KR20160029139A - 다파장 스위치, 광 스위치, 광 빔의 파장 성분을 입력 포트로부터 적어도 하나의 출력 포트로 유도하는 방법 및 광 전환 장치 - Google Patents

다파장 스위치, 광 스위치, 광 빔의 파장 성분을 입력 포트로부터 적어도 하나의 출력 포트로 유도하는 방법 및 광 전환 장치 Download PDF

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제퍼슨 엘 와그너
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니스티카, 인코포레이티드
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Abstract

다파장 스위치가 제공된다. 이 스위치는 광 빔을 수신하는 적어도 하나의 광 입력 적어도 2개의 광 출력단을 포함한다. 분산 소자는 광 입력단으로부터 광 빔을 수신하고, 광 빔을 복수의 파장 성분으로 공간적으로 분리한다. 시준 소자는 복수의 파장 성분을 시준하기 위해 제공된다. 활성화 가능한 광 장치는 시준 소자로부터 시준된 복수의 파장 성분을 수신한다. 활성화 가능한 광 장치는 적어도 하나의 파장 성분이 광 출력단 중 선택된 것으로 유도되기 전에 최소 2회 반사되는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)를 포함한다.

Description

다파장 스위치, 광 스위치, 광 빔의 파장 성분을 입력 포트로부터 적어도 하나의 출력 포트로 유도하는 방법 및 광 전환 장치{MULTIPLE FUNCTION DIGITAL OPTICAL SWITCH}
관련 출원의 진술
본 출원은 2007년도 7월 23일자로 출원된 "High Resolution Digital Optical Encoder/Decoder"란 명칭의 미국 특허 출원 No. 11/781,940에 관련되며, 본 명세서에서 그 전체를 참조한다.
인터넷 사용 및 다른 통신으로부터의 요구가 성장함으로 인해 광 섬유 시스템을 통한 데이터 통신의 품질과 속도가 급격히 증가함에 따라, 향상된 전체-광 전환 시스템(all-optical switching system)은 고비용과 종래 스위치와의 느린 전환을 극복하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. 이들 종래 스위치는, 예를 들어, 다양한 기계적 스위치, 전기-광 스위치 및 열-광 스위치를 포함한다. 광 신호로부터 전기 신호로 전환하고 다시 광 신호로 전환하는 것을 포함하는 전환 시스템의 복잡도 및 비용이 증가되어 향상된 전체-광 스위치에 관심 수준을 높였다.
전체-광 스위치는 광 신호로부터 전기 신호로의 어떠한 중간 변환도 없이 한 입력 경로로부터 복수의 상이한 출력 경로 중 선택된 하나로의 광 신호의 전환을 제공한다. 통상적으로, 이는 전환 가능한 소자에 전기 신호를 인가하고 광 신호가 선택적으로 전환되게 함으로써 달성된다. 이들 전기-광 스위치는 전기 신호에 반응하여 입력 경로로부터의 광 신호의 광을 출력 경로 중 선택된 하나로 선택적으로 전환한다.
전체-광 스위치를 구성하는 다양한 방안이 알려져 있는데, 예를 들면, 6,687,431, 6,661,948, 6,625,346 및 6,549,699에서 설명된다. 이들 소자 중 대부분에서의 전환 가능한 소자는 MEMS 미러와 같은 마이크로-전기기계 시스템(MEMS) 광 소자이다. MEMS 미러는, 가령, 아날로그(또는 연속적인) 제어 하에서 개별적으로 제어 가능 및 이동 가능, 가령, 피봇 가능(또는 회전 가능)하여, 반사되면 광 파장이 하나 이상의 입력 포트로부터 출력 보프 중 선택된 것들로 유도될 수 있다. 이 방식에서, 광 스위치는 시스템의 입력 포트와 출력 포트 사이에서 파장을 선택적으로 결합하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 아날로그 방식에서 동작하는 이러한 MEMS 미러가 광 스위치에서 사용될 때 많은 문제점이 발생한다. 예를 들어, 미러 구조 공진으로부터의 불안전성을 방지하기 위해, 각 MEMS 미러의 정밀한 위치를 감지하는 수단이 MEMS 장치에 통합될 필요가 있을 수 있는데, 이는 달성하기 난해하고 복잡하다. 또한, 개별적인 MEMS 소자를 MEMS 디바이스로 전환하는 것은 인접 MEMS 소자에서의 교한을 야기할 수 있다. 특히, MEMS 어레이의 MEMS 미러를 전환하는 것은 정적으로 남아야 하는 미러를 교란할 수 있는 어레이의 다른 미러와의 공기역학 결합을 야기한다는 것이 발견되었다. MEMS 미러의 위치가 표류할 수도 있는데, 왜냐하면 미러는 일반적으로 대규모 전압을 요구하는 상대적으로 약한 정전기력에 의해 활성화되기 때문이다. 대규모 전압은 미러의 위치도 교란하는 충전(charging)을 야기할 수 있다. 모든 이러한 효과는 이들 장치가 출력 포트에 결합되므로 자유 공간 빔의 축 외부(off-axis) 정렬에 의한 동적 이득 균등화를 수행할 때 더 심각한 문제가 된다. 이 기술은 미러 위치 결정에 훨씬 엄격한 허용치를 요구하는데, 왜냐하면 각 위치 결정(angular positioning) 레벨의 함수로서 감쇠 감도는 축 외부 정렬이 더 높은 감쇠 레벨을 달성하도록 연장됨에 따라 비선형적으로 증가하기 때문이다. 더 높은 감도는 복잡한 서보-루프의 원인이며 고가의 미러 위치 감지 시스템은 이 기술을 위해 바람직한 것으로 개시된다.
디지털 미러 어레이는 아날로그 미러 어레이와 관련되는 많은 문제점을 해결하며 일체형 모놀리식(monolithic) 전환 구조를 포함하는 다수의 이러한 어레이가 이용 가능하게 되었다. 이들 디바이스는 상대적으로 낮은 전압을 사용하여 높은 정밀도와 안정성을 갖는 2개 이상의 위치들 사이에서 선택적으로 전환될 수 있는 개별적인 미러 소자를 제공한다. 이러한 디지털 미러 어레이의 한 분류는 공간 광 변조기인데, 흔히 디지털 마이크로미러 디스플레이 또는 디바이스(DMD)로서 지칭된다. 통상적으로, DMD는 작은 미러 어레이(통상적으로 제곱 인치당 수백만개)로 구성되는데, 예를 들어, 서로 약 10 내지 20 도만큼 각 오프셋되는 적어도 2개의 위치들 사이에서 개별적으로 제어 가능하다. 미러 베이스(a mirror base)는 미러 소자 뒤에 위치된다. 개별적으로 어드레싱 가능한 미러 소자가 기계 힌지(mechanical hinges)상에 기울어 질 수 있게끔 장착되며, 통상적으로 미러 소자 얼이는 미러 베이스의 회르 제어층에 중첩하는데, 이들 모두가 반도체 칩상에 장착된다. DMD의 미러 페이스는 직사각형 또는 정사각형 미러 소자의 대체적인 직사각형 그리드 어레이로 구성된다. 통상적인 미러 소자는 약 16 제곱 마이크로미터이며, 개별적인 소자는 약 1 마이크론의 거리만큼 서로 분리된다. 적어도 하나의 축 주위의 어레이의 미러 소자의 개별적으로 제어되는 기울어짐(tilting)은 미러 페이스로부터 반사되는 에너지가 사전 결정된 패턴으로 형성되게 한다. 또한, 미러 페이스는 상이한 패턴을 형성하기 위해 디지털 신호에 응답하여 거의 동시에 재구성될 수 있다. 이러한 재구성은 일반적으로 약 25 마이크로초 또는 그 이하 내에 달성될 수 있다.
DMD를 포함하는 광 스위치가 알려져 있는데, 예를 들어, 미국 특허 6,295,154 및 7,203,398 및 미국 출원 2003/0164959 및 2002/0034356에 개시되어 있다. 이들 스위치는, 각 포트상의 다수의 파장 또는 컬러 또는 광, 더 많은 수의 전환 포트 또는 전환 중의 광 전력 레벨의 독립적 제어와 같은 추가 기능을 지원하기 위해 더 높은 레벨의 기능으로 디바이스를 연장하는 데에 많은 제한 사항으로 어려움을 겪고 있다.
따라서, 다수의 광 프로세싱 기능을 수행할 수 있는 다기능 DMD 전환 디바이스를 제공하는 것이 유리할 것이다. 특히, 크로스-토크가 없는 방식으로 다수의 출력 포트로 유도되는 전력 레벨을 제어할 수 있는 1 x N개(여기서, N>1)의 스위치를 통합하는 디바이스를 제공하는 것이 유리할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다파장 스위치가 제공된다. 이 스위치는 광 빔을 수신하는 적어도 하나의 광 입력 적어도 2개의 광 출력단을 포함한다. 분산 소자는 광 입력단으로부터 광 빔을 수신하고, 광 빔을 복수의 파장 성분으로 공간적으로 분리한다. 시준 소자는 복수의 파장 성분을 시준하기 위해 제공된다. 활성화 가능한 광 장치는 시준 소자로부터 시준된 복수의 파장 성분을 수신한다. 활성화 가능한 광 장치는 적어도 하나의 파장 성분이 광 출력단 중 선택된 것으로 유도되기 전에 최소 2회 반사되는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따라 구성되는 파장 선택 스위치의 일 실시예의 제 1 측면도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 취해진, 파장이 입사되는 마이크로미러 디바이스의 표면의 평면도를 도시하고 있다.
도 3은 축 주위에서 기울어질 수 있도록 장착되는 2개의 미러 소자의 사시도이다.
도 4는 도 1의 라인 4-4를 따라 취해진 파장 선택적 스위치의 제 2 측면도이다.
도 5(a) 및 5(b)는 개별적인 미러 소자로부터 반사되는 광 경로를 도시하고 있다.
도 6은 도 4의 라인 4-4를 따라 취해진 스위치의 다른 실시예의 측면도이다.
도 7은 광 채널 모니터(OCM)를 갖는 1 x 2 스위치로서 구성되는 도 4의 스위치를 도시하고 있다.
후술할 바와 같이, DMD를 사용하는 파장 선택 스위치가 제공된다. 전술한 스위치와는 달리, 본 명세서에서 설명되는 파장 선택 스위치는 파장 분할 다중화(WDM) 신호 또는 밀집 파장 분할 다중화(DWDM) 신호의 상이한 파장을 분리하는 분산 소자를 포함하여, 각 포트로부터의 다수의 파장의 전환을 가능하게 한다. 또한, 이 스위치는 광 전환에 추가하여 또는 대안으로서 다른 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전술한 스위치와는 달리, 본 명세서에서 설명되는 스위치는 N>1인 1 x N 스위치로서 구성될 때, 바람직하지 못한 포트간 크로스토크 없이 파장 기반으로 동적 이득 균등화 또는 전력 제어를 동시에 수행할 수 있다.
가장 먼저 유의할 것은, 후술하는 파장 선택 스위치는 대칭적인 방식으로 동작하여 출력 포트 중 하나로 유도되는 임의의 파장 성분이 입력 포트 중 하나로 교대로 유도될 수 있다는 것이다. 따라서, 당업자가 인식할 바와 같이, 전환 경로는 상호적(reciprocal)이므로 입력 및 출력이라는 용어는 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 스위치에 대한 하나의 방향으로 광 신호 또는 파장 성분을 전송하는 소자로 한정되는 것이 아니다. 즉, 광이 소위 출력 포트로부터 디바이스로 진입할 때, 이 출력 포트는 입력 포트로서 기능하며, 이와 유사하게, 소위 입력 포트는 출력 포트로서 마찬가지로 기능할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 구성되는 파장 선택 스위치(100)의 일 실시예의 제 1 측면도를 도시하고 있다. 이 스위치는 임의의 광 파장과 합께 사용될 수 있지만, 특히 C-밴드(약 1525 내지 1565 nm 사이의 파장) 또는 L-밴드(약 1565 내지 1625 nm 사이의 파장)의 광 파장과 함께 사용되기에 적합하다. 이 스위치는 도면의 지면(page)으로부터 나오는 평면에서 평행한 입력/출력 광 포트(가령, 파이버) 어레이(110)를 포함하는데, 그 중 하나만을 도 1에서 볼 수 있다. 시준 렌즈(115)는 파이버 어레이(11)로부터 나오는 광을 수신하도록 위치된다. 시준 렌즈(115)는 파이버 어레이(110)의 중간 파이버로부터 연장되는 광 축을 중심으로 한다. 이 방식에서 파이버 어레이(110)의 파이버로부터 나오는 광은 렌즈(115)에 의해 시준된다. 그 후, 시준된 광은 전송 격자(120)에 입사하는데, 이는 광을 성분 파장 λ1, λ2, λ3,...λN으로 공간적으로 분리하고 이들을 제 2 렌즈(125)를 통해 안내한다. 렌즈(125)는 렌즈 평면의 2개의 축으로 상이한 기능을 수행한다. 도 1의 지면의 평면에서, 렌즈는 분산된 파장 λ1 내지 λN 을 시준한다. 지면 외부의 평면에서, 렌즈는 마이크로미러 디바이스(130)의 평면으로 시준된 빔의 초점을 맞춘다. 그 결과는 분산 축을 따라 시준되는 공간적으로 분리된 파장의 줄무늬(stripe)이며, 그 축에 수직하게 초점이 맞추어지는데, 여기서 줄무늬는 미러 스트립(140)(그 중 하나만을 도 1에서 볼 수 있음)들 사이에서 유도되며 마이크로 디바이스(130)의 표면상으로 유도된다.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 취해진, 파장이 입사되는 마이크로미러 디바이스(130)의 표면의 평면도를 도시하고 있다. 마이크로미러 디바이스(130)의 미러 페이스는 수천 개의 소형의 기울어 질 수 있으며 개별적으로 제어 가능한 미러 소자들과 함께 배치되는데, 그 중 전형적인 것들이 140 및 145에서 표시된다. 각 미러 소자는 대략 마이크론의 크기를 갖는 것이 통상적이다. 예를 들어, 하나의 특정한 이러한 마이크로미러 디바이스(130)는 개별적으로 제어 가능한 미러 소자 768 x 1024개의 어레이이다. 각 미러 소자는 각 변이 약 16 마이크론인 정사각형이며 디바이스(130)의 평면에 평행한 축 주위를 회전한다. 도 2에서 점선(150)으로 표시된 바와 같이, 미러 소자의 축은 각 미러 소자의 한 모서리에서 다른 모서리로 대각선으로 연장된다.
미러 스트립(1401 및 1402)("미러 스트림 140")은 마이크로미러 디바이스(130)의 표면 위에 위치되며 축(150)에 평행한 방향으로 연장된다. 미러 스트립(140)은 종래 리소그래피 또는 다른 기술을 사용하여 투명 윈도우 또는 기판의 하부면에 직접적으로 제조될 수 있다. 기판은 마이크로미러 디바이스(130)와 통합되어 하나의 광 어셈블리를 형성할 수 있다. 반사 방지 코딩이 윈도우의 상부면에 도포되어 되반사를 감소시킬 수 있다. 유사하게, 반사 방지 코딩이 개별 미러 스트립들 사이의 하부면의 비반사 부분에 도포될 수 있다.
도 3은 축(150) 주위에 기울어 질 수 있게 장착되는 미러 소자(141 및 145)의 사시도이다. 개별 미러 소자(141)의 비활성화면(50) 및 개별 미러 소자(145)의 표면(52)은 동일면에 배치되는 것이 정상인데, 이들은 미러 소자의 이탈 또는 부동(off or float) 상태로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(48)의 이동에 영향을 주는 제어력을 인가함으로써, 표면(52)은 공통면 외부의 축(150) 주위에서 기울어 질 수 있다. 지지 부재(44)가 소자(141)를 본래 위치(즉, 부동 상태)로 유지하면, 표면(50)에 입사되는 광은 표면(52)에 입사하는 광 이외의 상이한 위치로 반사될 것이다. 마이크로미러 디바이스는 잘 알려져 있으며, 상업적으로 이용 가능한 부품이므로 그 구조 및 제조에 관한 세부 사항은 더 설명할 필요가 없다.
마이크로미러 디바이스(130)와 같은 마이크로미러 디바이스는 일반적으로 2개의 동작 모드 중 하나도 동작한다. 제 1 동작 모드는 아나로그 모드인데, 흔히 빔 스티어링으로 불린다. 이 동작 모드에서, 각 축 주위의 개별적 미러 소자의 회전을 제어하는 어드레스 전극은 미러의 원하는 굴절에 대응하는 전압으로 충전된다. 마이크로미러 디바이스를 타격하는 광은 미러의 방향에 의해 결정되는 각에서 미러에 의해 반사된다. 제 2 동작 모드는 디지털 모드이다. 디지털적으로 동작할 때, 각 미러 소자는 그 축 주취의 2개의 방향 중 하나로 전체적으로 굴절된다. 즉, 각 미러 소자는 3개의 상태 중 하나로 위치될 수 있다: 미러 소자가 서로로부터 반대 방향으로 기울어지는 2개의 상태 또는 평평 상태. 디지털 동작은 상대적으로 큰 전압을 사용하여 미러가 전체적으로 굴절되는 것을 보장한다. 설명을 위해, 본 발명은 디지털 모드에서 동작하는 마이크로미러 디바이스의 관점에서 설명할 것이다. 이러한 마이크로미러 디바이스는 편의상 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD)로 지칭될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, DMD는 충분히 작은 미러 소자를 갖도록 선택되어 각 파장 성분이 상대적으로 많은 수(가령, 10개 이상)의 미러 소자로부터 반사될 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 일부 실시예에서, DMD의 미러 어레이의 총 면적에 대한 미러 소자의 공간 충진률은 약 85% 또는 그 이상이다.
도 4는 도 1의 라인 4-4를 따라 취해진 파장 선택 스위치의 제 2 측면도이다. 이 도면은 파장 λ1이 파이버 어레이(110)의 입력 파이버(즉, 파이버 1104)로부터 파이버 어레이(110)의 2개의 출력 파이버(1103 및 1105) 중 하나로 선택적으로 전환되는 방식을 도시하고 있다. 잔여 파장 λ2 - λN 은 유사한 방식으로 선택적으로 전환 가능하다.
DMD(130)의 미러 소자의 크기는 스위치(100)에서 사용되는 광 파장에 비해 충분히 작으므로 광은 DMD(130)에 회절된다. 따라서, 파장 λ1이 입사되는 미러 소자의 틸트 각(tilt angle)에 따라, DMD(130)는 블레이즈형 격자(blazed grating)로서 기능하며 광은 경로(160)를 따라 우측으로 또는 이와 달리 경로(165)를 따라 좌측으로 회절할 것이다. 회절된 광은 미러 스트립(1401 또는 1402)를 향해 다시 반사될 때 스스로를 강화시켜서 다양한 회절 순서로 표현되는 위치에서 일련의 광의 점을 형성할 것이다. 유사하게, 회절된 광은 순서들 사이에서 스스로를 무효화할 것이다. 따라서, 미러 스트립(1401 또는 1402)에 도달하는 광을 최대화하기 위해서, 미러 스트립은 파장에 대한 회절 순서 중 하나에 각각 위치되어야 한다. 도 4에 도시된 특정 예에서, 미러(1041 및 1402)는 각각 -2 순서 회절 및 +2 순서 회절에 위치된다. 즉, 경로(160 및 165)를 따른 광 회절은 제 2 순서 회절을 나타낸다. 그러나, 보다 일반적으로는 미러 스트림(1402 및 1402)는 임의의 적합한 회절 순서에 위치될 수 있다.
광이 미러 스트립(1401)에 입사하면, 이는 경로(175)를 따라 DMD(130)로 다시 반사될 것이다. 한편, 광이 미러 스트립(1402)에 입사되면, 이는 경로(170)를 따라 다시 DMD(130)로 반사될 것이다. 광 빔(170 또는 175)이 입사되는 미러 소자가 최초 진입 파장 λ1이 경로(180)를 다라 입사되는 미러 소자로부터 반대 위치로 기울어지면, 광은 경로(180 또는 182)를 따라 제 2 시준 렌즈(125)를 향해 다시 반사될 것인데, 이는 경로(180)에 평행하다. 이는 도 5(a)에 도시되어 있는데, 여기서는 간략히 하기 위해 DMD(130)에서 광 경로(180)는 하나의 미러 소자(143)로부터 반사되고 광 경로(182)는 하나의 미러 소자(147)로부터 반사되는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 미러 소자(143 및 147)는 반대 방향으로 기울어진다. 광 빔이 DMD의 하나 이상의 미러에 입사하면, 빔의 상이한 부분을 동시에 두 출력(180 및 182)으로 유도하는 것이 가능하다. 이 기능은 프로그래밍 가능한 멀티-캐스팅으로 지칭되는데, 이는 효율적으로 광 빔이 분할되어 복수의 출력 포트로 결합되게 한다.
다시 도 4를 참조하면, DMD(130)로부터 제 2 반사 후 경로(180 또는 182)를 따라 이동한 후에, 광은 전술한 바와 같이 상호적 방식으로 격자(120)와 제 1 시준 렌즈(115)를 횡단한다. 광이 경로(182)를 따라 DMD(130)로부터 반사되면, 광은 출력 포트(1105)에 의해 수신될 것이다. 한편, 광이 경로(184)를 따라 DMD(130)로부터 반사되면 광은 출력 포트(1103)에 의해 수신된 것이다. 이 방식에서 파장λ1은 입력 포트(1104)로부터 출력 포트(1103 및 1105) 중 선택된 것으로 전환될 수 있다. 잔여 파장 λ1 내지 λN은 유사한 방식으로 전환될 수 있다.
개별적인 파장이 상대적으로 손실 없는 방식으로 또는 제어 가능한 양의 감쇠를 이용하여 입력 포트(1104)로부터 출력 포트(1103 및 1105) 중 하나로 전환될 수 있다. 감쇠는 전환 파장이 미러 스트립(1401 및 1402) 중 하나로부터 수신되는 미러 소자의 선택된 수만큼 기울임으로써 부과될 수 있다. 이는 도 5(b)와 함께 설명될 수 있는데, 이는 진입 광 경로(180) 및 진출 광 경로(182)를 도시하고 있다. 도 5(a)와 함께 전술한 바와 같이, 간략히 하기 위해 광 경로(180)는 하나의 미러 소자(143)로부터 반사되고 광 경로(182')는 하나의 미러 소자(147)로부터 반사되는 것으로 도시되어 있다. 도 5(a)에서, 미러 소자(143 및 147)는 반대 방향으로 기울어진다. 한편, 도 5(b)에서는 미러 소자(143 및 147)는 모두 동일한 방향으로 기울어지며 결과적으로 경로(182')를 따라 미러 소자(147)로부터 반사되는데, 여기서 파이버 어레이(110)로부터 멀어지는 방향으로 유도되므로 손실된다. 미러 소자(147)의 경우에서와 같이, 두 번째로 DMD(130)에 입사하는 전환 파장의 성분을 반사하는 미러 소자의 임의의 선택된 개수를 적합하게 기울임으로써, 선택된 출력 포트 또는 파이버로 유도되는 광은 선택된 양만큼 감쇠될 수 있다. 더 구체적으로, 광은 하나의 미러 소자로부터 반사되는 광의 양과 동일한 증분 내에서 감쇠될 수 있다. 따라서, 도 5(b)는 파장 선택 스위치(100)의 동작의 일반적인 원리를 도시하고 있다. 전환 파장이 회절하는 제 1 미러 소자 세트(가령, 미러 소자 143)는 전환 파장이 유도되는 출력 포트를 제어한다. 전환 파장이 회절하는 제 2 미러 소자 세트(가령, 미러 소자 147)는 전환 파장의 감쇠를 제어한다. 미러 소자(147)는 오프 또는 부동 상태에 위치되며, 광 경로(182)는 미러 스트립(140) 중 후속하는 것으로 반사될 수 있는데, 이는 결국 하나 이상의 추가 출력 포트로 다시 발사될 수 있는 DMD(130)로 다시 광을 반사시킨다.
입력 포트(1104) 및 출력 포트(1103 및 1105)와 관련하여 전술한 바와 같이, 파장 선택 스위치는 1 x 2 스위치로서 기능한다. 기능 구성 블록으로서 1 x 2 스위치를 사용하여 많은 다른 스위치 구성이 가능하다. 예를 들어, 적합한 개수의 미러 스트립(140)이 사용되면, 하나의 DMD를 사용하여 이러한 1 x 2 스위치의 임의의 개수가 형성될 수 있다. 도 4에서, 예를 들어, 7개의 파이버 도는 포트가 도시되어 있는데, 그 중 임의의 3개가 1 x 2 스위치로서 기능할 수 있으며, 중심 포트는 입력 포트로서 기능하고 외곽 포트는 출력 포트로서 기능한다. 예를 들어, 한 스위치는 포트(1102)를 입력 포트로서 기능하게 하여 포트(1101, 1102 및 1103)에 의해 형성될 수 있고, 다른 스위치는 포트(1106)를 입력 포트로서 기능하게 하여 포트(1105, 1106 및 1107)에 의해 형성될 수 있다. 도 6은 이 방식으로 구성될 때의 스위치(100)를 도시하고 있다. 도 4 및 도 6과 유사하게, 후술항 도 7 또한 도 4의 라인 4-4을 따라 취해진 스위치(100)의 측면도이다. 이 예에서, 포트(1101, 1102 및 1103)과 관련되는 1 x 2 스위치는 미러 스트립(1403 및 1404)을 사용하며, 포트(1105, 1106 및 1107)와 관련되는 1x2 스위치는 미러 스트립(1404 및 1405)를 사용한다.
전술한 파장 선택 스위치(100)의 다양한 실시예에 광 채널 모니터링(OCM) 기능이 제공될 수 있다. 이는 임의의 2개의 인접 포트를 사용하여 달성될 수 있는데, 그 중 하나는 OCM 입력으로서 기능하며 다른 하나는 광 검출기가 배치될 수 있는 출력 포트로서 기능한다. 도 7은 도 4의 스위치(100)를 도시하고 있는데, 포트(1103, 1104 및 1105)는 1 x 2 스위치로서 기능하고, 포트(1101 및 1102)는 하나의 OCM 입력으로서 기능하며, 포트(1106 및 1107)는 다른 OCM으로서 기능한다. 포트(1102 및 1106)는 OCM 입력으로서 기능하며, 포트(1101 및 1107)는 검출기(112 및 114)가 위치되는 OCM 출력으로서 기능한다. 보다 일반적으로는 파장 선택 스위치(100)의 임의의 2개의 인접 포트가 1 x 1 스위치로서 기능한다는 것을 유의해야 한다. 이 스위치는 좁은 밴드의 시간 변동 파장을 출력 포트 검출기상으로 래스터링하는(raster) 파장 선택 감쇠 기능을 사용함으로써 OCM으로서 프로그래밍 가능하게 동작될 수 있다. 이 래스터링은 파장의 함수로서 광 입력 전력에 대한 시간의 함수로서 검출기 출력을 변환하도록 교정될 수 있다.
본 명세서에서 다양한 실시예가 구체적으로 설명되었지만, 본 발명의 수정 및 변형이 전술한 내용에 의해 포함되며 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 첨부된 청구범위의 범위 내에 존재하는 것으로 인식될 것이다. 예를 들어, 전술한 파장 선택 스위치는 다양한 포트가 서로 평행하게 배열되는 파이버 어레이를 사용하지만, 본 발명의 다른 실시예에서 다양한 포트 중 2개 이상이 서로에 대해 평행하지 않게 배열될 수 있다. 이 방식에서 DMD의 미러 소자가 오프 또는 부동 상태일 때 포트로의 되반사가 방지될 수 있다. 또한, 전환 기능을 수행하는 디바이스로서 광 스위치가 설명되었지만, 본 명세서에서 개시되는 디바이스는 보다 일반적으로 전환 대신 또는 이에 추가하여 다양한 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 광 채널 모니터로서 디바이스가 사용될 수 있음을 언급하였다. 또한, 이 디바이스는 하나 이상의 출력 포트로 파장 성분을 유도하는 프로그래밍 가능한 멀티캐스팅과 같은 애플리케이션에서 사용될 수도 있다. 다른 애플리케이션은 색채 분산 제어를 포함하는데, 이는 디바이스를 통해 전달되는 파장 성분 각각에 의해 이동되는 경로 길이를 적합하게 조절함으로써 달성될 수 있다.

Claims (1)

  1. 광 빔을 수신하는 적어도 하나의 광 입력단과,
    적어도 2개의 광 출력단과,
    상기 광 입력단으로부터 상기 광 빔을 수신하고 상기 광 빔을 복수의 파장 성분으로 공간적으로 분리하는 분산 소자와,
    상기 복수의 파장 성분을 시준하는 시준 소자(a collimating element)와,
    상기 시준 소자로부터 시준된 복수의 파장 성분을 수신하는 활성화 가능한 광 장치(an actuatable optical arrangement)를 포함하되,
    상기 활성화 가능한 광 장치는, 적어도 하나의 파장 성분이 광 출력단 중 선택된 것으로 유도되기 전에 최소 2회 반사되는 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD; digital micromirror device)를 포함하는
    다파장 스위치.
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