(57)【要約】光スイッチを校正および動作させる方法、および、ミラーの配向が、制御光線および位置検出器を使用して測定・制御される光スイッチが記述される。本発明は、光スイッチにおける複数のミラーの高分解能制御を提供し得る。従って、この光スイッチは、多くの入力および出力ポートを低損失でクロスコネクトする事が出来る。
2005514650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のミラーと、
前記複数のミラーを照射するために設置された第１光源と、
複数の位置検出器と、
前記複数の検出器から離間した像平面において前記複数のミラーの像を結ぶために設置された画像処理システムと
を備え、
前記複数の検出器によって提供される信号が、前記複数のミラーのうちの対応するものの配向に対応している、
光スイッチ。
【請求項２】
前記第１光源がレーザである、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記複数のミラーが、前記画像処理システムの光学軸に対して傾斜した表面に配置される、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記複数の検出器が、前記画像処理システムの光学軸に対して傾斜した実質的に平坦なアレイとして配列される、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項５】
複数のアパーチャを含む有孔プレートを更に備え、
前記画像処理システムが、前記複数のアパーチャのうちの対応する物のほぼ上に前記複数のミラーの像を結ぶ、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記複数の検出器が実質的に平坦なアレイとして配列され、
前記有孔プレートが前記アレイと略平行であり、前記アレイから約０．５〜１．０ミリメートル離間している、
請求項５に記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記信号に応じて前記ミラーの前記配向を制御するコントローラを更に備える、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記検出器上に入射する光を出力するために設置される第２光源を更に備える、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記第１光源および前記第２光源のそれぞれが複数の光パルスを出力し、前記第１光源によって出力された複数の光パルスが、前記第２光源によって出力された複数の光パルスと、前記複数の検出器において時間的に実質的にオーバーラップしないように為される、請求項８に記載の光スイッチ。
【請求項１０】
第１ミラーと、
第２ミラーと、
第１光源と、
前記光源によって出力され、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの双方によって反射された光を検知するために設置された位置検出器と
を備え、
前記検出器によって提供される信号が、前記の第１ミラーおよび前記の第２のミラーの前記配向に対応する
光スイッチ。
【請求項１１】
前記第１光源がレーザを含む、請求項１０に記載の光スイッチ。
【請求項１２】
前記信号に応じて前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの前記配向を制御するコントローラを更に備える、請求項１０に記載の光スイッチ。
【請求項１３】
前記検出器上に入射される光を出力するために設置される第２光源を更に備える、請求項１０に記載の光スイッチ。
【請求項１４】
前記第１光源および前記第２光源のそれぞれが複数の光パルスを出力し、前記第１光源によって出力された複数の光パルスが、前記第２光源によって出力された複数の光パルスと、前記検出器において時間的に実質的にオーバーラップしないように為される、請求項１０に記載の光スイッチ。
【請求項１５】
複数の第１ミラーと、
複数の第２ミラーと、
光源と、
複数の位置検出器と
を備え、
前記複数の位置検出器のそれぞれが、前記光源によって出力され、前記複数の第１ミラーのうちの１つによって反射され、前記複数の第２ミラーのうちの１つによって反射される光を検知するために設置され、
前記複数の検出器によって提供される信号は、前記複数の第１ミラーおよび前記複数の第２ミラーの前記配向に対応する、
光スイッチ。
【請求項１６】
前記複数の第１ミラーが第１表面に配置され、
前記複数の第２ミラーが第２表面に配置される
請求項１５に記載の光スイッチ。
【請求項１７】
前記光源は複数の光線を出力し、
各光線が前記複数の第１ミラーのうちの対応する１つに入射する、
請求項１５に記載の光スイッチ。
【請求項１８】
前記光源がレーザを含む、請求項１５に記載の光スイッチ。
【請求項１９】
複数のレンズを更に備え、
各レンズが、前記複数の検出器のうちの対応する１つの上に光の焦点を合わせるために設置される、請求項１５に記載の光スイッチ。
【請求項２０】
前記信号に応じて前記複数の第１ミラーおよび前記複数の第２ミラーの前記配向を制御するコントローラを更に備える、請求項１５に記載の光スイッチ。
【請求項２１】
前記複数の検出器上に入射される光を出力するために設置される第２光源を更に備える、請求項１５に記載の光スイッチ。
【請求項２２】
前記第１光源および前記第２光源のそれぞれが複数の光パルスを出力し、前記第１光源によって出力された複数の光パルスが、前記第２光源によって出力された複数の光パルスと、前記複数の検出器において時間的に実質的にオーバーラップしないように為される、請求項１５に記載の光スイッチ。
【請求項２３】
第１ポート、第２ポート、第１ミラーおよび第２ミラーを備える光スイッチを校正する方法であって、
前記第１ミラー上に第１光線を導くステップと、
前記第２ミラー上に第２光線を導くステップと、
前記第１ミラーが前記第１光線を第１位置検出器上の所定の位置へ反射するように前記第１ミラーの配向を制御し、前記第１ポートから前記第１ミラーに入射する第３光線を前記第２ミラーへと導くステップと、
前記第２ミラーが前記第２光線を第２位置検出器上の所定の位置へ反射するように前記第２ミラーの配向を制御し、前記第２のポートに前記第３光線を導くステップと、
前記第２ポートに接続された前記第３光線の強度を最大化するために、前記第１ミラーの前記配向と前記第２ミラーの前記配向とを制御するステップと、
前記第１および前記第２位置検出器の出力から決定された信号を記録するステップと
を備える、方法。
【請求項２４】
前記第３光線の反射を最小限にするために、前記第１ミラーの前記配向と前記第２ミラーの前記配向とを制御するステップを更に備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１ミラーおよび前記第２のミラーを経由して第３位置検出器上に第４光線を導くステップと、
前記第３位置検出器の出力から決定された信号を記録するステップと
を更に備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１および第２位置検出器のうちの１つと同一の種類の位置検出器によって提供される信号を、他の光線に応じて記録するステップと、
前記他の光線が前記位置検出器上に入射する位置を記録するステップと
を更に備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
第１ポート、第２ポート、第１ミラーおよび第２ミラーを備える光スイッチを動作させる方法であって、
前記第１ミラー上に第１光線を導くステップと、
前記第１ミラーが前記第１光線の少なくとも一部分を第１位置検出器上の所定の位置へ反射するように前記第１ミラーの配向を制御するステップと、
前記第２ミラー上に第２光線を導くステップと、
前記第２ミラーが前記第２光線の少なくとも一部分を第２位置検出器上の所定の位置へ反射するように前記第２ミラーの配向を制御するステップと、
前記第１ミラーを経由して前記第２ミラー上に第３光線を導くステップと、
前記第３光線の少なくとも一部分が第３位置検出器上の所定の位置に導かれるように、前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの少なくとも１つの配向を制御するステップと
を備える、方法。
【請求項２８】
前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの少なくとも１つの配向が、約０．００５度より高い角度分解能で制御される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１位置検出器の出力から決定された信号が、前記第１位置検出器の以前の出力から決定された信号を実質的に複製する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記第３位置検出器の出力から決定された信号が、前記第３位置検出器の以前の出力から決定された信号を実質的に複製する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
ルックアップテーブルから前記第１位置検出器の出力から決定した信号を検索するステップを更に備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
ルックアップテーブルから前記第３位置検出器の出力から決定した信号を検索するステップを更に備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記光スイッチが第１ポートおよび第２ポートを備え、
前記方法が、前記第１のポートから前記第２のポートに第４光線を導くように前記第１ミラーおよび前記第２ミラーが配向されている事を示す信号を送信するステップを更に備え、
前記第４光線が前記光スイッチへ導入されるのに先立って、前記送信するステップが行なわれる、
請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記第３位置検出器によって提供される信号と前記第１ミラーおよび前記第２ミラーの前記配向との対応付けが、前記の第１位置検出器からの信号と前記第１ミラーの前記配向との対応付けと比べて、前記配向に関してより微細な分解能を有する、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバのクロスコネクト・スイッチングに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔通信ネットワークのバックボーンとして、光ファイバが次第に金属線を補い、更に置き換わっていくにつれて、光信号をルーティングするスイッチが、大きなボトルネックとしてクローズアップされてきている。送信システムは、情報を光子として伝達するが、スイッチングシステム、および、光信号をスイッチングし、ルーティングし、多重化し、そして逆多重化するいわゆるクロスコネクトファブリックは通常電子式である。電子的なスイッチングは、信号を通過させるために、光電子光（ＯＥＯ）変換と称される光電変換および電光変換を必要とし、これは、時間遅れとコストの増大の双方の原因となる。
【０００３】
従って、複数のＯＥＯ変換の必要性を回避するためにシステム全体にわたる光学スイッチングを開発することに対して、テレコミュニケーション産業は大きな関心を有している。非特許文献１に記載されるように、マイクロ光学電気機械システム（ＭＥＭＳ）傾斜ミラー、熱光学デバイス、インクジェット印刷ヘッドで形成されるバブル、および液晶を含む、多くの基礎となる技術に基づく光スイッチが提案されて来た。光ファイバはＭＥＭＳミラーに基づいてスイッチングされ、これらは、超大規模集積回路を組込むことが出来、堅牢、長命、スケーラブルであり得るので特に魅力的である。
【０００４】
例えば、リン（Ｌｉｎ）による特許文献１に記載された光ファイバスイッチは、蝶着された複数のＭＥＭＳミラーのアレイを備え、ミラーのそれぞれが、反射モードと非反射モードとの間でヒンジを中心として回転する。Ｎ個の入力光ファイバからＮ個の出力光ファイバまでそれぞれ搬送される信号をスイッチングするために、Ｎ２個のミラーを有するアレイが必要とされる。不都合にも、Ｎが大きい場合には、Ｎ２の規模のデバイスは非常に複雑なものとなってしまう。
【０００５】
非特許文献１と同様に非特許文献２に記述された別の光ファイバスイッチは、単一の表面に配置された複数のＭＥＭＳミラー・アレイを備える。入力および出力光ファイバアレイから受信した光を、任意の他のミラーまで、従って任意の入力および出力光ファイバに導くために、各ミラーは独立して傾斜する。この光ファイバスイッチは、ミラーの配向のアクティブ閉ループ光フィードバック制御を可能にするか、もしくは現在の方向を入力する事を可能にするような光学診断を備えているとは考えにくい。
【特許文献１】米国特許第５９６０１３２号明細書
【非特許文献１】ビショップ（Ｂｉｓｈｏｐ）等、サイエンティフィックアメリカン、２００１年１月、ｐｐ．８８−９４
【非特許文献２】ビショップ（Ｂｉｓｈｏｐ）等、Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｓｐｅｃｔｒａ、２０００年３月、ｐｐ．１６７−１６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
挿入損が低く、多数の入力および出力ファイバをクロスコネクトする事が可能な光ファイバスイッチは、光ファイバー遠隔通信ネットワークの発展を促進するであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、光スイッチを校正、操作する方法を提供する。第１ポート、第２ポート、第１ミラーおよび第２ミラーを備える光スイッチを校正する方法は、第１ミラー上に第１制御光線を導くステップと、第２ミラー上に第２制御光線を導くステップとを備える。本方法は、第１ミラーが第１制御光線を第１位置検出器上の所定の位置へ反射するように第１ミラーの配向を制御するステップと、第２ミラーが第２制御光線を第２位置検出器上の所定の位置へ反射するように第２ミラーの配向を制御するステップとを更に備える。従って、第１ポートから第１ミラー上に入射する（例えば遠隔通信波長の）第３光線が、第２ミラーに、およびそこから第２ポートへと導かれる。本方法は、第２ポートに接続された第３光線の強度を最大化するために、第１ミラーの配向と第２ミラーの配向とを制御するステップと、第１および第２位置検出器の出力から決定された信号を記録するステップとを更に備える。
【０００８】
一実施例において、本更正方法は、例えば第２ポートからの第３光線の反射を最小限にするために、第１ミラーの配向と第２ミラーの配向とを制御するステップを更に備える。本更正方法は、第１ミラーおよび第２のミラーを経由して第３位置検出器上に第３制御光線（第４光線）を導くステップと、第３位置検出器から提供されたの出力から決定された信号を記録するステップとを更に備える。
【０００９】
光スイッチの組み立て後に工場で通常一度だけ行なわれる本校正方法によって、現場におけるスイッチング操作において、光スイッチの複数のミラーを高い制御で制御する事が可能になる。
【００１０】
第１ミラーおよび第２ミラーを備える光スイッチを動作させる方法は、第１ミラー上に第１制御光線を導くステップと、第１ミラーが第１制御光線の少なくとも一部分を第１位置検出器上の所定の位置へ反射するように第１ミラーの配向を制御するステップとを備える。本方法は、第２ミラー上に第２制御光線を導くステップと、第２ミラーが第２制御光線の少なくとも一部分を第２位置検出器上の所定の位置へ反射するように第２ミラーの配向を制御するステップとを更に備える。本方法は、第１ミラーを経由して第２ミラー上に第３制御光線を導くステップと、第３制御光線の少なくとも一部分が第３位置検出器上の所定の位置に導かれるように、第１ミラーまたは第２ミラー、あるいはその双方の配向を制御するステップとを更に備える。一実施例において、第１および第２ミラーの少なくとも１つの配向は、約０．００５度よりも高い角度分解能で制御可能である。
【００１１】
本操作方法に参照される第１、第２および第３の所定の位置が、例えば上述された更正方法によって決定されて良い。
【００１２】
本操作方法中において利用された第１、第２およびの制御光線は、光スイッチを貫通してルーティングされて光スイッチによってスイッチングされる光線とは違う光線である。従って、信号光線（たとえばテレコミュニケーション）が光スイッチに導入されるのに先立って、特定の入力ポートから特定の出力ポートへとこれらの信号光線のアライメントを調整するためにこれらの光スイッチ中のミラーを使用することが出来る。さらに、信号光線をサンプリングする事無くミラーの配向を制御する事が出来るので、光スイッチの挿入損が低減される。
【００１３】
本発明は、制御光線および位置検出器を使用して、ミラーの配向を測定・制御する光スイッチを提供する。維持実施形態において、光スイッチは、複数のミラーと、複数のミラーを照射するために設置された第１光源と、複数の位置検出器と、複数の検出器から離間した像平面において複数のミラーの像を結ぶために設置された画像処理システムとを備える。複数の検出器によって提供される信号が、複数のミラーのうちの対応するものの配向に対応している。この配置によって、例えば約２０度を超える角度範囲に渡って、約０．０４度より高い分解能（約９ビットの精度）によって、複数のミラーの配向が測定・制御される事が可能になる。
【００１４】
他の実施形態において、光スイッチは、第１ミラーと、第２ミラーと、光源と、第１光源によって出力されて第１ミラーおよび第２ミラーの双方によって反射された光を検知するために設置された位置検出器とを備える。検出器によって提供される信号が、の第１ミラーおよびの第２のミラーの配向に対応する。この配置によって、例えば約０．１５度を超える角度範囲に渡って、約０．００５度より高い分解能（約５ビットの精度）によって、複数のミラーの配向が測定・制御される事が可能になる。光スイッチが、および前の実施形態に記述されるような光源、画像処理システムおよび位置検出器をさらに備える場合、複数のミラーの配向は、例えば約２０度を超える角度範囲に渡って、約０．００５度より高い分解能（約１２ビットの精度）によって測定・制御する事が出来る。
【００１５】
他の実施形態において、光スイッチは、複数の第１ミラーと、複数の第２ミラーと、光源と、複数の位置検出器とを備える。複数の位置検出器のそれぞれが、光源によって出力され、複数の第１ミラーのうちの１つによって反射され、複数の第２ミラーのうちの１つによって反射される光を検知するために設置される。複数の検出器によって提供される信号は、複数の第１ミラーおよび複数の第２ミラーの配向に対応する。一実施例において、複数の第１および第２ミラーの配向は、例えば約０．１５度を超える角度範囲に渡って、約０．００５度より高い分解能（約５ビットの精度）によって測定・制御する事が出来る。光スイッチが、上述されたような光源、画像処理システム位置検出器を含んでいる場合、複数のミラーの配向は、例えば約２０度を超える角度範囲に渡って、約０．００５度より高い分解能（約１２ビットの精度）によって測定・制御する事が出来る。
【００１６】
本発明の実施形態によって提供される光スイッチにおいて達成可能なミラー配向の高分解能の制御によって、光スイッチの挿入損が低減する。従って、本発明の実施形態におけるファイバスイッチは、例えば約３デシベル未満の挿入損を有する１０００超の入力ポートを１０００越の出力ポートへクロスコネクトするために制御されて良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
様々な図における同様の参照番号は、様々な実施形態における同一の部分を表す。
図の中の寸法は必ずしも実物大である必要は無い。
【００１８】
本発明の複数の実施形態における光ファイバ・クロスコネクト・スイッチは、Ｎ個の入力ポートのうちの任意の１つからＰ個の出力ポートのうちの任意の１つまで、光入力をルーティングする。スイッチを貫通する典型的な光路において、１つの入力ポートからスイッチに入力される光は、複数のマイクロメカニカルミラーの第１二次元アレイにおける対応する第１マイクロメカニカルミラーに入射する。任意の角度範囲（ｄθ，ｄφ）へ配向される事が可能な第１マイクロメカニカルミラーは、複数のマイクロメカニカルミラーの第２二次元アレイにおける第２マイクロメカニカルミラーに光が導かれるように傾けられる。任意の角度範囲（ｄθ，ｄφ）へ配向される事が可能な第２マイクロメカニカルミラーは、対応する出力ポートに、従ってスイッチから光を出力するべく光が導かれるように傾けられる。
【００１９】
第１マイクロメカニカルミラーを、第２二次元アレイにおける第３マイクロメカニカルミラーに光が導かれるように再配向させることによって、当初導かれていた出力ポートから他の出力ポートへと光の出力先を切り替える事が出来る。複数のマイクロメカニカルミラーの配向を制御し、かつ（従って）スイッチングを遂行するために、制御システムが提供される。複数のマイクロメカニカルミラーからの光線（光ファイバスイッチによってルーティング・スイッチングされる光線とは別の光線）を反射し、反射した複数の光線が複数の位置検出器に入射した位置を測定する事によって、様々なマイクロメカニカルミラーの配向が測定・制御されるような多くの実施形態が記載される。
【００２０】
後述される複数の実施形態において、入力ポートの数と出力ポートの数は等しいが（Ｎ＝Ｐ）、他の実施形態において、Ｎ＜ＰまたはＮ＞Ｐである。
【００２１】
説明の便宜上、図１に示されるように、一実施形態における光ファイバ・クロスコネクト・スイッチ２（図１）は、入力ポートとして動作するＮ＝５個の入力光ファイバ４ａ〜４ｅ、および、出力ポートとして動作するＰ＝Ｎ＝５個の出力光ファイバ６ａ〜６ｅ、および入力ファイバ４ａ〜４ｅと出力ファイバ６ａ〜６ｅとの間の光路中に存在するＮ＝５個の様々な他の光学素子および光線を参照として記述されるであろう。しかしながら、本発明における他の実施形態において、ＮとＰの数は、通常双方とも約１０００を超えるという事が理解されるであろう。一実施形態において、Ｎは約１２００であり、かつＰ＝Ｎである。
【００２２】
従来の高密度波長分割多重のように、複数の入力光ファイバのそれぞれが、複数の波長を有する光を搬送しても良い。一実施例において、複数の入力光ファイバによって搬送される光は、約１３１０ナノメートル（ｎｍ）あるいは約１５５０ｎｍ付近の波長を有する。複数の入力光ファイバおよび出力光ファイバは、例えば約８ミクロン（μｍ）のコア径および約１２５のμｍのクラッド径を有する従来のコーニング者製ＳＭＦ−２８単一モード型光ファイバである。光通信アプリケーションに好適な他の光ファイバが使用されても良い。
【００２３】
図１を参照して、Ｎ個の入力光ファイバ４ａ〜４ｅが、入力ファイバ・ブロック８に挿入され、ブロック８の表面１２上に二次元アレイによって複数の端部１０ａ〜１０ｅのそれぞれに固定的に位置決めされる。複数のファイバ端部１０ａ〜１０ｅを含む平滑な表面を形成するために、表面１２は、例えば約３００ナノメートル（ｎｍ）以上の平面度まで研摩される。入力ファイバ・ブロック８は、光スイッチ２中の他の光学素子に関してのファイバ端部１０ａ〜１０ｅの位置および配向を固定し、これによって、スイッチ２のミスアライメントによって複数のファイバ端部１０ａ〜１０ｅが動いてしまう事が防止される。
【００２４】
一実施例において、入力ファイバ・ブロック８はシリコン・プレートを備え、Ｎ個の略平行な穴が、例えば約１ミリメートル（ｍｍ）の水平ピッチおよび垂直ピッチを有する長方形のアレイ中に、シリコン・プレートを貫通して配置される。それぞれの穴に、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅの対応する１つが挿入される。入力ファイバ・ブロック８の表面１２は、複数の入力光ファイバと略並行で、かつそれらの端部１０ａ〜１０ｅを含む平滑な表面を形成するために研摩される。表面１２において、Ｎ個の光ファイバ端部は、例えば上述されるような長方形のアレイを形成する。Ｎ＝１２００の場合、アレイは例えば３０×４０の長方形のアレイであって良い。入力ファイバ・ブロック８の様々な実施例は、米国特許出願弁護士側管理番号Ｍ−１１５０１ＵＳに詳細に記載され、参照によって本願に組み込まれる。
【００２５】
複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅによって搬送された光は、複数のファイバ端部１０ａ〜１０ｅのコアによって、分岐する錐状体の光としてそれぞれ出力される。小型レンズ・アレイ１４のＮ個の小型レンズ１４ａ〜１４ｅが、複数のファイバ端部１０ａ〜１０ｅによってそれぞれ出力された光を集束し、Ｎ個の略並行または弱収束した光線１６ａ〜１６ｅをそれぞれ形成する。小型レンズ・アレイ１４は入力ファイバ・ブロック８に隣接して設置され、複数の小型レンズ１４ａ〜１４ｅが複数のファイバ端部１０ａ〜１０ｅの光軸とそれぞれ略心合するように配置されるために、複数の小型レンズ１４ａ〜１４ｅは、複数のファイバ端部１０ａ〜１０ｅのパターンと合致するパターンによって配置される。
【００２６】
一実施例において、複数の小型レンズ１４ａ〜１４ｅは、約４ｍｍの焦点距離と約１ｍｍの直径を有し、また入力ブロック８の表面１２から凡そ３ｍｍだけ離間する。小型レンズ・アレイ１４は、例えば、融解石英、光学ガラス、シリコン、プラスチックあるいはエポキシ樹脂から形成される。好適な小型レンズ・アレイは、例えば、マサチューセッツ州ケンブリッジのアダプティブ・オプティクス・アソシエイツ社、ドイツ連邦共和国ザールブリュッケンのアドバンスド・マイクロオプティカル・システムズ社、および、ニューヨーク州ロチェスターのコーニング・ロチェスター・フォトニクス社より入手可能である。
【００２７】
複数の小型レンズ１４ａ〜１４ｅによって形成された複数の光線１６ａ〜１６ｅが、マイクロ・ミラー・アレイ１８に入射する。マイクロ・ミラー・アレイ１８は、基準表面１９上に配置され、複数のファイバ端部１０ａ〜１０ｅおよび複数の小型レンズ１４ａ〜１４ｅのパターンに対応する（例えば長方形アレイのような）パターンに配列されたＮ個のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅを備える。複数の光線１６ａ〜１６ｅのうちの１つおよび該光線が交差する点における表面１９に対して垂直な軸によって画定される入射面と平行な表面１９に沿った方向の複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのピッチは、略平行かつ弱収束した複数の光線１６ａ〜１６ｅがそれぞれ複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのほぼ中心に入射するように、複数の小型レンズ１４ａ〜１４ｅの対応するピッチと対照して延長する。基準表面１９に対する複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向は、バス２２を経由した電気信号による制御システム２０の制御によって、任意の角度範囲（ｄθ，ｄφ）にわたって個々に制御可能である。
【００２８】
一実施形態において、マイクロ・ミラー・アレイ１８は、米国特許出願番号第０９／７７９１８９号に記載されたマイクロ光学電気機械システム（ＭＥＭＳ）のマイクロ・ミラー・アレイであり、参照によって本願に組み込まれる。本実施形態において、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅは、マイクロ・ミラー・アレイに組み入れられた静電的、電磁的、圧電的、または熱的な作動手段によって作動される自由に回転可能な複数のマイクロ光学電気機械ミラーである。他の種類のマイクロ・ミラーおよびマイクロ・ミラー・アレイが使用されても良い。制御システム２０は、例えば米国特許出願弁護士側管理番号Ｍ−１１４１９ＵＳおよび米国特許出願弁護士側管理番号Ｍ−１１５０２ＵＳに記載される光スイッチ制御システムであり、これらの双方が参照によって本願に組込まれる。
【００２９】
一実施例において、複数の光線１６ａ〜１６ｅは、従来通り、ミラー・アレイ基準表面１９に対して垂直な軸に関して２５度未満の入射角によってマイクロ・ミラー・アレイ１８に入射し、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのそれぞれにおける複数の光線１６ａ〜１６ｅの複数のフットプリント（ビーム・スポット）は従って略円形である。この実施例において、個々のマイクロ・ミラー上の光線の入射角は、例えば１５度から３５度の間に変化しても良い。他の実施例において、光線は、０度から６０度までの入射角でマイクロ・ミラー・アレイ１８に入射しても良い。
【００３０】
マイクロ・ミラー上のビーム・スポットの強度はほぼ均等であっても良いし、半径方向に変化しても良い。当業者は、半径方向に変化する強度を有するビーム・スポットの直径は、強度分布の式に依存する標準的な手法で定義され得る事を認識するであろう。例えば、半径方向の分布Ｉ（ｒ）＝Ｉ（０）ｅｘｐ（−２（ｒ／ｗ））を有するガウシャン・ビーム・スポットの直径は、通常２ｗと見做される。
【００３１】
一実施例において、マイクロ・ミラーのビーム・スポットは、約０．６ｍｍの直径を有し、略円形である。小さくて略円形のビーム・スポットによって、小型で略円形のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅを使用する事が可能になる。マイクロ・ミラーが小さければ小さい程、マイクロ・ミラーの慣性が小さくなって移動が容易になるので、この事は有利である。さらに、略円形のミラーは、これに施される任意のコーティングからの応力がより均一であり、同様にコーティングされた非円形のミラーと比して歪みが少ない。マイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅは、約１．０ｍｍの長径および０．９ｍｍの短径とを有する略楕円である。
【００３２】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅは、複数の入射光線１６ａ〜１６ｅをそれぞれフォールド・ミラー２４へと反射する。一実施例において、フォールド・ミラー２４は、波長１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍを含む赤外波長において高反射率を有する（＞９８％）従来のフラットな金のコーティングを施したミラーである。このような従来の金をコーティングしたミラーは、多くの市販供給源から入手し得る。図示された他の実施例において、フォールド・ミラー２４は、波長が約６００ｎｍ〜約１０００ｎｍの入射光の約３０％〜約７０％（望むらくは約５０％）を透過し、波長が約１２００ｎｍ〜約１７００ｎｍの入射光の９０％超（望むらくは９８％超）を反射するようなフラットなダイクロック・ビーム分割器である。このようなダイクロイックミラーは、多くのベンダーから入手し得る。
【００３３】
このようなダイクロック・ビーム分割器２４の反射率は、後述される制御光線によって使用される非テレコミュニケーション波長の範囲（例えば６００ｎｍ〜１０００ｎｍ）から、テレコミュニケーションで使用される波長（例えば１２００ｎｍ〜１７００ｎｍ）を少なくとも部分的に分離出来るように通常は選択されている。幾つかの実施形態において、制御光線によって使用されるダイクロック・ビーム分割器２４の非テレコミュニケーション波長における反射率は、約５％〜約９５％である。
【００３４】
フォールド・ミラー２４は、マイクロ・ミラー・アレイ２６上に複数の入射光１６ａ〜１６ｅを反射する。マイクロ・ミラー・アレイ２６は、基準表面２８上に配置されたＮ個のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅを備える。基準表面２８に関する複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの配向は、バス３２を経由して送信された電気信号を通じて制御システム２０によって独立して制御可能である。一実施例において、マイクロ・ミラー・アレイ１８と２６とは実質的に同一である。
【００３５】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのそれぞれは、入力ファイバ・ブロック８から入射する光線を複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのうちの任意の１つまで反射するように制御可能である。従って、制御システム２０は、複数の光線１６ａ〜１６ｅのうちの任意の１つをフォールド・ミラー２４を経由して複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのうちの任意の１つのほぼ中心に反射するように、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向を制御する事が出来る。例えば、図１はフォールド・ミラー２４を経由して、マイクロ・ミラー１８ａによってマイクロ・ミラー２６ａへと反射された光線１６ａを示すが、光線１６ａは、マイクロ・ミラー１８ａによって、フォールド・ミラー２４を経由して複数のマイクロ・ミラー２６ｂ〜２６ｅのうちの任意の１つへと反射されても良い。従って、複数の光線１６ａ〜１６ｅは、マイクロ・ミラー・アレイ１８とマイクロ・ミラー・アレイ２６との間において相互に略平行である必要は無い。
【００３６】
制御システム２０は、マイクロ・ミラー・アレイ１８から小型レンズ・アレイ３４のＮ個の小型レンズ３４ａ〜３４ｅのそれぞれのほぼ中心上に入射された光線を反射するために、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの配向を制御する。図１は、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅが複数の入射光１６ａ〜１６ｅを小型レンズ３４ａ〜３４ｅのそれぞれに反射する様子を示す。しかしながら、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのうちの各特定の１つが、複数の入射光１６ａ〜１６ｅのうちの特定のマイクロ・ミラーに対応する小型レンズ３４ａ〜３４ｅへと入射するどれか１つの入射光を反射するように制御される、という事が理解される。例えば、マイクロ・ミラー２６ａが、複数の光線１６ａ〜１６ｅのうちの小型レンズ３４ａに入射するどれか１つの光線を反射するように制御される。
【００３７】
複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅは、複数の光線１６ａ〜１６ｅが、ミラー・アレイ２６と小型レンズ・アレイ３４との間において略平行となるかまたは弱収束するように一方向に延長した或るピッチを有する複数の小型レンズ３４ａ〜３４ｅのパターンに対応するパターンで表面２８上に配置される。一実施例において、複数の光線１６ａ〜１６ｅは、ミラー・アレイ２６から小型レンズ・アレイ３４まで、表面２８に対して垂直な軸に対して従来画定された通り、約２５度未満の反射角によって反射される。従って、この実施例において、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅ上の複数の光線１６ａ〜１６ｅのフットプリントは、例えば約０．６ｍｍのビーム・スポット直径で略円形である。この実施例において、個々のマイクロ・ミラーからの光線の反射角は、約１５度〜約３５度の間で変化しても良い。他の実施例において、光線は、マイクロ・ミラー・アレイ２６から例えば約０度〜約６０度の反射角で反射する。
【００３８】
小型レンズ・アレイ３４は、出力ファイバ・ブロック３８の表面３６に隣接して設置される。小型レンズ・アレイ３４は、例えば小型レンズ・アレイ１４と実質的に同一である。
【００３９】
出力ファイバ・ブロック３８は、表面３６における二次元アレイの複数の出力ファイバ６ａ〜６ｅのＮ個の端部４０ａ〜４０ｅの位置を固定的に定める。表面３６は、複数の光ファイバ端部４０ａ〜４０ｅを含む平面を形成するために研摩される。出力ファイバ・ブロック３８は、光スイッチ２の他の光学素子に対する複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅの位置を固定し、これによって、光スイッチ２のミスアライメントによる複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅの運動を防ぐ。出力ファイバ・ブロック３８は、例えば入力ファイバ・ブロック８と実質的に同一である。
【００４０】
複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅのそれぞれの略中心に複数の小型レンズ３４ａ〜３４ｅの光軸が配置されるように、複数の小型レンズ３４ａ〜３４ｅは、複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅのパターンとマッチングするパターンによって配列される。入力ポートから出力ポートへの接続を達成するために、小型レンズ３４ａ〜３４ｅは、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅによってそれぞれ反射された光線の焦点を、複数の光ファイバ端部４０ａ〜４０ｅのそれぞれのコア部に合わせる。
【００４１】
光ファイバスイッチ２は対称的な配置を有して良い。１つの対称的な配置を有する実施形態において、例えば、ファイバ・ブロック８および３８は実質的に同一であり、そしてフォールド・ミラー２４に関して対称的に配置さる。また、小型レンズ・アレイ１４および３４は実質的に同一であり、そしてフォールド・ミラー２４に関して対称的に配置される。また、ミラー・アレイ１８および２６は実質的に同一であり、フォールド・ミラー２４に関して対称的に配置される。複数の光線１６ａ〜１６ｅの光路は、対称的な配置を有する実施形態において略対称的であってよく、複数の光線１６ａ〜１６ｅは、複数の入力ファイバ端部１０ａ〜１０ｅと複数の出力ファイバ端部４０ａ〜４０ｅとの間のほぼ中間点に焦点が合わせられる。
【００４２】
１つの対称的な配置を有する実施形態において、例えば、複数の光線１６ａ〜１６ｅは、小型レンズ・アレイ１４および３４の位置において約０．８ｍｍのビーム・スポット直径を有し、ミラー・アレイ１８および２６の位置において約０．６ｍｍのビーム・スポット直径を有し、また、フォールド・ミラー２４の位置において約０．５ｍｍのビーム・スポット直径を有する。このような対称的配置を有する実施形態によって、最小の光学パワーの損失で光ファイバスイッチ２を経由した光の双方向送信を行なう事が出来る。つまり、複数のポート４ａ〜４ｅあるいは複数のポート６ａ〜６ｅの何れもが入力ポートとして使用可能である。さらに、対称的配置を有する実施形態は、非対称的な配置を有する実施形態よりも必要とされる構成要素の種類が少なく、構築するのが従ってより簡単かつ安価である。
【００４３】
光ファイバスイッチ２の光学素子のサイズは、スイッチを小さなラック・スペースへ適合させるために、およびスイッチの光学パワー力損失を最小限にするために、通常は小型のものが選定される。
【００４４】
図１に示される実施形態のミラー・アレイ１８、フォールド・ミラー２４およびミラー・アレイ２６の折返された構成に起因する複数の光線１６ａ〜１６ｅの複数の経路は、ミラー・アレイ２６の位置がフォールド・ミラー２４の平面を通り越して反射し、フォールド・ミラー２４が省略されるような非折り返し構成に起因する複数の光線１６ａ〜１６ｅの複数の経路と光学的に等価である。例えば、図２は、図１に示される実施形態における折返し構成と等価な非折り返し構成を有する実施形態を示す。図２に示される実施形態において、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのそれぞれは、入力ファイバ・ブロック８から入射する光線を、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのうちの任意の１つに直接反射するように制御可能である。
【００４５】
図２に示される実施形態において、ミラー・アレイ１８および２６は相互に略平行となるように配向される。従って、図１に示される光学上等価な実施形態において、ミラー１８および２６の相対的な配向は略平行な配向と光学上等価である。マイクロ・ミラー・アレイ１８および２６が略平行である非折返し構成の実施形態において、また光学上等価な折返し構成の実施形態において、複数の光線１６ａ〜１６ｅの任意の１つを複数の出力ファイバ６ａ〜６ｅの任意の１つに導くために複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの任意の１つを表面１９および２８に対してそれぞれ傾斜させる最大振れ角度は、他の光学的な構成を有する実施形態と比べて低減される。例えば、ミラー・アレイ１８および２６がそれぞれ約１２００個のミラーを備える一実施例において、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅのうちの任意の１つを傾斜する最大角度は、約１０度未満である。従って、より大きな振れ角度を必要とする構成と比較して、スイチッング時間が短縮される。さらに、複数の光線１６ａ〜１６ｅのうちの１つが、複数の出力ファイバ６ａ〜６ｅの１つから別の１つへとスイッチングする際に発生する光路差の最大の偏差は、約１センチメートル未満に縮小される。従って、複数の光線１６ａ〜１６ｅは、例えばミラー・アレイ２６および小型レンズ・アレイ３４において同様の発散および直径を有し、従って、同様の減衰率で減衰する。従って、複数の光線１６ａ〜１６ｅ間の結合損失の変化は少ない。
【００４６】
光ファイバスイッチ２は、複数の入力ファイバ４ａ〜４ｅを経由して光スイッチ２に入力する光をサンプリングするために設置されるビーム分割器を更に備えて良い。例えば、このようなサンプリングによって、入力光の強度を監視する事が出来る。図３を参照して、一実施形態において、光ファイバスイッチ２は、Ｎ個の光線４４ａ〜４４ｅを形成するために複数の光線１６ａ〜１６ｅの一部をそれぞれ反射するために設置されたビーム分割器４２を備える。一実施例において、ビーム分割器４２は、ＢＫ７光学ガラスから形成され、約１２００ｎｍ〜約１７００ｎｍの赤外波長に対して約２％の反射率を持つ誘電体被覆を有する立方体のビーム分割器である。他の実施例において、ビーム分割器４２は、ＢＫ７光学ガラスから形成され、約１２００ｎｍ〜約１７００ｎｍの赤外波長に約２％の反射率を持ち、約６００ｎｍ〜約１０００ｎｍの波長において約４０％〜約６０％（望むらくは５０％）の反射率を持つ誘電体被覆を有するダイクロックの立方体ビーム分割器である。このようなビーム分割器は、例えばカリフォルニア州グラナダのハロルド・ジョンソン・オプティカル・ラボラトリーズ社から入手可能である。このビーム分割器に好適な被覆は、例えばカリフォルニア州トーランスのＺＣ＆Ｒコーティング・フォア・オプティクス社から入手可能である。
【００４７】
複数の光線４４ａ〜４４ｅは、従来の９０度のプリズム４６（あるいは従来のミラー）によって反射され、従来の視野レンズ４８に向かう好適な光路を供するために出現する。従来の視野レンズ４８は複数の光線４４ａ〜４４ｅを集束し、小型レンズ・アレイ５０のＮ個の小型レンズ５０ａ〜５０ｅのそれぞれにこれらの光線を導く。一実施例において、視野レンズ４８の焦点距離は約５０ｍｍである。また、複数の小型レンズ５０ａ〜５０ｅの焦点距離は約５０ｍｍより長い。レンズ４８および複数の小型レンズ５０ａ〜５０ｅの組合せの焦点距離は、この実施例において約５０ｍｍ未満である。小型レンズ・アレイ５０は、例えば小型レンズ・アレイ１４および３４に類似しており、同一の供給源から入手可能である。
【００４８】
複数の小型レンズ５０ａ〜５０ｅは、小型レンズ・アレイ５０に隣接している入力センサ５２上のＮ個の離間したスポットへ複数の光線４４ａ〜４４ｅの焦点を合わせる。少なくともＮ個の画素を有する入力センサ５２は、入力光ファイバ４ａ〜４ｅに入力される入力信号レベルを監視するために、複数の光線４４ａ〜４４ｅのそれぞれ強度を検知する。入力センサ５２は、検知された強度に対応する電気信号をバス５３を経由して制御システム２０へ提供して良い。従って、入力センサ５２によって、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅの入力信号の存在およびレベル検出が可能になる。一実施例において、入力センサ５２は、ニュージャージー州プリンストンのセンサーズ・アンリミテッド社から入手可能な１２８×１２８画素アレイを有する型式ＳＵ１２８−１．７ＲＴ赤外線カメラである。
【００４９】
光ファイバスイッチ２は、複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅまたはファイバ・ブロック３８から反射された光をサンプリングするために設置されたビーム分割器を更に備えて良い。このようなサンプリングによって、反射光の強度を監視する事が出来る。測定された反射強度は、光ファイバスイッチ２のアライメントを調整する方法で使用する事が出来る。例えば、図３に示される実施形態において、光ファイバスイッチ２は、出力ファイバ・ブロック３８あるいは複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅによって反射された複数の光線１６ａ〜１６ｅの一部分からＮ個の光線５６ａ〜５６ｅを形成するために設置されたビーム分割器５４を備える。例えば、ビーム分割器５４はビーム分割器４２と実質的に同一である。複数の光線５６ａ〜５６ｅは、従来の９０度のプリズム５８（あるいは従来のミラー）によって反射され、従来の視野レンズ６０へと向かう好適な光路を供するために出現する。従来の視野レンズ６０は複数の光線５６ａ〜５６ｅを集束し、小型レンズ・アレイ６２のＮ個の小型レンズ６２ａ〜６２ｅのそれぞれにこれらの光線を導く。例えば、視野レンズ６０および小型レンズ・アレイ６２は、視野レンズ４８および小型レンズ・アレイ５０とそれぞれ実質的に同一である。
【００５０】
複数の小型レンズ６２ａ〜６２ｅは、小型レンズ・アレイ６２に隣接している出力センサ６４上のＮ個の離間したスポットへ複数の光線５６ａ〜５６ｅの焦点を合わせる。少なくともＮ個の画素を有する出力センサ６４は、複数の光線５６ａ〜５６ｅのそれぞれの強度を検知し、対応する電気信号をバス５３を経由して制御システム２０に提供する。複数の光線５６ａ〜５６ｅのそれぞれの強度は、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅによって反射された複数の光線のそれぞれと複数の入力ファイバ端部４０ａ〜４０ｅのアライメントがどれだけ正確に調整されているかに依存する。例えば、マイクロ・ミラー２６ａによって反射された光線が、小型レンズ３４ａによってファイバ端部４０ａのコアの略中心へ焦点が合わせられた場合、光線５６ａの強度は極小値を取り、ファイバ端部４０ａのクラッド部分、またはファイバ端部４０ａ近傍の出力ファイバ・ブロック３８に光線の焦点が合わせられた場合、光線５６ａの強度は増加する（クラッド部およびファイバ・ブロックは、ファイバ・コアよりも反射率が高い）。従って、光線１６ａ〜１６ｅのアライメントが十分に調整されていると（後述される診断から）解っている場合、反射強度が最小化されていることによって、出力信号が入力および出力ファイバ６ａ〜６ｅ上に出現するという事が確認される。さらに、対応する出力光ファイバが壊れている場合、反射光線の強度はさらに高い。従って、出力センサ６４によって出力ファイバの故障の検出が可能である。
【００５１】
一実施形態において、Ｎ個の入力光ファイバのうちのＱ個、およびＰ個の出力光ファイバのうちのＱ個は、光スイッチ２の性能の監視専用の監視チャネルである。一実施例において、例えば、１２００本の入力光ファイバのうちの９本、および１２００本の出力光ファイバのうちの９本が監視チャネルである。通常、監視チャネルは、入力ファイバ・ブロック８および出力ファイバ・ブロック３８によって形成されたファイバのアレイ中にほぼ一様に分布する。例えば、入力または出力の光ファイバの長方形のアレイの４つのコーナ、４つのエッジ、および中心に、９つの監視チャネルが分布しても良い。入力監視チャネルと出力監視チャネルの空間的分布は一致する必要はない。
【００５２】
図４に示される実施形態において、例えば、光ファイバ４ａおよび４ｅ、および光ファイバ６ａおよび６ｅが監視チャネルである。無論、監視チャネルに対する他の選択が行なわれても良い。本実施形態における監視光線である光線１６ａおよび１６ｅは、レーザ６８ａおよび６８ｅからの光出力よりそれぞれ形成され、従来のファイバ・カプラー６６ａおよび６６ｅにそれぞれ接続され、光ファイバ４ａおよび４ｅへとそれぞれ入力される。検出器７２ａおよび７２ｅは、それぞれファイバ・カプラー６６ａおよび６６ｅによって光ファイバ４ａおよび４ｅにそれぞれ接続され、これらのファイバに接続されたレーザ６８ａおよび６８ｅのそれぞれからの光の強度を測定するように為される。検出器７２ａおよび７２ｅは、測定された光の強度に対応する電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００５３】
監視光線１６ａおよび１６ｅは、マイクロ・ミラー１８ａ、１８ｅ、２６ａおよび２６ｅによって、（監視チャネル）光ファイバ６ａおよび６ｅのどちらかへ導かれて良い。検出器７８ａおよび７８ｅは、従来のファイバ・カプラー７４ａおよび７４ｅによって光ファイバ６ａおよび６ｅのそれぞれと接続され、レーザ６８ａおよび６８ｅのうちの１つによって出力されてこれらの光ファイバに接続された光の強度を検出するように為される。検出器７８ａおよび７８ｅは、測定された光の強度に対応する電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００５４】
また、複数の監視光線が、従来のファイバ・カプラー７４ａおよび７４ｅによって光ファイバ６ａおよび６ｅへとそれぞれ接続されたレーザ７６ａおよび７６ｅによる光出力よりそれぞれ形成されて良い。検出器８０ａおよび８０ｅは、ファイバ・カプラー７４ａおよび７４ｅによって光ファイバ６ａおよび６ｅにそれぞれ接続され、これらのファイバへ接続されたレーザ７６ａおよび７６ｅの光の強度をそれぞれ測定するように為される。検出器８０ａおよび８０ｅは、測定された光の強度に対応する電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００５５】
レーザ７６ａおよび７６ｅを使用して形成された複数の監視光線は、マイクロ・ミラー１８ａ、１８ｅ、２６ａおよび２６ｅによって光ファイバ４ａおよび４ｅのどちらかへ導かれて良い。検出器７０ａおよび７０ｅは、従来のファイバ・カプラー６６ａおよび６６ｅによって光ファイバ４ａおよび４ｅのそれぞれと接続され、レーザ７６ａおよび７６ｅのうちの１つによって出力されてこれらの光ファイバに接続された光の強度を検出するように為される。検出器７０ａおよび７０ｅは、測定された光の強度に対応する電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００５６】
従って、制御システム２０は、光スイッチ２を通過する間の監視光線の減衰を決定しても良い。このような減衰の測定は、後述される再校正方法において使用される。
【００５７】
レーザ６８ａ、６８ｅ、７６ａおよび７６ｅは、例えば、約１３１０ｎｍあるいは約１５５０ｎｍの波長で動作可能な従来の半導体レーザダイオードである。検出器７０ａ、７０ｅ、７２ａ、７２ｅ、７８ａ、７８ｅ、８０ａおよび８０ｅは、例えばレーザ６８ａ、６８ｅ、７６ａおよび７６ｅによる光出力を検知可能な従来のＩｎＧａＡｓフォトダイオードである。
【００５８】
ミラー１８ａ〜１８ｅの配向は、複数の光線１６ａ〜１６ｅを使用する事無く測定・制御されても良い。一実施形態において、例えば図５を参照して、約３００ミリワット（ｍＷ）の強度で約６６０ｎｍの波長を有する光が、レーザ８２によって出力され、光線８６を形成するためにレンズ群８４によってコリメートされ、従来の高反射ミラー８８によってダイクロック・ビーム分割器２４上に反射される。他の実施形態において、例えば８１０ｎｍのような非テレコミュニケーション波長で作動するレーザを使用しても良い。典型的には、レーザの出力パワーは後述される複数の位置検出器を使用した測定に対して適切な信号対雑音比を提供するために選定される。光線８６の凡そ５０％が、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅを全て照射するのに十分な光線幅を備えたミラー・アレイ１８上に入射する光線８６ａとして、ダイクロック・ビーム分割器２４によって透過させられる。ダイクロック・ビーム分割器２４によって反射された光線８６の凡そ５０％のパスは、図６を参照して後述される。例えば、レーザ８２は従来のレーザダイオードである。好適なレーザダイオードは、ニューヨーク州ビンガムトンのセミコンダクター・レーザ・インターナショナル社、およびカリフォルニア州サンノゼのＳＤＬ社より入手可能である。レンズ群８４は、例えば、約８０〜約１００ミリメートルの焦点距離を有する。
【００５９】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅ（図５）は、ダイクロック・ビーム分割器４２上に入射するＮ個の制御光線９０ａ〜９０ｅを形成するために、光線８６ａの一部分を反射する。ダイクロック・ビーム分割器４２は、光線９０ａ〜９０ｅを従来のビーム分割器９２へ反射する。ビーム分割器９２は光線９０ａ〜９０ｅのそれぞれの約５０％をレンズ群９４へ反射する。レンズ群９４は、有孔プレート９６のＮ個のアパーチャ９６ａ〜９６ｅの上に複数の光線９０ａ〜９０ｅの焦点を合わせる。有孔プレート９６は例えば、薄板金から形成され、厚さ約０．３ｍｍである。複数のアパーチャ９６ａ〜９６ｅは、直径約０．５ｍｍの略円形であり、例えば約１ｍｍのピッチを有する長方形のアレイのような、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのパターンに対応するパターンによって配列される。複数の光線９０ａ〜９０ｅは複数のアパーチャ９６ａ〜９６ｅを貫通し、これによって回折エッジが取り除かれ、位置検出器アレイ９８に備えられて有孔プレート９６の背後に位置した対応するＮ個の位置検出器９８ａ〜９８ｅ上に入射する。複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅは、約１ｍｍのピッチを有する長方形のアレイのような、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのパターンに対応するパターンによって配列される。
【００６０】
位置検出器アレイ９８は、例えばグラス・ウェーハに接合したカドラント・セル・フォトダイオードの二次元アレイである。一実施例において、複数のセルは、グラス・ウェーハに接合された後、アレイをソーイングまたはダイシングすることにより、相互に電気的に絶縁される。好適なカドラント・セル・フォトダイオード・アレイは、カリフォルニア州ホーソンのＵＤＴセンサーズ社、およびカリフォルニア州ウエストレークビレッジのパシフィック・シリコン・センサー社から入手可能である。
【００６１】
レンズ群９４は、ミラー・アレイ１８の表面１９と略一致するように配置された傾斜した物体平面および有孔プレート９６に略一致するように配置された傾斜した像平面を有するように選定された従来のレンズ群である。レンズ群９４は、１：１の倍率で、アパーチャ・アレイ９６上に複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの像を結ぶ。アパーチャ・アレイ９６における複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅ（特にそれらの重心）の像は移動しない。即ち、これらは、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅが表面１９に対して角が変位した際（つまり、傾いた際）に、実質的に移動しない。レンズ群９４の物体平面の中の一点に起源を有し、レンズ群９４を通過する光線は全て、凡そ像平面中の対応する部分に焦点を合わせられるので、像は有孔プレート９６上で移動しない。従って、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの角変位は、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの像が得られる有孔プレート９６における位置を変える事無く、レンズ群９４を貫通する複数の光線９０ａ〜９０ｅが取る経路を変更する。しかしながら、位置検出器アレイ９８はレンズ群９４の像平面の背後に位置するので、対応する複数のマイクロ・ミラーが角をなして変位する場合、検出器アレイ９８上の複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの像は、アレイ９８の平面中において移動する。従って、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向は、複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅによってそれぞれ測定された複数の光線９０ａ〜９０ｅの位置からそれぞれ決定される。複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅは、複数の光線９０ａ〜９０ｅの位置を示す電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００６２】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの角変位に起因する複数の検出器９８ａ〜９８ｅ上の複数の光線９０ａ〜９０ｅの直線的な変位は、位置検出器アレイ９８とレンズ群９４の像平面との間の間隔が増加するに従って増加する。従って、有孔プレート９６に対する検出器アレイ９８の位置を変化させる事によって、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向の測定範囲を変化させる事が出来る。一実施例において、検出器アレイ９８は、レンズ群９４（あるいは有孔プレート９６）の像平面と平行かつ約０．５ｍｍ〜１ｍｍ背後に配置され、複数の光線９０ａ〜９０ｅは、複数の検出器９８ａ〜９８ｅ上において約０．５ｍｍのビーム・スポット直径を有する。複数の検出器９８ａ〜９８ｅのそれぞれは、約１ｍｍ平方である。この実施例において、複数の検出器９８ａ〜９８ｅの中心に対する約±０．２５ｍｍの直線的な変位（ビーム・スポットが検出器からずれない変位の最大値）は、複数の光線９０ａ〜９０ｅの約±２０度の角変位、および複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの約±１０度の角変位に相当する。複数の検出器９８ａ〜９８ｅのダイナミックレンジ（入射光学パワーによって決定される）が通常通り１２ビットである場合、複数光線９０ａ〜９０ｅの配向は、約０．０１度（４０度／４０９６）の分解能で原則的には決定される。然るに、このような角度分解能を得る際、複数の検出器９８ａ〜９８ｅは約０．１２ミクロンの直線的な変位に対する分解能を有する必要がある。具体的には、複数の光線９０ａ〜９０ｅの配向は、約０．０８度の分解能で、従って約９ビットの分解能で通常は決定される。従って、複数の検出器９８ａ〜９８ｅによって提供された電気信号によって、制御システム２０が約０．０４度の分解能（約９ビットの精度）で複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向を制御する事が可能になる。
【００６３】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向は、光線８６ａおよび９０ａ〜９０ｅの好適な光路を提供するために存在するミラー８８、ダイクロック・ビーム分割器４２、およびビーム分割器９２を使用する事無く、約０．０４度の分解能で測定・制御されて良い、という事に注意されたい。
【００６４】
同様に、複数のミラー２６ａ〜２６ｅの配向は、複数の光線１６ａ〜１６ｅを使用する事無く測定・制御されて良い。例えば図６を参照して、一実施形態においては、図５を参照して上述されたように形成された光線８６の凡そ５０％が、ダイクロック・ビーム分割器２４によって従来の高反射ミラー９９へと反射され、再びダイクロック・ビーム分割器２４へと反射される。ミラー９９によってダイクロック・ビーム分割器２４上に反射された光の凡そ５０％が、ミラー・アレイ２６に入射する光線８６ｂとして、フォールド・ビーム分割器２４を透過する。
【００６５】
ダイクロック・ビーム分割器５４上に入射するＮ個の制御光線１００ａ〜１００ｅを形成するために、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅは光線８６ｂの一部分を反射する。ダイクロック・ビーム分割器５４は、従来のビーム分割器１０２へ複数の光線１００ａ〜１００ｅを反射し、従来のビーム分割器１０２は、複数の光線１００ａ〜１００ｅの約２５％をそれぞれレンズ群１０４へ反射する。レンズ群１０４は、有孔プレート１０６のＮ個のアパーチャ１０６ａ〜１０６ｅ上に複数の光線１００ａ〜１００ｅの焦点を合わせる。例えば、有孔プレート１０６は有孔プレート９６と実質的に同一である。複数の光線１００ａ〜１００ｅは複数のアパーチャ１０６ａ〜１０６ｅを貫通し、これによって回折エッジが除去され、複数の光線１００ａ〜１００ｅは、有孔プレート１０６の背後に位置する背後に位置した位置検出器アレイ１０８の対応するＮ個の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅに入射する。例えば、位置検出器アレイ１０８は位置検出器アレイ９８と実質的に同一であり、同一の供給源より入手可能である。複数の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅは、約１ｍｍのピッチを有する長方形のアレイのような、マイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのパターンに対応するパターンによって配列される。
【００６６】
レンズ群１０４は、ミラー・アレイ２６の表面２８と略一致するように配置された傾斜した物体平面および有孔プレート１０６に略一致するように配置された傾斜した像平面を有するように選定された従来のレンズ群である。レンズ群１０４は、１：１の倍率で、有孔プレート１０６上に複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの像を結ぶ。例えば、レンズ群１０４はレンズ群９４と実質的に同一である。複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅが表面２８に対して角が変位した際に、アパーチャ・アレイ１０６における複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅ（特にそれらの重心）の像は移動しない。しかしながら、対応するマイクロ・ミラーが角をなして変位する場合、検出器アレイ１０８上の複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの像は、アレイ１０８の平面中において移動する。従って、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの配向は、複数の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅによってそれぞれ測定された複数の光線１００ａ〜１００ｅの位置からそれぞれ決定される。複数の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅは、複数の光線１００ａ〜１００ｅの位置を示す電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００６７】
従って、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの配向の測定範囲は、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向の測定範囲と同様に決定される。具体的には、位置検出器アレイ１０８とレンズ群１０４（あるいは有孔プレート１０６）の像平面との間の間隔が増加するにつれて、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの角変位による複数の検出器１０８ａ〜１０８ｅ上の複数の光線１００ａ〜１００ｅの直線的な変位が増加するので、検出器アレイ１０８の位置を有孔プレート１０６に関して変化させる事によって、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの配向の測定範囲を変化させる事が出来る。一実施例において、検出器アレイ１０８は、有孔プレート１０６の像平面と平行かつ約０．５ｍｍ〜１ｍｍだけ背後に配置され、複数の光線１００ａ〜１００ｅは、複数の検出器１０８ａ〜１０８ｅ上に約０．５ｍｍのビーム・スポット直径を有する。複数の検出器１０８ａ〜１０８ｅのそれぞれは、約１ｍｍ平方である。この実施例において、複数の検出器１０８ａ〜１０８ｅの中心に対する約±０．２５ｍｍの直線的な変位は、複数の光線１００ａ〜１００ｅの約±２０度の角変位、および複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの約±１０度の角変位に相当する。複数の検出器１０８ａ〜１０８ｅのダイナミックレンジが１２ビットである場合、複数の光線１００ａ〜１００ｅの配向は、約０．０１度の分解能で原則的には決定される。具体的には、複数の光線１００ａ〜１００ｅの配向は、約０．０８度の分解能で、および従って約９ビットの分解能で通常は決定される。従って、複数の検出器１０８ａ〜１０８ｅによって提供された電気信号によって、制御システム２０が約０．０４度の分解能（約９ビットの精度）で複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの配向を制御する事が可能になる。
【００６８】
複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの配向は、複数の光線８６ｂおよび１００ａ〜１００ｅの好適な光路を提供するために存在するミラー８８、ミラー９９、ダイクロック・ビーム分割器５４、およびビーム分割器１０２を使用する事無く、約０．０４度の分解能で測定・制御されて良い、という事に注意されたい。
【００６９】
さらに、複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅおよび１０８ａ〜１０８ｅによって提供される電気信号によって、故障しているマイクロ・ミラーを制御システム２０によって検知することが可能になる。
【００７０】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの角変位が、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのうちの１つおよび複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのうちの１つからそれぞれ反射されるＮ個の制御光線（光線１６ａ〜１６ｅとは異なる）によって更に計測・制御される。例えば、図７を参照して、一実施形態において、約６６０ｎｍの波長を有する３０ｍＷの光がレーザ１１０によって出力され、小型レンズ・アレイ１１６上に入射する光線１１４を形成するために従来のレンズ群１１２によってコリメートされる。例えば、レーザ１１０はレーザ８２と同様または同一である従来のレーザダイオードである。例えば、レンズ群１１２は、約８０ミリメートル〜約１００ミリメートルの焦点距離を有する。
【００７１】
小型レンズ・アレイ１１６は、約１ｍｍのピッチを有する長方形のアレイのような、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのパターンに対応するパターンによって配列されたＮ個の小型レンズ１１６ａ〜１１６ｅを備える。約１００ｍｍの焦点距離を有する複数の小型レンズ１１６ａ〜１１６ｅは、例えばＮ個の略平行または弱収束した制御光線を光線１１４の一部分から形成し、有孔プレート１１８の複数のアパーチャ１１８ａ〜１１８ｅのそれぞれにおいて約０．１６ｍｍの直径となるように焦点を合わせる。例えば、有孔プレート１１８は薄板金から形成され、厚さ約０．３ｍｍである。約０．１６ｍｍの直径を有し、かつ略円形である複数のアパーチャ１１８ａ〜１１８ｅは、例えば、複数の小型レンズ１１６ａ〜１１６ｅのパターンとマッチするようなパターンによって配列される。
【００７２】
複数の光線１１４ａ〜１１４ｅは複数のアパーチャ１１８ａ〜１１８ｅを貫通し、これによって複数の光線１１４ａ〜１１４ｅは空間的にフィルタリングされ、小型レンズ・アレイ１２０のＮ個の小型レンズ１２０ａ〜１２０ｅのそれぞれの上に入射し、再度コリメートされる。複数の小型レンズ１２０ａ〜１２０ｅは、複数の小型レンズ１１６ａ〜１１６ｅのパターンとマッチするようなパターンによって配列され、また、例えば約７７ｍｍの焦点距離を有する。例えば、小型レンズ・アレイ１１６および１２０は、小型レンズ・アレイ１４、３４、５０および６２と同様のものであり、同一の供給源から入手可能である。
【００７３】
従来の９０度のプリズム１２２は、従来のビーム分割器キューブ１０２へ複数の光線１１４ａ〜１１４ｅを反射し、従来のビーム分割器キューブ１０２は、ダイクロック・ビーム分割器５４に複数の光線１１４ａ〜１１４ｅのそれぞれの約７５％を透過する。ダイクロック・ビーム分割器５４は、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅのそれぞれを、ミラー・アレイ２６の複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅへと反射する。複数の光線１１４ａ〜１１４ｅは、ダイクロック・ビーム分割器５４とミラー・アレイ２６と間において、複数の光線１６ａ〜１６ｅ（図３）と略平行である。
【００７４】
複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅが、上述されたように複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅによって搬送された光を複数の出力光ファイバ６ａ〜６ｅへと配光するために略配向された場合、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅは、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅをダイクロック・ビーム分割器２４を経由して複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅへと反射する。図７は、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのそれぞれに複数の光線１１４ａ〜１１４ｅがそれぞれ導かれている様子を示すが、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅのそれぞれが複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのうちの任意の１つに導かれても良い、という事に注意されたい。
【００７５】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅが、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅによって搬送された光を複数の出力光ファイバ６ａ〜６ｅへと凡そ導くために配向された場合、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅは、複数の光線１６ａ〜１６ｅ（図３）と実質的に平行である実質的に平行または弱収束した光線として、ミラー・アレイ２６から入射する複数の光線１１４ａ〜１１４ｅのどれか１つをダイクロック・ビーム分割器４２へと入射するように反射する。ダイクロック・ビーム分割器４２は、従来のビーム分割器キューブ９２へ複数の光線１１４ａ〜１１４ｅを反射し、従来のビーム分割器キューブ９２は、従来の９０度のプリズム１２４に複数の光線１１４ａ〜１１４ｅのそれぞれの約５０％を反射する。プリズム１２４は、従来のビーム分割器キューブ１２６へ複数の光線１１４ａ〜１１４ｅを反射し、従来のビーム分割器キューブ１２６は、従来の９０度のプリズム１２８へ複数の光線１１４ａ〜１１４ｅのそれぞれの約５０％を透過する。プリズム１２８は、小型レンズ・アレイ１３０上に複数の光線１１４ａ〜１１４ｅを反射する。小型レンズ・アレイ１３０は、約１ｍｍのピッチを有する長方形のアレイのような、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのパターンに対応するパターンによって整列したＮ個の小型レンズ１３０ａ〜１３０ｅを備える。例えば、小型レンズ・アレイ１３０は、上述された小型レンズ・アレイと同様のものであり、同一の供給源から入手可能である。
【００７６】
複数の小型レンズ１３０ａ〜１３０ｅは、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅによってそれぞれ反射された複数の光線１１４ａ〜１１４ｅのうちの特定のものの焦点を、小型レンズ・アレイ１３０のほぼ焦点面上に位置する位置検出器アレイ１３４の複数の位置検出器１３４ａ〜１３４ｅにそれぞれ合わせる。例えば、位置検出器アレイ１３４は、位置検出器アレイ９８および１０８と同様のものであり、同一の供給源から入手可能である。複数の位置検出器１３４ａ〜１３４ｅは、例えば約１ｍｍのピッチを有する長方形のアレイのような、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのパターンに対応するパターンによって配列される。
【００７７】
複数の光線１１４ａ〜１１４ｅを反射するミラー・アレイ１８および２６の複数のマイクロ・ミラーが角をなして変位する際、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅは、アレイ１３４の平面内において直線的に変位する。複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの特定の１つの直線的な変位の大きさは、検出器アレイ１３４上に光線の焦点を合わせる小型レンズの焦点距離および光線の角変位の正接の積とほぼ等しい。従って、光線が反射される複数のマイクロ・ミラーのうちの１つだけが角をなして変位する場合、このマイクロ・ミラーの角変位は、検出器アレイ１３４上の光線の直線的な変位から決定され得る。複数の位置検出器１３４ａ〜１３４ｅは、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの位置を示す電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００７８】
複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの角変位が測定される範囲は、複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅにおける複数の光線の直径、複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅのサイズおよび複数の小型レンズ１３０ａ〜１３０ｅの焦点距離によって決定される。例えば、一実施例において、複数の小型レンズは１００ｍｍの焦点距離を有し、複数の光線は、検出器アレイ１３４および複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅにおいて約０．５ｍｍのビーム・スポット直径を有し、光線の大きさは約１ｍｍ平方である。この実施例において、複数の検出器の中心に対する約±０．２５ｍｍの直線的な変位（ビーム・スポットが検出器からずれない変位の最大値）は、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの約±０．１５度の角変位に相当する。複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅが５ビットのダイナミックレンジ（それは容易に達成される）を有する場合、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの角変位は、約０．０１度の分解能（５ビットの精度）で決定する事が出来る。従って、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの配向は、約０．００５度の分解能を有する複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅによって為された測定を使用して制御されて良い。このような角度分解能によって、複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅが約１７ミクロンの直線的な変位に対する分解能を有する事が必要とされる。複数の検出器９８ａ〜９８ｅおよび１０８ａ〜１０８ｅによって、複数のマイクロ・ミラーが２０度の範囲で制御可能であり、複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅによって、約０．００５度の分解能で複数のマイクロ・ミラーを制御する事が可能であるので、制御システム２０は、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの配向を約１２ビットの精度で制御して良い。
【００７９】
複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの角変位は、複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの好適な光路を提供するために存在するプリズム１２２、ビーム分割器１０２、ビーム分割器９２、プリズム１２４、ビーム分割器１２６、およびプリズム１２８を使用する事無く、約０．００５度の分解能で測定・制御されて良い、という事に注意されたい。
【００８０】
検出器上に入射する制御光線の位置が変わらないとしても、つまり、制御光線が移動しないとしても、制御光線が検出器に入射されている場合、位置検出器によって制御システム２０に提供される電気信号は時間的に変化し得る（ドリフト）。従って、このような運動が生じていなくても、位置検出器によって提供される電気信号は、制御光線（と制御光線を反射するマイクロ・ミラーと）の相対運動を示し、これによって、マイクロ・ミラーの配向の測定および制御に誤差が生じ得る。このような検出器ドリフトは、検出器の応答度の時変空間勾配の原因となる検出器の時変温度勾配に起因し得る。
【００８１】
複数の参照光線を利用する事によってこのようなドリフトの影響を低減する事が出来る。複数の参照光線のそれぞれは、複数の位置検出器のうちの対応する１つの中心近傍に入射する。制御光線および参照光線が或る時間内に時間ゲート制御（パルス制御）およびインターリーブされる場合、複数の位置検出器は、参照および制御光線これらの検出器上に入射する箇所を示す電気信号をそれぞれ提供して良い。制御信号および参照信号のそれぞれに応じて複数の位置検出器によって提供される電気信号は同じ様態でドリフトするので、例えば制御光線に応じて提供される信号から参照光線に応じて提供される信号を除する事によって生成された差信号は、実質的にドリフト・フリーであり得る。
【００８２】
従って、比較光線は、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの測定および制御の際の検出器ドリフトの影響を低減させるために使用されてもよい。一実施形態において、例えば図８を参照して、約６６０ｎｍの波長を有する３０ｍＷの光が従来のレーザ１３６によって出力され、従来のビーム分割器キューブ１２６上に光線１４０を入射するために従来のレンズ群１３８によってコリメートされる。例えば、レーザ１３６はレーザ８２および１１０と同様または同一のものであり、同一の供給源より入手可能である。
【００８３】
光線１４０の約５０％は、ビーム分割器１２６によって、光線１４１として従来の９０度のプリズム１２４へと透過され、従来の９０度のプリズム１２４は、従来のビーム分割器キューブ９２へ光線１４１を反射する。ビーム分割器キューブ９２は、光線１４１の約５０％を従来の高反射ミラー１４４へと反射し、従来の高反射ミラー１４４は、光線１４１を、ビーム分割器９２を通し、光線１４６としてレンズ群９４へと再反射する。例えば、ミラー１４４は、従来の高反射金属あるいはビーム分割器９２の表面上の誘電体被覆である。
【００８４】
レンズ群９４はアパーチャ・アレイ９６上へと光線１４６を導く。レンズ群９４およびアパーチャ・アレイ９６は、図５を参照して前述された。アパーチャ・アレイ９６の複数のアパーチャ９６ａ〜９６ｅは、約０．５ｍｍのビーム・スポット直径を有して位置検出器アレイ９８の複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅのそれぞれの中心近傍に入射するＮ個の参照光線を形成する。複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅは、複数の参照光線１４６ａ〜１４６ｅの（物理的に定常な）位置を示す電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００８５】
図９を参照して、一実施形態において、従来のビーム分割器１２６は、（図８に関して上述されたように形成された）光線１４０の約５０％を、従来の高反射するミラー１４２へ反射する。従来の高反射するミラー１４２は、光線１４０を、ビーム分割器１２６を貫通して、従来の９０度のプリズム１２８へ入射する光線１４８として再反射する。ミラー１４２は、例えば従来の高反射金属あるいはビーム分割器１２６の表面上の誘電体被覆である。図７に関して上述されたように、プリズム１２８は、光線１４８をアレイ１３０に反射する。複数の小型レンズ１３０ａ〜１３０ｅは、Ｎ個の参照光線１４８ａ〜１４８ｅをそれぞれ生成し、複数の位置検出器１３４ａ〜１３４ｅのそれぞれの中心近傍にそれらの焦点を合わせる。例えば、複数の参照光線１４８ａ〜１４８ｅは、複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅにおいて約０．５ｍｍのビーム・スポット直径を有する。複数の位置検出器１３４ａ〜１３４ｅは、複数の参照光線１４８ａ〜１４８ｅの（物理的に定常な）位置を示す電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００８６】
図１０を参照して、従来のビーム分割器１０２は、図７に関して上述されたように形成された複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの約２５％を従来の高反射ミラー１４９へ反射する。ミラー１４９は、例えば従来の高反射金属あるいはビーム分割器１０２の表面上の誘電体被覆である。ミラー１４９は、ビーム分割器１０２を貫通して入射する複数の光線１１４ａ〜１１４ｅの一部分を、複数の参照光線１５０ａ〜１５０ｅとして従来のレンズ群１０４へ再反射する。レンズ群１０４は、複数の参照光線１５０ａ〜１５０ｅを、アパーチャ・アレイ１０６の複数のアパーチャ１０６ａ〜１０６ｅのそれぞれに導く。レンズ群１０４およびアパーチャ・アレイ１０６は、図６に関して上述された。複数の参照光線１５０ａ〜１５０ｅは複数のアパーチャ１０６ａ〜１０６ｅを貫通し、例えば約０．５ｍｍのビーム・スポット直径を有する複数の光線が、複数の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅの中心近傍にそれぞれ入射する。複数の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅは、複数の参照光線１５０ａ〜１５０ｅの（物理的に定常な）位置を示す電気信号を、バス５３を経由して制御システム２０に提供する。
【００８７】
一実施形態において、レーザ８２、１１０および１３６は各々、約１０のキロヘルツ（ｋＨｚ）の繰返し速さで約３３マイクロ秒（μｓ）の持続時間の光のパルスを放射する。交互の参照光線および約１０ｋＨｚの繰返し速さを有する制御光線光パルスを複数の位置検出器のそれぞれに提供するために、レーザ８２、１１０および１３６によって放射された３トレーンの光パルスは、或る時間内においてインターリーブされる。従って、位置検出器は各々、約１０ｋＨｚの繰返し速さの制御および参照光線に応じて電気信号の交互のシーケンスを提供する。これによって、複数の入力ファイバ４ａ〜４ｅのうちの１つを通過し、複数の出力ファイバ６ａ〜６ｅの１つへと導かれていた光を、約１０ミリ秒（ミリ秒）未満の時間で複数の出力ファイバ６ａ〜６ｅの他の１つへとスイッチングするようにマイクロ・ミラーを制御する事が可能になる。
【００８８】
図１１のタイミング図を参照して、例えば、複数の制御光線９０ａ〜９０ｅ（図５）および１００ａ〜１００ｅ（図６）を発射するレーザ８２は、約１００μｓの間隔で第１トレーンの光パルスを放射する。複数の制御光線１１４ａ〜１１４ｅ（図７）および複数の参照光線１５０ａ〜１５０ｅ（図１０）を発射するレーザ１１０は、第１トレーンの光パルスに関して約＋３３μｓだけ時間差を有する第２トレーンの光パルスを放射する。複数の参照光線１４６ａ〜１４６ｅ（図８）および１４８ａ〜１４８ｅ（図９）を発射するレーザ１３６は、第１トレーンの光パルスに関して約＋６６μｓだけ時間差を有する第３トレーンの光パルスを放射する。
【００８９】
光ファイバスイッチ２の複数の実施形態におけるミラー・アレイ１８・２６、位置検出器９８・１０８・１３４、レーザ８２・１１０・１３６と、制御システム２０との関係は、図１５のブロック線図において更に例証される。図１５において光線を表わす様々な１点鎖線は、光路の詳細を示すわけでは無い、という事に注意されたい。各ミラー・アレイは、自分自身と位置検出器アレイ、および他のアレイのミラーによって反射される事無く該ミラー・アレイ中の複数のミラーによって導かれる複数の制御光線の光源（例えばレーザ８２）とを関連付ける。この関連付けによって、（例えば、約２０度より大きい）広い角度範囲に対する各ミラー・アレイ中の複数のミラーの配向の大まかな制御（例えば約０．０４度以上の分解能）を可能にする。図示された実施形態において、各ミラー・アレイはおおまかな制御のために個別の位置検出器と関連付けられているが、ミラー・アレイ１８およびミラー・アレイ２６の双方によって導かれる複数の制御光線を検知するために、単一の位置検出器が用いられても良い。
【００９０】
ミラー・アレイ中の複数のミラーの配向の微細な分解能（例えば約０．００５度より高い分解能）による制御、および光ファイバスイッチ２によってより狭い角度範囲でスイッチングされる光線の制御は、或るミラー・アレイの複数のミラーから他のミラー・アレイの複数のミラーまで、そして位置検出器まで導かれた複数の制御光線を使用することによって達成される。大まかな制御と微細な制御の配置の組合せによって、例えば約２０度より大きな角度範囲に渡って約０．００５度より高い分解能といった、大きな角度範囲に渡るミラー配向の微細制御が可能になる。
【００９１】
図示された実施形態において、制御光線は、例えば複数の入力ポートから複数の出力ポートへと導かれる複数のテレコミュニケーション光線の光路中の複数のミラー・アレイ間に配置されたダイクロック・ビーム分割器２４（図１、５および６）を貫通して複数のミラー・アレイに導かれる。ミラー・アレイ中の複数のミラーは、制御光線を、ダイクロック・ビーム分割器４２および５４（図１、５および６）を経由して位置検出器アレイに導く。しかしながら、他の実施形態において、制御光は、ダイクロック・ビーム分割器４２および５４と同様に配置された複数のダイクロック・ビーム分割器を経由して複数のミラー・アレイへと導かれても良い。さらに、複数のミラー・アレイ中の複数のミラーは、ダイクロック・ビーム分割器２４と同様に配置されたダイクロック・ビーム分割器を経由して、制御光線を位置検出器へ導いて良い。
【００９２】
図示された実施形態は、制御および参照光線の光源として３つのレーザを使用する。他の実施形態において、制御および参照光線を提供するために、３個超あるいは３個未満の光源を使用しても良い。さらに、図示された実施形態における同じ光源によって提供される制御および参照光線は、他の実施形態においては異なる光源によって提供されても良い。
【００９３】
本発明の実施形態における光ファイバスイッチは、図１２のフローチャートの中で概説される方法２００によって初期アライメントが調整される。ステップ２１０において、位置検出器が光ファイバスイッチ中への設置に先立って校正される。上述された制御および参照光線と同様の波長・強度および直径を有する平行光線が、位置検出器上に導かれる。複数の検出器、および（顕微鏡によって独立に計測される）複数の光線が複数の検出器上に入射する位置によるレスポンスによって生成された電気信号が、校正ルックアップテーブルに記録される。例えば、校正ルックアップテーブルは制御システム２０に格納される。このプロセスは約Ｎ×Ｐ回繰り返され（ここでＮとＰは、マイクロ・ミラー・アレイ１８および２６のそれぞれのマイクロ・ミラーの数である）、複数の光線は、各回において複数の検出器上の異なる位置に入射する。
【００９４】
ステップ２１０で準備された校正ルックアップテーブルが、複数の位置検出器と実質的に一致する複数のアレイと実質的に一致することに注意されたい。従って、複数の検出器アレイが実質的に同一である場合、個々の位置検出器９８、１０８および１３４のために個別のルックアップテーブルを準備する必要は無い。さらに、校正ルックアップテーブルは、光スイッチ２に含まれるもの以外の１つの位置検出器アレイによって為された測定（あるいはいくつかの位置検出器アレイで為された測定の平均値）から準備されても良い。
【００９５】
複数の位置検出器が校正された後、ステップ２２０において、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅ（図１）上に複数の光線１６ａ〜１６ｅを入射するために、例えばテレコミュニケーションに使用される波長を有する赤外線が、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅを介して光スイッチ２に導入される。次に、ステップ２３０において、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅから複数の光ファイバ６ａ〜６ｅへの所望の接続に応じてスイッチ構成が選択される。
【００９６】
ステップ２３０に続くステップ２４０において、制御システム２０が、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのうちの選択されたスイッチ構成と一致する特定のマイクロ・ミラーに複数の光線１６ａ〜１６ｅを導くように複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの凡そのアライメントを調整する。制御システム２０は、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅ（図５）の必要な配向に対応する複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅの所定の位置へ複数の制御光線９０ａ〜９０ｅを導くべく複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅを制御するために、校正ルックアップテーブルの情報を利用する事によってこれを達成する。複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのうちの特定のものに複数の光線１６ａ〜１６ｅを導くために必要な複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの配向は、光スイッチ２の既知の幾何学的配置から計算する事が出来る。
【００９７】
次に、ステップ２５０において、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅに入射する複数の光線１６ａ〜１６ｅのどれか１つを、複数の小型レンズ３４ａ〜３４ｅへ、そして複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅ（図１）のそれぞれへと導くために、制御システム２０は複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの凡そのアライメントを調整する。制御システム２０は、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅ（図６）の必要な配向に対応する複数の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅの複数の位置へ複数の制御光線１００ａ〜１００ｅを導くべく複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅを制御するために、校正ルックアップテーブルの情報を利用する事によってこれを達成する。複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅの必要な配向は、光スイッチ２の既知の幾何学的配置および複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅの既知の配向から計算する事が出来る。
【００９８】
通常、複数の制御光線１１４ａ〜１１４ｅのそれぞれは、ステップ２５０が行なわれた後、複数の置検出器１３４ａ〜１３４ｅの対応する１つの上に入射する（図７）。複数の光線１６ａ〜１６ｅのアライメントは誤って調整され得るが、複数の小型レンズ３４ａ〜３４ｅは、複数の小型レンズ３４ａ〜３４ｅに入射する複数の光線１６ａ〜１６ｅの特定のものを複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅのコア部にそれぞれ焦点を合わせる必要は必ずしも無い。
【００９９】
ステップ２５０に続くステップ２６０において、制御システム２０は、複数のファイバ端部４０ａ〜４０ｅまたはファイバ・ブロック３８の近隣の領域によってそれぞれ反射され、出力センサ６４（図３）によって検出された複数の光線５６ａ〜５６ｅの強度を最小化するために、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅあるいは複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅを制御する。最小の反射強度は、例えば、ステップ２５０において凡そ導かれた特定のファイバ端部を横切った複数の光線１６ａ〜１６ｅをラスタースキャンする事によって検出されて良い。この最小化プロセスの結果、複数の光線１６ａ〜１６ｅの焦点は、複数の光線１６ａ〜１６ｅが入射する複数のファイバ端部のコア部に合わせられる。従って、ステップ２６０の後に、複数の光線１６ａ〜１６ｅのそれぞれの少なくとも一部の光は、複数の出力光ファイバ６ａ〜６ｅのうちの、光が導かれる特定の１つと接続される。
【０１００】
次に、ステップ２７０において、制御システム２０が、光ファイバ６ａ〜６ｅへ接続された光の強度を最大限にするべく複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの配向を変えることにより、複数の光線１６ａ〜１６ｅのアラインメントが微調整される。例えば、出力光ファイバ６ａへ接続された光の強さは、マイクロ・ミラー２６ａの配向、および複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅうちのファイバ６ａに入射する光線を反射する１つのミラーの配向を繰り返し変えることによって最大化されて良い。複数の出力光ファイバへ接続された光の強度は、複数の出力光ファイバに一時的かつ光学的に接続された複数の従来型ＩｎＧａＡｓフォトダイオードによって測定されて良い。この最大化プロセスの結果、複数の光線１６ａ〜１６ｅは、複数の光線１６ａ〜１６ｅを反射する複数のマイクロ・ミラーのほぼ中心に集中し、そして複数の光線１６ａ〜１６ｅの焦点が合わせられる複数の出力ファイバのコア部のほぼ中心に集中する。
【０１０１】
次に、ステップ２８０において、制御システム２０は、制御に応じて位置検出器９８ａ〜９８ｅ、１０８ａ〜１０８ｅおよび１３４ａ〜１３４ｅから提供される電気信号と、参照光線との差を計算し、アラインメント・ルックアップテーブルに記録する。これらの差信号は複数の位置検出器上における位置を表わし、複数の光線１６ａ〜１６ｅの最適のアラインメントに対応している。ステップ２８０に続くステップ２９０において、制御システム２０は、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートのあらゆる接続に対してステップ２４０〜２８０が行なわれたかどうかを判断する。もし行なわれていないと判断された場合、制御システム２０はステップ２３０に返る。
【０１０２】
方法２００は、本発明の実施形態における光ファイバスイッチが初期的にアライメントが調整され、校正され得る幾つかの方法のうちの１つである。方法２００に加えて、あるいはその方法の代わりに使用され得る他の適切な方法が、米国特許出願弁護士側管理番号Ｍ−１１４１９ＵＳに記載されている。
【０１０３】
初期校正およびアラインメントの後に、制御システム２０は、図１３のフローチャートの中で概説される演算方法３００を用いて本発明の実施形態における光スイッチを操作して良い。ステップ３１０において、制御システム２０は、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅと複数の出力光ファイバ６ａ〜６ｅの所望の接続に対応するスイッチ構成を選択する。次に、ステップ３２０において、制御システム２０は、選択されたスイッチ構成の最適化されたアラインメントに対応する差信号（複数の位置検出器上の位置）をアラインメント・ルックアップテーブルから検索する。
【０１０４】
ステップ３２０に続くステップ３３０において、制御システム２０は、複数の制御光線９０ａ〜９０ｅを選択されたスイッチ構成に対応する複数の位置検出器９８ａ〜９８ｅ上の所定の位置に導くために、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅのアライメントを調整する。例えば、制御に応じた複数の検出器９８ａ〜９８ｅによって提供される電気信号と複数の参照光線との間の差がステップ３２０において得られた複数の差信号を複製するように複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅを制御する事によって、制御システム２０はこれを達成する。制御システム２０は、複数の制御光線１００ａ〜１００ｅを選択されたスイッチ構成に対応する複数の位置検出器１０８ａ〜１０８ｅ上の所定の位置に導くために、複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのアライメントを更に調整する。例えば、制御に応じた複数の検出器１０８ａ〜１０８ｅによって提供される電気信号と複数の参照光線との間の差がステップ３２０において得られた複数の差信号を複製するように複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅを制御する事によって、制御システム２０はこれを達成する。
【０１０５】
次に、ステップ３５０において、制御システム２０は、複数の制御光線１１４ａ〜１１４ｅを選択されたスイッチ構成に対応する複数の位置検出器１３４ａ〜１３４ｅ上の所定の位置に導くために、複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅまたは複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅのいずれかのアライメントを調整する。例えば、制御に応じた複数の検出器１３４ａ〜１３４ｅによって提供される電気信号と複数の参照光線との間の差がステップ３２０において得られた複数の差信号を複製するように複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅまたは複数のマイクロ・ミラー２６ａ〜２６ｅを制御する事によって、制御システム２０はこれを達成する。システム２０は、ステップ３５０からステップ３１０へと戻る。
【０１０６】
方法３００は、光スイッチ２中に複数の光線１６ａ〜１６ｅが存在する事を必要としない。従って、特定の入力光ファイバが光を搬送していないとしても、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅの特定の１つからの光を複数の出力光ファイバ６ａ〜６ｅの特定の１つへ接続するために複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅのアライメントが調整される事を、制御システム２０が確認する事が出来る。即ち、制御システム２０はダークファイバの確認を提供する事が出来る。一実施形態において、ステップ３５０の後、制御システム２０は、例えば、１つの入力ポートと１つの出力ポートとの間の特定の接続が確立された事を示す信号を、ネットワーク・ノード・コントローラへ送信する。この信号は、光が入力ポートへ導入される前に送信されて良い。
【０１０７】
光スイッチ２中の様々な光学素子の相対的な位置は、時間に応じて変化し得る。このような変化は、温度変化による膨張・収縮に、または振動に起因し得る。従って、光スイッチ２の再アライメントおよび再校正を時々行なう事が有利で有り得る。光スイッチ２は、図１４のフローチャートの中で概説されるように、再校正方法４００によって再アライメントおよび再校正されて良い。ステップ４１０において、制御システム２０は、複数の監視チャネル４ａおよび４ｅから複数の監視チャネル６ａおよび６ｅ（図４）への所望の接続に対応するスイッチ構成を選択する。次に、ステップ４２０において、制御システム２０は、選択された監視チャネル間の接続を実行するために、方法３００の複数のステップを実行する。
【０１０８】
次に、ステップ４３０において、複数の監視光線が光スイッチ２を通過する間の減衰を最小限にするために、制御システム２０は、複数のマイクロ・ミラー１８ａ、１８ｅ、２６ａおよび２６ｅの配向を変えることにより、複数の監視光線１６ａおよび１６ｅのアラインメントを微調整する。ステップ４３０に続くステップ４４０において、制御システム２０は、制御に応じて複数の位置検出器９８ａ、９８ｅ、１０８ａ、１０８ｅ、１３４ａおよび１３４ｅによって提供される電気信号と、複数の比較光線との間の差を計算・格納する。これらの差信号は複数の位置検出器上の位置を表わし、複数の監視光線１６ａおよび１６ｅの再最適化されたアラインメントに対応する。
【０１０９】
次に、ステップ４５０において、制御システム２０は、ステップ４２０〜４４０が全ての監視チャネル接続に対して行なわれたかどうかを判断する。もし行なわれていないと判断された場合、制御システム２０はステップ４１０に戻る。
【０１１０】
ステップ４２０〜４４０がすべての監視チャネル接続に対して行なわれた場合、ステップ４６０において、制御システム２０は、ステップ４４０において格納された差信号と、光スイッチの初期アライメントおよび校正（例えば工場校正）におけるアラインメント・ルックアップテーブルに格納された対応する差信号との間の系統的なシフトを決定する。次に、ステップ４７０において、制御システム２０は、初期アライメントの間に、および、光スイッチの校正の間に格納された差信号の全てに対して、ステップ４６０で決定されたシフトを用いて修正項を計算する。方法３００を実行する場合に制御システム２０によって使用される差信号は、光スイッチの初期アラインメントの間に、および校正の間に格納された差信号をこれらの修正項と組合せたものである。次に、ステップ４８０において、制御システム２０は、アラインメント・ルックアップテーブルに修正項を格納する。
【０１１１】
方法４００の変形例およびより詳細な実施例は、米国特許出願弁護士側管理番号Ｍ−１１４１９ＵＳに記載される。
【０１１２】
本発明は特定の実施形態によって示される一方、本発明は添付の特許請求の範囲内の全ての相違および修正を含むことを意図する。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明の実施形態における光ファイバスイッチ２は、約３デシベル未満の挿入損で通常は動作する。即ち、複数の入力光ファイバ４ａ〜４ｅのうちの１つによって搬送され、光ファイバスイッチ２を通過して複数の出力光ファイバ６ａ〜６ｅのうちの１つへ出力される光信号のパワーの減衰は、通常約３デシベル未満である。挿入損が低い原因の一部は、複数の入力光ファイバによって搬送された光をサンプリングする事無く複数のマイクロ・ミラー１８ａ〜１８ｅおよび２６ａ〜２６ｅの配向を測定・制御することが出来る、という事による。さらに、複数の光線１６ａ〜１６ｅのアラインメントが制御される精度によって、複数の光線が複数の光ファイバに高効率で接続される。さらに、光ファイバスイッチ２は物理的にコンパクトで有り得る。従って、光ファイバスイッチ２の複数の光線１６ａ〜１６ｅの光路の長さは、通常約３６０ｍｍ未満である。従って、複数の光線１６ａ〜１６ｅの直径は小さいまま保たれ、従って、回折に起因する損失が少ない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の一実施形態における、光スイッチの概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態における、光スイッチの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態における、入力および出力センサを備える光スイッチの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態における、モニター・チャネルを備える光スイッチの概略図である。
【図５】本発明の一実施形態における、光スイッチ中の制御光線の光路の概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態における、光スイッチ中の制御光線の光路の概略図である。
【図７】本発明の他の実施形態における、光スイッチ中の制御光線の光路の概略図である。
【図８】本発明の一実施形態における、光スイッチ中の参照光線の光路の概略図である。
【図９】本発明の他の実施形態における、光スイッチ中の参照光線の光路の概略図である。
【図１０】本発明の他の実施形態における、光スイッチ中の参照光線の光路の概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態における、３つのレーザによって提供される光パルスの相対的なタイミングを示すタイミング図である。
【図１２】本発明の一実施形態における、光スイッチの校正とアライメントの方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態における、光スイッチを操作する方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態における、光スイッチを再校正する方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態における、光スイッチ中のミラー・アレイ、光源、位置検知器の関係を示すブロック線図である。
【図１】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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