(57)【要約】  光スイッチにおけるＭＥＭＳミラーに対するディザ振幅を調整する方法、およびこのような方法を用いた光スイッチが開示されている。１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのディザ振幅を、入力ポートと、光入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートの１つまたは複数に選択的に光結合される１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイとを有する光スイッチにおいて、調整する。ミラーを位置付けるためのデジタル／アナログ（ＤＡＣ）設定を用いて、位置ｘにおける出力ポートに光信号を結合させるように位置付けされたＭＥＭＳミラーの１つに対して、ディザ振幅を決定する。サーボ制御アセンブリは、オープン制御ループにおいて各ミラーをポート位置ｘの関数として位置付けるためのデジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）設定を含むメモリを含む。サーボ制御アセンブリは、記憶されたＤＡＣ設定を用いて１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのディザ振幅を調整するようにプログラムされている。
2009503607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートと、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の光入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートのうちの１つまたは複数に選択的に光結合可能な１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイとを有する光スイッチにおける１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのディザ振幅を調整する方法であって、
前記１つまたは複数のＭＥＭＳミラーを、Ｎ個のコリメータのそれぞれにおいて公称上のピーク結合が実現するように位置合わせするステップと、
オープン制御ループにおいて各ミラーを選択されたコリメータの関数として位置付けるためのデジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）設定を不揮発性メモリに記憶するステップと、
記憶されたＤＡＣ設定を用いるために、位置ｘにおける出力ポートに光信号を結合させるように位置付けられた前記ＭＥＭＳミラーの１つに対してディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定するステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記ＤＡＣ設定にはＮ個の信号値Ｓｃが含まれ、
各信号値Ｓｃは、所定のミラーに印加される信号に対応して、前記入力ポートとＮ個の出力ポートのうちの異なる１つとの間で光信号を結合させるように、前記ミラーを位置付ける、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定することには、
前記Ｎ個の信号値を、出力ポートの位置に対応するパラメータの多項式にフィッティングさせること、
所定の出力ポートに対応するパラメータの値における前記多項式の勾配を決定することと、
勾配の値に基づいて前記ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定すること、
が含まれる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記多項式は、ａ３ｃ３＋ａ２ｃ２＋ａ１ｃ＋ａ０＝Ｓｃの形式であり、ここでｃはアレイ中の出力ポートの位置を表わす整数である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
位置ｘにおける出力ポートに対する前記ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）は、
ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）＝ＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲ＊ｓｌｏｐｅ（ｘ）／ＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥ
で与えられ、ｘは、アレイ中の出力ポートの位置を表わす整数であり、ＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲは、前記ＭＥＭＳミラーの設計から決定されるディザ振幅値であり、ＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥは、ＭＥＭＳミラーの角度を制御する制御システムの設計から決定される勾配値であり、ｓｌｏｐｅ（ｘ）は、出力ポート位置ｘにおける勾配の値である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ｓｌｏｐｅ（ｘ）は、
ｓｌｏｐｅ（ｘ）＝３ａ３２＋２ａ２ｃ＋ａ１
の形式を有する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
入力ポートと、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の光入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートのうちの１つまたは複数に選択的に光結合可能な１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイとを有する光スイッチにおける１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのディザ振幅を調整する方法であって、
前記ミラーの所定の１つに対してＮ個の信号値Ｓｃを決定するステップであって、各信号値Ｓｃは、前記所定のミラーに印加される信号に対応して、前記入力ポートと前記Ｎ個の出力ポートのうちの異なる１つとの間で光信号を結合させる、Ｎ個の信号値Ｓｃを決定するステップと、
前記Ｎ個の信号値を、出力ポートの位置に対応するパラメータの多項式にフィッティングさせるステップと、
所定の出力ポートに対応する値における前記多項式の勾配を決定するステップと、
前記勾配の値に基づいてディザ振幅を決定するステップと、
を備える、方法。
【請求項８】
Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の光入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートと、
１つまたは複数のスペクトル・チャネルをＮ個のポートのうちの１つまたは複数に向けて選択的に反射することができる１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイと、
前記ＭＥＭＳミラーのうちの１つまたは複数と通信するサーボ制御アセンブリと、
を備える光スイッチ装置であって、
前記サーボ制御アセンブリは、前記チャネル・マイクロミラーを制御することで、反射された各スペクトル・チャネルを前記出力ポートのうちの１つへとつなげる所定の結合を維持するように構成され、前記サーボ制御アセンブリは、オープン制御ループにおいて各ミラーをポート位置ｘの関数として位置付けるためのデジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）設定を格納するメモリを含み、前記サーボ制御アセンブリは、前記ＭＥＭＳミラーの１つまたは複数のディザ振幅を調整する方法を実施するための命令の組によってプログラムされた処理装置を含み、前記命令の組には、記憶されたＤＡＣ設定を用いるために、位置ｘにおける出力ポートに光信号を結合させるように位置付けされた前記ＭＥＭＳミラーの１つに対してディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定するための命令が含まれる、光スイッチ装置。
【請求項９】
前記ＤＡＣ設定にはＮ個の信号値Ｓｃが含まれ、各信号値Ｓｃは、所定のミラーに印加される信号に対応して、前記入力ポートと前記Ｎ個の出力ポートのうちの異なる１つとの間で光信号を結合させるように前記ミラーを位置付ける、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定することには、
前記Ｎ個の信号値を、出力ポートの位置に対応するパラメータの多項式にフィッティングさせること、
所定の出力ポートに対応する前記パラメータの値における前記多項式の勾配を決定すること、
前記勾配値に基づいて前記ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定すること
が含まれる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ｃがアレイ中の出力ポートの位置を表わす整数であるとき、前記多項式は、ａ３ｃ３＋ａ２ｃ２＋ａ１ｃ＋ａ０＝Ｓｃの形式である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ｘはアレイ中の出力ポートの位置を表わす整数であり、ＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲは、ＭＥＭＳミラーの設計から決定されるディザ振幅値であり、ＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥは、ＭＥＭＳミラーの角度を制御する制御システムの設計から決定される勾配値であり、ｓｌｏｐｅ（ｘ）は、出力ポート位置ｘにおける勾配の値であるときに、位置ｘにおける出力ポートに対する前記ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）は、
ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）＝ＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲ＊ｓｌｏｐｅ（ｘ）／ＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥ
で与えられる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ｓｌｏｐｅ（ｘ）は、
ｓｌｏｐｅ（ｘ）＝３ａ３ｃ２＋２ａ２ｃ＋ａ１
の形式を有する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記Ｎ個のＩ／Ｏポートには複数のファイバ・コリメータが含まれ、多波長の光信号に対する入力ポートと複数の出力ポートとが与えられる、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記入力ポートからの前記多波長の光信号を分離して複数のスペクトル・チャネルにする波長分離器と、
前記スペクトル・チャネルを収束させて、対応するスペクトルのスポットにするビーム収束器と
をさらに備え、
前記１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイは、各チャネル・マイクロミラーが前記スペクトル・チャネルの１つを受け取るように位置付けされたチャネル・マイクロミラーの空間的配列であり、前記チャネル・マイクロミラーは、前記スペクトル・チャネルを前記出力ポートのうちの選択されたものへと反射するように、別個かつ連続的に制御可能である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
チャネル・マイクロミラーの前記空間的配列は１次元配列である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
チャネル・マイクロミラーの前記空間的配列は２次元配列である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記サーボ制御アセンブリは、前記出力ポートに結合される前記スペクトル・チャネルのパワー・レベルをモニタリングするスペクトル・モニタと、前記チャネル・マイクロミラーの制御を実現するために前記パワー・レベルに応答する処理装置とを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１９】
各ＭＥＭＳミラーは、１つまたは複数の軸の周りに回転可能である、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光学システムに関し、より詳細には、光を入力ファイバから出力ファイバへとコリメータと自由空間光通信とを用いて結合させるＭＥＭＳミラー・アレイを用いる光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチ・チャネル光信号には通常、複数のスペクトル・チャネルが含まれている。各チャネルには別個の中心波長および付随するバンド幅が存在する。隣接するチャネルの中心波長は、所定の波長または周波数間隔で離間に配置されている。また複数のスペクトル・チャネルは波長分割多重化されて、光ネットワークの複合マルチ・チャネル信号を形成することがある。各スペクトル・チャネルは、別個の独立した情報を伝えることができる。光ネットワークにおける複数の箇所またはノードにおいて、１つまたは複数のスペクトル・チャネルが、複合マルチ・チャネル光信号から分岐されるか、または信号に挿入されることがある。これはたとえば、再構成可能な光挿入分岐多重装置（ＲＯＡＤＭ）を用いて行なわれる。
【０００３】
再構成可能な光挿入分岐アーキテクチャでは、波長分離ルーティング（ＷＳＲ）装置および方法を用いており、これらでは以下のものが用いられている。すなわち、ファイバ・コリメータのアレイ（入力ポートおよび複数の出力ポートを与える）、波長分離器、ビーム収束器、およびチャネル・マイクロミラーのアレイである。再構成可能な光挿入分岐アーキテクチャは、本出願の譲受人に共通に譲渡された以下の文献に開示されている。米国特許第６，５４９，６９９号明細書、米国特許第６，６２５，３４６号明細書、米国特許第６，６６１，９４８号明細書、米国特許第６，６８７，４３１号明細書、米国特許第６および７６０，５１１号明細書。なおこれらの文献の開示は、本明細書において参照により組み込まれている。
【０００４】
動作時には、多波長の光信号が入力ポートから発せられる。波長分離器は、多波長の光信号を分離して複数のスペクトル・チャネルにする。各スペクトル・チャネルは、別個の中心波長および付随するバンド幅によって特徴付けられる。ビーム収束器は、スペクトル・チャネルを収束させて、対応するスペクトル・スポットにする。チャネル・マイクロミラーは、各チャネル・マイクロミラーがスペクトル・チャネルの１つを受け取るように位置付けられている。チャネル・マイクロミラーは、スペクトル・チャネルを選択された出力ポートへ反射するように、別個に制御可能かつ可動たとえば連続的に旋回可能（または回転可能）である。こうして、各チャネル・マイクロミラーは、特定のスペクトル・チャネルに割り当てられる。そのため「チャネル・マイクロミラー」という名で呼ばれる。また各出力ポートは、任意の数の反射されたスペクトル・チャネルを受け取ることができる。このアーキテクチャにおけるチャネル・マイクロミラーの別個の特徴は、これまで使用されてきたものとは対照的に、各チャネル・マイクロミラーの動き、たとえば旋回（または回転）が、その旋回角度を連続的に調整できるように、アナログ制御下にあることである。この結果、各チャネル・マイクロミラーは、その対応するスペクトル・チャネルを、可能な出力ポートのすべてに渡って走査することができ、その結果、スペクトル・チャネルを所望の任意の出力ポートへ送ることができる。
【０００５】
前記米国特許では、ディザ方式を用いて最適な結合を実現する手段についても触れている。ＭＥＭＳミラーのディザリングとは、光通信経路のピーク結合を決定する手段である。使用されるディザの量は、光路に不要な外乱が付加されることと、サーボ制御用にディザ信号を十分なものにすることとの間で、トレードオフである。しかし、ＭＥＭＳデバイスを作製する際に行なわれるプロセスが原因で、ミラー間でパラメータが変化する。プロセス変化を回避するように各ＭＥＭＳミラーを調整することができたら好都合である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、当該技術分野において、個々のＭＥＭＳ特性に基づいてディザ振幅を設定する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、光スイッチ・アレイにおけるＭＥＭＳミラーに対するディザ振幅を調整する方法と、このような方法を用いる光スイッチとに向けられている。本発明の実施形態によれば、入力ポートと、Ｎ（＞３）個の光入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートのうちの１つまたは複数に選択的に光結合可能な１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイとを有する光スイッチにおける１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのディザ振幅を調整することができる。１つまたは複数のＭＥＭＳミラーを、Ｎ個のコリメータのそれぞれにおいて公称上のピーク結合が実現するように位置合わせする。オープン制御ループにおいてミラーを選択されたコリメータの関数として位置付けるためのデジタル／アナログ（ＤＡＣ）設定を、不揮発性メモリに記憶する。記憶されたＤＡＣ設定を用いて、位置ｘにおける出力ポートに光信号を結合させるように位置付けられたＭＥＭＳミラーの１つに対して、ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定する。
【０００８】
特定の実施形態においては、ディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定することは、Ｎ個の信号値を、出力ポートの位置に対応するパラメータの多項式にフィッティングさせることと、所定の出力ポートに対応するパラメータの値における多項式の勾配を決定することと、勾配の値に基づいてディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定することと、によって行なっても良い。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、光スイッチ装置が、Ｎ（＞３）個の光入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートと、１つまたは複数のスペクトル・チャネルをＮ個のポートのうちの１つまたは複数に向けて選択的に反射することができる１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイと、前記ＭＥＭＳミラーのうちの１つまたは複数と通信するサーボ制御アセンブリと、を備える。サーボ制御アセンブリは、チャネル・マイクロミラーを制御することで、反射された各スペクトル・チャネルを出力ポートのうちの１つへとつなげる所定の結合を維持するように構成される。サーボ制御アセンブリは、オープン制御ループにおいて各ミラーをポート位置ｘの関数として位置付けるためのデジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）設定を含むメモリを備える。またサーボ制御アセンブリは、ＭＥＭＳミラーの１つまたは複数のディザ振幅を調整する方法を実施するための命令の組によってプログラムされた処理装置を備える。命令には、記憶されたＤＡＣ設定を用いるために、位置ｘにおける出力ポートに光信号を結合させるように位置付けされたＭＥＭＳミラーの１つに対してディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定するための命令が含まれる。
【００１０】
本発明の教示するところは、以下の詳細な説明を添付の図面とともに考慮することによって、容易に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の詳細な説明には、例示用の多くの具体的な詳細が含まれているが、当業者であれば理解するように、以下の詳細に対する多くの変形および変更が本発明の範囲内である。したがって、後述する本発明の典型的な実施形態は、一般性を何ら失うことなく、またクレームされる発明に限定を課すことなく、説明されている。
【００１２】
図１Ａに、本発明の実施形態とともに用られる形式の波長分離ルーティング（ＷＳＲ）装置１００を示す。一例として、本発明の波長分離ルーティング（ＷＳＲ）装置の一般的な原理およびトポロジー構造を例示すると、ＷＳＲ装置１００は、以下のものを備える。多入力／出力ポート（ファイバ・コリメータのアレイ１１０（入力ポート１１０−１と複数の出力ポート１１０−２〜１１０−Ｎ（Ｎ＞３）とを与える）の形態であっても良い）、波長分離器（１つの形態では回折グレーティング１０１であっても良い）、ビーム収束器（収束レンズ１０２の形態である）、およびチャネル・マイクロミラー１０３のアレイ。
【００１３】
動作時には、多波長の光信号が入力ポート１１０−１から発せられる。回折グレーティング１０１は、多波長の光信号を角度的に分離して、複数のスペクトル・チャネルにする。これらのチャネルは次に、収束レンズ１０２によって収束されて、対応する収束スポットの空間的配列（図１Ａには示さず）を形成する。チャネル・マイクロミラー１０３は、スペクトル・チャネルによって形成される空間的配列に基づいて、各チャネル・マイクロミラーがスペクトル・チャネルの１つを受け取るように、位置付けられている。チャネル・マイクロミラー１０３は、アナログ（または連続）制御の下で、別個に制御可能かつ可動たとえば旋回可能（または回転可能）であり、その結果、反射時には、スペクトル・チャネルが、出力ポート１１０−２〜１１０−Ｎのうちの選択されたものへと、収束レンズ１０２および回折グレーティング１０１を経由して送られるようになっている。こうして、アレイ１０３中の各チャネル・マイクロミラーは、特定のスペクトル・チャネルに割り当てられる。そのため「チャネル・マイクロミラー」という名で呼ばれる。各出力ポートは、任意の数の反射されたスペクトル・チャネルを受け取っても良い。一例として、チャネル・マイクロミラー１０３は、静電駆動のマイクロ・エレクトロメカニカル・システム（ＭＥＭＳ）ミラーであっても良い。好適なＭＥＭＳミラーの例は、たとえば以下の文献に詳細に記載されている。米国特許第６，６９５，４５７号明細書および第６，８２０，９８８号明細書。これらの文献の全体の開示は、本明細書において参照により組み込まれている。本発明の実施形態は、静電型ＭＥＭＳミラーに限定されず、他の形態の駆動たとえばボイス・コイル・モータまたは静磁気駆動を伴うＭＥＭＳミラーにも適用することができる。
【００１４】
説明および明瞭にするために、図１Ａおよび以下の図では、選択した少数（たとえば３つ）のスペクトル・チャネルのみを、入力される多波長の光信号とともに、図式的に例示する。しかし以下のことに注意されたい。すなわち、本発明のＷＳＲ装置内には、任意の数のスペクトル・チャネルが存在することができる（スペクトル・チャネルの数が、システム内で用いられるチャネル・ミラーの数を超えない限り）。また以下のことにも注意されたい。すなわち、図１Ａおよび以下の図に示すスペクトル・チャネルを表わす光ビームは、例示のためだけに与えられている。すなわち、それらのサイズおよび形状は、一定の比率で描かれていない場合がある。たとえば、入力ビームおよび対応する回折ビームは一般的に、回折グレーティングへの入射角度が回折角度に等しくない限り、断面形状が異なっている。これは当業者に知られている通りである。
【００１５】
図１Ａの実施形態では、回折グレーティング１０１およびチャネル・マイクロミラー１０３は、収束レンズ１０２の（互いに反対する側にある）第１および第２の（すなわち前側および後側）焦点面にそれぞれ配置されることが好ましい。このようなテレセントリックな配置によって、収束ビームの主光線は、互いに平行でかつ光軸と概ね平行になる。本出願では、テレセントリックな構成によってさらに、反射されたスペクトル・チャネルを、対応する出力ポートへと効率的に結合することができる。その結果、その他の状況では起こり得る種々の平行移動のウォーク・オフ効果が最小になる。また多波長の入力光信号は、好ましくはコリメートされていて断面が円形である。回折グレーティング１０１から回折される対応するスペクトル・チャネルは一般に、断面が楕円形であり、一方の寸法では入力ビームと同じサイズであり、他方の寸法では長くなっている。
【００１６】
回折グレーティングの回折効率は一般的に、偏光に依存することが知られている。たとえば、標準的な取り付け構成でのグレーティングの回折効率は、ｐ（またはＴＭ）偏光（グレーティング上の溝ラインに垂直）に対するものの方が、ｓ（またはＴＥ）偏光（ｐ偏光に直交する）に対するものよりもかなり高い場合があり、逆もまた同様である。このような偏光敏感な効果を緩和するために、４分の１波長プレート１０４を、回折グレーティング１０１とチャネル・マイクロミラー１０３との間に光学的に介在させても良く、好ましくは、回折グレーティング１０１と収束レンズ１０２との間に配置する。これを図１Ａに示す。こうして、各スペクトル・チャネルでは、４分の１波長プレート１０４を２回横切ると、全体として約９０度の回転が偏光に生じる。（すなわち、光ビームが、回折グレーティングを１回目に経るときにｐ偏光ならば、２回目に経るときには、主に（たとえ全部ではなくても）ｓ偏光であり、逆もまた同様である）。この結果、確実に、すべてのスペクトル・チャネルが、ほぼ同じ量の往復の偏光に依存する損失を受ける。
【００１７】
図１ＡのＷＳＲ装置１００では、回折グレーティング１０１は、一例として、スペクトル・チャネルの収束スポットが、水平方向のアレイ状に配置されたチャネル・マイクロミラー１０３に当たるように配向される。これを図１Ｂに例示する。
【００１８】
図１Ｂに示すのは、図１Ａの装置に示すチャネル・マイクロミラー１０３のアレイの近接図である。一例として、チャネル・マイクロミラー１０３を、ｘ軸（すなわち、図の水平方向）に沿って延びる１次元アレイ状に配置して、空間的に分離されたスペクトル・チャネルからなる収束スポットを１対１の対応で受け取るようにする。（図１Ａの場合と同様に、３つのスペクトル・チャネルのみが例示され、それぞれ収束ビームによって表わされている）。代替的な実施形態では、チャネル・マイクロミラー１０３のアレイは、２次元アレイであり、たとえば第１の１次元アレイに隣接して第２の１次元アレイを有するものである。これを、図１Ｂに透視図で示す。各チャネル・マイクロミラーの反射面は、図で規定されるｘ−ｙ面内に存在し、また可動である。たとえば、アナログ（または連続）形式で、ｘ方向に沿って延びる軸の周りに旋回可能（または偏向可能）である。各スペクトル・チャネルは、反射時には、その入射方向に対してｙ方向（たとえば下方）に偏向されて、出力ポート１１０−２〜１１０−Ｎ（図１Ａに示す）のうちの１つに送られる。図１Ｃに示すように、各チャネル・マイクロミラー１０３は、スイッチング軸Ｘおよび減衰軸Ｙの周りに回転するように構成された２軸のマイクロミラーであっても良い。１次元のチャネル・マイクロミラー１０３のアレイが図示され本明細書でも説明されているが、当業者であれば分かるように、本発明の実施形態は、２次元のマイクロミラー・アレイに対しても容易に適用することができる。
【００１９】
前記したように、各チャネル・マイクロミラーの動きは、その位置（たとえば旋回角度）を連続的に調整できるように、別個かつ連続的に制御可能である。この結果、各チャネル・マイクロミラーは、その対応するスペクトル・チャネルを、可能なすべての出力ポートに渡って走査することができ、その結果、スペクトル・チャネルを所望の任意の出力ポートへ送ることができる。この機能を示すために、図１Ｄに、チャネル・マイクロミラーの旋回角度θの関数としての結合効率のプロットを示す。これは、図１Ａの実施形態におけるＷＳＲ装置の光線追跡モデルによって与えられる。本明細書で用いる場合、スペクトル・チャネルに対する結合効率は、出力ポート内のファイバ・コアへと結合される光出力の量と、ファイバ（出力ポートとして機能するファイバ・コリメータに対応付けられる）の入射表面に入射する光出力の総量との比率として規定される。光線追跡モデルでは、入力光信号は、７００ライン／ミリメートルで仰角が８５度の回折グレーティングに入射される。なおグレーティングは、回折効率が「−１」次に対して最適化するようにブレージングされる。収束レンズの焦点距離は１００ｍｍである。各出力ポートは、光ファイバに結合された１／４ピッチＧＲＩＮレンズ（直径２ｍｍ）によって実現される。図１Ｄに示すように、結合効率は旋回角度θとともに変化し、この典型的な場合において、結合効率が事実上無視できるようになるためには約０．２度のθの変化が必要である。こうして、各スペクトル・チャネルは、その対応するチャネル・マイクロミラーの旋回角度を制御することによって、事実上、任意の結合効率値を得ることができる。またこれは、単一波長の単位で起こる可変の光減衰が本発明のＷＳＲ装置において得られることを言うためでもある。
【００２０】
本発明の実施形態では、チャネル・ミラーは、公称上はＮ個のコリメータのうちの１つを示す回転角度を命令するデジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）値を用いて切り換える。印加電圧を妥当な値に保つために、ＭＥＭＳを広い回転範囲（通常は±２．５度）に渡って使用する。ミラー角度対電圧のグラフは、たとえば図１Ｅに示すような非線形曲線である。異なる３つのミラーに対する曲線を、図１Ｅの上中下の曲線によって示す。制御システムの方法に精通した者であれば分かるように、図１Ｅの異なる勾配によって、異なるミラーに対しておよび同じミラーが異なるポートを示す場合に対して、異なる制御ループ安定性が得られる。
【００２１】
図１Ａには、本発明によるＷＳＲ装置の多くの実施形態のうちの１つを示す。一般的に、波長分離器は、ルールド回折グレーティング、ホログラフィック回折グレーティング、エシェル・グレーティング、分散プリズムのような波長分離手段であるか、または当該技術分野で知られる他の形式のスペクトル分離手段である。ビーム収束器は、収束レンズ、アセンブリレンズ、または当該技術分野で知られる他のビーム収束手段である。また収束機能は、曲線状の回折グレーティングを波長分離器として用いることによって実現される。チャネル・マイクロミラーは、シリコン製の微細加工されたミラー、反射リボン（またはメンブレン）、または当該技術分野で知られる他の形式のビーム偏向要素によって実現される。各マイクロミラーは、１つまたは２つの軸の周りに旋回する。次のことは重要である。すなわち、各チャネル・マイクロミラーの旋回（または回転）運動をアナログ形式で別個に制御するようにして、それによって、旋回角度を連続的に調整して、チャネル・マイクロミラーがスペクトル・チャネルをすべての可能な出力ポートに渡って走査できるようにする。微細加工されたミラーおよび付随する作動メカニズムに対する基礎となる作製技術は、当該技術分野において資料が豊富にある。たとえば、米国特許第５，６２９，７９０号が参照される。なおこの文献は、本明細書において参照により組み込まれている。またファイバ・コリメータは通常、コリメート・レンズ（たとえばＧＲＩＮレンズ）とフェルールが実装されたファイバとを、機械的に硬いステンレス鋼（またはガラス）チューブ内に一緒にパッケージングした形態である。入力および出力ポートとして機能するファイバ・コリメータを、１次元または２次元アレイで配置してもよいし、他の望ましい空間パターンで配置してもよい。たとえばファイバ・コリメータは、シリコン、プラスチック、またはセラミック製の基板上に作製されたＶ溝に沿って設けられた直線状アレイで実装することが好都合の場合があり、これは当該技術分野で広く実施されている通りである。しかし次のことに注意されたい。すなわち、入力ポートおよび出力ポートは必ずしも、互いに空間的に近接している必要はなく、たとえばアレイ構成である必要はない（密に充填してあれば、各チャネル・マイクロミラーに必要な回転範囲は小さくなるが）。当業者であれば、本発明によるＷＳＲ装置を所定の用途に最も良く適合するように設計する方法が分かるであろう。
【００２２】
本発明のＷＳＲ装置はさらに、コリメータ・アライメント・ミラー（しばしばポート・ミラーと言われる）のアレイを備えてもよい。これは、入力多波長光信号のアライメントを調整するため、またスペクトル・チャネルを対応する出力ポートへとつなげる結合を容易にするためのものである。これについて、図２および３に示す。
【００２３】
図２に、本発明の実施形態とともに用いられる代替的なＷＳＲ装置２５０を示す。一例として、ＷＳＲ装置２５０は、図１Ａで前に記載した多くの要素に基づくので、これらの要素を共有している。図１Ａと同一の数字によって標示されるものは、図１Ａと同一の要素を表す。前に記載した構成要素に加えて、ＷＳＲ装置２００はさらに、コリメータ・アライメント・ミラー（しばしばポート・ミラーと言われる）２２０−１〜２２０−Ｎからなる１次元アレイ２２０を備える。１次元アレイ２２０は、回折グレーティング１０１とファイバ・コリメータ・アレイ１１０との間に光学的に介在する。コリメータ・アライメント・ミラー２２０−１は、入力ポート１１０−１に対応するように指定されている。これは、入力多波長の光信号のアライメントを調整するためであり、したがって、確実にスペクトル・チャネルが、対応するチャネル・マイクロミラーに当たるようにするためである。コリメータ・アライメント・ミラー２２０−２〜２２０−Ｎは、出力ポート１１０−２〜１１０−Ｎに、１対１の対応で指定されている。これらは、反射されたスペクトル・チャネルのコリメート・ビームの角度制御を実現する役目をしており、その結果、スペクトル・チャネルを対応する出力ポートへと所望の結合効率に従ってつなげる結合を容易にしている。各コリメータ・アライメント・ミラーは、１つまたは２つの軸の周りで回転可能である。コリメータ・アライメント・ミラー２２０−１〜２２０−Ｎのそれぞれを配向するための設定を記憶値の組から行なって、各ミラーを、その対応するポートに最適に結合するための単一の位置に設定する。
【００２４】
また装置２５０は、結像レンズの第１および第２の２次元アレイ２６０、２７０を備える。これらのアレイは、２次元のコリメータ・アライメント・ミラー・アレイ２２０とファイバ・コリメータ・アレイ２２０とに対して４ｆのテレセントリック配置で配置される。一例として、第１および第２のアレイ２６０、２７０内の結像レンズはすべて、同じ焦点距離ｆである。アレイ２２０内のコリメータ・アライメント・ミラーは、第１のアレイ２６０内の結像レンズに属する対応する第１の（または前側）焦点に配置される。同様に、ファイバ・コリメータ・アレイ１１０内のファイバ・コリメータは、第２のアレイ２７０内の結像レンズに属する対応する第２の（または後側）焦点に配置される。結像レンズの第１および第２のアレイ２６０、２７０間の離隔距離は、２ｆである。このようにして、コリメータ・アライメント・ミラーは、対応するファイバ・コリメータ内のＧＲＩＮレンズの対応する入口表面（すなわち、前側焦点面）上に、効果的に結像される。このようなテレセントリック結像システムでは、本来はミラー角度変化として起こり得る出力ポートにおけるコリメート・ビームの平行移動のウォーク・オフが、実質的に取り除かれる。
【００２５】
図３に、本発明の実施形態とともに使用することができる他の代替的なＷＳＲ装置３００を示す。一例として、ＷＳＲ装置３００は、図１Ａおよび図２の装置で用いられる多くの要素に基づき、したがってこれらの要素を共有している。図１Ａおよび図２の同一の数字によって標示されるものは、図１Ａおよび図２と同一の要素を表す。この場合、図２の１次元のファイバ・コリメータ・アレイ１１０の代わりに、ファイバ・コリメータの２次元アレイ３５０が用いられている。このアレイによって、入力ポートおよび複数の出力ポートが与えられている。これに相応して、図２の１次元のコリメータ・アライメント・ミラー・アレイ２２０の代わりに、コリメータ・アライメント・ミラーの２次元アレイ３２０が用いられている。同様に、図２の結像レンズの第１および第２の１次元アレイ２６０、２７０の代わりに、結像レンズの第１および第２の２次元アレイ３６０、３７０がそれぞれ用いられている。図２Ｂの実施形態の場合と同様に、結像レンズの第１および第２の２次元アレイ３６０、３７０は、２次元のコリメータ・アライメント・ミラー・アレイ３２０および２次元のファイバ・コリメータ・アレイ３５０に対して４ｆのテレセントリック配置で配置される。チャネル・マイクロミラー１０３は、この場合には２軸で旋回可能でなければならない（その対応するスペクトル・チャネルを出力ポートのいずれか１つへ送るため）。こうして、ＷＳＲ装置３００は、より多くの数の出力ポートをサポートするように装備されている。
【００２６】
本発明の実施形態では、チャネル・マイクロミラー１０３は、光スイッチ（たとえば、図１Ａ、図２、および図３で前述した形式）に組み込まれるサーボ制御ループによって制御される。図４Ａに、本発明の実施形態によるＷＳＲ−Ｓ装置の概略的な説明図を示す。ＷＳＲ−Ｓ装置４００は、ＷＳＲ装置４１０およびサーボ制御アセンブリ４４０を備えている。ＷＳＲ装置４１０は実質的に、図１ＡのＷＳＲ装置１００、図２のＷＳＲ装置２５０、もしくは図３のＷＳＲ装置３００、または本発明による他の任意の実施形態と、同様である。サーボ制御アセンブリ４４０は、スペクトル出力モニタ４６０を備える。モニタ４６０は、ＷＳＲ装置４１０の出力ポート４２０−１〜４２０−Ｎへと結合されるスペクトル・チャネルの光出力レベルをモニタするためのものである。一例として、スペクトル出力モニタ４６０は、出力ポート４２０−１〜４２０−Ｎに、光ファイバ・カプラ４２０−１−Ｃ〜４２０−Ｎ−Ｃを経由して結合されている。各光ファイバ・カプラは、対応する出力ポートにおける光信号の所定の小部分を「取り出す」働きをする。サーボ制御アセンブリ４４０はさらに、処理装置４７０を備える。処理装置４７０は、スペクトル出力モニタ４６０とＷＳＲ装置４１０のチャネル・マイクロミラー４３０と通信する。サーボ制御アセンブリ４４０はさらに、不揮発性メモリ４５０を備えている。不揮発性メモリ４５０は、処理装置４７０によって読取可能なプログラム４８０の形式の命令によってプログラムされている。メモリ４５０は、不揮発性メモリ、たとえば読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ディスク・ドライブ、フラッシュ・メモリなどである。
【００２７】
プログラム４８０は、後述するようなディザ振幅を調整する方法を実施する。プログラム４８０の実施は、論理チップたとえばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）をプロセッサ４７０およびメモリ４５０として用いるデジタル信号処理（ＤＳＰ）ファームウェアを用いて行なわれる。本明細書では、プログラム・コード４８０はファームウェアで実施されＦＰＧＡを用いて実行されると説明したが、当業者であれば分かるように、ディザ振幅調整の方法は、代替的に、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）または他のハードウェア回路構成などのハードウェアを用いて実施することができる。あるいは、プログラム４８０は、多くの異なるプログラミング言語たとえばアセンブリ、Ｃ＋＋、ジャバ、または他の多くの言語のいずれか１つに準拠している。処理装置４７０およびメモリ４５０は、プログラム４８０などのプログラムを実行するとき、特定目的のコンピュータになる多目的コンピュータの一部である。こうして、次のことを理解されたい。すなわち、本発明の実施形態は、全部または一部を、ソフトウェア、ハードウェア、または両方の何らかの組み合わせで実施できるということである。一実施形態では、とりわけ、プログラム・コード４８０は、図７の方法７００または図８の方法８００（両方とも後述する）に共通する機能を有する方法を実施するプロセッサ読取可能な命令の組を含む。
【００２８】
処理装置４７０は、スペクトル出力モニタ４６０から得られる光出力測定値を用いて、チャネル・マイクロミラー４３０のフィードバック制御を個別に行ない、各スペクトル・チャネルを選択した出力ポートへとつなげる所望の結合効率を維持する。こうして、サーボ制御アセンブリ４４０は、スペクトル・チャネルを対応する出力ポートへとつなげる結合を動的に制御することをチャネルごとに行なうことで、出力ポートへと結合されるスペクトル・チャネルの光出力レベルを管理する。出力ポートにおけるスペクトル・チャネルの光出力レベルは、要求に基づいて動的に管理してもよいし、本発明における所望の値に維持してもよい（たとえば所定の値に等しい）。
【００２９】
一例として、処理装置４７０は、適切な交流（または「ディザ」）制御信号を、チャネル・マイクロミラーに、チャネル・マイクロミラーを特定の旋回位置に維持するためのｄｃ制御信号と重ね合わせて印加する。この結果、瞬間のマイクロミラーの旋回角度における対応するスペクトル・チャネルの光出力レベルと光出力レベルの変化率（または光出力レベルの時間微分）との両方を得ることができる。図１Ｄに示す典型的な結合効率曲線を見ると、光出力レベルの変化率は結合効率曲線の勾配に比例しており、したがって変化率は、測定された光出力レベルに対応するマイクロミラーの旋回角度の位置を特定する際に有用である。またこれは、所望する結合効率を最も効果的な方法で実現する目的で、チャネル・マイクロミラーに印加するフィードバック制御信号の大きさを決定する際に、有用である。
【００３０】
図５に、良く知られたディザリングのプロセスを例示する。グラフ中の曲線５０２は、特定のミラーに対する特定のコリメータへの光結合を、ミラー角度の関数として表わしている。垂直方向の波形記号５０４は、公称上の種々のミラー角度に対して、周波数ｆにおけるミラーのディザリングを表わしている。本発明の実施形態では、各ミラーを異なる各出力ポートに結合するためのディザ信号の振幅は、異なっている。これらのディザ振幅は、前に記載したように調整される。ミラーのディザリングによって、出力ポートに対する光結合信号において、対応する振動が生じる。水平方向の波形記号５０６は、光結合信号（誤差信号）のミラー位置に対する微分を表わす。ピーク結合では、周波数は２ｆであるが、非ピーク結合では周波数はｆで位相シフトが±１８０°である。ピーク結合では、平均の誤差信号はゼロである。誤差信号は、ミラーを制御する制御ループ（たとえばＰＩＤコントローラを用いて）へと送られる。ディザを復調することによって得られる誤差信号をＰＩＤ制御ループで用いて、ＭＥＭＳを最適な結合へと移すことができる。ＰＩＤコントローラによるミラー角度の調整は、コリメータに対して最適な光結合が得られるように誤差信号を最適化する方法で行われる。
【００３１】
サーボ制御アセンブリ４４０は通常、１つまたは複数のデジタル／アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）を備える。これは、処理装置から得られるデジタル情報を変換して、チャネル・マイクロミラーに印加するオープン・ループ電圧にするものである。印加電圧に対応するデジタル情報は、ＤＡＣ値と言われる。本発明の実施形態では、各マイクロミラーに対するディザリング振幅は、信号を異なる出力ポートに光学的に結合させるミラー角度を設定するために用いられる記憶されたＤＡＣ設定から決定される。光学的アライメントの一部として、チャネル・マイクロミラー１０３は、各出力ポート・コリメータにおいて光路の最適な結合が実現されるように位置付けされる。そして、対応するオープン・ループ電圧、またはＤＡＣ値を、不揮発性メモリに記憶する。図６に、ＤＡＣ値のグラフの例を、図１に示す形式のスイッチにおける所定のミラーに対するコリメータ（ポート）番号の関数として示す。図６のひし形は、記憶されたＤＡＣ設定を表わす。これらのＤＡＣ設定は、図６の破線で示すように、多項式の曲線にフィッティングさせることができる。多項式の曲線に対応する方程式によって、チャネル・マイクロミラー１０３内で用いられるヒンジの剛性についての情報を得ることができる。前に記載したように、光信号の最適な結合が、ＭＥＭＳミラーに小さいディザを施すことおよび取り出された光のサンプルを復調することによって、動作中に実現される。ヒンジ剛性についての情報を用いて、所定のポートに対して最適な結合が得られるように適切なディザ振幅を決定することができる。
【００３２】
たとえば、ＷＳＳのユーザは、ディザによって生じる光学的摂動を最小にすべきであると望むことが多い。相反する要求として存在するのは、ディザを、安定性および最小の光学的摂動を実現するために小さくしなければならず、かつ制御ループに対する有用な誤差信号を得るために十分に大きくしなければならないということである。これらの相反する要求は、制御システムに対して、記憶されたアライメント・データに基づいて勾配を計算することを用いることで、両立させることができる。制御システムの設計は、公称上のミラー・パラメータを用いて行なうことができる。公称上のパラメータを用いて、制御ループ・ゲインの調整を、ステップ応答に対してオーバー・シュートがほとんどないかまたはまったくない良好な応答時間が得られるように行なう。ゲインは、２つのパラメータによって調整することができる。一方のパラメータはディザ振幅であり、他方は、誤差信号を増大させるゲイン定数である。ディザ振幅は、光チャネル・モニタにおける光擾乱の検出が、良好な信号対雑音比で行なわれるように十分大きくなければならず、かつ顧客データ・トラフィックに影響しないように十分小さくなければならない。通常、最適な結合における０．５％の光擾乱が、これらの基準を満たす。いったんディザ振幅が選択されたら、次にゲイン定数を調整して、良好なステップ応答が得られるようにする。公称上のミラーを公称上の光学プラットフォームとともに用いて、この基準を満足するようにディザ振幅を調整する。その結果得られるＤＡＣカウント値は、ＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲである。同様に、範囲の中心にあるコリメータはミラーの傾きが最小であり、公称上の光学プラットフォーム上では、勾配はＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥとなる。
【００３３】
前に記載したことに基づいて、ＤＡＣ設定たとえばＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲおよびＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥと、図６に示す形式のＤＡＣ設定対ポート番号情報とを用いて、所定のミラーのディザ振幅を、異なる各ポートに対して設定する方法を開発した。図７のフロー図において、光スイッチにおける１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのディザ振幅を調整する一般的な方法７００を説明する。光スイッチは、前述したように、たとえば一般に、入力ポートと、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の光入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポートのうちの１つまたは複数に選択的に光結合され得る１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのアレイとを、備えている。本方法は７０２から始まる。ここでは、Ｎ個のコリメータのそれぞれにおいて公称上のピーク結合が実現するように、１つまたは複数のＭＥＭＳミラーを位置合わせする。７０４において、オープン制御ループにおいて各ミラーを選択されたコリメータの関数として位置付けるためのＤＡＣ設定を、装置４００のメモリ４５０に記憶する。７０６において、記憶されたＤＡＣ設定を用いるために、位置ｘにおける出力ポートに光信号を結合させるように位置付けられたＭＥＭＳミラーの１つに対してディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を決定する。たとえば、ミラーの所定の１つに対してＮ個の信号値Ｓｃを決定する。各信号値Ｓｃは、入力ポートとＮ個の出力ポートのうちの異なる１つとの間で光信号を結合させるために所定のミラーに印加する信号に対応する。Ｎ個の信号値を、出力ポートの位置（たとえばポート番号）に対応するパラメータからなる多項式にフィッティングさせる。そして多項式の勾配を、所定の出力ポートに対応する値において決定する。そしてミラーに対するディザ振幅を、勾配の値に基づいて決定する。例示することを目的として、１つのミラーに対して１つのディザ振幅のみを決定することについて説明する。しかし当業者であれば分かるように、同じディザ振幅の決定を、１次元または２次元のチャネル・マイクロミラー・アレイ中の各ミラーに対して繰り返えす。  この技術の実現性は、ウェーブ・パス（ＷａｖｅＰａｔｈ）４５００モデルの波長選択スイッチ（ＷＳＳ）において実証されている。なおこの装置は、カペラ・フォトニックス（ＣａｐｅｌｌａＰｈｏｔｏｎｉｃｓ）（サンジョゼ、カリフォルニア州）から販売される。公称上のＭＥＭＳミラーを用いる設計では、勾配ＤＡＣカウント対コリメータの基準値は分かっている（ここではＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥと示す）。制御システムの設計に基づいて、基準ディザ振幅の値は求まる（、ここではＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲと示す）。不揮発性メモリに記憶されるデータは、各コリメータ箇所に対するＭＥＭＳミラーの各プレートに対するＤＡＣ値である。これらの値を用いて、各ポートに対応するディザ振幅を決定する。起動する間に、図８のフロー図に例示するように、以下のステップを実行する。
【００３４】
８０２において、不揮発性メモリからＤＡＣ値を読み出す。８０４において、各コリメータ位置におけるミラーの微分ＤＡＣドライブを計算する。この結果、Ｎ個のコリメータに対して１×Ｎのベクトルが得られる。たとえば、図６に例示するポート番号の関数としてのＤＡＣ設定を、前述したように記憶しても良い。表Ｉは、１０ポートを有するＷａｖｅＰａｔｈ（ウェーブ・パス）４５００ＷＳＳにおけるＭＥＭＳチャネル・ミラーに対する微分ＤＡＣ値の例である。なおＤＡＣ値の組は一般に、チャネル・ミラーごとに異なっている。
【００３５】
【表１】
2009503607.tif 000003
８０６において、８０４からのＤＡＣ設定情報を、たとえば以下の形式の３次の多項式、
（式１）  ａ３ｃ３＋ａ２ｃ２＋ａ１ｃ＋ａ０＝ＤＡＣ＿ＶＡＬＵＥ（ｋ）、ｋ＝１：Ｎ
に曲線フィッティングさせる。ここでｃはコリメータ数である。なおこの場合、ＤＡＣ＿ＶＡＬＵＥ（ｋ）は、図７ですでに記載した信号値Ｓｃの具体例である。Ｎ個のＤＡＣ値を多項式にフィッティングさせるためには、４つの未知の係数を決定する必要がある。しかしコリメータを、０から始めて任意に再番号付けすれば、第１の係数ａ０は、
（式２）  ａ０＝ＤＡＣ＿ＶＡＬＵＥ（１）
と、すぐに分かる。残っているのは、３つの未知の係数をＮ（＞３）個のデータ・ポイントから求めることである。
【００３６】
（式３）  ａ３ｃ３＋ａ２ｃ２＋ａ１ｃ＝ＤＡＣ＿ＶＡＬＵＥ（ｋ）−ａ０、ｋ＝２：Ｎ
これは、過剰決定系の方程式群であり、その解は、最小平均２乗誤差曲線フィッティングとなる。前記Ｎ−１個の方程式は、良く知られた行列形式Ａ・ｘ＝ｂで書くことができる。ここでＡはＮｘ３行列であり、ｂはＮｘ１ベクトルであり、ｘ＝[ａ３ａ２ａ１]Ｔは未知の係数である。解は以下のようになる。
【００３７】
（式４）  ｘ＝（ＡＴＡ）−１ＡＴｂ
行列項（ＡＴＡ）−１ＡＴは、コリメータ数の多項式項で構成されるサイズ３ｘＮである。この行列は、事前にオフラインで計算され、コード内に３つの行ベクトル（各サイズは１×Ｎ（Ｒ３、Ｒ２、およびＲ１））として記憶される。
【００３８】
係数は、ファームウェアにおいて内積ａ３＝Ｒ３・ｂとして計算される。
（式４）  ａ２＝Ｒ２・ｂ、およびａ１＝Ｒ１・ｂ
当業者であれば、前に記載した行列演算を、一連のコンピュータ命令として実施することができるであろう。
【００３９】
数値例として、テーブルＩの微分ＤＡＣ値に基づいて、対応する３次の多項式は、
（式５）  １０．２５６ｃ３−１６４．８５ｃ２−５０６．９３ｃ＋５７９１．１＝ＤＡＣ＿ＶＡＬＵＥ（ｋ）
といった形式となる。いったん係数が分かれば、各コリメータにおける勾配は、８０８において、
（式６）  ｓｌｏｐｅ（ｘ）＝３ａ３ｃ２＋２ａ２ｃ＋ａ１、ｃ＝０：Ｎ−１
のように計算される。当業者であれば分かるように、ｓｌｏｐｅ（ｘ）の形式は、方程式８をｃについて微分したものに過ぎない。
【００４０】
数値例として、方程式１１の係数に基づいて、異なるコリメータに対するｓｌｏｐｅ（ｘ）の対応値を下表ＩＩに示す。
【００４１】
【表２】
2009503607.tif 000004
いったんｓｌｏｐｅ（ｘ）が分かれば、各コリメータ位置ｘにおけるディザ振幅ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）を、８１０において、以前に決定されたＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲおよびＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥの値から、
（式６）  ＤＩＴＨＥＲ（ｘ）＝ＲＥＦ＿ＤＩＴＨＥＲ＊ｓｌｏｐｅ（ｘ）／ＲＥＦ＿ＳＬＯＰＥ
のようにして計算することができる。ここでは、計算の説明を１つのチャネル・マイクロミラーに対して行なったが、ＷＳＳでは計算を、チャネル・マイクロミラー・アレイ１０３内の各ミラーに対して繰り返す。
【００４２】
この方法の優位な点は、ディザ振幅を各ミラーに対して調整することが、単一の固定値を用いるのではなくて、大きなアレイ内で実施できることである。ディザ振幅を、制御中の特定のミラーに適合させることにより、より広い範囲のＭＥＭＳプロセス分布を用いることができる。固定ディザ振幅としてもっと大きい値を用いなければならなくなったとしても、ヒンジを弱くして小さいディザをＭＥＭＳ上で用いることによって、光擾乱を小さいままに保つことができる。制御の観点から言うと、ヒンジを弱くした場合の小さい信号ゲインは、ヒンジが強い場合よりも大きく、必要とするループ・ゲインは小さくなる。ディザ振幅はループ・ゲインの一部であるので、ディザ振幅を小さくすることによって、ヒンジを弱くした場合のループ・ゲインが補償される。
【００４３】
前に記載したことは、本発明の好ましい実施形態を完全に説明しているが、種々の代替案、変更、および均等物を用いることができる。本明細書で記述したどの特徴（好ましくてもそうでなくても）も、本明細書で記述した他の任意の特徴（好ましくてもそうでなくても）と組み合わせてもよい。したがって本発明の範囲は、前述の説明を参照することなく決定すべきであり、その代わりに、添付の請求項とともにその完全な均等範囲を参照して決定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】本発明の実施形態とともに用いても良い形式の波長分離ルーティング（ＷＳＲ）装置を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの装置に示すチャネル・マイクロミラー１０３のアレイを示す近接図である。
【図１Ｃ】図１Ａの装置とともに用いるための２軸ミラー・アレイを示す概略図である。
【図１Ｄ】チャネル・マイクロミラーの旋回角度θの関数としての結合効率のプロットを示す図である。
【図１Ｅ】ＭＥＭＳミラー回転角度対印加電圧を示すグラフである。
【図２】本発明の実施形態とともに用いても良い形式の代替的なＷＳＲ装置を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態とともに用いても良い形式の別の代替的なＷＳＲ装置を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態によるサーボ制御を有するＷＳＲ−Ｓ装置を示す概略図である。
【図５】ディザリングのプロセスを例示する光結合対ミラー回転のグラフである。
【図６】チャネル・マイクロミラー対ポート番号に対するデジタル／アナログ変換（ＤＡＣ）設定を例示するグラフである。
【図７】本発明の実施形態による光スイッチにおける１つまたは複数のＭＥＭＳミラーのディザ振幅を調整するための方法を例示するフロー図である。
【図１Ａ】
2009503607.tif 000005
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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