(57)【要約】波長選択スイッチの通過帯域を最適化するために、マイクロミラーのエッジからのスペクトル・ビームの回折作用が低減される。通過帯域に対する回折作用は、減衰軸とスイッチング軸の両方を中心とするマイクロミラーの回転を使用して、所望のレベルの減衰を達成することによって、低減される。スイッチング軸と減衰軸を中心とする同時回転を使用して、等減衰値線に接するディザ軸を中心にマイクロミラーをディザリングすることによってピーク結合が達成される。スペクトル・チャネルの電力レベルは、スイッチング軸と減衰軸を中心とする回転の組合せによって、ディザ軸に直交しない有効減衰軸に関してチャネルマイクロミラーを回転させることによって減衰される。
2009521713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長のスペクトル・チャネルを有するマルチチャネル光信号をスイッチングする光学装置であって、
該スペクトル・チャネルの１つまたは複数を有する光信号用の、複数の入力および出力ポートと、
該入力ポートの１つまたは複数から該光信号を受信するように適応した光ビーム・エキスパンダおよびリレー・システムであって、該歪像システムは、該光信号を、所定の細長いビーム・プロファイルを有するスペクトル・ビームに変換するように形成される、光ビーム・エキスパンダおよびリレー・システムと、
該スペクトル・ビームを構成スペクトル・チャネルに空間的に分離する、波長分離器と、
チャネルマイクロミラーのアレイであって、該アレイのそれぞれのチャネルマイクロミラーは、該構成スペクトル・チャネルのうちの１つを受信するように配置され、該マイクロミラーは、スイッチング軸ｙを中心に回転可能であって、該１つのスペクトル・チャネルを選択された出力ポートにスイッチングする、チャンネルマイクロミラーのアレイと、
を備え、
それぞれのチャネルマイクロミラーは、該選択された出力ポートに対する該１つのスペクトル・チャネルの結合を変えて、該選択されたポートにおける該スペクトル・チャネル出力の電力レベルを制御するように、該スイッチング軸と異なる減衰軸ｘを中心に回転可能であり、
それぞれのチャネルマイクロミラーは、該スイッチング軸ｙおよび該減衰軸ｘを中心に同時に回転することによって、等減衰値線に実質的に接し、有効減衰軸に直交しないディザ軸ｙ’に関してディザリングするように構成され、
それぞれのチャネルマイクロミラーは、該スイッチング軸ｙおよび該減衰軸ｘを中心とする回転の組合せを介して、該有効減衰軸ｘ’に関して該ミラーを回転させることによって、該電力レベルを減衰させるように構成され、
該ディザ軸ｙ’および該有効減衰軸ｘ’を中心に該ミラーを回転させることにより、該マイクロミラーの１つまたは複数の、該減衰軸と実質的に平行であるエッジからのスペクトル・ビームの回折による該装置の通過帯域の不均一減衰が低減される
装置。
【請求項２】
θは、０°、９０°、または９０°の整数倍の角度でなく、Ｍは１に等しくないとき、前記ディザ軸ｙ’および前記有効減衰軸ｘ’を中心とする回転は、
【数１】
2009521713.tif 000007
のタイプの回転行列Ａを介した、前記スイッチング軸ｙおよび前記減衰軸ｘを中心とする回転に関連する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
Ｍの値は、前記１つのスペクトル・チャネルのｘ軸光学倍率とｙ軸光学倍率との比である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記光学部品は、前記光信号を、所定の細長いビーム・プロファイルを有するスペクトル・ビームに変換するように構成された歪像システムを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
それぞれのポート内への最適結合効率を維持し、また、最適ＩＴＵグリッド・アライメントを維持する２軸ポートマイクロミラーのアレイをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記スペクトル・チャネルのヒットレス・スイッチングを実施する手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
ヒットレス・スイッチングを実施する手段は、スイッチング中に、前記スペクトル・ビームの１つまたは複数を実質的に減衰させるか、または遮断する手段を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
スイッチング中に、前記スペクトル・ビームの１つまたは複数を、実質的に減衰させるか、または遮断する手段は、
チャネルマイクロミラーのスイッチング軸を制御するサーボ制御ループをはずす手段と、
該チャネルマイクロミラーに制御電圧を印加して、該サーボ制御ループがはずされている間遮断するのに必要とされる量だけ、該チャネルマイクロミラーの減衰軸を中心に該マイクロミラーを回転させるように適応される制御電子回路と、
入力スペクトル・チャネルを第１出力ポートに反射するために、該チャネルマイクロミラーのスイッチング軸を中心に該チャネルマイクロミラーを回転させる手段と、
通常の最適結合条件に戻すために、該チャネルマイクロミラーの減衰軸を中心に該マイクロミラーを回転させる手段と、
最適結合効率を達成するように該マイクロミラーを制御するために、該スイッチング軸を制御する該サーボ制御ループを再係合させる手段と
を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
入力ポートと出力ポートとの間で異なる波長の構成スペクトル・チャネルを有するマルチチャネル光信号の光信号をスイッチングする光学装置において通過帯域を最適化する方法であって、
該入力ポートの１つからの該マルチチャネル光信号を、該構成スペクトル・チャネルに相当するスペクトル・ビームに空間的に分離させること、
該分離したスペクトル・チャネルを対応するチャネルマイクロミラー上に合焦させて、合焦されたスペクトル・チャンネルを１つまたは複数の選択された出力ポートにスイッチングすること、
スイッチング軸ｙおよび減衰軸ｘを中心とする回転の組合せを介して、等減衰値線に実質的に接するディザ軸ｙ’に関して特定のチャネルマイクロミラーをディザリングすること、
該スイッチング軸ｙおよび該減衰軸ｘを中心とする回転の組合せを介して、該ディザ軸ｙ’と直交しない有効減衰軸ｘ’に関して該特定のチャネルマイクロミラーを回転させることによって、スペクトル・チャネルの電力レベルを減衰させること
を備え、
それにより、該ディザ軸ｙ’および該有効減衰軸ｘ’を中心に該特定のチャネルマイクロミラーが回転して、該エッジは、該マイクロミラーの１つまたは複数のエッジからのスペクトル・ビームの回折による該装置の通過帯域の不均一減衰が低減される、該減衰軸と実質的に平行である、方法。
【請求項１０】
θは、０°、９０°、または９０°の整数倍に等しい角度ではなく、Ｍは１に等しくないときに、前記ディザ軸ｙ’および前記有効減衰軸ｘ’は、
【数２】
2009521713.tif 000008
のタイプの回転行列Ａを介する、前記スイッチング軸ｙおよび前記減衰軸ｘを中心とする回転に関連する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
Ｍの値は、前記スペクトル・チャネルのｘ軸光学倍率とｙ軸光学倍率との比である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スイッチング軸ｘおよび減衰軸ｙを中心とする回転の組合せは、得られる挿入損失が、ピーク結合挿入損失に関して約１０ｄＢの減衰であり、約０．５ｄＢ以下のリップルであるように選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記スイッチング軸ｘおよび減衰軸ｙを中心とする回転の組合せは、得られる挿入損失が、ピーク結合挿入損失に関して約１５ｄＢの減衰であり、約１ｄＢ以下のリップルであるように選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記光学装置によって、ヒットレス・スイッチングを実施することをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
ヒットレス・スイッチングを実施することは、前記スペクトル・チャネルの１つまたは複数の入力ポートから出力ポートへのスイッチング中に、前記スペクトル・ビームの１つまたは複数を実質的に減衰させるか、または遮断することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
スイッチング中に、前記スペクトル・ビームの１つまたは複数を、実質的に減衰させるか、または遮断することは、
チャネルマイクロミラーのスイッチング軸を制御するサーボ制御ループをはずすこと、
該サーボ制御ループがはずされている間、遮断するのに必要とされる量だけ該チャネルマイクロミラーの減衰軸を中心に該マイクロミラーを回転させること、
入力スペクトル・チャネルを第１出力ポートに反射するために、該チャネルマイクロミラーのスイッチング軸を中心に該チャネルマイクロミラーを回転させること、
通常の最適結合条件に戻すように、該チャネルマイクロミラーの減衰軸を中心に該マイクロミラーを回転させること、
最適結合効率を達成するように該マイクロミラーを制御するために、該スイッチング軸を制御する該サーボ制御ループを再係合させること
を含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般に、光通信システムおよび波長分割多重（ＷＤＭ）光ネットワークのための方法に関し、より詳細には、マルチチャネル光信号の個々のスペクトル・チャネルの電力をスイッチングし、管理するための、最適化された光学性能を有する波長選択スイッチ・システムおよび方法に関する。
【０００２】
本出願は、その全開示が、本願明細書に援用される、２００５年４月１１日に出願された、米国特許出願第１１／１０４，１４３号の一部継続出願であり、また、その優先権の利益を主張する。
【０００３】
本出願は、その全開示が、本願明細書に援用される、２００５年１２月２２日に出願された、米国特許出願第１１／３１７，４５０号の一部継続出願であり、また、その優先権の利益を主張する。
【背景技術】
【０００４】
マルチチャネル光信号は、通常、それぞれが、全く異なった中心波長と関連帯域幅を有する複数のスペクトル・チャネルを含む。隣接チャネルの中心波長は、所定の波長または周波数間隔だけ離れ、複数のスペクトル・チャネルは、波長分割多重されて、光ネットワークの複合マルチチャネル信号が形成される。それぞれのスペクトル・チャネルは、個別に独立した情報を搬送することが可能である。光ネットワーク内の種々のロケーションまたはノードにおいて、１つまたは複数のスペクトル・チャネルは、たとえば、再構成可能な光アッドドロップアッド−ドロップ・マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）を使用することによって、複合マルチチャネル光信号から廃棄されるか、または複合マルチチャネル光信号に追加されてもよい。再構成可能な光アッドドロップアッド−ドロップ・アーキテクチャは、それらの開示が本願明細書に組み込まれる、同一譲受人に譲渡された米国特許第６，５４９，６９９号、第６，６２５，３４６号、第６，６６１，９４８号、第６，６８７，４３１号、および第６，７６０，５１１号に開示される。
【０００５】
光スイッチング・ノードは、アッドおよび／またはドロップモジュールとして構成される、１つまたは複数の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を備えてもよい。参照する特許は、光信号用の入力および出力ポートの役をするファイバ結合式コリメータ・アレイ、回折格子などの波長分離器、ビーム合焦器、および、チャネルマイクロミラーのアレイ（スペクトル・チャネルごとに１つのマイクロミラー）を備える波長選択スイッチ装置および方法を開示する。動作時、入力ポートからの複合マルチ波長光信号（本明細書で、「マルチチャネル光信号」とも呼ばれる）は、波長分離器に供給される。波長分離器は、自由空間マルチ波長光信号を、構成スペクトル・チャネルの角度スペクトルに空間的に分離するか、またはデマルチプレクスし、ビーム合焦器は、スペクトル・チャネルを、チャネルマイクロミラーの対応する１つに合焦させる。チャネルマイクロミラーは、それぞれのチャネルマイクロミラーが、分離されたスペクトル・チャネル・ビームの割り当てられた１つを受信するように配置される。マイクロミラーは、スペクトル・チャネル・ビームを選択された出力ポートに反射するために、個々に制御可能であり、かつ、連続して旋回可能（または、回転可能）である。これは、それぞれのチャネルマイクロミラーが、その対応するスペクトル・チャネルを考えられる任意の出力ポートに送り、それにより、スペクトル・チャネルを任意所望の出力ポートにスイッチングすることを可能にする。それぞれの出力ポートは、反射しかつそのように送られたスペクトル・チャネルを全く受信しないか、１つを受信するか、または、２つ以上を受信してもよい。スペクトル・チャネルは、異なる出力ポートにチャネルをスイッチングすることによって、マルチチャネル信号から選択的に廃棄されてもよく、また、新しい入力チャネルは、元のチャネルに選択的に追加されるか、または、元のチャネルと合成されて、異なるマルチ波長複合信号が形成されてもよい。
【０００６】
いくつかの理由で、マルチ波長光信号の個々のスペクトル・チャネルの電力を監視し、制御することができることも望ましい。これは、特定のスペクトル・チャネルに含まれる電力を完全に遮断する能力を含む。あるチャネル内の電力を制御する１つの理由は、入力スペクトル・チャネル・ビームを所望の出力ポートに送る（「スイッチングする」）ために、チャネルマイクロミラーの再配置中の好ましくないクロストークを最小にするための、「ヒットレス」スイッチングを与えることである。再配置中に、チャネルマイクロミラーは、入力スペクトル・チャネル・ビームを、すなわち、「ヒット」、中間ポートを横切って再び送り、好ましくない光を中間ポートに結合させ、クロストークをもたらす。そのため、好ましくない光結合が回避されるように、スイッチング中に、ビームの電力を、完全に遮断するか、または、実質的に減衰させることが望ましい。あるチャネルの光電力を監視し、制御することの別の使用は、そのチャネルの減衰を所定のレベルまで与えることである。
【０００７】
上記米国特許は、スペクトル・チャネルに含まれる電力を減衰させるか、または、完全に遮断するための、液晶ピクセル・アレイなどの空間光変調器を使用する電力管理およびヒットレス・スイッチングに対する手法を開示する。液晶アレイ内のそれぞれのピクセルは、スペクトル・チャネルの１つに関連し、それぞれのチャネルに相当するスペクトル・スポットが、その関連するピクセル上に位置するように、個別のフォーカル・プレーンが、液晶アレイのロケーションに作成される。ピクセルに印加される電圧は、ピクセルの光透過率を制御するため、ピクセルは、適切な電圧を印加することによって、透過性が低くなるか、または光の透過に対してさらに不透明にすることができ、それにより、そのピクセルを通過するスペクトル・チャネルの電力が減衰するか、または完全に遮断される。しかし、この手法は、液晶アレイにフォーカル・プレーンを作成するリレー・レンズ系、液晶アレイ自体、および液晶アレイを制御する電子回路を含む付加的なコンポーネントを必要とする欠点を有する。こうした付加的なコンポーネントについての付加的なコストに加えて、こうしたコンポーネントを収容するために、より多くの物理的空間が必要とされ、システムの全体のサイズおよび複雑さが増加する。
【０００８】
米国特許第６，５４９，６９９号は、スペクトル・チャネルの電力管理に対する別の手法を開示し、チャネルマイクロミラーのスイッチング軸（チャネルマイクロミラーのアレイに平行な軸）を中心とするチャネルマイクロミラーの回転は、反射されたスペクトル・チャネル・ビームの、その意図される出力ポートに対する空間ロケーションを変えるように制御される。出力ポートに結合するスペクトル・チャネルの電力量は、結合効率の関数であるため、出力ポートに対して光ビームを分離させるように、チャネルマイクロミラーを所定角度だけ旋回させて、所望の出力電力レベルに相当する量だけ電力を減衰させることによって、所望の電力レベルが、得られることができる。
【０００９】
この後者の手法の欠点は、スペクトル・チャネル・ビームを分離させることが、ビームをスイッチング軸に沿って空間的に再配置することである。隣接する出力ポートの物理的な間隔に応じて、ビームのある部分は、隣接出力ポートと干渉する場合があり、ポート間で有害なクロストークをもたらす。干渉を減少させるために、ポートの物理的間隔を増加させることは、好ましくないことに、デバイスの物理的サイズを増加させる。さらに、以降で詳細に述べるように、この手法を使用すると、スイッチング軸を中心とするチャネル・ミラーの回転に対して結合の感度があるために、スペクトル・チャネルの電力出力レベルを正確に制御することが難しい。これを克服しようと、選択されたビームの電力を変えるために、個別の軸（本明細書では、減衰軸と呼ぶ）を中心とするチャネルマイクロミラーの回転を利用する波長選択スイッチが開発された。しかし、この手法は、本明細書で「ラビット・イヤ（ｒａｂｂｉｔ  ｅａｒｓ）」と呼ぶサイド・ローブの形態の通過帯域の不均一な減衰をもたらす可能性がある。
【００１０】
こうした通過帯域の不均一性がない状態で、個別のチャネルの正確な減衰を達成することができる波長選択スイッチを有することが望ましいであろう。
本発明の実施形態が対象とするのは、これらの目的である。
【００１１】
導入
以下で説明する理由で、ミラーのエッジからの回折は、減衰中の「ラビット・イヤ」として知られるサイド・ローブ源であるように見える。任意の特定の理論に限定されることなく、回折によって生じる空間通過帯域の不均一性は、減衰中に出力ポートに送られると思われる。ミラーのエッジを変更すること、または、あるパターンをエッジ上に作ることは、回折によって生じる通過帯域の不均一性の方向および振幅を変える可能性がある。さらに、信号を構成光チャネルに分離するために格子を使用するＷＳＳシステムでは、格子は、通過帯域の不均一性をフィルタリングするか、または、減少させることができるように、入射角度に対する効率を有してもよい。ミラーのエッジ修正によって生じる通過帯域不均一性は、システムの有効口径から外に送られる可能性もある。通過帯域の不均一性は、出力フィルタの受光角を適切に構成することによってなくなる場合もある。通過帯域不均一性は、空間フィルタリング・システムによってなくなる場合もある。通過帯域不均一性は、単独で、または、ミラーの減衰軸を中心とするミラーの回転と組み合わせて、ミラーのスイッチング軸を中心としてミラーを回転させることによって、減少するか、または、なくなる場合もある。
【００１２】
上記を考慮して、光学的通過帯域のサイド・ローブは、１）チャネル・ミラーのエッジ・プロファイルの修正、２）格子のブラッグ幅の適切な選択による効率フィルタリング、３）フーリエ変換面における空間フィルタリング、４）スイッチング軸だけを中心とするか、ミラーの減衰軸を中心とする回転と組み合わせてか、または、これらを組み合わせて、ミラーを回転させることによって、低減される可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態は、たとえば、信号が容易にネットワークに追加されるか、またはネットワークから廃棄されるように、動的ネットワーク構成を可能にし、マルチ波長（マルチチャネル）光信号の個々のスペクトル・チャネルの電力または減衰の管理を可能にする再構成可能な光アッド−ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）において使用される波長選択スイッチ（ＷＳＳ）に特に適用可能である。こうしたスイッチの１つまたは複数の部品は、光信号を１つのポートから別のポートへスイッチングするのに使用されるマイクロミラーのエッジにおける回折による通過帯域不均一性を低減するように構成される。しかし、これは、本発明の１つの有用性のみを示すことが明らかになるであろう。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態による波長選択スイッチ１００のある部分のアーキテクチャを示す図である。図に示すアーキテクチャを有し、かつ、アッドまたはドロップモジュールとして構成された１つまたは複数の波長選択スイッチは、たとえば、波長分割多重（ＷＤＭ）光ネットワークのノードにおいてＲＯＡＤＭと組み合わされてもよい。図示するように、ＷＳＳ１００は、複数の光ファイバ１０４によってＷＳＳに入力され、また、ＷＳＳから出力される光信号用の複数の入力および出力ポートを提供するファイバ・コリメータ・アレイ１０２を備えてもよい。入力および出力ポートは、エキスプレス・ポート（ｅｘｐｒｅｓｓ  ｐｏｒｔ）を含んでもよい。エキスプレス・ポートは、ほとんどの光が、ＷＳＳを通して透過するポートのことを言う。ファイバ・コリメータ・アレイ１０２は、複数の個々のファイバ結合式コリメータを備えてもよく、ファイバ結合式コリメータはそれぞれ、示すようにそれぞれの光ファイバに接続され、たとえば、図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２、および１３に関連してより詳細に記載されるであろう。ＷＳＳ１００は、さらに、図１に示すように光学的に配列された、ＭＥＭＳマイクロミラー（たとえば、図２に示す）などのポート・ミラーのアレイを備えるポート・ミラー・アレイ１０６、光ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０、好適には回折格子である波長分離器１１２、ビーム合焦光学部品１１６、ならびにチャネルマイクロミラー１１８のアレイを備えてもよい。コリメータ・アレイ１０２、ポート・ミラー・アレイ１０６、ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０、ビーム合焦光学部品１１６、およびチャネルマイクロミラー１１８などのＷＳＳのコンポーネントは、以下に記載するように、マイクロミラーもエッジにおける有害な回折作用を低減するように構成されてもよい。
【００１５】
例として、波長分離器１１２は、商業的に入手可能な、いくつかのタイプの任意のタイプの自由空間ビーム分離器であるが、本発明の範囲を制限することはない。好適には、波長分離器１１２は、回折格子であるが、本発明の実施形態は、こうした格子に限定されない。適したタイプの回折格子は、ホログラフィを利用して形成される高い空間周波数を有する格子、ルールド格子であるエシェル格子などの低い空間周波数を有する格子、および種々のポリマでホログラフィを利用して形成される透過格子などの反射格子を含むが、これらに限定されない。回折格子が好ましいが、たとえば、プレーナ光回路のような他の波長分離器が、波長分離器１１２として回折格子の代わりに使用されてもよい。
【００１６】
複数のスペクトル・チャネルを含む複合マルチ波長光信号は、ファイバ・コリメータ・アレイ１０２の入力ポートに供給され、ポート・ミラー・アレイ１０６の対応するポート・ミラーによって反射され、位置合わせされ、ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０を介して回折格子１１２上に入る。説明するために、本発明のいくつかの実施形態によれば、ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０は、たとえば、直交軸に沿って異なる倍率を提供するレンズである、歪像システムである。回折格子１１２は、複数の波長の光信号の構成スペクトル・チャネルを角度で分離し、テレセントリック合焦光学部品１１６（この例では、歪像システムでもある）は、個々のスペクトル・チャネルを、アレイのチャネルマイクロミラー１１８の対応するチャネルマイクロミラー上のスペクトル・スポット内に合焦させる。中心波長λｉおよびλｊを有するこうした２つのチャネルは、それぞれ、対応するチャネルマイクロミラー１２０、１２２上に合焦しているのが、図１に示される。チャネルマイクロミラーは、回折格子と合焦光学部品によって生じる複合マルチ波長光信号のスペクトル・チャネルの空間分離に従って、それぞれのチャネルマイクロミラーが、スペクトル・チャネルの１つを受信するように、アレイ状に空間的に配列される。スペクトル・チャネルは、光学系を介してファイバ・コリメータ・アレイに戻るようにマイクロミラーマイクロミラーから反射される。チャネルマイクロミラーは、記載されるように、個々に制御可能であるため、反射によって、スペクトル・チャネルは、所望の結合効率または減衰を持った状態で、ファイバ・コリメータ・アレイの所望の出力ポート内に送られ、すなわち、スイッチングされる。
【００１７】
それぞれの出力ポートは、任意の数の反射スペクトル・チャネルを受信し、出力してもよい。相応して、チャネルを１つまたは複数の「廃棄（ｄｒｏｐ）」出力ポートにスイッチングすることによって、スペクトル・チャネルは、複合マルチチャネル信号から選択的に廃棄され、また、残りのチャネルを含むマルチチャネル信号は、「通過（ｐａｓｓ−ｔｈｒｏｕｇｈ）」ポートから出力される。さらに、新しい入力チャネルは、選択的に追加されるか、または元のスペクトル・チャネルの部分集合と出力ポートで合成されて、異なるマルチチャネル複合信号が形成される。マルチチャネル光信号からチャネルを廃棄するＷＳＳ  ドロップモジュールと、マルチチャネル光信号にチャネルを挿入するか、または、追加するＷＳＳ  アッドモジュールは共に、記載されるように、図１に示すアーキテクチャと同様のアーキテクチャを使用してもよい。
【００１８】
一般に、それぞれのスペクトル・チャネルについて、アレイ１１８内に個別のチャネルマイクロミラーが存在する。典型的なマルチチャネルＷＤＭ光信号は、たとえば、４５または９６のスペクトル・チャネルを有する。相応して、図１のアレイ１１８は、４５または９６のチャネルマイクロミラーを有する。チャネルマイクロミラーは、好適には、シリコン・マイクロマシン・ミラー（ＭＥＭＳミラー）を備え、それぞれのマイクロミラーは、好適には、２つの直交軸を中心とする独立した連続回転運動が可能な２軸デバイスである。より詳細に手短に説明するように、これは、チャネルマイクロミラーが、第１軸を中心に旋回して、対応するスペクトル・チャネルを選択された出力ポートに反射し、直交軸を中心に旋回して、その出力ポートに結合する電力量を制御することが可能になる。
【００１９】
図１のＷＳＳは、さらに、ポート・ミラー・アレイと、歪像ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０との間の光学経路内に配設されたビーム・スプリッタ１２４、ビーム・スプリッタから反射される光ビームを受信する位置感応性検出器（ＰＳＤ）１２６、およびポート・ミラー・アレイ１０６のミラーを制御するための、ＰＳＤからの信号に応答する関連制御電子回路１２８を備える。より詳細に述べるように、この機構は、ポート・ミラーからのビームをチャネルマイクロミラーの中心上に位置合わせすることを可能にし、通過帯域を最適化すること、および、ＩＴＵグリッド・アライメントを維持することに寄与する。制御電子回路１２８は、以下で述べる２軸ディザ・スキームを実施するために、たとえば、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組合せでプログラムされる。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態による２軸チャネルマイクロミラーの典型的な構成を示す。図は、アレイ１１８の複数のマイクロミラーの隣接する２軸ＭＥＭＳチャネルマイクロミラー１３０、１３１の対だけを示す。図によって示唆されるように、アレイの残りのマイクロミラーは、マイクロミラー間に実質的に同じ横方向間隔を持った状態で、スイッチング軸Ｘに沿って（図の）水平方向に延びる。アレイの全てのマイクロミラーはこれと同じ構成を有してもよい。それぞれのチャネルマイクロミラーは、水平な（図２で）「スイッチング」軸Ｙを中心に回転するために、内部ジンバル・フレーム１３４上に旋回式に支持されたプレーナ反射面１３２の組み立てを損なう場合がある。ジンバル・フレーム１３４は、直交する「減衰」軸Ｘを中心とする回転のために、外部フレーム１３６上に旋回式に支持されてもよい。直交軸を中心とする反射ミラー表面１３２の旋回運動は、連続可変であり、よく知られている方法で、制御電極の対向する対（図示せず）に電圧を印加することによって、静電的に作動されてもよい。プレーナ反射面は、より高いフィル・ファクタを達成する（すなわち、隣接ミラーのプレーナ反射面の縁部間の間隔を減少させる）ために、ジンバル・フレームの平面上のペデスタル上に設置されてもよい。それぞれのチャネルマイクロミラーは、減衰軸Ｘに実質的に平行な１つまたは複数の縁部領域１３３を有する。実質的に平行であるとは、縁部領域１３３が、平均して減衰軸Ｘにほぼ平行に向くことを意味する。しかし、局所的なレベルでは、縁部の境界または末端１３５は、必ずしも常に、減衰軸に平行に向く必要はない。後の説明で明らかになるように、縁部領域１３３での光の回折は、光の波長の関数として、光の減衰に劇的な影響を及ぼす可能性がある。
【００２１】
図２に示すように、チャネルマイクロミラーの反射ミラー面１３２は、細長く、好適には、長方形の形状を有し、また、その狭い寸法、たとえば、幅が水平スイッチング軸Ｙに沿い、その長い寸法、たとえば、長さが垂直減衰軸Ｘに沿った状態で向けられてもよい。この特定のマイクロミラーのプロファイルと直交軸に対する向きについていくつかの理由が存在する。この設計は、説明されるように、低い質量、高い共振周波数、および低い空気力学相互作用のマイクロミラーを与えることによって、最適機械性能を与え、高い通過帯域などの光学性能を最適化し、正確な減衰制御をもたらす。元の図１を参照すると、アレイ１１８のチャネルマイクロミラーのスイッチング軸Ｙは、図１の水平面に平行であり、一方、減衰軸Ｘは、図の平面内に延びる。これは、マイクロミラー１２２上のビーム・プロファイル１４０の図によって、図１で同様に概略的に示される。マイクロミラー上に合焦されるスペクトル・チャネル・ビームのプロファイルはまた、細長く、また、マイクロミラーの形状およびサイズにほぼ一致するように向けられることが望ましい。好適には、ビームは、図示するように、ほぼ楕円形状を有する。さらに、好ましくない電力損失を最小にし、通過帯域を最大にするために、対応するマイクロミラー上に合焦されるチャネル・ビームのスポット・サイズおよびロケーションを、マイクロミラー・サイズに対して制御することが望ましい。
【００２２】
ファイバ・コリメータ・アレイ１０２からのコリメートされた入力ビームは、一般に、円形断面を有する。相応して、制御されたビーム形状およびサイズをマイクロミラー上に提供するために、ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０は、歪像にされる、すなわち、ＸおよびＹ方向に異なる拡大率を提供する。図１に示すように、歪像ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０は、焦点距離ｆｘおよびｆ’ｘを有するレンズ１４２および１４３ならびに距離ｆｙおよびｆ’ｙを有するレンズ１４４および１４５を含む一連のレンズ１４２〜１４５を備えてもよい。レンズは、バイコニカル・レンズか、シリンドリカル・レンズか、トロイダル・レンズか、または、歪像特性を有するシステムをもたらす他の要素であってよい。本発明の好ましい実施形態では、回折格子１１２は、好適には、歪像ビーム拡張がほとんど無いか、または、全く無い状態で、高い回折効率および低い偏光依存損失を有するように選択された透過格子である。
【００２３】
回折格子１１２から、分離された個々のスペクトル・チャネルに相当するビームは、合焦光学部品１１６（好適には、同様に歪像である）によってチャネルマイクロミラー上に合焦される。図示するように、合焦光学部品は、それぞれ、焦点距離Ｆｘ、ＦｙおよびＦ’ｘ、Ｆ’ｙを有するレンズ系１４８および１４９を備える。歪像ビーム合焦光学部品は、回折格子からのビーム・プロファイルのスポット・サイズおよび向きを、チャネルマイクロミラー上のビーム・プロファイル１４０によって示される最適サイズおよび適切な向きに変える。チャネル・ビームは、光学系を介してファイバ・コリメータ・アレイに反射され、歪像光学部品は、出力ポートにおいてその特性を決定する。チャネルマイクロミラー設計が決定された後、歪像ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０および歪像合焦光学部品１１６の特性が、チャネルマイクロミラーならびに出力ポートにおいて所定のサイズ、形状、および特性を有するスペクトル・チャネル・ビームを提供するように選択される。記載するように、最適光学性能は、主に、マイクロミラー上でビーム・プロファイルおよびアライメントを最適化するように光学系を設計することによってもたらされる。
【００２４】
本明細書で記載するアーキテクチャは、光学性能を最適化することを可能にしながら、電力管理に対して以前に知られている手法に関連する困難さおよび欠点を回避する、個々のスペクトル・チャネルの電力管理に対する単純でかつ有効な手法を与えるため重要である。本発明の実施形態によれば、チャネルマイクロミラーの減衰軸を中心にチャネルマイクロミラーを回転させることは、対応するスペクトル・チャネルについての結合効率を減少させ、出力ポート内に結合する光の量を減少させる。減衰軸を中心とするチャネルマイクロミラーの回転量が増加するにつれて、結合は、連続して減少し、ついには、光が、もはや出力ポートに結合しなくなる。図３Ａは、減衰軸Ｘを中心とするチャネルマイクロミラーの回転角度の関数としての、結合の変動を表す曲線である。チャネルマイクロミラーは、最大結合状態に相当する０°の角度から、正または負に回転するにつれて、結合は、急速に減少し、その結果、プラスまたはマイナス約２．５°の角度において、光が、出力ファイバに実質的に全く結合しない。
【００２５】
図３Ｂは、スイッチング軸Ｙを中心とするチャネルマイクロミラーの回転についての同様の代表的な結合曲線である。図示するように、２つの曲線で示す特定のマイクロミラー設計の場合、スイッチング軸を中心とするチャネルマイクロミラーの角度回転の関数としての結合効率は、減衰軸を中心とするチャネル・ミラーの回転についての結合効率より約１０倍感度が高い。適度なサイズと機械的特性を有するＭＥＭＳチャネルマイクロミラーの場合で、かつ、対象とする波長範囲、たとえば、１５５０ｎｍで最適光学性能を与えるように設計された光学系の場合、スイッチング軸Ｙを中心とするチャネルマイクロミラーの回転についての結合効率は、図３Ｂの曲線に示されるようなものである。しかし、図３Ｂの曲線に示す、このマイクロミラーについてのスイッチング軸Ｙを中心とする角度回転に対する結合効率の高い感度は、特に、衝撃、振動、温度変動、およびコンポーネントの劣化などの悪い環境条件下で、この軸を使用して電力レベルを正確にかつ安定して制御することを難しくする。むしろ、減衰軸Ｘについての図３Ａに示す角度回転に対する結合効率の感度低下は、通常動作条件の範囲にわたる電力レベルのより安定しかつ正確な制御を可能にする。図２に示すような細長いミラー・プロファイルの場合、チャネルマイクロミラーから反射される光の結合効率は、本明細書で説明されるように、図１の歪像ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０（ＷＳＳ）によって主に決定される。
【００２６】
ファイバはチャネルマイクロミラーと対をなすため、チャネルマイクロミラーの回転は、ファイバにおいてビームの角度偏移、したがって、結合変化を生じる。そのため、チャネルマイクロミラーの回転は、ファイバにおいてビームの角度偏移、したがって、結合変化を生じる。したがって、歪像システムの場合、それぞれ、直交軸ＸおよびＹに沿った異なる焦点長ｆｘおよびｆｙを用いると、ファイバにおけるビームの角度偏移は、直交軸を中心とする回転について異なることになる。チャネルマイクロミラーの角度回転ΔθｘおよびΔθｙは、合焦光学部品の入射開口において、Δθｘｆｘ＝ΔｘおよびΔθｙｆｙ＝Δｙのビームの変位ΔｘおよびΔｙを生じる。これらの変位は、歪像ビーム・エキスパンダによって、出力ポート・コリメータ上に中継され、歪像ビーム・エキスパンダは、逆方向に動作するときに、拡大率ＭｘおよびＭｙに逆比例する変位の縮小をもたらす。出力ポート・コリメータは、角度偏移Δθｘｃｏｌｌ＝（Δｘ／Ｍｘ）／ｆｃｏｌｌおよびΔθｙｃｏｌｌ＝（Δｙ／Ｍｙ）／ｆｃｏｌｌで、出力ファイバ上に光を合焦する。通常、ｆｘとｆｙは、１０％だけ異なるが、ＭｘとＭｙは、１０倍以上異なる可能性がある。変位が異なるため、出力ファイバ上での直交軸方向のビーム角度が異なることになる。これは、図３Ａおよび３Ｂに示すように、チャネルマイクロミラーの直交回転軸について異なる角度感度を生じる。相応して、歪像光学部品の拡大率を適切に選択することによって、直交するスイッチング軸に対して減衰軸についての角度感度の減少を得ることができ、電力の減衰および均等化の正確な制御ならびに安定した動作をもたらす。
【００２７】
出力ポートへのスペクトル・チャネルの結合を最適化し、また、それぞれのスペクトル・チャネルの電力レベルを正確に制御するために、本発明の実施形態は、チャネルマイクロミラーの軸を制御するために、サーボベースのフィードバック制御システムを使用してもよい。同じ制御システムは、必ずしも必要であるわけではないが、好適には、チャネルマイクロミラーとポート・ミラー・アレイのポート・ミラーの両方の直交軸を制御するのに使用されてもよい。図４は、両方のタイプのＭＥＭＳミラー・アレイの両方の軸を制御するのに使用されてもよい、本発明の実施形態によるフィードバック制御システム１６０の実施形態を示す。図において、光モジュール１６２は、図１に示す波長選択スイッチＷＳＳ１００の光学系を実質的に備えてもよい。光モジュールは、入力複合マルチチャネル光信号を受信する入力ポート１６４を有し、また、スペクトル・チャネルか、他のマルチチャネル光信号のいずれかの出力用の複数の出力通過ポートまたは廃棄ポート１６６を有するドロップモジュールを備えてもよい。それぞれの出力ポートは、ポート上の光信号出力の電力の一部分、たとえば、２％をサンプリングする光ファイバ・カプラ（またはタップ）１７０を有してもよい。ポートから出力される光信号のサンプルは、光コンバイナ１７２で結合されて、ファイバ１７４上に複合マルチチャネル信号出力が形成されてもよい。複合マルチチャネル光信号は、それぞれのスペクトル・チャネルの光電力を検出し、測定し、この情報を電子回路モジュール１８０に提供する光チャネル・モニタ（ＯＣＭ）１７６に供給されてもよい。電子回路モジュール１８０は、電力測定値を使用して、適切な静電制御信号を生成し、静電制御信号は、チャネルマイクロミラーの減衰軸およびスイッチング軸を中心とするチャネルマイクロミラーの運動、ならびに、Ｘ軸およびＹ軸を中心とするポート・ミラーの運動を制御するために、１８２で、光モジュールにフィードバックされる。
【００２８】
図４に示すように、光チャネル・モニタ１７６は、光コンバイナから複合マルチチャネル光信号を受信するコリメータ１９０、マルチチャネル光信号を構成スペクトル・チャネルに空間的に分離する回折格子１９２、および、スペクトル成分のそれぞれの中の光電力レベルを検出するフォトダイオード・アレイ（ＰＤＡ）１９６などの光学センサ上に空間的に分離されたスペクトル・チャネルを結像するレンズ系１９４を備える。ＰＤＡ１９６は、たとえば、空間的に配列された、従来の１×２５６または１×５１２のフォトダイオード・アレイを備え、それにより、スペクトル・チャネルはそれぞれ、レンズ系によって、所定の数のフォトダイオードの異なるセットの上に結像される。それぞれのスペクトル・チャネルに関連するフォトダイオードのセットの出力電圧は、電子回路モジュール１８０に供給され、そのチャネルの光電力の尺度を提供する。電子回路モジュール１８０は、たとえば、ＰＤＡからの光電力測定値を処理し、チャネルマイクロミラーおよびポート・ミラーを制御するための適切な制御信号を光モジュール１６２内で生成するために、マイクロプロセッサ、メモリなどの電子コンポーネントおよびファームウェア内の信号処理プログラムを備えてもよい。
【００２９】
図４のフィードバック制御システム１６０は、それぞれの減衰軸を中心とするチャネルマイクロミラー１１８およびポート・ミラー１０６の回転を制御し、出力ポートに結合する光信号の電力レベルを管理する。ポート・ミラー減衰軸を中心とする回転作用は、特定のポート・ミラーに関連する出力ポートに送られる全てのスペクトル・チャネルの電力レベルを同時に制御することである。チャネルマイクロミラー減衰軸を中心とする回転作用は、個々のスペクトル・チャネルの電力レベルを制御することである。制御システム１６０は、それぞれの出力ポートにおける光信号についてプリセットされた電力レベルを維持するのに使用される。電子回路モジュール内のメモリは、異なる電力レベルに相当する記憶された較正値のテーブルを含む。それぞれのチャネルの電力レベルを表す、光チャネル・モニタ１７６のＰＤＡ１９６から電子回路モジュール１８０へ出力される電圧は、所望のチャネル電力レベルに相当する、電子回路モジュールに入力された設定点と比較される。電子回路モジュールは、電力測定値と設定点を使用して、各ミラーの減衰軸に関連するチャネルマイクロミラーおよびポート・ミラーの電極に対する適切な静電電圧を生成する。これは、出力ポートに対するスペクトル・チャネル信号の結合、相応して、信号に加えられる減衰を変えて、ポートにおける出力電力が変わる。制御システム１６０のフィードバック・ループは、そのチャネルについてのＰＤＡからの電力測定値を電力レベル設定点と比較し、関連するチャネルマイクロミラーおよびポート・ミラーの減衰電極に印加される静電電圧を制御して、マイクロミラーおよびポート・ミラーを、所望の電力レベルを達成する結合に駆動してもよい。
【００３０】
制御システム１６０はまた、動作中に、それぞれのチャネルの出力電力レベルを監視し続け、また、チャネルマイクロミラー電極およびポート・ミラー電極に印加される電圧を連続して調整して、所望の減衰および電力レベルを維持する。図３Ａに示すように、スイッチング軸Ｙに比べて感度低下する減衰軸Ｘについての結合効率曲線を使用することによって、フィードバック制御システムは、衝撃、振動、および温度の変動によって生じる悪い条件下でも、それぞれのチャネルについてプリセットされた電力出力レベルを、正確にかつ安定して維持することができる。さらに、手短に記載するように、制御システムは、プリセット式電力レベルが、広い範囲にわたってチャネルごとに設定され、維持されることを可能にする。
【００３１】
チャネルマイクロミラーの減衰軸を中心とするチャネルマイクロミラーの運動を制御することに加えて、図４の制御システム１６０はまた、チャネルマイクロミラーのスイッチング軸Ｙを中心とするチャネルマイクロミラーの回転も制御する。電子回路モジュール１８０は、光チャネル・モニタ１７６からの光電力測定値を使用して、最適チャネル結合を維持するために、個々に、チャネルマイクロミラーのスイッチング軸に対するフィードバック制御を行う。これは、最適な通過帯域が維持されることを可能にする。
【００３２】
好適には、図４の制御システムは、入力から出力への最適結合を達成し、維持するために、スイッチング軸を中心とするチャネルマイクロミラーの回転位置を制御するための、交互または「ディザ（ｄｉｔｈｅｒ）」制御信号手法を使用する。チャネルマイクロミラー間に相互作用が存在しないため、チャネルマイクロミラーは、独立であり、それぞれの結合を最適化するために、電子回路モジュール１８０内の処理電子回路によって同時に制御される。それぞれのチャネルマイクロミラーの１つの軸は、余弦波形によってディザリングされ、一方、直交軸は、同じディザ周波数の正弦波形によってディザリングされる。光チャネル・モニタは、特定の波長チャネル内のディザおよびそのチャネルについての出力電力を検出し、測定して、最大結合のためのマイクロミラー電圧を決定することができる。これらの電圧は、システムのそれぞれのポート用の開ループ・ターゲット電圧として、電子回路モジュール内の、フラッシュ・メモリなどのメモリに保存される。スペクトル・チャネルを、１つのポートから別のポートへスイッチングすることが望ましいとき、行き先ポート用の、フラッシュ・メモリに記憶された電圧は、対応するスペクトル・チャネルマイクロミラーをそのポートに最初に配置するのに使用される。この開ループ・スイッチングが終了すると、フィードバック・ループが、再びイネーブルされ、ディザ・トーンを使用して、そのポートに対するチャネルの最適ピーク結合が見出される。最適な結合を達成することは、それぞれのチャネルの挿入損失ならびに隣接チャネル間のクロストークを最小にするために重要である。
【００３３】
図４の制御システムは、好適には、独立に、かつ、交互に、チャネルマイクロミラーの減衰およびスイッチング軸を制御する。チャネルを１つのポートから別のポートへスイッチングし、直前に記載したディザ・トーンを使用して結合を最適化した後、制御システムは、先に記載したように、所望の電力レベルについてチャネルマイクロミラーの減衰軸を制御するために、制御モードを、たとえば、直接電圧フィードバック・ループにスイッチングする。制御システムは、好適には、マイクロミラーの減衰軸を制御するディザ手法を使用しない。それは、ミラーの回転が、最適な結合から離れるにつれてディザ振幅が増加し、不安定さを生じる可能性があるからである。
【００３４】
ディザ周波数は、好適には、たとえば、約１００Ｈｚ〜約２５０Ｈｚの範囲の低周波トーンであり、また、好適には、たとえば、０．５％（０．０２ｄＢ）程度の光電力の小さな変動を生じるのに十分な振幅を有する。チャネルの結合が最適でないとき、光は、ディザ・トーンと同じ周波数で変調されることになる。しかし、最適結合が達成されると、光は、ディザ・トーン周波数の２倍で変調されることになる。電子回路モジュール１８０の処理電子回路は、光チャネル・モニタによって生成されたチャネル電力レベル信号に関する振幅変動を、同期して復調する。ディザ周波数のあるトーンが存在すると、電子回路は、スイッチング軸電極に対してｄｃ制御電圧を生成して、光チャネル・モニタからの信号が、ディザ周波数の２倍の変調だけを含む最適な結合点まで、チャネルマイクロミラーを移動させる。
【００３５】
図４の制御システムの電子回路モジュールは交互かつ周期的に、最適な結合を探索するためにチャネルマイクロミラーのスイッチング軸を制御し、かつ所望の電力レベルを維持するためにチャネルマイクロミラーの減衰軸を制御する、制御プログラムおよびアルゴリズムを実施する。制御システムは、好適には、両方の軸を同時に制御しないが、両方の軸を同時に制御する能力を有する。同様に手短に述べるように、電子回路モジュールは、ノッチレス動作、個々のチャネルの完全遮断、およびヒットレス・スイッチングをもたらすアルゴリズムを使用してもよい。これらの概念を述べる前に、個々のスペクトル・チャネルの電力を本発明の実施形態に従って管理する方法の説明が、図５を参照して最初に示される。
【００３６】
先に説明したように、マイクロミラーのエッジにおける光の回折は、その波長の関数として、光信号の減衰の異常をもたらす可能性がある。図５は、異なるレベルの減衰（挿入損失）について、５つの隣接スペクトル・チャネルに相当する１５５０ｎｍ波長帯の波長領域にわたる、隣接チャネルマイクロミラーから反射された電力を表す同じプロット上の３つの異なる曲線を示す。曲線は、たとえば、広帯域レーザを使用して生成される。１番上の曲線２００は、最適な結合と０ｄＢ減衰とを有する５つのチャネルマイクロミラーからの反射電力を示す。図示されるように、反射電力は、それぞれのチャネルマイクロミラーの比較的広い波長領域にわたって約４．０ｄＢ挿入損失に相当するレベルで実質的に一定である。これは、通過帯域領域と呼ばれ、スイッチング軸Ｙの方向において、チャネルマイクロミラーの幅の７５％にほぼ相当する。曲線２００にはまた、反射電力レベルの減少が存在する、それぞれのチャネルマイクロミラー間の領域２０２を示す。この領域は、「ノッチ（ｎｏｔｃｈ）」領域と呼ばれる。図５に示されるように、ノッチ領域の電力は、チャネルマイクロミラーの中心の０ｄＢ減衰に相当する電力レベルから約２．０ｄＢ下がる場合がある。これは、マイクロミラーのエッジが回折源となり、回折源からの反射電力は、マイクロミラーの回転角度にあまり依存せず、したがって、通過帯域領域において、平坦ミラー面からの反射電力が減少するのと同じようには、角度回転の増加によって減少しないためである。これは、さらに、曲線２０６、２０８によって示される。曲線２０６、２０８は、電力レベルを比較的大きな量（図では、約１４ｄＢ）だけ減衰させることによって、ノッチ領域は、通過帯域領域よりも多くの電力を伝送することを示す。このノッチ領域電力は、約１１．０ｄＢの挿入損失レベルにある図のピーク２０６で示される。ピーク２０６で示される電力は、マイクロミラーのエッジからの回折による。ピーク間の通過帯域領域２０８の電力レベルは、約１８．０ｄＢにある。
【００３７】
先に記載したように、ピーク２０６（「ラビット・イヤ」と呼ばれる）は、波長選択スイッチ１００によってスイッチングされた光信号が、光通信ネットワークを通じて伝送されるときに、問題を呈する可能性がある。特に、光通信ネットワークは、光信号が、ネットワークの種々のコンポーネントを通過するときに遭遇する信号損失を補償するために光増幅器を利用することが多い。こうした光増幅器は、実際に広帯域であることが多い。すなわち、光増幅器は、広い波長帯にわたってほぼ無差別に光信号を増幅する。ピーク２０６で示される「ラビット・イヤ」作用のために、通過帯域のエッジの近くのノイズは、通過帯域の中心部分からの信号に比べて非常に大きく増幅される可能性がある。こうした高い信号強度は、ネットワークのコンポーネントを損ない、ネットワーク全体にわたってシグナル・ノイズ比を低下させる可能性がある。波長選択スイッチが、縦続接続されるとき、問題が悪化する。
【００３８】
「ラビット・イヤ」作用は、電力レベルが、比較的少量だけ減衰すると顕著でなくなる。たとえば、図５の中央の曲線２１０は、約８．０ｄＢの挿入損失に相当する約４．０ｄＢの減衰の場合、ノッチ領域の電力レベルは、通過帯域領域の電力レベルにほぼ相当することを示す。これは、電力レベルが、隣接するマイクロミラーに相当する全波長領域にわたって実質的に一定である、ほぼ「ノッチレス（ｎｏｔｃｈｌｅｓｓ）」の動作条件を生成する。これは、任意特定のＩＴＵグリッド間隔に適合する必要がない任意の間隔の波長の伝送を可能にするため、特に有利である。そのため、チャネルマイクロミラーの同じセットが、５０、１００、または２００ＧＨｚ  ＩＴＵグリッド間隔、ならびに、低密度波長分割多重システムにおいて一般的である波長帯で波長を伝送するのに使用される。ノッチレス動作はまた、有利には、通過帯域を最適化するのに役立ち、また、チャネルごとの電力変動についてのＩＴＵ仕様を満たす。
【００３９】
図５から明らかであるように、任意の特定のスペクトル・チャネルによって伝送される電力レベルは、そのチャネルに加えられる減衰量を制御することによって、個々に制御される。スペクトル・チャネルの光の完全な遮断は、所望の消光比を達成するのに必要とされる量だけ、チャネルマイクロミラーの減衰軸を中心として対応するチャネルマイクロミラーを回転させることによって達成されてもよい。これは、たとえば、チャネル・ビームが、１つのポートから別のポートへスイッチングするときに、スイッチング回転を受けるマイクロミラーから反射されたスペクトル・チャネルの電力が、完全に遮断されるか、または、低レベルに低減される、「ヒットレス」チャネル・スイッチングの場合に、特に有用である。ヒットレス・スイッチングは、中間ポートに対する好ましくない光の結合およびスイッチング中の望ましくないクロストークを回避するか、または最小にする。しかし、大きな減衰の程度が必要とされる場合、マイクロミラーのエッジ１３３における回折による「ラビット・イヤ」現象は、上記したように、依然として、深刻な問題をもたらす可能性がある。本発明の実施形態は、ラビット・イヤ現象に対処する。
【００４０】
図５に示すように明白にされるエッジ回折作用は、一定の仮定を行う場合に理解されることができる。これらの仮定は、問題の性質を説明することを意図され、本発明の実施形態に関する制限を意味しない。第１に、図６Ａに示すように、平坦で平滑な表面に入射する光の場合、反射角ψｒは、入射角ψｉに等しいことが仮定される。第２に、図６Ｂに示すように、エッジの末端に入射する光の場合、入射面が、末端に平行な方向に沿っている場合にだけ、反射角ψｒは、入射角ψｉに等しいことが仮定される。第３に、図６Ｃに示すように、光は、末端において、末端の方向に垂直な面内で回折すること、および、反射角は、入射角の周りに分布することが仮定される。
【００４１】
上記仮定が与えられると、図５に示す、観測される「ラビット・イヤ挙動」を説明することができる。平面波の性質を有するために、光強度は、図７の実線の減衰曲線７０２で示すように、スイッチング軸を中心とする比較的小さな回転角度について、ミラー表面上でかつエッジに沿って急速に減衰する。たとえば、スイッチング軸を中心とする約０．１°の回転は、数ｄＢの減衰を生じるのに十分である。ビームは、ミラー表面に入射するとき、ミラーが減衰軸を中心に回転すると、図７の点線の減衰曲線７０４で示すように、スイッチング軸を中心とする回転と比較するとそれほど急速ではないが、比較的急速に減衰する傾向がある。光が、ミラー表面上で、減衰軸に平行なエッジの近傍に入射するとき、減衰軸を中心とするミラーの回転は、図７の断続線の減衰曲線７０６で示すように、急速の程度を大幅に小さくして信号強度を減衰させる傾向がある。
【００４２】
「ラビット・イヤ」のピークは、非対称であると確認されることが多い、すなわち、１つのピークは他のピークより高いことが留意される。非対称性は、通常、ミラーが、減衰軸に関して時計方向に回転するか、反時計方向に回転するかに依存する。この非対称性は、ビームに向かってわずかに回転した減衰軸に平行なエッジからの回折面積が少し大きいことによると思われる。ビームから少し遠方に回転する他のエッジはまた、ビームに面する少し小さな回折面積を有する。
【００４３】
エッジ回折作用は、いくつかの異なる方法で低減されることができる。たとえば、本発明のいくつかの実施形態によれば、減衰は、チャネル・ミラー・アレイとポート・ミラー・アレイのいずれか、または、両方の減衰軸を中心とする回転とスイッチング軸を中心とする回転の組合せによって行われる。スイッチング軸を中心とする回転は、ビームを強く減衰させ、エッジ回折に対して比較的感度が低いため、エッジ回折および関連する「ラビット・イヤ」現象の有害な作用を低減するか、または、さらになくすように、２つの回転が組み合わされる。
【００４４】
たとえば、減衰軸を中心にしてミラーを部分的に回転させ、スイッチング軸を中心にしてミラーを部分的に回転させることによって、減衰を実施することが可能である。図９Ａ〜９Ｃは、図１に示すタイプのＷＳＳを使用した、スイッチング軸と減衰軸の異なる組合せについての、減衰対波長のグラフを示す。図９Ａ〜９Ｃはそれぞれ、スイッチング軸と減衰軸の回転が、最適結合のために協調した曲線９０２を含む。比較のために、図９Ａ〜９Ｃはそれぞれ、減衰軸だけを中心とする回転によって達成された１５ｄＢの減衰作用を示す曲線９０４も含む。曲線９０４の「ラビット・イヤ」現象に留意されたい。図９Ａの曲線９０６Ａは、スイッチング軸Ｂを中心とする回転による８ｄＢの減衰作用（この場合、０．１０１°の回転に相当する）と減衰軸Ａを中心とする回転による７ｄＢの減衰作用（この場合、約０．７２７°の回転に相当する）を示す。ラビット・イヤ現象は、低減されるが、特に、曲線９０６Ａの右側で完全にはなくならないことに留意されたい。
【００４５】
図９Ｂの曲線９０６Ｂは、スイッチング軸Ａを中心とする回転による８ｄＢの減衰作用（この場合、０．１２７°の回転に相当する）と減衰軸Ｂを中心とする回転による７ｄＢの減衰作用（この場合、約０．６７２°の回転に相当する）を示す。やはり、ラビット・イヤ現象は、曲線９０４に比較すると低減されたが、特に、曲線９０６Ｂの左側で完全にはなくならなかった。
【００４６】
図９Ｃの曲線９０６Ｃは、スイッチング軸Ａを中心とする回転による１０ｄＢの減衰作用（この場合、０．１４５°の回転に相当する）と減衰軸Ｂを中心とする回転による５ｄＢの減衰作用（この場合、約０．５６２°の回転に相当する）を示す。この場合、ラビット・イヤ現象は、ほとんどなくなっている。
【００４７】
図９Ａおよび９Ｂを見てわかるように、反対方向の回転よりもっと、ラビット・イヤ現象のサイズを低減する、減衰軸を中心とする好ましい回転方向、すなわち、反時計方向回転に対する時計方向回転が存在する。最良の回転方向は、エッジ回折と光学系との相互作用およびシステム内のレンズの中心および／または端に対する特定のスペクトル・チャネルの位置に依存することになる。さらに、ラビット・イヤ現象のサイズを最小にする、スイッチング軸を中心とする回転方向と減衰軸を中心とする回転方向の好ましい組合せが存在する（図９Ａおよび９Ｂを見てわかる）。本発明の実施形態のアーキテクチャは、十分に柔軟性があるため、光学的減衰を実施するために、最良の減衰回転方向および／またはスイッチング軸回転方向と減衰軸回転方向の最良の組合せが選択されることができる。
【００４８】
両方の軸を中心とする混合回転を用いて１０ｄＢおよび１５ｄＢ減衰において取得されたデータは、スイッチング軸を中心とする回転による減衰のパーセンテージが増加するにつれて、ラビット・イヤが減少することを示す。最新のディザ・スキームは、結合効率を最適化するためにチャネル・ミラー・スイッチング軸を中心とする回転を、減衰させるために減衰軸を中心とする回転を使用する。
【００４９】
しかし、減衰を実施するために、スイッチング軸と減衰軸の両方を使用することは、減衰点が、スイッチング軸に沿う結合効率曲線のピークの近くにもはやないため、結合効率を最適化するためのスイッチング軸の使用を大幅に損なう。
【００５０】
図９Ｄの等減衰値線図は、問題の性質を示す。１２ｄＢの減衰が、減衰軸だけを中心とする回転によって達成され、結合を最適化するミラーのディザリングが、スイッチング軸だけを中心とする回転によって実施されるとき、得られる結合効率９０１は、上の差し込み図に示すように結合効率曲線のピーク９０３の近傍で変わる。しかし、１２ｄＢの減衰が、たとえば、減衰軸を中心とする回転による８ｄＢとスイッチング軸を中心とする回転による４ｄＢによって達成されるとき、スイッチング軸を中心とする回転によるディザリングは、結合を最適化することができない。それは、下の差し込み図に示すように、スイッチング軸を中心とする回転の場合、減衰点が、結合効率曲線９０１のピーク９０３から離れ過ぎるからである。
【００５１】
この問題に対する１つの解決策は、図９Ｅに示すように、減衰点において等減衰値線にほぼ接するディザ軸ｅｔを中心にマイクロミラーをディザリングすることである。ミラー運動が、等減衰値線に十分に接する軸の周りである場合、ディザリングは、ディザ軸ｅｔを中心とする回転の場合、減衰曲線のピークに近くなるであろう。結果として、結合を最適化することができる。ディザ軸ｅｔを中心としてマイクロミラーを回転させることは、スイッチング軸と減衰軸の回転を互いに結合することを含み、その結果、ミラーは、スイッチング軸と減衰軸の両方を中心として同時に回転する。こうした組合せ式回転は、減衰点で最適化するための、結合効率９０７の局所ピーク９０５を生成する。組合せ式回転は、電子回路モジュール１８０内でのハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアの適切な構成によって生成されることができる。
【００５２】
スイッチング軸と減衰軸を中心とする回転によるラビット・イヤ現象の低減は、主に、スイッチング軸を中心とする回転によって得るべき減衰の程度および減衰軸を中心とする回転によって得るべき減衰の程度を選択する問題である。減衰量を変えるときに、２つの減衰の間の任意の経路がとられてもよい。好ましい手法は、両方の軸を中心にマイクロミラーを同時に回転させて、最大信号が得られるまで、ｅｔ方向に沿って連続結合効率信号を提供することである。その後、所望の電力レベルまたは減衰が達成されるまで、その最大結合点から有効減衰軸ｅｎに沿って進むことによって減衰が達成される。
【００５３】
図９Ｆ〜９Ｈは、スイッチング軸回転と減衰軸回転の異なる組合せのいくつかの例を示す。図９Ｆ〜９Ｈについてのデータは、カルフォルニア州サンノゼ（Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ）のカペラ・フォトニクス社（Ｃａｐｅｌｌａ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）からのモデルＷＰ４５００アッドモジュールを使用して取得された。マイクロミラーの寸法は、約１００ミクロン×５５０ミクロンであった。図９Ｆ〜９Ｈでは、曲線９０８は、減衰を全く示さない。図９Ｆでは、曲線９１０、９１２、９１４、９１６および９１８は、それぞれ、減衰軸だけを中心とする回転によって２ｄＢ、４ｄＢ、６ｄＢ、８ｄＢおよび１０ｄＢの減衰が得られた後の結果を示す。曲線９１０、９１２、９１４、９１６、９１８のラビット・イヤ・ピークに留意されたい。
【００５４】
図９Ｇでは、曲線９２０は、スイッチング軸だけを中心とする回転による２ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９２２は、スイッチング軸を中心とする回転による２ｄＢの減衰と減衰軸を中心とする回転による２ｄＢの減衰、全部で４ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９２４は、スイッチング軸を中心とする回転による２ｄＢの減衰と減衰軸を中心とする回転による４ｄＢの減衰、全部で６ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９２６は、スイッチング軸を中心とする回転による２ｄＢの減衰と減衰軸を中心とする回転による６ｄＢの減衰、全部で８ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９２８は、スイッチング軸を中心とする回転による２ｄＢの減衰と減衰軸を中心とする回転による８ｄＢの減衰、全部で１０ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９２８の右手側のラビット・イヤ・ピークに留意されたい。
【００５５】
図９Ｈでは、曲線９３２は、スイッチング軸だけを中心とする回転による４ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９３４は、スイッチング軸を中心とする回転による４ｄＢの減衰と減衰軸を中心とする回転による２ｄＢの減衰、全部で６ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９３６は、スイッチング軸を中心とする回転による４ｄＢの減衰と減衰軸を中心とする回転による４ｄＢの減衰、全部で８ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。曲線９３８は、スイッチング軸を中心とする回転による４ｄＢの減衰と減衰軸を中心とする回転による６ｄＢの減衰、全部で１０ｄＢの減衰についての通過帯域曲線を示す。ラビット・イヤ・ピークは、図９Ｇの曲線９２２、９２４、９２６、および９２８に比べて、曲線９３２、９３４、９３６、および９３８においてあまり顕著でないことに留意されたい。
【００５６】
図９Ｆ〜９Ｈを見てわかるように、この例の場合、スイッチング軸を中心とする回転によって部分的に減衰させることは、スイッチング軸回転によって、約２ｄＢ〜約４ｄＢの減衰を必要とするように見える。クロストークおよび感度の問題があるため、スイッチング軸を使用した減衰量を最小にすることが、一般に望ましい。
【００５７】
クロストーク問題の具体例として、図９Ｉは、２つの異なるポートについてのシグナル対波長についてのデータを示す。両方のポートに対する光信号は、スイッチング軸を中心とする回転による約４ｄＢの減衰を使用して減衰された。実線の曲線で示す第１信号９４２は第１ポートに結合され、断続線の曲線で示す第２信号９４４は第２ポートに結合される。第１曲線９４２と第２曲線９４４の重なり部分はクロストークである。ある程度のレベルのクロストークは、通常、光スイッチに存在するが、許容可能なクロストーク量は変動する。たとえば、図９Ｉのクロストーク・レベルは、約３８ｄＢである。アプリケーションについて指定される最大クロストークが４０ｄＢである場合、３８ｄＢは、許容可能でない場合がある。図９Ｉでは、スイッチング軸を使用して、４ｄＢの減衰が達成された。クロストークを許容可能なレベルに維持するために、スイッチング軸減衰を約３．５ｄＢまでに制限することが必要である場合がある。所与の状況についてうまく働くと思われるスイッチング軸減衰量は、実験的に決定される。
【００５８】
ｅｎ軸が、ディザ軸ｅｔに直交することが好都合であることが多いが、本発明の実施形態は、こうした構成に限定されない。実際に、直交しない軸を中心としてスイッチングすることの利点が存在する。図１０Ａは、こうした利点を示す波長選択スイッチについての等減衰値線プロットを示す。
【００５９】
図１０Ａの陰影領域は、ラビット・イヤ現象が起こる領域を示す。減衰軸ｘおよびスイッチング軸ｙは、矢印で示される。太線矢印は、ディザ軸として役立つ回転した減衰軸ｘ’および回転したスイッチング軸ｙ’を示す。図１０Ａでは、回転した軸ｘ’およびｙ’は直交しないことに留意されたい。有効減衰軸は、断続線矢印で示すように負のｘ’軸に沿う。
【００６０】
ｘ軸とｙ軸を中心とする回転ＸおよびＹの組合せを表現するベクトルは、
【００６１】
【数１】
2009521713.tif 000003
によって与えられる回転行列Ａによって、回転した軸ｘ’、ｙ’を中心とする対応する回転Ｘ’およびＹ’を表すベクトルに変換される。変換は、
【００６２】
【数２】
2009521713.tif 000004
となり、変換式から
【００６３】
【数３】
2009521713.tif 000005
であり、ここで、
【００６４】
【数４】
2009521713.tif 000006
は、それぞれ、ｘ軸およびｙ軸を中心とする単位回転を表す単位ベクトルである。
【００６５】
上記回転行列Ａの場合、θが、０°、９０°、または９０°の整数倍（たとえば、１８０°、２７０°、３６０°など）に等しくなく、かつ、Ｍが１に等しくない場合、有効減衰軸ｘ’およびディザ軸ｙ’は、直交しないことに留意されたい。
【００６６】
マイクロミラーは、ｘ’軸およびｙ’軸を中心とする回転を、ｘ軸およびｙ軸を中心とする対応する回転を実施するようマイクロミラーに指示する信号に変換する回転行列Ａを使用する、たとえば制御電子回路１２８の適切な構成を介して、回転した軸ｘ’およびｙ’を中心として回転するように構成される。
【００６７】
回転行列Ａにおいて、θおよびＭは、マイクロミラー減衰軸ｘに対する有効減衰軸ｘ’の角度および有効減衰軸ｘ’とディザ軸ｙ’との間の角度に関連するパラメータである。θおよびＭの値は、ラビット・イヤ作用の低減を最適にするように選択される。倍率Ｍは一定と考えられてもよく、また、スイッチの動作時にラビット・イヤ現象の低減を最適にするように調整される角度θは可変であってもよい。Ｍの値は、減衰されるスペクトル・チャネルのｘ軸光学倍率とスペクトル・チャネルのｙ軸光学倍率の比を表す近似倍率比である。この比は、主に、スイッチング・システム１００で使用される光学部品に応じて決定される。
【００６８】
例として、また、一般性を失うことなく、倍率比Ｍの値は、図１０Ａに示すタイプのプロットの楕円等減衰値線の測定から近似的に決定される。たとえば、図１０Ａでは、楕円等減衰値線の主軸および副軸は、デジタル−アナログ変換（ＤＡＣ）カウントによって測定される。ｘ軸とｙ軸用の異なるスケールを考慮して、図１０Ａの楕円等減衰値線についての主軸と副軸の比は、約１６である。
【００６９】
回転行列において、回転角θが９０°である場合、ｙ軸は、ｘ＊Ｍに変換されることになる。図１０Ａでは、たとえば、θ＝３０°であり、Ｍ＝１６．０である。この場合、θ＝３０°は、開ループ減衰点がｙ軸で等減衰値線に接するため、望ましい平衡点であると判定された。しかし、ポート・クロストークが大き過ぎるか、または、スイッチング異常が起こる場合、角度が減らされる。開ループ・スイッチ中に、ビームは、ピークではなく減衰状態にスイッチングされることに留意されたい。較正がオフである場合、または、チャージング（ｃｈａｒｇｉｎｇ）が存在する場合、ミラー位置が、鞍点に近過ぎる場合があり、ビームは、誤ったポートで捕捉される場合がある。その場合、回転角θを減らすことが得策である。
【００７０】
ｙ’軸は、等減衰値線に対する接線によって規定されてもよい。たとえば、図１０Ａでは、ｙ’軸は、−２８ｄＢ等減衰値線上で、かつ、−２８ｄＢ等減衰値線に接する小さな矢印で示す、−２８ｄＢ等減衰値線に接する線によって規定される。この矢印は、ｙ’軸に沿って向けられ、「２軸制御」が、−２８ｄＢ電力制御を維持するときに使用することになるディザ方向を指示する。垂直は、非２軸制御中のディザ軸の方向を指示する。
【００７１】
ディザ・サーボおよび減衰サーボの性質のために、ミラーは、選択された等減衰値線に沿ってディザリングすることになる。選択された角度の場合、ディザリング点はｙ’＝０である。これは、開ループ減衰が−ｘ’軸に沿って較正される場合、最初に選択されてもよい。こうした場合、ディザリング点がｙ’＝０であるため、開ループ平衡点と閉ループ平衡点は共に同じである。これは、開ループが、−ｘ軸に沿って減衰し、その後、チャネル・サーボが閉じると、ディザが垂直軸になる等減衰値線上の点に移動する、既存のスキームと対照的である。ｙ’がこうして選択されると、ｘ’およびｙ’は直交しないことが実際には幸いである。そうでなければ、平衡点は、ｘ’軸が等減衰値線に直角になる場所にあることになる。図１０Ａに示す状況では、これは、平衡点が、ミラーが、隣接ポートの方に直接向ける場所にあることを意味することになる。
【００７２】
２軸制御は、より小さいｘ軸ミラー回転で動作するため、ラビット・イヤは小さい。しかし、回転した減衰軸ｘ’は、隣接ポートに近づくことに留意されたい。２つのポート間の中間には、等減衰値線の極小がある。これは、サーボが、不安定になり、誤ったポートを捕捉する、不安定な鞍点である。見てわかるように、軸が鞍点に向かってあまりに遠くに回転する場合、減衰量は、サーボが隣接ポートを捕捉する前に制限される。この場合、ポート１は、ポート１とポート２との間に鞍点を有する。
【００７３】
図１０Ａの等減衰値線プロットは、ポート・クロストークとスイッチング異常に対する回転角度との交換を示す。波長が、１つだけのアッドポート上に存在する場合、鞍点スイッチ異常は、通常、アッドモジュール上では起こらない。波長が、１つだけのドロップポート上に存在する場合でさえ、鞍点異常は、ドロップモジュール上で起こる可能性がある。
【００７４】
直交しない軸を中心にミラーを回転させる作用は、図１０Ｂおよび図１０Ｃから理解される。図１０Ｂは、ラビット・イヤ作用を低減し１０ｄＢ減衰にする場合の、直交しないディザ軸および有効減衰軸を中心とする回転の有効性を示す、挿入損失対波長のプロットを示す。比較のために、第１プロット１００２は、ピーク結合用の挿入損失を示す。第２（断続線）プロット１００４は、減衰軸Ｘだけを中心とする回転を使用した１０ｄＢの減衰の場合の挿入損失を示す。第３プロット１００６は、図１０Ａに関して上記した、ディザ軸ｙ’および有効減衰軸ｘ’を中心とする組合せ式回転のタイプを使用した１０ｄＢの減衰の場合の挿入損失を示す。こうした組合せ式回転の使用によって、ラビット・イヤ現象は、ほとんどなくなっている。さらに、挿入損失のリップル量は、約０．５ｄＢ以下に制限される場合がある。
【００７５】
図１０Ｃは、ラビット・イヤ作用を低減し１５ｄＢ減衰にする場合の、直交しないディザ軸および有効減衰軸を中心とする回転の有効性を示す、挿入損失対波長のプロットを示す。第１プロット１０１２は、ピーク結合用の挿入損失を示す。第２（断続線）プロット１０１４は、減衰軸Ｘだけを中心とする回転を使用した１５ｄＢの減衰の場合の挿入損失を示す。目立つラビット・イヤ・ローブに注意されたい。第３プロット１０１６は、ディザ軸ｙ’および有効減衰軸ｘ’を中心とする組合せ式回転を使用した１５ｄＢの減衰の場合の挿入損失を示す。ラビット・イヤ現象は、ほとんどなくなっている。さらに、挿入損失のリップル量は、約１ｄＢ以下に制限される場合がある。
【００７６】
本発明の一部の実施形態では、ヒットレス・スイッチング用に構成されたＷＳＳを使用することが望ましい。こうしたヒットレス・スイッチングは、上記した回折による「ラビット・イヤ」作用を低減する本発明の実施形態と組み合わされてもよい。例として、図１１Ａ〜１１Ｃは、スペクトル・チャネルが、２つ以上の入力ポートに関してモジュールに入力され、出力ポートにおいて、信号に追加されるすなわち信号と合成される、アッドマルチプレクサ・モジュール２２０におけるヒットレス・スイッチングを示す。図１１Ａ〜１１Ｂは、一般に、図１のＷＳＳ１００の略側面図を示し、明確にするために、図１の要素のいくつかが省略された。
【００７７】
図１１Ａ〜１１Ｂに示すように、アッドマルチプレクサ２２０は、５つの入力ポートと１つの出力ポートを有する５×１デバイスを備える。相応して、ファイバ・コリメータ・アレイ１０２は、図に示すように、６つのコリメータを備える。出力ポート２２２は、たとえば、図示するように、第４コリメータ・ポートであってよい。図１０Ａでは、第１（一番上の）コリメータ・ポート２２４は、歪像ビーム・エキスパンダ・システム１１０によって回折格子１１２上に合焦されるスペクトル・チャネルλｉを入力してもよい。回折格子は、スペクトル・チャネルλｉを他の波長チャネルから空間的に分離し、分離したスペクトル・チャネルを歪像合焦レンズ系１１６に供給し、歪像合焦レンズ系１１６は、スペクトル・チャネルを対応するチャネルマイクロミラー２２８上に合焦させる。チャネルマイクロミラー２２８は、そのスイッチング軸を中心に、適切な角度位置まで回転して、図１０Ａに示すように、入力スペクトル・チャネルλｉを、光学系を通して出力ポート２２２へ反射（スイッチング）する。
【００７８】
入力スペクトル・チャネルλｉを入力ポート２２４から出力ポート２２２へスイッチングすることは、ヒットレスで行われてもよい。ヒットレス・スイッチングによって、ポート２２４に入力された光は、チャネルマイクロミラーが、ビームをポート２２２にスイッチングするために回転するときに、中間ポート２３０および２３２を横切って走査されない。むしろ、ヒットレス・スイッチングの場合、光は、スイッチング中に、実質的に減衰するか、または、遮断される。これを達成するために、チャネルマイクロミラー２２８のスイッチング軸を制御するサーボ制御ループが、最初にはずされる。制御電圧が、チャネルマイクロミラーに印加されて、遮断に必要とされる量だけ、減衰軸を中心としてマイクロミラーを回転させてもよい。その後、図４の制御システムの電子回路モジュール・メモリ内の較正テーブルに記憶されたプリセット制御電圧をスイッチング軸に印加することによって、チャネルマイクロミラーが、そのスイッチング軸を中心に回転して、入力スペクトル・チャネルを出力ポート２２２に反射させてもよい。マイクロミラー２２８は、次に、その減衰軸を中心に回転して通常の最適結合状態に戻り、スイッチング軸を制御するサーボ制御ループは、その後、最適結合効率を達成するため、マイクロミラーを制御するように、再係合されてもよい。
【００７９】
図１１Ｃは、光が、入力ポート２２４から出力ポート２２２にスイッチングされる工程を概略的に示す。入力チャネルを遮断状態まで減衰させることは、図１０Ｃにおいて、矢印２４０で示される。マイクロミラー２２８を回転させることによる入力チャネルのポート２２２へのスイッチングは、矢印２４２で示され、矢印２４２は、入力ポート２２４と出力ポート２２２との間で光がスイッチングされるときに、光が、中間ポート２３０および２３２に結合しないことを示す。矢印２４４は、チャネルマイクロミラーをその減衰軸を中心に回転させることによって、通常の最適結合状態に戻るように光を増加させることを示す。
【００８０】
図１１Ｂは、ポート２３０でアッドマルチプレクサに入り、その対応するマイクロミラー２４６によって出力ポート２２２にスイッチングされる異なる波長λｊの第２スペクトル・チャネルを示す。このスイッチングは、同様にヒットレスであってよく、また、図１０Ａに関連して上記したのと同じ方法で達成されてもよい。そのため、図１０Ｂのポート２２２上の光信号出力は、ポート２２４上のλｉ入力とポート２３０上のλｊ入力の合成を含んでもよい。同様な方式で、他の波長は、他の入力／追加ポート上に入力され、出力ポート２２２にスイッチングされて、複合マルチチャネル信号が形成されてもよい。
【００８１】
出力ポートにおいて、第１減衰状態から異なる第２減衰状態にスイッチングするために、図１１Ａ〜１１Ｂに示すように光信号を制御することは、異なる方法で達成されてもよい。第１の方法によれば、入力ポートに入る光は、最大結合状態にある、すなわち、フル電力になっている場合がある。次に、図１１Ｃに示すように、減衰を最大にするために、減衰軸を使用することによって、入力ポートから出力ポートへヒットレス・スイッチングが遂行されてもよく、一方、入力ビームは、上記したように、出力ポートにヒットレスでスイッチングされる。ビームが出力ポートに現れると、減衰軸は、ゼロ減衰に相当するフル電力に戻るように制御されることができる。結合効率は、その後、フル電力状態に最適化されてもよく、最適結合を達成すると、減衰軸を中心とするチャネルマイクロミラーの運動を制御することによって、ビームが減衰されて、所望の出力電力レベルが提供される。
【００８２】
第２の方法は、最初に減衰を止めることなく最大結合効率になるように、入力ポートにおける元の減衰状態から出力ポートにおける所望の減衰状態に直接到ることである。この方法は、制御システムの電子回路モジュールのメモリ内のルックアップ・テーブルに記憶された較正電圧を利用し、較正電圧は、減衰軸を中心とする回転角度（たとえば、静電電圧）の関数として、それぞれのチャネルマイクロミラーについての減衰レベルを指定する。
【００８３】
ヒットレス・スイッチングのための第３でかつ好ましい方法は、電力を最小にするために減衰軸を中心とする回転により、入力ポートにおける減衰状態から、そのポートにおける低光状態に到ることである。次に、所望の行き先ポートへのヒットレス・スイッチが、減衰軸を最小電力、たとえば、遮断状態に保持した状態で実施される。その後、行き先ポートに達すると、チャネルマイクロミラーは、減衰軸を中心に回転して、フル電力に戻るのではなく、たとえば、−２０ｄＢなどの低光レベルに至る。低光レベルにおける結合効率は、その後、チャネルマイクロミラー（好適には、同様に、手短に記載される方法で、図１に示す対応するポート・ミラー１０６）のスイッチング軸を使用して最適化される。最適な結合効率を達成すると、チャネルマイクロミラーは、所望の電力レベルのためにその減衰軸を中心に回転する。
【００８４】
スイッチング軸を中心とするチャネルマイクロミラーの回転を制御することによって結合効率を制御することに加えて、それぞれのチャネルのスペクトル・ビームが、その対応するチャネルマイクロミラー上で合焦するロケーションを制御することも望ましい。広い通過帯域および高いデータ伝送レートをもたらすために、チャネルの中心波長は、チャネルマイクロミラーの中心に位置合わせされるべきである。他のチャネルの中心波長は、同様に、対応するマイクロミラーの中心に位置合わせされるべきである。チャネル間隔は、ＩＴＵグリッド仕様によって指定され、チャネルマイクロミラーは、入力マルチチャネル光信号のＩＴＵグリッド間隔に従ってアレイ状に横方向に間隔をあけられる。したがって、全てのチャネルの中心波長が、その対応するマイクロミラーの中心に留まって、システムの通過帯域を最大にするように、ＩＴＵアライメントを維持することが望ましい。
【００８５】
上記したように、本発明の実施形態を組み込むＷＳＳシステムは、悪い動作状況下でＩＴＵアライメントを確立し、維持するように構成される。先に記載したように、図１のＷＳＳ１００は、ポート・ミラー・アレイ１０６と歪像ビーム・エキスパンダおよびリレー・システム１１０との間の光学ビーム経路内に配置されたビーム・スプリッタ１２４を含む。発光ダイオード（図示せず）からの、たとえば、１３１０ｎｍ波長の参照光は、ファイバ・コリメータ・アレイの入力ポートにおいて、複合マルチ波長光システムに結合される。ビーム・スプリッタは、１３１０ｎｍ波長光ビームをＰＳＤ１２６に優先的に反射するように形成され、たとえば、Ｃ帯のスペクトル・チャネル波長を歪像システム１１０に渡す。ＰＳＤは、４分割光検出器、すなわち、「クワッド・セル（ｑｕａｄ  ｃｅｌｌ）」の形態で配列されたフォトセルのアレイを備える。ビーム・スプリッタから反射されたＰＳＤ上への１３１０ｎｍ参照光は、ＰＳＤのそれぞれの象限に電位を発生させ、電位は、ＰＳＤに衝当する参照光ビームの中心位置を決定するのに使用される。中心位置は、ビームのアライメントを判定するのに使用される。
【００８６】
入力コリメータ１０２が向ける方向は、温度の関数として変化する場合があり、マイクロミラー上で入力スペクトル・ビームが合焦するロケーションを、マイクロミラーの中心からずれさせ、ＩＴＵミスアライメントおよびチャネル通過帯域の狭幅化を生じる。さらに、他の熱機械的作用は、回折格子角度、チャネルマイクロミラーの位置、および光学部品の焦点長の変化を生じる可能性がある。これらの作用のそれぞれもまた、ＩＴＵミスアライメントおよび通過帯域の狭幅化をもたらす可能性がある。ＩＴＵミスアライメントを補償するために、ポート・ミラーは、回転して、チャネル中心波長をチャネルマイクロミラーの中心上に再位置合わせしてもよい。
【００８７】
図１に示すＷＳＳの実施形態では、ポート・ミラーの角度位置は、テレセントリック合焦光学部品１１６の入射開口上に中継され、ポート・ミラーの位置の変化によるテレセントリック光学系への入力における角度変化は、焦点面におけるスポット位置の変化に変換される。相応して、ポート・ミラーの回転は、チャネルが、関連するチャネルマイクロミラーを横切って走査するようにさせる。チャネルの中心波長が、ＩＴＵアライメントに相当する、チャネルマイクロミラーの中心に位置合わせされると、ビーム・スプリッタ１２４から反射された参照光ビームは、所定のロケーションでＰＳＤ上に衝当することになる。ビーム・アライメントを表す、ＰＳＤの４つの象限によって生成される電圧は、制御電子回路１２８のメモリに記憶されたプリセット式参照電圧と比較され、ビームをチャネルマイクロミラー上でセンタリングするようにポート・ミラーを制御するためのフィードバック信号として、制御電子回路によって使用される。
【００８８】
コリメータあるいは先に述べた他の要素の１つまたは複数の向きが、システム温度などの変化によって変わる場合、新しいポート・ミラー角度およびＰＳＤ上の新しい参照光ビーム位置（ｘ１，ｙ１）が、ＩＴＵアライメントを維持するのに必要とされることになる。相応して、ＩＴＵアライメントを維持するために、較正点のセットが、温度の関数として、必要とされるＰＳＤスポット位置について生成され、較正点は、制御電子回路１２８のメモリ内のテーブルに記憶される。温度センサが、温度変化を監視するためにＷＳＳモジュール内に配置され、温度情報および較正テーブルからの設定点情報は、制御電子回路内のフィード・フォワード・サーボ・システムに供給されて、ＩＴＵアライメントを維持するように、アレイのポート・ミラーの全てを制御する。たとえば、ヒステリシスによる変動を補償するために、較正情報は、上昇する温度条件と下降する温度条件の両方について、テーブルに記憶される。
【００８９】
本発明の実施形態のアーキテクチャの別の利点は、アーキテクチャが、図１１Ａ〜１１Ｂ（または、手短に記載される図１２および１３）に示すような、アッドモジュールの種々の出力ポートまたは通過ポート内の、あるいは、ドロップモジュールの出力および廃棄ポート内の波長の分布を確認する能力を与えることである。波長識別は、たとえば、ポートマイクロミラーの小振幅ディザ回転をもたらし、図４のフィードバック制御システム内で変調を検出することによって、ポートマイクロミラーから反射される光信号に関して、小振幅で低周波のディザ変調を誘発させることによって行われる。
【００９０】
ディザは、ポートマイクロミラーのいずれかの回転軸を中心にアサートされてもよい。ディザリングは、そのポートマイクロミラーによって反射される、特定の出力ポートまたは通過ポートに関連する光信号を変調する。変調は、好適には、図４の光チャネル電力モニタ１７６内のフォトダイオード・アレイ１９６のピクセルにおいて、約０．０５ｄＢ程度の信号の電力変動を生成する。この電力変動は、電子信号に変換され、電子回路モジュール１８０内の制御ソフトウェアに供給され、光信号波長が、ディザ回転を受けるポート・ミラーによって出力ポートまたは通過ポートに送られていることを指示する。ポート・ミラーのディザ周波数は、好適には、顕著なノイズまたは混乱を生じないように、光信号によって伝送される電気通信信号の周波数に比べて低周波（約１００〜２００Ｈｚ）である。
【００９１】
典型的なリング・ネットワークでは、同時に動作する、いくつかの波長選択スイッチ・モジュールが存在する場合がある。リング・ネットワーク内のそれぞれの波長選択スイッチ・モジュールが、あるポートを波長が通過することを指示するために同じディザ周波数を利用する場合、電気通信信号内にディザ周波数のノイズの顕著な累積が存在するであろう。したがって、ネットワーク・リング内でそれぞれのモジュールについて異なるディザ周波数を使用することが望ましい場合がある。これを達成するために、それぞれのＷＳＳモジュールは、一意のディザ周波数、好適には、リング内の他のＷＳＳモジュールのディザ周波数と少なくとも５Ｈｚ異なるディザ周波数を割り当てられる。周波数割当て工程は、たとえば、既に使用中のディザ周波数を求める電子的探索を実施し、その後、利用されていない周波数を割り当てることによって、自動化されてもよい。
【００９２】
図１１Ａ〜１１Ｂに示すアッドモジュール２２０の５×１（Ｎ×Ｍ）アーキテクチャは、アッドモジュールの典型であり、中心波長λ１〜λｎを有する光チャネル信号は、Ｎ個の入力および追加ポートを介して任意の組合せで入り、１つ（Ｍ＝１）の出力ポートを介して出ることができる。このアーキテクチャにおける入力および追加ポートの数（Ｎ）または、波長の数に理論的な限界は存在しない。しかし、特定の波長λｌが、１つのポートから入ることができるだけであるという制限が存在する。複数のλは、λが互いに異なる限り、入力ポートまたは追加ポートのいずれかから入ることができる。
【００９３】
図１２は、上記制限を回避するアッドモジュール３００のアーキテクチャの別の実施形態を示す略図である。（複数のマイクロミラーが、紙面の平面内にある。）図示するように、この実施形態は、奇数番号のポート（３０１、３０３、３０５、３０７および３０９）が、入力／追加ポートであり、偶数番号のポート（３０２、３０４、３０６、３０８および３１０）が、出力ポートであるように配列された、５つの入力または追加ポート（ＩＮ１〜ＩＮ５）と５つの出力ポートを有する５×１および１×５モジュールである。しかし、この機構では、（図で）一番下のポート、ＯＵＴ３１０以外の全てのポートは、「ダーク（ｄａｒｋ）」ポートであり、これらのポートに到る光は消えることを意味する。図１２の構成の利点は、図１２の構成が、特定の波長λｉの光チャネルが、２つ以上の入力または追加ポートから入ることを可能にすることである。しかし、波長λｉのチャネルのうちの１つだけが、ＯＵＴポート３１０を介して出ることになる。これは、波長λｉに関連するチャネルマイクロミラー３１２の角度が、ビームが反射されることになる方向を決定するからである。これは、次に、波長λｉがそこから出る出力ポートを決定する。全ての他の波長λｉは、他のダーク出力ポートを介して、または、自由空間内に出ることになる。たとえば、ポート３０３を通って入る波長λｊの第２信号は、チャネルマイクロミラー３１２によってポート３０８に送られることになる。図１２に示す構成は、たとえば、複数の入力波長群を合成して、２重の波長がない状態で、単一出力波長群を形成することが望ましい、光電気通信システムにおいて多数の用途がある。
【００９４】
図１３は、図１２に示すアッドモジュール３００の実施形態と機能が同じである５×１アッドモジュール３４０の別の実施形態を示す。アッドモジュール３４０は、５つの入力または追加ポート３４１〜３４５および１つのアウトポート３４６を備える。アッドモジュール３４０は、特定の波長λｉが、入力または追加ポート３４１〜３４５の複数のポートから入ることができる点で、アッドモジュール３００と同様の利点を有する。しかし、波長λｉに関連するチャネルマイクロミラー３４８の角度に応じて、入ってくる波長λｉのチャネルのうちの１つだけが、ＯＵＴポート３４６を通って出ることになる。入ってくる他の波長λｉは全て、自由空間に出ることになる。図１２と図１３の先の２つのアッドモジュール構成の間の主要な差は、物理的レイアウトが異なることである。２つの動作は、実質的に同じである。
【００９５】
図４のフィードバック制御機構で示すＷＳＳ光モジュール１６２は、ドロップモジュールの代表であり、１つの入力ポートと複数の出力または廃棄ポートが存在する。ドロップモジュールでは、出力光チャネルの電力管理は、図４に示すように、それぞれの出力または廃棄ポートの出て行くファイバから、あるパーセンテージの光をサンプリングし、それぞれのチャネルの光電力を測定し、制御するための、先に述べた制御システム内でそのサンプルを使用して所望の電力レベルを得ることによって、図４に示すように実施される。
【００９６】
図１１Ａ〜１１Ｃおよび図１２〜１３に示すようなアッドモジュールの場合、チャネル・アライメントおよび出力チャネルの電力レベル制御についての、先に述べたものと同じ方法が使用されてもよい。しかし、アッドモジュールでは、電力管理は、さらに、入力および追加ポートに入る光チャネルに適用されてもよい。これは、入力および追加ポートのそれぞれに入るスペクトル・チャネルから、あるパーセンテージの光をサンプリングし、図４に関連して記載したものと同じ方法で、そのサンプルを合成して、複合マルチチャネル信号にし、図４に関連して先に述べたように、複合光信号を光チャネル・モニタおよび制御システムに提供して、入ってくる光信号について所望の電力レベルを得るように、チャネルマイクロミラーを制御することによって達成される。
【００９７】
アッドモジュールの場合、入力チャネルと出力チャネルの両方の電力レベル制御は、以下の２つの異なる手法のいずれかによって実施される。１つの手法は、個別の光チャネル・モニタを使用し、１つの光チャネル・モニタは、入力および追加ファイバの光電力用であり、１つの光チャネル・モニタは、出力および廃棄ファイバからの光用である。２つのチャネル・モニタは、図４で示し述べたものと実質的に同じであり、チャネルマイクロミラーの減衰軸を制御するために、同じか、別個のいずれかの電子回路モジュールを使用する。これは、入ってくるスペクトル・チャネルと出て行くスペクトル・チャネルの両方の電力を、同時に、監視し、制御することを可能にすることになる。
【００９８】
第２の手法は、コバイナ１７２などの個別のコンバイナ（１つのコンバイナは入力および追加チャネル用であり、１つのコンバイナは出力および廃棄チャネル用である）、入力コンバイナか出力コンバイナのいずれかから複合信号を選択するための１×２スイッチ、ならびに、スイッチの位置に応じて、入ってくる光または出て行く光を監視し、制御することになる信号光チャネル・モニタおよび電子回路モジュールを使用することである。特定の減衰レベルが求められる場合、入ってくる光と通過光が監視され、特定の電力レベルが望まれる場合、出て行く光が監視されてもよい。
【００９９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、アッドモジュールとドロップモジュールに両方において、ＩＴＵグリッド・アライメントのために、チャネル・ビームを関連するチャネルマイクロミラーの中心になるよう維持する方法は、図１に関連して先に記載した方法と同じであってよい。アッドモジュールにおいて、基準光は、入ってくるファイバからの入力光に注入され（と合成され）、記載した単一クワッド・セル上に合焦されてもよい。しかし、他の追加ポートが、他の入ってくるスペクトル・チャネルも含むため、これらのスペクトル・チャネルのアライメントのどの変化も、追加ポートに関連するポート・ミラー・アレイ内のマイクロミラーのそれぞれの一方の軸または両方の軸を中心とする較正された回転量によって補償されてよい。すなわち、追加ポートに関連するポート・ミラー・アレイ内のマイクロミラーは、入力ポートに関連するポート・ミラー・アレイ内のマイクロミラーに隷属し、それにより、全ての入力および追加ポートのマイクロミラーは、入力ポートの制御に基づいて制御される。
【０１００】
前記から、本発明の実施形態による再構成可能な光アッド−ドロップシステムおよび方法は、いくつかの利点を有する単純でかつ統合されたアーキテクチャをもたらすことがわかる。とりわけ、これらは、効率的で柔軟性があり精度が高い、チャネルごとの個々のスペクトル・チャネルの電力管理方法、中間チャネルに対するクロストークおよび干渉を回避するチャネルのヒットレス・スイッチング、チャネルにわたる正確な電力管理および種々の波長グリッド間隔における動作を可能にするノッチレス動作、高い通過帯域およびＩＴＵチャネル・アライメントをもたらす光学特性の最適化、ならびに、モジュールとマイクロミラーなどのコンポーネントの両方の最適な機械特性を含む。
【０１０１】
先の説明は、本発明の特定の実施形態を参照したが、その範囲が、添付特許請求の範囲に規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、これらの実施形態において、変更が行われてもよいことが当業者によって理解されるであろう。
【０１０２】
上記は、本発明の好ましい実施形態の完全な説明を含むが、種々の代替形態、修正形態、および等価形態を使用することが可能である。したがって、本発明の範囲は、上記説明を参照して決定されるべきではなく、代わりに、等価物の全範囲と共に、添付特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。好ましくても、好ましくなくても、任意の特徴が、好ましくても、好ましくなくても、任意の他の特徴と組み合わされてもよい。「〜する手段」という句を使用する限定が、所与の特許請求項に明示的に引用されなければ、添付特許請求の範囲は、手段プラス機能の限定を含むものと解釈されない。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】ＲＯＡＤＭのアッドまたはドロップモジュールで使用されてもよい、本発明の実施形態による波長選択スイッチ（ＷＳＳ）のアーキテクチャを示す略図。
【図２】図１の波長選択スイッチで使用されてもよいマイクロミラー・アレイの隣接する２軸チャネルマイクロミラーの対を示す図。
【図３Ａ】図２の２軸チャネルマイクロミラーの減衰軸（スイッチング軸に直交する）を中心とする回転の関数としての結合効率の差異を示す代表的な曲線。
【図３Ｂ】図２の２軸チャネルマイクロミラーのスイッチング軸（減衰軸に直交する）を中心とする回転の関数としての結合効率の差異を示す代表的な曲線。
【図４】マイクロミラーから反射されたマルチチャネル光信号のスペクトル・チャネルの電力レベルおよび結合効率を管理するために、スイッチング軸および減衰軸を中心とするチャネルマイクロミラーの回転を制御するのに使用されてもよいサーボ制御システムの線図。
【図５】ノッチレス動作をもたらすチャネル電力の制御を示す、いくつかの隣接するチャネルマイクロミラーの波長領域にわたる波長の関数としての、電力レベル（挿入損失として表される）のプロット。
【図６Ａ】マイクロミラーの表面からの光の回折を示す３次元略図。
【図６Ｂ】マイクロミラーのエッジからの光の回折を示す３次元略図。
【図６Ｃ】マイクロミラーのエッジからの光の回折を示す３次元略図。
【図７】光がミラーのどこに衝当するか、ミラーが、スイッチング軸を中心に回転するか、減衰軸を中心に回転するかに対する減衰の依存性を示す、ミラーの異なる部分から反射する光についての減衰曲線を示すグラフ。
【図９Ａ】本発明の実施形態によるエッジ回折作用の低減を示す減衰対波長のグラフ。
【図９Ｂ】本発明の実施形態によるエッジ回折作用の低減を示す減衰対波長のグラフ。
【図９Ｃ】本発明の実施形態によるエッジ回折作用の低減を示す減衰対波長のグラフ。
【図９Ｄ】減衰軸およびスイッチング軸を中心とするマイクロミラーの回転によって生じる光信号の減衰量を示す等減衰値線プロット。
【図９Ｅ】減衰軸およびスイッチング軸を中心とするマイクロミラーの回転によって生じる光信号の減衰量を示す等減衰値線プロット。
【図９Ｆ】減衰軸およびスイッチング軸を中心とするマイクロミラーの回転の種々の組合せの結果としての、エッジ回折作用の差を示す波長選択スイッチにおける信号強度対波長のグラフ。
【図９Ｇ】減衰軸およびスイッチング軸を中心とするマイクロミラーの回転の種々の組合せの結果としての、エッジ回折作用の差を示す波長選択スイッチにおける信号強度対波長のグラフ。
【図９Ｈ】減衰軸およびスイッチング軸を中心とするマイクロミラーの回転の種々の組合せの結果としての、エッジ回折作用の差を示す波長選択スイッチにおける信号強度対波長のグラフ。
【図９Ｉ】エッジ回折作用が、減衰軸およびスイッチング軸を中心とするマイクロミラーの回転によって低減した波長選択スイッチにおける２つの異なるポートについての信号強度対波長のグラフ。
【図１０Ａ】直交しない軸を中心にスイッチング・ミラーを回転させることによるスイッチングおよび減衰を示す波長選択スイッチについての等減衰値線プロット。
【図１０Ｂ】ディザ軸および直交しない有効減衰軸を中心とするマイクロミラーの回転の結果としてのエッジ回折作用の低減を示す波長選択スイッチにおける信号強度対波長のグラフ。
【図１０Ｃ】ディザ軸および直交しない有効減衰軸を中心とするマイクロミラーの回転の結果としてのエッジ回折作用の低減を示す波長選択スイッチにおける信号強度対波長のグラフ。
【図１１Ａ】アッドモジュールの第１の実施形態における本発明の実施形態によるヒットレス・スイッチングを示す線図。
【図１１Ｂ】アッドモジュールの第１の実施形態における本発明の実施形態によるヒットレス・スイッチングを示す線図。
【図１１Ｃ】アッドモジュールの第１の実施形態における本発明の実施形態によるヒットレス・スイッチングを示す線図。
【図１２】本発明の実施形態で使用される、アッドモジュールの第２の実施形態の線図。
【図１３】本発明の実施形態で使用される、アッドモジュールの第３の実施形態の線図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図９Ｉ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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