(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布を均一化し、また、短時間で温度を安定させる波長選択スイッチ及びその駆動方法を提供する。【解決手段】波長選択スイッチ１は、入力ポートＩ１〜Ｉｎと出力ポートＯ１〜Ｏｎとを備える波長選択スイッチであって、入力ポートＩ１〜Ｉｎから入射した光を分光する回折格子１２Ａと、分光された光を出力ポートＯ１〜Ｏｎに結合させるＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎと、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎを収容するパッケージ１３と、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの角度を制御する制御系２０と、を備え、制御系２０は、分光させた光を出力ポートＯ１〜Ｏｎに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの角度を所定周波数で振動させて、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の媒体の対流を起こし、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布を均一化し、温度を安定させる。【選択図】図１
2014013313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の入力ポートと１つ以上の出力ポートとを備える波長選択スイッチであって、
前記入力ポートから入射した光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光させた光を所定の前記出力ポートに結合させる複数のＭＥＭＳミラーと、
複数の前記ＭＥＭＳミラーを収容するパッケージと、
複数の前記ＭＥＭＳミラーの角度を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記分光素子により分光させた光を所定の前記出力ポートに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラーの角度を所定周期で変動させるように所定の周波数をもって振動させ、前記パッケージ内を満たす媒体を対流させることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
前記パッケージは、複数の前記ＭＥＭＳミラーを収容する凹部と、前記凹部を覆う透明部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
【請求項３】
前記制御部は、前記非動作ＭＥＭＳミラーを、その共振周波数で振動するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記制御部は、複数の前記非動作ＭＥＭＳミラーの位相を同期させて振動させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項５】
複数の前記ＭＥＭＳミラーは、並べて配置されており、
前記制御部は、複数の前記非動作ＭＥＭＳミラーのうち、隣接する前記非動作ＭＥＭＳミラーの位相のずれを一定値となるように振動させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項６】
前記制御部は、複数の前記非動作ＭＥＭＳミラーの位相がランダムになるように振動させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項７】
複数の前記ＭＥＭＳミラーは、列をなすように並べて配置されており、
前記制御部は、複数の前記非動作ＭＥＭＳミラーのうち、列の両端部に位置するＭＥＭＳミラーの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項８】
前記パッケージの内部には、少なくとも１個の温度計が設置され、
前記制御部は、前記ＭＥＭＳミラーに傾斜角を制御する電圧を印加する電圧印加回路と、
前記電圧印加回路の印加電圧を指定する傾斜角演算回路と、
前記温度計から前記パッケージ内の温度情報を含む温度信号を受信し、前記温度信号に基づいて前記傾斜角演算回路における前記印加電圧を補正する温度補正演算回路と、を有していることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項９】
前記温度補正演算回路は、前記温度情報の時間変動が所定の範囲内で安定した場合に、前記ＭＥＭＳミラーの周囲の温度の安定化が終了したと判定することを特徴とする請求項８に記載の波長選択スイッチ。
【請求項１０】
前記温度計は、複数設置されており、
前記温度補正演算回路は、複数の前記温度計からの前記温度信号を受信して、前記温度情報を比較する比較器をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の波長選択スイッチ。
【請求項１１】
１つ以上の入力ポートと、
１つ以上の出力ポートと、
前記入力ポートから入射した光を分光する分光素子と、
前記分光素子により分光させた光を所定の前記出力ポートに結合させる複数のＭＥＭＳミラーと、
複数の前記ＭＥＭＳミラーを収容するパッケージと、
を備える波長選択スイッチの制御方法であって、
前記分光素子により分光させた光を所定の前記出力ポートに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラーの角度を所定周期で変動させるように所定の周波数をもって振動させ、前記パッケージ内を満たす媒体を対流させることを特徴とする、波長選択スイッチの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択スイッチ及びこの波長選択スイッチの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信ネットワークの高速化・大容量化に伴い、波長多重ネットワークにおける光挿入・分岐装置であるＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）の開発が進められている。そして、このＲＯＡＤＭにおいて光を分波させたり合波させたりするためのデバイスとして、ＭＥＭＳミラーを用いたＷＳＳ（Wavelength Selective Switch、波長選択スイッチ）の開発が盛んに行われている。
【０００３】
ＭＥＭＳミラーを用いたＷＳＳでは、多数のＭＥＭＳミラーの角度を調整して反射角度を切り替えることにより、光の入出力ポートの切り替えや減衰率の制御を行う。ここで、ＭＥＭＳミラーの光学特性には温度依存性があるため、ＭＥＭＳミラーの角度は、周囲温度の変化やＷＳＳを構成する電子部品の発熱に応じて影響を受ける。したがって、ＭＥＭＳミラーの角度は、通常、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度に応じて補正される。
【０００４】
このようにＭＥＭＳミラーの角度を補正するための技術として、例えば下記の特許文献１，２に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、入出力ポート、電圧駆動されるＭＥＭＳミラー、及び分散空間光学系を有する波長スイッチにおいて、ＭＥＭＳミラー及び分散空間光学系の周囲の温度を測定する温度センサを設け、所望の入出力ポート間の損失が最小となる条件及びこれらのポート間の所望の減衰率に対応するＭＥＭＳミラーの制御電圧を算出し、その後、ＭＥＭＳミラー及び分光素子の周辺温度を検出する温度センサの出力に応じてＭＥＭＳミラーの制御電圧に補償電圧値を加算することにより、ポート選択特性及び減衰率特性の双方について温度補償を実現する。
【０００５】
また、特許文献２に記載の技術では、基板を備えた波長選択スイッチにおいて、基板上に分散素子、集光要素、及び光偏向部材を設け、分散素子、集光要素、及び光偏向部材のうち少なくとも一つを装置内の温度に応じて駆動機構によって駆動させることにより、分散素子の温度依存性を補償する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−８５６２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の技術には、温度測定に関する次の問題点があった。第一に、複数のＭＥＭＳミラーに対して温度補償を行う場合に、温度に空間分布が存在するために全てのＭＥＭＳミラーの温度が均一ではなく、このため、全てのＭＥＭＳミラーの温度を正確に測定できない場合があった。第二に、ＭＥＭＳミラーに対して温度補償を行う場合に、ＷＳＳの起動後、温度が安定するまでに長時間を要していた。特に、波長選択スイッチの動作中においては、外気温の変化に応じてＭＥＭＳミラーの周囲の温度が変化するため、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度が安定するまでに時間がかかる場合があった。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布を均一化し、また、短時間でＭＥＭＳミラー周囲の温度を安定させることができる波長選択スイッチ及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る波長選択スイッチは、１つ以上の入力ポートと１つ以上の出力ポートとを備える波長選択スイッチであって、入力ポートから入射した光を分光する分光素子と、分光素子により分光させた光を所定の出力ポートに結合させる複数のＭＥＭＳミラーと、複数のＭＥＭＳミラーを収容するパッケージと、複数のＭＥＭＳミラーの角度を振動させるように制御する制御部と、を備え、制御部は、分光素子により分光させた光を所定の出力ポートに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラーの角度を所定周期で変動させるように所定の周波数をもって振動させ、パッケージ内を満たす媒体を対流させることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係る波長選択スイッチの制御方法は、１つ以上の入力ポートと、１つ以上の出力ポートと、入力ポートから入射した光を分光する分光素子と、分光素子により分光させた光を所定の出力ポートに結合させる複数のＭＥＭＳミラーと、複数のＭＥＭＳミラーを収容するパッケージと、を備える波長選択スイッチの制御方法であって、分光素子により分光させた光を所定の出力ポートに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラーの角度を所定周期で変動させるように所定の周波数をもって振動させ、パッケージ内を満たす媒体を対流させることを特徴としている。
【００１１】
これらの波長選択スイッチ及び波長選択スイッチの制御方法によれば、分光素子により分光させた光を出力ポートに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラーの角度を変動させることによりＭＥＭＳミラーの周囲の媒体の対流を起こし、波長選択スイッチの光学的な動作に影響を与えることなくＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布を均一化でき、また、短時間でＭＥＭＳミラー周囲の温度を安定化させることができる。
【００１２】
上記波長選択スイッチにおいて、パッケージは、複数のＭＥＭＳミラーを収容する凹部と、凹部を覆う透明部材とを有していてもよい。この場合、複数のＭＥＭＳミラーが凹部に収容され、さらに、この凹部が透明部材により覆われるため、ＭＥＭＳミラーへのゴミの付着を防ぐことができ、波長選択スイッチの動作の信頼性を向上させることができる。また、ＭＥＭＳミラーがパッケージ及び透明部材によって囲まれた空間に位置するため、本発明の温度分布の均一化及び温度の高速な安定化という効果をより好適に発揮することができる。
【００１３】
上記波長選択スイッチにおいて、制御部は、非動作ＭＥＭＳミラーを、その共振周波数で振動するように制御してもよい。この場合、ＭＥＭＳミラーに小さな印加電圧を加えただけでＭＥＭＳミラーが共振するため、ＭＥＭＳミラーを駆動するために必要な印加電圧を小さくすることができる。
【００１４】
上記波長選択スイッチにおいて、制御部は、複数の非動作ＭＥＭＳミラーの位相を同期させて振動させてもよい。この場合、複数の非動作ＭＥＭＳミラーを同位相で振動させることにより、ＭＥＭＳミラーの周囲の対流をより強くすることができるため、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布をよりよく均一化でき、また、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度をより高速に安定化させることができる。
【００１５】
上記波長選択スイッチにおいて、複数のＭＥＭＳミラーは、並べて配置されており、制御部は、複数の非動作ＭＥＭＳミラーのうち、隣接する非動作ＭＥＭＳミラーの位相のずれを一定値となるように振動させてもよい。この場合、隣接する非動作ＭＥＭＳミラーを一定値の位相のずれをもって振動させることにより、ＭＥＭＳミラーの配列された方向に沿った対流を効率よく起こすことができるため、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布をよりよく均一化でき、また、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度をより高速に安定化させることができる。
【００１６】
上記波長選択スイッチにおいて、制御部は、複数の非動作ＭＥＭＳミラーの位相がランダムになるように振動させてもよい。この場合、非動作ＭＥＭＳミラーがランダムな位相で振動することにより、ＭＥＭＳミラーの周囲の媒体に通常の対流と異なる乱流が起こるため、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布をよりよく均一化でき、また、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度をより高速に安定化させることができる。
【００１７】
上記波長選択スイッチにおいて、複数のＭＥＭＳミラーは、列をなすように並べて配置されており、制御部は、複数の非動作ＭＥＭＳミラーのうち、列の端部に位置するＭＥＭＳミラーを制御してもよい。この場合、分光素子により分光させた光を出力ポートに結合させるために使用されていない可能性の高い、列の端部に位置するＭＥＭＳミラーを使用して、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布をよりよく均一化でき、また、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度をより高速に安定化させることができる。
【００１８】
上記波長選択スイッチにおいて、パッケージの内部には、少なくとも１個の温度計が設置され、制御部は、ＭＥＭＳミラーに傾斜角を制御する電圧を印加する電圧印加回路と、電圧印加回路の印加電圧を指定する傾斜角演算回路と、温度計からのパッケージ内の温度情報を含む温度信号を受信し、温度信号に基づいて傾斜角演算回路における印加電圧を補正する温度補正演算回路とを有していてもよい。また、温度補正演算回路は、温度情報の時間変動が所定の範囲内で安定した場合に、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度の安定化が終了したと判定してもよい。さらに、温度計は、複数設置されており、温度補正演算回路は、複数の温度計からの温度信号を受信して、温度情報を比較する比較器をさらに有していてもよい。この場合、温度計によりパッケージの内部の温度を測定することにより、温度が所定範囲内に安定したことを検知することができるため、波長選択スイッチの起動が完了したことを早期に検知して光偏向制御動作に移ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＭＥＭＳミラーの周囲の温度分布を均一化し、また、短時間でＭＥＭＳミラー周囲の温度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る波長選択スイッチを示した概略構成図である。
【図２】パッケージを示す上面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１に示すように、波長選択スイッチ１は、光学系１０と制御系２０（制御部）とを具備している。これらの光学系１０及び制御系２０は、筐体２の内部に設けられている。
【００２３】
光学系１０は、１つ以上（本実施形態ではｎ個）の入力ポートＩ１〜Ｉｎ及び１つ以上（本実施形態ではｎ個）の出力ポートＯ１〜Ｏｎ、並びに複数（本実施形態ではＮ枚）のＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎ、回折格子（分光素子）１２Ａ、回折格子１２Ｂ、パッケージ１３及び１個の温度計１６を含んで構成されている。
【００２４】
ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎは、それぞれ略長方形形状のミラーである。これらのＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎは、列をなすように並べて配置されている。これらのＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎは、それぞれ、その２本の長辺の中点付近でパッケージ１３に対して固定されている。そして、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎは、これらの長辺の中点を結ぶ軸の周りに回動可能に構成されている。ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの回動角度は、制御系２０が生成する制御電圧がＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎのそれぞれに設けられた電極（不図示）に印加されて、これらの電極に発生する静電引力の大きさに応じて決定される。
【００２５】
回折格子１２Ａは、入力ポートＩ１〜Ｉｎから入射した光を分光し、図示しない集光レンズ等の光学系を介して、それぞれの分光光を対応する所定のＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎへと入射させる。回折格子１２Ｂは、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎで反射された光を合波し、出力ポートＯ１〜Ｏｎへ結合させる。図１の場合、入力ポートＩ２から入射した光が回折格子１２Ａによって分光されている。回折格子１２Ａによって分光された光のうち、ある波長の光は、ＭＥＭＳミラー１１３によって反射され、回折格子１２Ｂによって進行方向を変更され、出力ポートＯｎへ結合されている。また、回折格子１２Ａによって分光された光のうち、別の波長の光は、ＭＥＭＳミラー１１Ｎ−２によって反射され、回折格子１２Ｂによって進行方向を変更され、出力ポートＯ２へ結合されている。
【００２６】
パッケージ１３は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎを収容する。図２にパッケージ１３の構造を示す。図２（ａ）はパッケージ１３の上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。パッケージ１３は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎを収容する凹部１４を有している。パッケージ１３の材質は、熱膨張率の小さい材料とすることが好ましく、具体的には、例えばセラミックが好適である。この凹部１４は、透明部材１５によって覆われている。透明部材１５は、回折格子１２ＡからＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎに入射する光、及びＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎで反射されて回折格子１２Ｂへ出射される光を通す。透明部材１５の材質は、光を通す透明な材料であることが必要であり、例えばガラスが好適である。また、パッケージ１３と透明部材１５によって囲まれる空間には気体等の媒体が封入されている。この媒体の熱膨張によりパッケージ１３又は透明部材１５が破損することを避けるため、パッケージ１３には通気口が設けられている。
【００２７】
温度計１６は、凹部１４の底部に１個設置されている。温度計１６は、周囲の温度を測定し、測定された温度をアナログ信号として出力する。出力された温度信号は、不図示のＡ／Ｄコンバータを介してデジタル値に変換され、制御系２０に出力される。
【００２８】
制御系２０は、機能的には、傾斜角演算回路２１、温度補正演算回路２２、メモリ２３及び電圧印加回路２４を含んで構成されている。
【００２９】
なお、制御系２０は、ハードウェア構成としては、例えばＣＰＵとメモリ等を使用して実現することが可能であるが、制御系２０はこのような構成に限定されるものではなく、数値の演算及び記憶をするための周知のハードウェアを使用して実現することができる。
【００３０】
電圧印加回路２４は、Ｎ枚のＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎそれぞれの傾斜角を制御するように、対応するＮ個のアナログ電圧信号を生成する回路である。電圧印加回路２４は、傾斜角演算回路２１及び温度補正演算回路２２によって出力されたデジタル値である電圧値に対応するアナログ電圧信号を生成し、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎに印加する。即ち、電圧印加回路２４は、このアナログ電圧信号をそれぞれＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎに印加することで、入力された光を所定の出力ポートに結合させる光偏向制御、及び、ＭＥＭＳミラーを所定周期で変動させるように所定の周波数をもって振動させる振動制御を行う。
【００３１】
傾斜角演算回路２１は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの傾斜角を制御するためにＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎに印加する電圧値を演算して指定するための回路である。傾斜角演算回路２１は、演算した電圧値の情報を電圧印加回路２４に出力する。
【００３２】
温度補正演算回路２２は、傾斜角演算回路２１によって演算された電圧値を、温度計１６によって測定される温度に応じて補正する演算を行うための回路である。
【００３３】
メモリ２３は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎに印加する電圧を温度計１６によって測定される温度及びその時間変化に応じて補正するためのデータをテーブルとして記憶している。温度補正演算回路２２は、メモリ２３から、補正のためのデータを読み出して、読み出したデータによって、傾斜角演算回路２１の演算結果に対して補正演算を行う。
【００３４】
次に、以上のように構成される波長選択スイッチ１の、起動時における制御方法について説明する。
【００３５】
まず、波長選択スイッチ１の起動動作が開始されると、制御系２０の傾斜角演算回路２１は、全てのＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎを振動制御するため、振動するデジタル電圧値を出力する。そして、電圧印加回路２４は、傾斜角演算回路２１から出力されたデジタル電圧値をアナログ電圧信号に変換し、Ｎ枚のＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎそれぞれに印加する。ここで、電圧印加回路２４が出力する電圧は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの共振周波数に等しい周波数を有する交流電圧値であり、また、その位相は全て互いに同期している。したがって、制御系２０は、Ｎ枚のＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎをその共振周波数で振動させ、また、Ｎ枚のＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの位相を同期させて振動させる。このように、制御系２０は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎを振動させることにより、パッケージ１３と透明部材１５によって囲まれた空間に封入された媒体に、図１に破線で示すような対流Ｃを生じさせる。
【００３６】
温度計１６は、波長選択スイッチ１の起動動作が開始されると、周囲の温度の測定を開始する。そして、温度計１６は、測定した温度情報を温度補正演算回路２２へ出力する。温度補正演算回路２２は、温度計１６から出力された温度情報に応じて、傾斜角演算回路２１の出力する電圧値を補正する。
【００３７】
また、制御系２０は、温度計１６から出力された温度情報を、波長選択スイッチ１の起動が完了したか否かを判定するためにも利用する。制御系２０は、波長選択スイッチ１の起動が完了したか否かの判定を、次のようにして行う。波長選択スイッチ１の起動動作が開始されると、温度計１６の周囲の温度は、例えば波長選択スイッチ１を構成する部品の発熱等によって上昇を始める。そして、波長選択スイッチ１の起動動作が開始されてからある程度の時間が経過すると、温度計１６の周囲の温度は、一定の範囲内に安定する。制御系２０は、温度計１６から出力される温度情報の時間変動が一定の範囲内に安定したか否かを判定し、温度計１６から出力される温度情報の時間変動が一定の範囲内で安定した場合に、波長選択スイッチ１の起動が完了したと判定する。
【００３８】
このとき、制御系２０は、パッケージ内の温度分布が大きいとき（即ち、温度計１６から出力される温度情報の時間変動が大きいとき）には、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの振動する周波数を大きくすることによって、パッケージ内の媒体を大きく対流させて早期にパッケージ内の温度分布を均一化するよう、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの振動を制御してもよい。また、制御系２０は、パッケージ内の温度分布が小さいとき（即ち、温度計１６から出力される温度情報の時間変動が小さいとき）にはＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの振動する周波数を小さくすることによって、パッケージ内の媒体を小さく対流させるようＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの振動を制御してもよい。
【００３９】
そして、傾斜角演算回路２１は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの振動を止めるように、一定の電圧値を出力する。電圧印加回路２４は、傾斜角演算回路２１の出力する電圧値をアナログ電圧信号に変換し、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎに印加する。そして、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎは振動を止める。この後、波長選択スイッチ１は通常の光偏向制御に移行し、回折格子１２Ａから入射される分光光が所定の出力ポートＯ１〜Ｏｎへ結合されるように、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎは所定角度に設定される。なお、光路制御に使用されないＭＥＭＳミラーがある場合には、そのまま振動を継続してもよい。
【００４０】
次に、波長選択スイッチ１の、通常動作時における制御方法について説明する。
【００４１】
通常動作時においては、波長選択スイッチ１は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎのうち一部を、回折格子１２Ａにより分光させた光を反射して出力ポートＯ１〜Ｏｎのいずれかに結合させるために使用する。このように光路を制御するために使用されるＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎは、通常は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎのうち、列の中央側に位置する連続したミラー列を使用するため、列の中央側に位置していないＭＥＭＳミラー１１は振動専用のミラー（以下、非動作ＭＥＭＳミラーと称する）として利用することができる。
【００４２】
ここで、例えば筐体２の外部の温度が変化することによってＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度が変化した場合、温度計１６の出力する温度情報も変化する。制御系２０は、温度計１６の出力する温度情報の時間変動が一定の範囲を超えたことを契機として、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度を安定化させる制御を開始する。この温度安定化のための制御においては、非動作ＭＥＭＳミラーを振動させる制御が行われる。以下では、制御系２０が、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎのうち、列の両端部に位置するＭＥＭＳミラー１１１及びＭＥＭＳミラー１１Ｎを非動作ＭＥＭＳミラーとして振動させるものとして説明を進める。
【００４３】
傾斜角演算回路２１は、非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎを振動させるために、振動するデジタル電圧値を出力する。そして、電圧印加回路２４は、傾斜角演算回路２１から出力されたデジタル電圧値をアナログ電圧信号に変換し、非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎに印加する。ここで、電圧印加回路２４が出力する電圧は、非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎの共振周波数に等しい周波数を有する交流電圧値であり、また、その位相は全て互いに同期している。したがって、制御系２０は、非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎをその共振周波数で振動させ、また、非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎの位相を同期させて振動させる。このように、制御系２０は、非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎを振動させることにより、パッケージ１３と透明部材１５によって囲まれた空間に封入された媒体に、図１に破線で示すような対流Ｃを生じさせる。
【００４４】
このように非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎが振動制御されている間、温度計１６は、測定した温度を温度補正演算回路２２へ出力する。温度補正演算回路２２は、温度計１６から出力された温度情報に応じて、傾斜角演算回路２１の出力する電圧値を補正する。
【００４５】
また、制御系２０は、温度計１６から出力される温度情報の時間変動が一定の範囲内に安定したか否かを判定し、温度計１６から出力される温度情報の時間変動が一定の範囲内で安定した場合に、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度の安定化が終了したと判定する。
【００４６】
そして、傾斜角演算回路２１は、非動作ＭＥＭＳミラー１１１及び非動作ＭＥＭＳミラー１１Ｎの振動を止めるように、一定の電圧値を出力する。電圧印加回路２４は、傾斜角演算回路２１の出力する電圧値をアナログ電圧信号に変換し、一定のアナログ電圧信号をＭＥＭＳミラー１１１及びＭＥＭＳミラー１１Ｎに印加する。そして、ＭＥＭＳミラー１１１及びＭＥＭＳミラー１１Ｎの振動は停止する。以上で、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度を安定化させる制御が終了する。
【００４７】
以上で説明した通り、本実施形態に係る波長選択スイッチ１によれば、制御系２０が、回折格子１２Ａにより分光させた光を出力ポートＯ１〜Ｏｎに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの角度を所定周期で変動させるように所定の周波数をもって振動させるため、回折格子１２Ａにより分光させた光を出力ポートＯ１〜Ｏｎに結合させるために使用されていない非動作ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの角度を変動させることによりＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の媒体の対流Ｃが起こり、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度分布が均一化され、また、短時間でＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎ周囲の温度が安定化される。
【００４８】
また、波長選択スイッチ１において、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎがパッケージ１３の凹部１４に収容され、また、凹部１４が透明部材１５により覆われるため、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎへのゴミの付着が防止され、波長選択スイッチ１の動作の信頼性が向上されている。また、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎがパッケージ１３及び透明部材１５によって囲まれた空間に位置するため、本実施形態の温度分布の均一化及び温度の高速な安定化という効果がより好適に発揮されている。
【００４９】
また、波長選択スイッチ１において、制御系２０は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎを、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの共振周波数で振動するように制御する。このため、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎに小さな印加電圧を加えただけでＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎが共振するため、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎを駆動するために必要な印加電圧が小さくなっている。
【００５０】
また、波長選択スイッチ１において、制御系２０は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの位相を同期させて振動させるため、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の対流Ｃがより強くなり、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度分布がよりよく均一化され、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度がより高速に安定化される。
【００５１】
また、波長選択スイッチ１において、パッケージ１３の内部には、１個の温度計１６が設置されている。このため、温度計１６によりパッケージ１３の内部の温度を測定することにより、温度が所定範囲内に安定したことを検知すると、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの振動を止めることができることができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、種々の変形を適用できる。例えば、波長選択スイッチ１において、パッケージ１３の内部の互いに離れた位置に、温度計１６を複数設置してもよい。この場合、複数の温度計１６でパッケージ１３の内部の複数の地点の温度を測定することにより、パッケージ１３の内部の温度の時間変動及び空間分布が安定したことを検知することができるため、波長選択スイッチ１の起動が完了したことをより早期に検知して光偏向制御動作に移行することができる。このとき、温度補正演算回路２２は、複数の温度計からの温度信号を受信して、当該温度情報を比較する比較器を有していることが好ましい。そして、当該比較器における温度情報を比較することにより、温度の時間変動及び空間分布を精度良く検知することができる。
【００５３】
また、波長選択スイッチ１において、制御系２０が通常動作時の温度制御のために振動制御するＭＥＭＳミラー１１は、ＭＥＭＳミラー１１１及びＭＥＭＳミラー１１Ｎに限る必要はなく、光偏向制御動作に使用されていないＭＥＭＳミラー１１であれば、どのＭＥＭＳミラー１１を振動制御してもよい。また、制御系２０は、ＭＥＭＳミラー１１１またはＭＥＭＳミラー１１Ｎの一方のみを振動制御してもよい。また、波長選択スイッチ１において、制御系２０は、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎのうち、隣接するＭＥＭＳミラー１１の位相のずれを一定値となるように振動させてもよい。この場合、波長選択スイッチの起動時に、隣接するＭＥＭＳミラー１１を一定値の位相のずれをもって振動させることにより、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの配列された方向に沿った対流を効率よく起こすことができるため、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度分布をよりよく均一化でき、また、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度をより高速に安定化させることができる。さらに、制御系２０は、複数のＭＥＭＳミラー１１の位相がランダムになるように振動させてもよい。この場合、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎがランダムな位相で振動することにより、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の媒体に通常の対流と異なる乱流が起こるため、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度分布をよりよく均一化でき、また、ＭＥＭＳミラー１１１〜１１Ｎの周囲の温度をより高速に安定化させることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…波長選択スイッチ、１１１〜１１Ｎ…ＭＥＭＳミラー、１２Ａ…回折格子、１３…パッケージ、１４…凹部、１５…透明部材、１６…温度計、２０…制御系、２１…傾斜角演算回路、２２…温度補正演算回路、２４…電圧印加回路、Ｉ１〜Ｉｎ…入力ポート、Ｏ１〜Ｏｎ…出力ポート。
【図１】
2014013313.tif 000003
【図２】
2014013313.tif 000004