JP5205473B2 - 自由空間光相互接続 - Google Patents
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Description
例えば、現在のサーバシステムは、高データレートで互いに通信する必要があるユーザが選択したコンポーネントのセットを使用することが多い。
例えば、ブレードを使用するサーバシステムでは、例えばサーバブレード及びストレージブレードといったブレードは、共通の筐体に実装され、冷却ファン、電源、及び筐体管理等のシステムコンポーネントを共有する。
ブレードが共に機能して所望のデータストレージ、データ処理、及びデータ通信を提供するには、サーバシステムは、ブレード間の通信用に高データレート通信チャネルを提供する必要がある。
光信号方式を使用するデータチャネルは、これらの問題の多くを回避することができるが、ガイドされる光信号方式には、複雑な導波路及び/又は束ねていない光ケーブル又は光リボンの取り扱いが必要とされる場合がある。
光ケーブル又は光リボンは、サーバ等のシステムに空間及び信頼性の問題を導入する場合がある。
自由空間光信号方式は、電気信号に関連したインピーダンス及び雑音の問題を回避し、導波路又は光ケーブルの必要性を回避する。
しかしながら、自由空間光データチャネルをサーバ等のシステムで使用するには、一般に、光送信機及び光受信機を精密に位置合わせできること、並びに機械的振動及び熱変動を受け得る環境で位置合わせを維持できることが必要とされる。
自由空間光データチャネルの位置合わせを確立及び維持するという課題は、複数のデータ光チャネルが必要とされるときに増す可能性がある。
したがって、複数の自由空間光チャネルを経済的且つ効率的に確立及び維持するためのシステム及び方法が望まれている。
このシステムの一実施形態は、第1のサブシステムの第1のアレイ及び第2のサブシステムの第2のアレイを含む。
第1のアレイは、第1のレンズ、自由空間、及び第2のレンズを通って送信されて第2のサブシステムの第2のアレイに達する光信号をそれぞれ生成する送信機を含む。
第2のアレイは、光信号にそれぞれ対応する受信機を含み、第1のレンズ及び第2のレンズは、共に、第1のアレイの像を第2のアレイ上に形成するテレセントリックレンズを構成する。
第1の実装システム及び第2の実装システムは、それぞれ第1のレンズを第1のサブシステムに取り付け、第2のレンズを第2のサブシステムに取り付け、これらの実装システムの少なくとも一方は、取り付けられたレンズ又は別の光学素子を動的に移動させて、第1のアレイの像を第2のアレイ上の位置合わせされた位置に維持する。
光信号のすべては、集光光学素子を平行に通過し、その結果、光学系は、送信機アレイの像を受信機アレイ上に形成する。
光学系のテレセントリシティによって、像の歪が回避され、送信機アレイと受信機アレイとの間の或る範囲の分離間隔に対して、送信機の像を検出器の光感知エリア上に保つ許容範囲が提供される。
動的位置合わせ制御システムは、通信チャネルが維持されている環境における振動及び熱変化にもかかわらず、通信チャネルを位置合わせされた状態に保つために必要に応じて、光学素子を移動させて送信機アレイの像を光軸に垂直にシフトさせることができる。
システム100は、共有バックプレーン120上に実装される一組のブレード110を備える。
電源変圧器及び冷却ファン等の付加的なコンポーネント130もバックブレーン120に接続することができ、このアセンブリ全体は、通常、共有エンクロージャ(図示せず)に収容される。
ユーザインターフェース、及びサーバシステム100への外部接続用のソケットは、共有エンクロージャを通じて提供することができる。
例えば、いくつかのブレード110は、サーバブレードとすることもできるし、ストレージブレードとすることもできる。
各ブレード110は、そのブレード110の特定の機能を実施する1つ又は複数のサブシステム112を含む。
サブシステム112を、プリント回路基板上のコンポーネントのように各ブレード110のいずれか片側又は両側に実装することもできるし、ブレード110が、該ブレード110の内部にサブシステム112を有するエンクロージャを含むこともできる。
このようなサブシステム112の一般的な例には、ハードドライブ又は他のデータストレージ、並びにマイクロプロセッサ、メモリソケット、及び集積回路メモリ等の従来のコンピュータコンポーネントを含むプロセッササブシステムが含まれる。
サブシステム112及びブレード120の一般的な機構は、Hewlett-Packard社から市販されているサーバシステムのcクラスアーキテクチャ等のブレードアーキテクチャを使用するサーバシステムに関して知られている従来のタイプのものとすることができる。
各送信機アレイ114は、ブレード110がバックプレーン120上に適切に実装されたときに、隣り合ったブレード110上の対応する受信機アレイ116と名目上位置合わせされるようにブレード110上に位置決めされる。
サーバシステム100の通常の構成では、対応する送信機アレイ114と受信機アレイ116との間に約5cmの自由空間を存在させることができ、各受信機アレイ116は、ブレード110の機械的実装の変動に起因して、関連した送信機アレイ114に対して約500μm〜1000μmほどの平行移動位置合わせ不良及び最大約1.5度までの角度位置合わせ不良を受ける場合がある。
加えて、送受信機114及び116の位置合わせは、製作公差、温度変動、及び/又は例えば冷却ファン若しくはハードドライブの動作からの機械的振動に起因して、40μm〜50μmほどの変動及び最大2度までの変動を受ける場合もある。
アレイ114の各光源は、例えば約10Gb/sといった高データレートでの伝送用にデータを符号化するように独立して変調できるビーム118を放出する。
各フォトダイオードは、そのフォトダイオードで受信される信号のデータレートに従って選択されたサイズの光感知エリアを有する。
10Gb/s以上のデータレートの場合、光感知エリアの幅は、一般に、約40μm幅未満である必要がある。
以下でさらに説明するように、系115の光学素子の少なくともいくつかは、すべての光信号によって共有されるテレセントリックレンズの一部を形成する。
一実施形態では、制御システムが送信機アレイ114からのビームの方向又は位置を調整できるように、光学系115は、動的であり、光学素子を移動させることができる実装部(mounting)に1つ又は複数の光学素子を含む。
一代替的な実施形態では、光学系115は、稼働中は固定され、対となる受信機アレイ116に関連した光学系117が、光データチャネルでの送信中に動的に調整を行って、送信機−受信機の位置合わせを維持する。
一般に、光学系115及び117の双方を動的とすることができる。
各光学系117は、対とされる光学系115の光学素子と組み合わされると、好ましくは像側及び物体側の双方がテレセントリックのテレセントリックレンズを形成する光学素子を含み、このテレセントリックレンズは、送信機アレイ114の像を受信機アレイ116上に形成する。
その結果、受信機アレイ116の検出器は、送信機アレイ114内の放出器からの各光信号118を受信する。
システム115及び117の対により提供されるテレセントリシティによって、送信機アレイ114と受信機アレイ116との間の光通信チャネルは、送信機アレイ114と受信機アレイ116との間の分離間隔の変動、すなわちテレセントリックレンズの光軸に沿った移動、を許容するものとなる。
一般に、光学系117は、対応する送信機光学系115が固定される実施形態では動的に調整可能である必要があるが、光学系117について動的に調整可能であることは、対応する送信機光学系115が動的に調整可能である実施形態ではオプションである。
光学系115及び/又は光学系117の制御システムは、光学系115及び/又は117における1つ又は複数の光学素子の位置を調整するように動作させることができる。
ブレード110間に確立された任意の確立通信を使用して、光学系115及び117の動的な動作を調和させることができ、例えば、受信機アレイ114から光学系117のためのサーボ制御システムへ位置合わせデータを送信することができる。
この位置合わせデータは、例えば、低データレートの電気チャネル上で運ぶこともできるし、ブレード110間の任意の光チャネル上でデータの一部として運ぶこともできる。
位置合わせデータの送信は、光学系115が固定され且つ光学系117のみが動的な位置合わせを実行する本発明の実施形態では不要とすることができる。
しかしながら、送信機側の光学系115からのビーム制御は、光学系117だけが位置合わせ不良を訂正する場合に必要とされる光学系117における光学素子よりも少ない(したがって、より費用のかからない)光学素子の使用を可能とし得る幾何学的利点を提供することができる。
システム200は、図1を参照して説明したような関連する光学系115を有する送信機アレイ114及び関連する光学系117を有する受信機アレイ116を含む。
図2に示す実施形態の光学系115は、アクティブ/動的実装部230に保持されたプレート210及びレンズ220を含む。
動的実装部230は、送信機制御システム240の制御下にある。
送信機制御システム240は、光データチャネルの動作中に光学素子210及び220をどのように移動させるのかを決定する。
受信機光学系117も、同様に、アクティブ/動的実装部280に保持されたプレート260及びレンズ270を含み、受信機制御システム290は、実装部280を制御して、光学素子260及び270を移動させる。
アレイ114及び116が回転して位置合わせされるという条件で、制御システム240及び290は、光学素子210、220、260、及び270を移動させて、高データレート光通信のための位置合わせを維持することができる。
適切な位置合わせによって、送信機アレイ114における光源が受信機アレイ116の検出器と一致するように、送信機アレイ114の像が受信機アレイ116上に形成される。
組み合わせられた光学系115及び117は、送信機アレイ114の像を反転するので、図2は、受信機アレイ116における検出器のパターンが、送信機アレイ114における光源のパターンに対して反転される一例を示す。
さらに、この例示的な実施形態では、受信機アレイ116の光感知エリアは、送信機アレイ114における光源と同じピッチを有し、テレセントリックレンズは単位(すなわち、lx)倍率を有する。
代替的に、テレセントリックレンズの倍率は、送信機アレイ114の像のサイズを拡大又は縮小して受信機アレイ116のサイズと一致するように選択することができる。
したがって、振動又は熱変化によって、送信機アレイ114又は受信機アレイ116が図2のZ方向に移動した場合にも、受信機アレイ116上の送信機アレイ114の像のサイズは変化しない。
テレセントリックレンズは、場の歪等、多くのタイプの歪も受けない。
その結果、照射されたエリアのサイズ及び間隔は一定のままであり、像の中心が受信機アレイ116の中心に集中したままであり且つ像が受信機アレイ116と回転して位置合わせされる限り、複数のチャネルは位置合わせされたままである。
コマ収差又は他の歪の不在又は低減によって、或る光信号からの光が別の光信号用の検出器内へ漏出することにより引き起こされるクロストークが低減される。
オプションとして、雑音又はクロストークをさらに減少させるために、開口部250を光学系115と117との間において、理想的には、光学系115の焦点効果が光信号を交差させる箇所に挿入することができる。
別個の開口部(図示せず)をさらに又は代替的に、受信機アレイ116における検出器付近にそれぞれ設けることもできる。
この例示の実施形態では、実装部230又は280は、プレート210又は260を傾けることができ且つ系の光軸に垂直な平面、例えば図2のX−Y平面でレンズ220又は270をシフトさせることができる機械的構造を含む。
図3A及び図3Bは、光ビームの伝播方向に対してプレートを傾けることの効果を示す。
詳細には、プレート320の表面に垂直なビーム310は、図3Aに示すように、偏向なしにプレート320を直接通過する。
プレートが、図3Bに示すように、ビーム315の方向に対して傾けられたとき、ビームは、T(1−1/n)sinθにほぼ等しい距離Δだけ偏向される。
この時、プレート320は小さな角度θだけ傾けられ、Tはプレートの厚さであり、nはプレートの屈折率である。
実装部230及び280が、2つの垂直軸のまわりにプレート210又は260を傾けることを可能にしている場合、送信機アレイ114の像をX−Y平面における任意の方向にシフトさせることができる。
図4A、図4B、図4C、及び図4Dは、コンポーネントレンズをシフトさせることによって、像のロケーションがどのようにシフトされるのかを示す。
詳細には、図4Aは、2つのレンズ410及び420が、物体430の中心を通過する共有光軸を有する構成を示す。
レンズ410及び420の組み合わせによって形成された像440も、レンズ410及び420の共有光軸を中心とする。
1つ又は複数のレンズがその光軸に垂直に平行移動されるとき、像は、それらレンズ間の分離間隔に垂直に平行移動される。
例えば、図4Bでは、双方のレンズ410及び420は、それらの光軸が位置合わせされた状態で物体430の下端を通るように、等しい量だけ下方にシフトされている。
その結果の像442は、図4Aの像440に対して下方にシフトされる。
より具体的には、物体430が、レンズ410及び420の光軸から量Δoだけオフセットされた場合、像440は、対応する距離Δi=MΔoだけシフトされる。
ここで、Mは、レンズ410及び420を含む光学系の倍率である。
多くのレンズ系では、このシフトは像の歪及びコマ収差を引き起こすが、テレセントリック系では、物体430からの主光線は像面に垂直に到達することから、図4Bの系の場合、像の歪もコマ収差も存在しない。
図示するように、コンポーネントレンズ410又は420の相対オフセットにより、像444はX−Y平面において物体430に対してシフトされる。
この効果は、像と受信機アレイのロケーションとの位置合わせを訂正するのに使用することができる。
例えば、送信機及び受信機の角度位置合わせ不良等の何らかの影響によって、像440(図4A)が受信機アレイからオフセットされた場合、受信機アレイに対してレンズ420(又はレンズ410)をシフトさせて、像442を位置合わせされた位置にシフトさせることができる。
しかしながら、相対オフセットは、像442を、レンズ420の光軸を中心にした状態にしておくことに留意すべきである。
したがって、送信機アレイがレンズ410を中心にし且つ受信機アレイがレンズ420を中心にしている場合、たとえレンズの光軸が位置合わせされていなくても、送信機アレイの像は、受信機アレイ上に維持される。
したがって、この光学系は、送信機ボードと受信機ボードとの間の平行移動オフセットを大きく許容するものである。
加えて、レンズ系は、全体として、ほぼテレセントリックのままであり、その結果、コマ収差及び像の歪は大きく回避される。
傾けられた結果、図1のサーバシステム100は、例えば、ブレード110の実装部における固定した相違又はブレード110の時間変化する振動のために、例えば、ブレード110が互いに平行でないときのものとなる場合がある。
図4Dに示すように、傾くことによって、像446のロケーションは、傾けられたレンズ420の光軸に対してシフトする。
例えば、図4Dに示す傾きでは、像446は、約f・sinθの距離だけレンズ420の光軸に対して上方にシフトされる。
ここで、fは焦点距離であり、θはレンズ420の傾斜角である。
本発明の一態様によれば、送信機アレイ又は受信機アレイに対してレンズをシフトさせることによって、相対的な傾きにより引き起こされるオフセットを補償することができ、受信機アレイ上の位置合わせされた位置に像を移動させることができ、例えば、像を、光軸を中心にしたものとすることができる。
この目的のために光学プレートを代替的に用いることもできる。
詳細には、像をシフトさせて位置合わせを達成又は維持するために、プレート210又は260のいずれかを傾けることもできるし、レンズ220又は270のいずれかをシフトさせることもできるし、これらの移動の任意の組み合わせを使用することもできる。
これによって、実装部230及び280におけるサーボシステムの設計に柔軟性が可能になる。
例えば、より良い光学的品質並びにより簡単な製作及び組み立てには、大きなレンズ220及び270を使用することができる。
大きく且つ重いレンズ220及び270の移動を使用して、より大きく且つより低周波の位置合わせ不良を補償することができる一方、プレート210及び260を軽量にして、より小さく且つより高周波の位置合わせ不良を補償するのに使用することができる。
別の構成では、送信機側のプレート210及びレンズ220を、一方の軸に沿った位置合わせ不良を補償するのに使用することができ、受信機側のプレート260及びレンズ270を、垂直な軸に沿った位置合わせ不良を補償するのに使用することができる。
さらに別の構成では、すべての位置合わせ訂正を、例えば送信機側といった一方の側で実行することができる。
またさらに別の構成では、プレート210及び270を完全に取り除くことができると同時に、レンズ220及び260の移動が位置合わせを制御する。
この設計の柔軟性は、実装部230及び280における機械的サーボシステムの複雑度を低減するのに役立つ。
一実施形態では、通信チャネル又は別個の位置合わせチャネルで受信される光出力を監視して、システムが位置合わせ不良にあるのか否かを判断し、必要とされる訂正を判断することができる。
受信機アレイ500は、高データレートデジタルチャネルの光信号を受信するための光感知エリア510を有するフォトダイオードを含む集積回路ダイ上に集積することができる。
加えて、受信機アレイ500は、システム位置合わせ用の2つの方向検出器520及び530も含む。
方向検出器520は、光感知エリア、すなわち象限521、522、523、及び524を有する4つのフォトダイオードを含み、方向検出器530も同様に、光感知エリア、すなわち象限531、532、533、及び534を有する4つのフォトダイオードを含む。
位置合わせプロセスでは、受信機アレイ500とペアにされた送信機アレイが、検出器520及び530をそれぞれ中心とするように意図された2つの比較的広い断面のビームを放出する。
受信機アレイ500及び送信機アレイの位置合わせ不良は、この場合、検出器520の象限521、522、523、及び524並びに検出器530の象限531、532、533、及び534で受信された光出力又は光強度の比から求めることができる。
例えば、理想的な位置合わせは、検出器520の4つの象限521、522、523、及び524のそれぞれが同じ量の出力を受信し、且つ検出器530の4つの象限531、532、533、及び534のそれぞれがと同じ量の出力を受信する構成に対応することができる。
サーボ制御システムは、検出器520の象限521、522、523、及び524で受信された出力と検出器530の象限531、532、533、及び534でそれぞれ受信された出力との比が等しいときに、受信機アレイ500が回転位置合わせされた時を検出することができる。
検出器520又は530の4つ象限で受信された出力が等しくないときに、送信機アレイの像をシフトする必要があることを検出することができる。
図6では、第1のブレード600は、マザーボード620を含むケース610を含む。
ケース610は、金属製とすることができ、現在のサーバシステムでは、通常、約50mm幅である。
マザーボード620は、ブレード600の機能を実施する集積電子機器を有する。
マザーボード620上に実装されたドータボード630は、隣接するブレード600'及び他のブレード(図示せず)と自由空間光通信チャネルを実施する。
ブレード600と600'との間の通常の分離間隔は、約50mmとすることもできるし、ブレードの直接隣接したスロットが未使用である場合には、50mmよりも大きい例えば2倍程度、すなわち100mmとすることもできる。
送信機アレイ640及び受信機アレイ650は、例えば、図5の受信機アレイ500のパターンにレイアウトすることができ、14個の高帯域幅(例えば10Gb/s)デジタルデータチャネルを提供することができ、また、サーボ制御システムによって使用される光チャネルも提供することができる。
ドータボード630に取り付けられる実装構造660及び665は、送信機アレイ640及び受信機アレイ665にそれぞれ隣接したそれぞれのレンズ670及び675を保持する。
レンズ670及び675は、エドモンドオプティクス(Edmund Optics)から入手可能なNT46−373等のプラスティックレンズとすることができ、レンズ670及び675は、合わせて対にされると、例えばサーボチャネル及び14個の別個の高帯域幅データチャネルといった複数の光チャネルによって共有されるテレセントリック光学系を形成する。
各実装構造660又は665は、湾曲部、及び取り付けられたレンズ670又は675をドータボード630と平行な軸に沿ってシフトさせるように取り付けられたピエゾバイモルフ又は熱バイモルフ等の1つ又は複数のアクチュエータを含むことができる。
図6の実施形態では、実装構造660は、送信機640に関連付けられたレンズ670を図6のページに沿った方向に移動させることができ、実装構造665は、受信機アレイ650に関連付けられたレンズ675を図6のページに垂直な方向に移動させることができる。
したがって、送信機側の移動及び受信機側の移動を組み合わせることによって、ブレード600と600'との間の分離間隔に垂直な任意の方向での像シフトを提供することができる。
例えば、単レンズ素子を含むものとして示された実施形態は、複合レンズ又は他の複数の素子構造を用いて、同様の機能を実行することができる。
さらに、図示した例は、サーバ、特にサーバブレード間に対する本発明の実施形態の適用を強調しているが、本発明の実施形態は、他のシステム、特に、2つ又は3つ以上の回路ボード間に光通信を有することで利益を受ける複数の回路ボードを用いた任意のシステムで用いることもできる。
開示した実施形態の特徴の他のさまざまな適合及び組み合わせは、次の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内にある。
110・・・ブレード,
112・・・サブシステム,
114・・・送信機アレイ,
116・・・受信機アレイ,
118・・・光信号
120・・・バックプレーン,
200・・・システム,
210、260・・・プレート,
220、270・・・レンズ,
230、280・・・動的実装部,
240・・・送信機制御システム,
290・・・受信機制御システム
Claims (8)
- 第1のサブシステム(110)に結合された第1のアレイ(114)であって、前記第1のアレイ(114)は、自由空間を通って第2のサブシステム(110)へ送信される光信号をそれぞれ生成する送信機を含む、第1のアレイ(114)と、
前記複数の光信号が通過する第1のレンズ(220)と、
前記第1のレンズ(220)を前記第1のサブシステム(110)に取り付ける第1の実装システム(230)と、
第2のサブシステム(110)に結合された第2のアレイ(116)であって、前記第2のアレイは、前記光信号にそれぞれ対応する受信機を含む、第2のアレイ(116)と、
前記複数の光信号が通過する第2のレンズ(270)であって、前記第1のレンズ(220)および前記第2のレンズ(270)は、共に、前記第1のアレイの像を前記第2のアレイ上に形成するテレセントリックレンズを構成する、第2のレンズ(270)と、
前記第2のレンズ(270)を前記第2のサブシステムに取り付ける第2の実装システム(280)と、
前記第1の実装システム(230)および前記第2の実装システム(280)の少なくとも一方を動作させて、前記取り付けられたレンズ(220または270)を動的に移動させ、前記第2のアレイ上の位置合わせされた位置に前記第1のアレイの前記像を維持する閉ループ制御システム(240、290)と、
前記第1の実装システム(230)によって、前記第1のアレイ(114)と前記第1のレンズ(220)との間で前記第1のサブシステム(110)に取り付けられたプレート(210)と
を備え、
前記第2のアレイ(116)は、前記閉ループ制御システム(240、290)で使用される2つの方向検出器(520、530)を備え、
前記第1の実装システム(230)は、前記プレート(210)を動的に傾けて前記像を位置決めする
システム。 - 前記システムは、サーバ(100)を備え、
前記第1のサブシステムは、第1のサーバブレード(110)を備え、
前記第2のサブシステムは、第2のサーバブレード(110)を備え、
前記光信号は、前記第1のサーバブレード(110)と前記第2のサーバブレード(110)との間を自由空間を通って送信される
請求項1に記載のシステム。 - 前記第2の実装システム(280)によって、前記第2のアレイ(116)と前記第2のレンズ(270)との間で前記第2のサブシステム(110)に取り付けられたプレート(260)をさらに備え、
前記第2の実装システム(280)は、前記プレート(260)を動的に傾けて前記像を位置決めする
請求項1または2に記載のシステム。 - 前記第1のサブシステム(110)における第1の光学系(115)と、前記第2のサブシステム(110)における第2の光学系(117)との間に、開口部(250)を備える
請求項1〜3のいずれかに記載のシステム。 - 第1のサブシステム(110)から第2のサブシステム(110)へデータを送信するための方法であって、前記方法は、
前記第1のサブシステム(110)における第1のアレイ(114)を使用して複数の光信号を変調することと、
前記第1のサブシステム(110)における第1の光学系(115)、前記第1のサブシステム(110)と前記第2のサブシステム(110)との間の自由空間、および前記第2のサブシステム(110)における第2の光学系(117)を通って前記第2のサブシステム(110)における第2のアレイ(116)へ前記光信号を送信することであって、前記第1の光学系(115)は、前記光信号のすべてが通過する第1のレンズ(220)を備え、前記第2の光学系(117)は、前記光信号のすべてが通過する第2のレンズ(270)を備え、前記第1のレンズ(220)および前記第2のレンズ(270)は、共に、前記第1のアレイ(114)の像を前記第2のアレイ(116)上に形成するテレセントリックレンズを形成する、前記光信号を送信することと、
閉ループ制御システム(240、290)の制御により、前記第1の光学系(115)および前記第2の光学系(117)の少なくとも一方において少なくとも1つの光学素子を移動させることであって、それによって、データ送信に備えて前記像を前記第2のアレイ(116)と位置合わせする、少なくとも1つの光学素子を移動させることと
を含み、
前記第2のアレイ(116)は、前記閉ループ制御システム(240、290)で使用される2つの方向検出器(520、530)を備え、
少なくとも一方の光学素子を前記移動させることは、前記第1のアレイ(114)と第1のレンズ(220)との間に備えられたプレート(210)を傾けることを含む
方法。 - 前記第1のサブシステム(110)は、サーバにおける第1のサーバブレードを備え、
前記第2のサブシステム(110)は、前記サーバにおける第2のサーバブレードを備える
請求項5に記載の方法。 - 少なくとも1つの光学素子を前記移動させることは、前記第1のレンズ(220)および前記第2のレンズ(270)の少なくとも一方をその光学軸に垂直な方向に移動させることを含む
請求項5または6に記載の方法。 - 少なくとも一方の光学素子を前記移動させることは、前記第2のアレイ(116)と第2のレンズ(270)との間に備えられたプレート(260)を傾けることを含む
請求項5または6に記載の方法。
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WO2017039781A2 (en) * | 2015-06-17 | 2017-03-09 | Fermi Research Alliance, Llc | Method and system for high performance real time pattern recognition |
US20190081706A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Communication through window using free-space optical data communication |
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US5050954A (en) * | 1990-01-12 | 1991-09-24 | At&T Bell Laboratories | Multiport optical devices |
EP0658786A3 (en) * | 1990-09-21 | 1997-11-19 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical information transmitting device and method of manufacturing same |
US5165104A (en) * | 1991-03-01 | 1992-11-17 | Optivideo Corporation | Optical interconnecting device and method |
JPH0798463A (ja) * | 1993-05-10 | 1995-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空間光接続装置 |
JPH07177092A (ja) * | 1993-12-16 | 1995-07-14 | Kokusai Electric Co Ltd | 光受信機 |
JPH08237204A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光空間結線装置 |
JPH0973041A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-03-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 自由空間光配線用のマイクロ光学系およびそのセッティング方法 |
JP3334739B2 (ja) * | 1995-08-03 | 2002-10-15 | 日本電信電話株式会社 | ボード間光インタコネクション装置 |
EP0811862B1 (en) * | 1996-06-03 | 2004-08-25 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Board-to-board and unit-to-unit optical interconnection system |
EP0863628B1 (de) * | 1997-03-07 | 2001-12-19 | Contraves Space AG | Verfahren und Anordnung zum Betreiben eines Laser-Sendesystems für optische Freiraum-Kommunikation |
US6775480B1 (en) * | 1998-09-10 | 2004-08-10 | Nortel Networks Limited | Free space optical interconnect system |
US7015454B2 (en) * | 1998-10-22 | 2006-03-21 | Wavefront Research, Inc. | Relaxed tolerance optical interconnect system capable of providing an array of sub-images |
US6339503B1 (en) * | 1998-11-06 | 2002-01-15 | Oni Systems Corp. | Optical interconnect using microlens/minilens relay |
US6091537A (en) * | 1998-12-11 | 2000-07-18 | Xerox Corporation | Electro-actuated microlens assemblies |
US6272271B1 (en) * | 1999-04-29 | 2001-08-07 | General Electric Company | Alignment of optical interfaces for data communication |
US6509992B1 (en) * | 1999-09-09 | 2003-01-21 | Nortel Networks Corporation | Free space optical interconnect system tolerant to misalignments and method of operation thereof |
GB9921970D0 (en) * | 1999-09-16 | 1999-11-17 | Univ London | An optical interferometer sensor array |
GB9923428D0 (en) * | 1999-10-04 | 1999-12-08 | Thomas Swan & Company Limited | Optical switch |
US6813420B1 (en) * | 2000-09-21 | 2004-11-02 | Axsun Technologies, Inc. | Process and system for tunable filter optical train alignment |
US6680788B1 (en) * | 2000-10-12 | 2004-01-20 | Mcnc | Scanning apparatus and associated method |
GB0025463D0 (en) * | 2000-10-17 | 2000-11-29 | Isis Innovation | Improvements in or relating to optical wireless communications |
US6452700B1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-09-17 | R&Dm Foundation | Computer backplane employing free space optical interconnect |
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US6856466B2 (en) * | 2001-07-05 | 2005-02-15 | Science & Engineering Associates, Inc. | Multiple imaging system |
US6507685B1 (en) * | 2001-09-20 | 2003-01-14 | Capella Photonics, Inc. | Method and apparatus for servo-based spectral array alignment in optical systems |
US7155129B2 (en) * | 2002-01-07 | 2006-12-26 | Xerox Corporation | Steerable free space optical interconnect apparatus |
US20040208439A1 (en) * | 2002-04-05 | 2004-10-21 | Becs Technology, Inc. | Method and apparatus for self-aligning photonic interconnections |
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