、前記ミラーをｘ軸周りに回動させる制御電圧をＶｘ、前記ミラーをｙ軸周りに回動させる制御電圧をＶｙ、前記補償電圧修正値をＶｙＲａｔｉｏ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、前記温度補償電圧情報として係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙがメモリに記憶されているとき、ｘ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC、ｙ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｙ＿TCを、Ｖｘ＿TC＝（ＡＴｘ・ΔＴ＋ＢＴｘ）・ΔＴ、Ｖｙ＿TC＝（ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ）・ΔＴにより算出し、さらに前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCのうちどちらか一方に掛けて前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC，Ｖｙ＿TCを確定することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 The method of controlling a wavelength selective switch according to claim 6,
The biaxial MEMS mirror device includes the mirror that is rotatable about two rotation axes, an x axis that is orthogonal to the direction in which the input / output ports are arranged and a y axis that is parallel to the direction in which the input / output ports are arranged,
In the temperature compensation voltage calculating step, a control voltage for rotating the mirror about the x axis is Vx, a control voltage for rotating the mirror about the y axis is Vy, the compensation voltage correction value is VyRatio, and the temperature sensor is the detected temperature T, the reference temperature Tref, and [Delta] T = T-Tref, factor ATx as the temperature compensation voltage information, BTX, ATY, when BTy is stored in the memory, the related x-axis the temperature compensation voltage Vx_ TC , the temperature compensation voltage Vy_ TC about the y-axis, Vx_ TC = (ATx · ΔT + BTx) · ΔT, Vy_ TC = calculated by (ATy · ΔT + BTy) · ΔT, further said compensation voltage correction value VyRatio, the temperature compensation voltage Vx_ TC, the over to either of Vy_ TC temperature compensation voltage Vx_ TC, to characterized in that to determine the Vy_ TC Control method of the wavelength selective switch. 請求項６または７記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、係数ａ，ｂが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、ＶｙＲａｔｉｏ＝ａ・ＡＴＴ＋ｂにより算出することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 In the control method of the wavelength selective switch according to claim 6 or 7,
In the compensation voltage correction value determination step, when the desired attenuation rate is ATT and the coefficients a and b are stored in the memory as the compensation voltage correction value information, the compensation voltage correction value VyRatio is expressed as VyRatio = a · ATT + b. A method for controlling a wavelength selective switch, characterized by: 請求項６または７記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、減衰率を複数の領域に区分したときの領域間の境界値であるＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂとが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき（Ｎは正の整数）、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、
Figure 0005134114
 により算出することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 In the control method of the wavelength selective switch according to claim 6 or 7,
In the compensation voltage correction value determining step, a desired attenuation rate is ATT, and ATT th [N], which is a boundary value between regions when the attenuation rate is divided into a plurality of regions, and coefficients a [N] and b are obtained. When the compensation voltage correction value information is stored in the memory (N is a positive integer), the compensation voltage correction value VyRatio is
Figure 0005134114
 A method for controlling a wavelength selective switch, characterized by: 請求項６または７記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、係数Ａｒ，Ｂｒが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、ＶｙＲａｔｉｏ＝（Ｂｒ・ΔＴ）（Ａｒ・ＡＴＴ＋１）＋１により算出することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 In the control method of the wavelength selective switch according to claim 6 or 7,
In the compensation voltage correction value determination step, a desired attenuation rate is ATT, a temperature detected by the temperature sensor is T, a reference temperature is Tref, ΔT = T−Tref, and coefficients Ar and Br are used as the compensation voltage correction value information. A method of controlling a wavelength selective switch, wherein the compensation voltage correction value VyRatio is calculated by VyRatio = (Br · ΔT) (Ar · ATT + 1) +1 when stored in a memory. 請求項６または７記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、減衰率を複数の領域に区分したときの領域間の境界値であるＡＴＴth［Ｎ］と係数Ａｒ［Ｎ］，Ｂｒとが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき（Ｎは正の整数）、前記補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを、
Figure 0005134114
 により算出することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 In the control method of the wavelength selective switch according to claim 6 or 7,
The compensation voltage correction value determination step is a region when the desired attenuation rate is ATT, the temperature detected by the temperature sensor is T, the reference temperature is Tref, and ΔT = T−Tref, and the attenuation rate is divided into a plurality of regions. When the threshold value ATT th [N] and the coefficients Ar [N] and Br are stored in the memory as the compensation voltage correction value information (N is a positive integer), the compensation voltage correction value VyRatio is ,
Figure 0005134114
 A method for controlling a wavelength selective switch, characterized by: 請求項６または７記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、減衰率とこれに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏとの組が減衰率毎に記述されたデータテーブルから、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｙＲａｔｉｏを取得することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 In the control method of the wavelength selective switch according to claim 6 or 7,
In the compensation voltage correction value determination step, a compensation voltage correction value VyRatio corresponding to a desired attenuation factor ATT is obtained from a data table in which a set of the attenuation factor and the corresponding compensation voltage correction value VyRatio is described for each attenuation factor. A method for controlling a wavelength selective switch, comprising: acquiring the wavelength selective switch. 少なくとも１つ以上の入力ポートと、少なくとも１つ以上の出力ポートと、前記入力ポートから入った光を波長ごとに直線的に一点に集光する分散空間光学系と、この分散空間光学系の集光点上に配置され、二つの回動軸周りに回動可能なミラーおよび制御電圧に応じた静電引力により前記ミラーを回動させる制御電極からなる二軸ＭＥＭＳミラー装置と、前記二軸ＭＥＭＳミラー装置および分散空間光学系の周辺温度を検出する温度センサとを備えた波長選択スイッチの制御方法であって、
前記温度センサが検出した温度と、温度と最適結合電圧との関係を表す温度補償電圧情報とから、温度補償電圧を算出する温度補償電圧算出ステップと、
予め定められた補償電圧修正値情報から、所望の減衰率に対応する補償電圧修正値を決定する補償電圧修正値決定ステップと、
前記制御電圧を任意の変数の関数値とし、この変数を媒介変数電圧としたとき、基準温度において所望の減衰率に対応する既知の媒介変数電圧と前記補償電圧修正値とから、前記基準温度を基準とする温度補償を行う場合の、所望の減衰率に対応する媒介変数電圧を算出する媒介変数電圧算出ステップと、
この媒介変数電圧算出ステップで算出した媒介変数電圧を所定の関数に代入して、所望のポートおよび所望の減衰率に対応する前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電圧を算出する制御電圧算出ステップと、
この制御電圧算出ステップで算出した制御電圧に、前記温度補償電圧を加えて最終的な制御電圧を確定する制御電圧確定ステップと、
この制御電圧確定ステップで確定した値の制御電圧を前記二軸ＭＥＭＳミラー装置の制御電極に印加する駆動ステップとを有し、
前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで前記分散空間光学系から入射した光信号の向きを変え、この光信号を再び前記分散空間光学系を通して所望の出力ポートに出力し、かつ前記ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで光信号の減衰率の調整が可能なことを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 At least one or more input ports, at least one or more output ports, a dispersion space optical system that condenses light entering from the input port linearly for each wavelength at one point, and a collection of the dispersion space optical systems A biaxial MEMS mirror device comprising a mirror disposed on a light spot and rotatable about two rotational axes and a control electrode for rotating the mirror by electrostatic attraction according to a control voltage; and the biaxial MEMS A method of controlling a wavelength selective switch comprising a mirror device and a temperature sensor that detects the ambient temperature of a dispersion space optical system,
A temperature compensation voltage calculation step for calculating a temperature compensation voltage from the temperature detected by the temperature sensor and temperature compensation voltage information representing a relationship between the temperature and the optimum coupling voltage;
A compensation voltage correction value determining step for determining a compensation voltage correction value corresponding to a desired attenuation rate from predetermined compensation voltage correction value information;
The control voltage to the a function value of any variable, when the variables and parametric voltage, and a known parametric voltage and the compensation voltage correction value corresponding to the desired attenuation factor at a reference temperature, the reference temperature A parametric voltage calculation step for calculating a parametric voltage corresponding to a desired attenuation rate when performing temperature compensation as a reference ;
Substituting the parametric voltage calculated in this parametric voltage calculation step into a predetermined function, a control voltage calculation step of calculating a control voltage of the biaxial MEMS mirror device corresponding to a desired port and a desired attenuation rate;
A control voltage determination step for determining a final control voltage by adding the temperature compensation voltage to the control voltage calculated in the control voltage calculation step;
A drive step of applying a control voltage having a value determined in the control voltage determination step to a control electrode of the biaxial MEMS mirror device;
By changing the direction of the optical signal incident from the dispersion space optical system by controlling the rotation around at least one axis of the mirror, the optical signal is output again to the desired output port through the dispersion space optical system, A method for controlling a wavelength selective switch, wherein the attenuation rate of an optical signal can be adjusted by controlling the rotation of at least one axis of the mirror. 請求項１３記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記二軸ＭＥＭＳミラー装置は、前記入出力ポートが並ぶ方向と直交するｘ軸および前記入出力ポートが並ぶ方向と平行なｙ軸の二つの回動軸周りに回動可能な前記ミラーを備え、
前記温度補償電圧算出ステップは、前記ミラーをｘ軸周りに回動させる制御電圧をＶｘ、前記ミラーをｙ軸周りに回動させる制御電圧をＶｙ、前記制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを任意の変数の関数値Ｖｘ＝ｆｘ（Ｖｔ），Ｖｙ＝ｆｙ（Ｖｔ）としたときの前記変数である媒介変数電圧をＶｔ、前記媒介変数電圧Ｖｔに対する前記補償電圧修正値をＶｔＲａｔｉｏ、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、前記温度補償電圧情報として係数ＡＴｘ，ＢＴｘ，ＡＴｙ，ＢＴｙがメモリに記憶されているとき、ｘ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｘ＿TC、ｙ軸に関する前記温度補償電圧Ｖｙ＿TCを、Ｖｘ＿TC＝（ＡＴｘ・ΔＴ＋ＢＴｘ）・ΔＴ、Ｖｙ＿TC＝（ＡＴｙ・ΔＴ＋ＢＴｙ）・ΔＴにより算出し、
前記媒介変数電圧算出ステップは、所望の減衰率に対応する既知の媒介変数電圧Ｖｔに前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを掛けることで、前記基準温度を基準とする温度補償を行う場合の、所望の減衰率に対応する媒介変数電圧Ｖｔ＿TCを算出し、
前記制御電圧算出ステップは、前記媒介変数電圧算出ステップで算出した媒介変数電圧Ｖｔ＿TCから、Ｖｘ＝ｆｘ（Ｖｔ＿TC），Ｖｙ＝ｆｙ（Ｖｔ＿TC）により前記制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 The method of controlling a wavelength selective switch according to claim 13,
The biaxial MEMS mirror device includes the mirror that is rotatable about two rotation axes, an x axis that is orthogonal to the direction in which the input / output ports are arranged and a y axis that is parallel to the direction in which the input / output ports are arranged,
In the temperature compensation voltage calculation step, a control voltage for rotating the mirror about the x-axis is Vx, a control voltage for rotating the mirror about the y-axis is Vy, and the control voltages Vx and Vy are functions of arbitrary variables. When the values Vx = fx (Vt) and Vy = fy (Vt) are set, the parameter variable voltage is Vt, the compensation voltage correction value for the parameter variable voltage Vt is VtRatio, and the temperature detected by the temperature sensor is T, Tref the reference temperature, and ΔT = T-Tref, factor ATx as the temperature compensation voltage information, BTX, ATY, when BTy is stored in the memory, the related x-axis the temperature compensation voltage Vx_ TC, the y-axis said temperature compensation voltage Vy_ TC, calculated Vx_ TC = (ATx · ΔT + BTx) · ΔT, the Vy_ TC = (ATy · ΔT + BTy) · ΔT,
In the parametric variable calculation step, a desired attenuation in the case of performing temperature compensation based on the reference temperature by multiplying a known parametric voltage Vt corresponding to a desired attenuation rate by the compensation voltage correction value VtRatio. to calculate the mediating variable voltage Vt_ TC corresponding to the rate,
The control voltage calculating step, the parametric voltage VT_NULL TC calculated by the parametric voltage calculation step, Vx = fx (Vt_ TC) , Vy = fy (Vt_ TC) by the control voltage Vx, calculating a Vy A control method of a wavelength selective switch, which is characterized. 請求項１３または１４記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、係数ａ，ｂが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを、ＶｔＲａｔｉｏ＝ａ・ＡＴＴ＋ｂにより算出することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 The method of controlling a wavelength selective switch according to claim 13 or 14,
In the compensation voltage correction value determination step, when the desired attenuation rate is ATT and the coefficients a and b are stored in the memory as the compensation voltage correction value information, the compensation voltage correction value VtRatio is expressed as VtRatio = a · ATT + b. A method for controlling a wavelength selective switch, characterized by: 請求項１３または１４記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、所望の減衰率をＡＴＴとし、減衰率を複数の領域に区分したときの領域間の境界値であるＡＴＴth［Ｎ］と係数ａ［Ｎ］，ｂとが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき（Ｎは正の整数）、前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを、
Figure 0005134114
 により算出することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 The method of controlling a wavelength selective switch according to claim 13 or 14,
In the compensation voltage correction value determining step, a desired attenuation rate is ATT, and ATT th [N], which is a boundary value between regions when the attenuation rate is divided into a plurality of regions, and coefficients a [N] and b are obtained. When the compensation voltage correction value information is stored in the memory (N is a positive integer), the compensation voltage correction value VtRatio is
Figure 0005134114
 A method for controlling a wavelength selective switch, characterized by: 請求項１３または１４記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、減衰率ＡＴＴとこれに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏとの組が減衰率毎に記述されたデータテーブルから、所望の減衰率ＡＴＴに対応する補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを取得することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 The method of controlling a wavelength selective switch according to claim 13 or 14,
In the compensation voltage correction value determination step, a compensation voltage correction value VtRatio corresponding to a desired attenuation factor ATT is obtained from a data table in which a set of the attenuation factor ATT and the corresponding compensation voltage correction value VtRatio is described for each attenuation factor. A method for controlling a wavelength selective switch, comprising: 請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記補償電圧修正値決定ステップは、前記温度センサが検出した温度をＴ、基準温度をＴｒｅｆ、ΔＴ＝Ｔ−Ｔｒｅｆとし、前記補償電圧修正値情報を取得したときの温度の逆数である係数Пｒが前記補償電圧修正値情報としてメモリに記憶されているとき、前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏをＶｔＲａｔｉｏＸとして、ＶｔＲａｔｉｏ＝（ＶｔＲａｔｉｏＸ−１）・Пｒ・ΔＴ＋１により前記補償電圧修正値ＶｔＲａｔｉｏを補正することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 The wavelength selective switch control method according to any one of claims 15 to 17,
In the compensation voltage correction value determining step, the temperature detected by the temperature sensor is T, the reference temperature is Tref, ΔT = T−Tref, and the coefficient Пr, which is the reciprocal of the temperature when the compensation voltage correction value information is acquired, is When the compensation voltage correction value information is stored in the memory, the compensation voltage correction value VtRatio is corrected by VtRatio = (VtRatioX-1) · Пr · ΔT + 1, where VtRatioX is the compensation voltage correction value VtRatioX. To control wavelength selective switch.
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