JP5341867B2 - 波長選択スイッチとその制御方法 - Google Patents
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Description
Vb=−Vx+Vbias ・・・(2)
Vc=Vy+Vbias ・・・(3)
Vd=−Vy+Vbias ・・・(4)
また、本発明の波長選択スイッチの1構成例において、前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加し、次に、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することを特徴とするものである。
図1に、本発明のヒットレス動作による、制御電圧Vx−Vy平面上での電圧の軌跡と光出力の変化とを示す。ここでは、出力ポート202−1から出力ポート202−10へ切り替える場合を示している。また、図13(B)、図13(D)の場合と同様に、光パワーのグラフは、全出力ポートからの光出力を合算した出力の時間変化を示している。504−1〜505−10は、それぞれ出力ポート202−1〜202−10に対応するヒットレスポイントである。
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、本発明は以下で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2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制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係わる波長選択スイッチにおいては、図12、図14を参照して説明した従来の構成要素と同等の構成要素については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
ヒットレスポイントおよび中継ポイントは、発明の原理で説明したように設定しておけばよい。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態では、出力ポート202−Aから出力ポート202−Bに切り替える場合に、電圧の軌跡が中継ポイントを通らなくても、各出力ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、中継ポイントを通らずに、電圧の軌跡が出力ポート202−Aのヒットレスポイントと出力ポート202−Bのヒットレスポイント間を移動するように制御する。すなわち、図3のステップS1103の処理を省き、ステップS1102の処理から直接ステップS1104の処理へ進むようにすればよい。こうして、本実施の形態では、不要な動作を省き、波長選択スイッチの切替時間を短縮することが可能となる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態では、波長選択スイッチの二軸MEMSミラー装置204として、バイアス電圧によってV−θ特性が変わるミラー装置を用いた場合のヒットレス動作を説明する。
このミラー装置の特徴として、板ばね602a,602bの一端が固定されているため、電極605a,605b,605c,605dにバイアス電圧を印加すると、ミラー601が回動すると共に静電引力によりミラー601の中心位置が電極側に変位する。すなわち、ミラー601と電極605c,605d間のギャップ(距離)がバイアス電圧に依存する。
バイアス電圧生成部13は、バイアス電圧Vbiasを提示する。その方法については前述した。
Vb=−Vx+Vxbias ・・・(6)
Vc=Vy+Vybias ・・・(7)
Vd=−Vy+Vybias ・・・(8)
Vxbiasはミラー601の主軸周りの回動に関係するバイアス電圧、Vybiasはミラー601の副軸周りの回動に関係するバイアス電圧である。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第3の実施の形態と別の制御例を示すものである。本実施の形態においても、波長選択スイッチの制御装置の構成は第3の実施の形態と同様であるので、図8の符号を用いて説明する。
図10は本実施の形態の波長選択スイッチのヒットレス動作を示すフローチャートである。図9と同様に、出力ポート202−Aから出力ポート202−Bへ切り替える場合について説明する。
第3、第4の実施の形態において、出力ポート202−Aから出力ポート202−Bに切り替える場合に、電圧の軌跡が中継ポイントを通らなくても、各出力ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、中継ポイントを通らずに、電圧の軌跡が出力ポート202−Aのヒットレスポイントと出力ポート202−Bのヒットレスポイント間を移動するように制御してもよい。
Claims (10)
- 少なくとも1つの入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を分波して複数の出力ポートのうち所望の出力ポートから出力するDrop型の波長選択スイッチ、または複数の入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を合波して所望の出力ポートから出力するAdd型の波長選択スイッチにおいて、
入力光を入力する前記入力ポートと、
出力光を出力する前記出力ポートと、
入力光の波長毎に設けられ、前記入力ポートを出射した入力光を偏向させて前記出力ポートに入射させる二軸ミラー装置と、
前記入力ポートからの入力光を所望の前記出力ポートに光パス接続すべく前記二軸ミラー装置を制御する制御装置とを備え、
Drop型の波長選択スイッチの場合は前記出力ポートを選択ポートとし、Add型の波長選択スイッチの場合は前記入力ポートを選択ポートとし、
前記二軸ミラー装置は、
前記選択ポートが並ぶ方向と直交する主軸および前記選択ポートが並ぶ方向と平行な副軸の二つの回動軸周りに回動可能なミラーと、
このミラーから離間して配置された複数の電極とを有し、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、次に、あらかじめ定められた中継ポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、次に、前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、最後に、前記切替先の選択ポートと結合状態になる電圧を前記電極に印加し、
前記ヒットレスポイントと中継ポイントは、選択ポートを切り替えるときに、要求されるクロストークを下回るように設定されることを特徴とする波長選択スイッチ。 - 請求項1記載の波長選択スイッチにおいて、
前記中継ポイントは、前記ミラーの主軸周りの回動角度が略零となる位置に設定されることを特徴とする波長選択スイッチ。 - 請求項1または2記載の波長選択スイッチにおいて、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加し、次に、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することを特徴とする波長選択スイッチ。 - 請求項1または2記載の波長選択スイッチにおいて、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加し、次に、制御電圧を前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたポート切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められた切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、制御電圧を前記切替先の選択ポートに対応するあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することを特徴とする波長選択スイッチ。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の波長選択スイッチにおいて、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、前記中継ポイントを経由しなくても各選択ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、前記中継ポイントを経由せずに、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントと前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントとの間を移動するように制御することを特徴とする波長選択スイッチ。 - 少なくとも1つの入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を分波して複数の出力ポートのうち所望の出力ポートから出力するDrop型の波長選択スイッチ、または複数の入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を合波して所望の出力ポートから出力するAdd型の波長選択スイッチの制御方法において、
Drop型の波長選択スイッチの場合は前記出力ポートを選択ポートとし、Add型の波長選択スイッチの場合は前記入力ポートを選択ポートとし、
前記入力ポートを出射した入力光を偏向させて前記出力ポートに入射させる二軸ミラー装置は、
前記選択ポートが並ぶ方向と直交する主軸および前記選択ポートが並ぶ方向と平行な副軸の二つの回動軸周りに回動可能なミラーと、
このミラーから離間して配置された複数の電極とを有し、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、
あらかじめ定められた中継ポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、
前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、
前記切替先の選択ポートと結合状態になる電圧を前記電極に印加するステップとを備え、
前記ヒットレスポイントと中継ポイントは、選択ポートを切り替えるときに、要求されるクロストークを下回るように設定されることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 - 請求項6記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記中継ポイントは、前記ミラーの主軸周りの回動角度が略零となる位置に設定されることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 - 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、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加するステップと、
前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更するステップとを備えることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 - 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、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加するステップと、
制御電圧を前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたポート切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められた切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
制御電圧を前記切替先の選択ポートに対応するあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更するステップとを備えることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。 - 請求項6乃至9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、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、前記中継ポイントを経由しなくても各選択ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、前記中継ポイントを経由せずに、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントと前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントとの間を移動するように制御することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。
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