(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を分波して複数の出力ポートのうち所望の出力ポートから出力するＤｒｏｐ型の波長選択スイッチ、または複数の入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を合波して所望の出力ポートから出力するＡｄｄ型の波長選択スイッチにおいて、
入力光を入力する前記入力ポートと、
出力光を出力する前記出力ポートと、
入力光の波長毎に設けられ、前記入力ポートを出射した入力光を偏向させて前記出力ポートに入射させる二軸ミラー装置と、
前記入力ポートからの入力光を所望の前記出力ポートに光パス接続すべく前記二軸ミラー装置を制御する制御装置とを備え、
Ｄｒｏｐ型の波長選択スイッチの場合は前記出力ポートを選択ポートとし、Ａｄｄ型の波長選択スイッチの場合は前記入力ポートを選択ポートとし、
前記二軸ミラー装置は、
前記選択ポートが並ぶ方向と直交する主軸および前記選択ポートが並ぶ方向と平行な副軸の二つの回動軸周りに回動可能なミラーと、
このミラーから離間して配置された複数の電極とを有し、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、次に、あらかじめ定められた中継ポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、次に、前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、最後に、前記切替先の選択ポートと結合状態になる電圧を前記電極に印加し、
前記ヒットレスポイントと中継ポイントは、選択ポートを切り替えるときに、要求されるクロストークを下回るように設定されることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
請求項１記載の波長選択スイッチにおいて、
前記中継ポイントは、前記ミラーの主軸周りの回動角度が略零となる位置に設定されることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項３】
請求項１または２記載の波長選択スイッチにおいて、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加し、次に、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項４】
請求項１または２記載の波長選択スイッチにおいて、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加し、次に、制御電圧を前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたポート切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められた切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、制御電圧を前記切替先の選択ポートに対応するあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の波長選択スイッチにおいて、
前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、前記中継ポイントを経由しなくても各選択ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、前記中継ポイントを経由せずに、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントと前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントとの間を移動するように制御することを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項６】
少なくとも１つの入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を分波して複数の出力ポートのうち所望の出力ポートから出力するＤｒｏｐ型の波長選択スイッチ、または複数の入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を合波して所望の出力ポートから出力するＡｄｄ型の波長選択スイッチの制御方法において、
Ｄｒｏｐ型の波長選択スイッチの場合は前記出力ポートを選択ポートとし、Ａｄｄ型の波長選択スイッチの場合は前記入力ポートを選択ポートとし、
前記入力ポートを出射した入力光を偏向させて前記出力ポートに入射させる二軸ミラー装置は、
前記選択ポートが並ぶ方向と直交する主軸および前記選択ポートが並ぶ方向と平行な副軸の二つの回動軸周りに回動可能なミラーと、
このミラーから離間して配置された複数の電極とを有し、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、
あらかじめ定められた中継ポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、
前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、
前記切替先の選択ポートと結合状態になる電圧を前記電極に印加するステップとを備え、
前記ヒットレスポイントと中継ポイントは、選択ポートを切り替えるときに、要求されるクロストークを下回るように設定されることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。
【請求項７】
請求項６記載の波長選択スイッチの制御方法において、
前記中継ポイントは、前記ミラーの主軸周りの回動角度が略零となる位置に設定されることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。
【請求項８】
請求項６または７記載の波長選択スイッチの制御方法において、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加するステップと、
前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更するステップとを備えることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。
【請求項９】
請求項６または７記載の波長選択スイッチの制御方法において、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加するステップと、
制御電圧を前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたポート切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められた切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更するステップと、
制御電圧を前記切替先の選択ポートに対応するあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更するステップと、
前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更するステップとを備えることを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の波長選択スイッチの制御方法において、
切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、前記中継ポイントを経由しなくても各選択ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、前記中継ポイントを経由せずに、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントと前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントとの間を移動するように制御することを特徴とする波長選択スイッチの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用光伝送装置、波長ルーティング装置などに使用される、光路の切り替えのための波長選択スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の光通信では光信号を電気信号に変換することなく、光のままで通信先に送ることにより、通信速度を落とさない高速通信を実現している。また、一つの波長に一つの光信号を対応させて波長多重するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）技術により、一本の光ファイバを使って大容量の光伝送が行えるようになっている。このような光通信技術の発展に伴い、光信号のままで経路を切り替える光スイッチの役割が重要性を増している。
【０００３】
光通信ネットワークの大規模化に伴い、光信号の波長数も増え、数十もの波長の光信号から任意の波長の光信号を選択し複数の出力ファイバのどれかから出力する波長選択スイッチの小型化、高機能化が進んでいる。このような高機能な波長選択スイッチをコンパクトに実現できるとして、ＭＥＭＳマイクロミラーを用いた空間光学系光スイッチが注目されている。
【０００４】
空間光学系光スイッチは、光ファイバのほかにレンズやミラーなどの空間光学部品から構成され、３次元的に配置することができるので、空間利用効率の高い大規模スイッチを構成できる。空間光学系光スイッチで利用される可動素子として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術で作成された二軸可動ミラーアレー（例えば、特許文献１参照）がよく用いられる。ＭＥＭＳ可動ミラーアレーは、光路の切り替えを実現する回動軸の他に、直交するもう一つの回動軸を有している。ＭＥＭＳ可動ミラーアレーは、信号を別のポートに切替える際に、直交する回動軸方向に回動することで、途中に存在するポートを横切らない動作、すなわちヒットレス動作が実現できる。
【０００５】
ＭＥＭＳミラーを使った波長選択スイッチの場合、ポート切替え時間は数十ｍｓｅｃと短い。しかし、信号速度が１０Ｇｂｐｓを越えているため、ｍｓｅｃオーダの短い時間でも大量の情報が伝達されており、また、混線した同じ波長の異なる信号を光レベルで分離するのは困難である。したがって、ヒットレス動作は波長選択スイッチに欠かせないものとなっている。
【０００６】
本発明が対象としている光スイッチとして、図１１に一つの入力ポートから入力された波長の異なる複数（最大ｍ波）の光信号を、複数の出力ポートに分波して出力するＤｒｏｐ型波長選択スイッチの構成例を示す。波長選択スイッチは、１つの入力ポート１０１と、Ｎ本の出力ポート１０２（１０２−１〜１０２−Ｎ）と、入力ポート１０１からの複数の光信号を分波する分散空間光学系１０３と、分波された光信号を出力ポート１０２と任意の結合率で結合させるための二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４（１０４−１〜１０４−ｍ）とを有する。
【０００７】
図１１に示した波長選択スイッチは、入力ポート１０１からの光信号を分散空間光学系１０３により波長毎に分波して、二軸ＭＥＭＳミラー装置１０４の波長毎に設けられたミラーに入射させ、ミラーの少なくとも一方の軸周りの回動を制御することで所望の方向に光信号の向きを変えて、この光信号を分散空間光学系１０３を通して出力ポート１０２に出力することで、出力ポート１０２の選択を行う。
【０００８】
図１１に示した構成は光学的な対称性があるので、図１１に示した構成のまま、入出力を逆にすれば、複数の入力ポートから入力された複数の光信号を、一つの出力ポートに合波して出力するＡｄｄ型波長選択スイッチの構成になる。本発明はヒットレス動作に着目したものであるので、波長の異なる複数の光信号を用いることは説明上、必須ではない。そこで、図１２に一つのＭＥＭＳミラーに着目して波長選択スイッチを簡略化した構成を示す。
【０００９】
図１２に示す波長選択スイッチを例に、波長選択スイッチの動作について説明する。この場合、波長選択スイッチは、１本の入力ポート２０１と、Ｎ本の出力ポート２０２（２０２−１〜２０２−Ｎ）と、入力ポート２０１からの光信号をＭＥＭＳミラーに導く光学系２０３と、入射した光信号を出力ポート２０２と任意の結合率で結合させるための二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４とからなる。図１２の例では、光信号を入力ポート２０１からＭＥＭＳミラーに入射させる場合に光信号を光学系２０３に通し、さらに光信号をＭＥＭＳミラーから出力ポート２０２に結合させる場合に、光信号を光学系２０３に再び通している。光信号を光学系２０３に再び通す理由は部品の共有化を進めるためであるが、別の光学系を出力側に設けても構わない。
【００１０】
二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラーは、図１２に示す二つの回動軸のうち主軸周りについては、１本の入力ポート２０１とＮ本の出力ポート２０２との結合が合うように（主軸周りの回動方向に関して光が最小損失になるように）回動することで、ポートの切替えを行う。すなわち、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラーは、出力ポート２０２が並んだ方向に光信号の経路を動かすように回動する。
【００１１】
また、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラーは、副軸周りに回動するとき、主軸に対して直交方向に回動することになるので、出力ポート２０２が並んだ方向と直交する方向に光信号の経路を動かすように回動する。入力ポート２０１から出力ポート２０２への光信号の結合率、すなわち光損失を制御するには、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラーを主軸、副軸どちらの軸周りで回しても可能である。そこで、以降の説明では、出力ポート２０２の並び方向に光信号の経路を動かすことができる主軸周りの回動を、主にポート選択に用いる。また、出力ポート２０２の並び方向と直交する方向に光信号の経路を動かすことができる副軸周りの回動を、主に光損失の制御に用いる。
【００１２】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）を用いて、前述のヒットレス動作の概念を説明する。図１３（Ａ）はヒットレス動作をしない場合の波長選択スイッチの動作を示す図、図１３（Ｂ）はヒットレス動作をしない場合の光出力の変化を示す図、図１３（Ｃ）はヒットレス動作をする場合の波長選択スイッチの動作を示す図、図１３（Ｄ）はヒットレス動作をする場合の光出力の変化を示す図である。ここでは、出力ポート２０２−１から出力ポート２０２−Ｎへ切り替える場合を示している。また、図１３（Ｂ）、図１３（Ｄ）は、全出力ポートからの光出力を合算した出力の時間変化を示している。
【００１３】
波長選択スイッチがヒットレス動作をしない場合、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラーによって反射された光信号が出力ポート２０２−１から出力ポート２０２−Ｎまでの間の全ての出力ポートを通る（図１３（Ａ））。このため、光信号が１つの出力ポートを通る時点で、その出力ポートへの光結合が発生するために、全出力ポートからの光出力を合算した結果には、光信号が経路上に存在する各出力ポートを通ったことを示すスパイク状の光出力が現れる（図１３（Ｂ））。
【００１４】
図１３（Ｂ）の例では、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，・・・・，ｔＮの時点において、それぞれ出力ポート２０２−１，２０２−２，２０２−３，２０２−４，２０２−５，・・・・，２０２−Ｎへ光信号が出力されていることになる。このように途中の出力ポート２０２−２〜２０２−（Ｎ−１）に光信号が出力されるので、これらの出力ポートが繋がる経路に、同じ波長の異なる光信号が流れていれば、混線が生じ、エラーが発生するおそれがある。
【００１５】
一方、波長選択スイッチがヒットレス動作をする場合、最初に光信号が出力ポート２０２−１に入射している時点で、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラーを副軸周りに回動させて、出力ポート２０２が並んだ方向と直交する方向に光信号を移動させる。その後、ミラーを主軸周りに回動させて、出力ポート２０２が並んだ方向に沿って光信号を移動させる。最後に、ミラーを副軸周りに回動させて、最初の移動と逆方向に光信号を移動させて出力ポート２０２−Ｎと結合させる（図１３（Ｃ））。
【００１６】
このように、波長選択スイッチがヒットレス動作をすると、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−（Ｎ−１）で光結合が発生することがない。したがって、図１３（Ｂ）の場合と比べて、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−（Ｎ−１）からの光出力が大幅に減少する（図１３（Ｄ））。以上のようなヒットレス動作により、混線によりエラーが発生する可能性を回避することができる。
【００１７】
波長選択スイッチなどで用いられる静電駆動型の二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４の構造例を図１４に示す。この例では、二軸動作を実現するためにジンバル構造を採用している。トーションばね３０３ａ，３０３ｂは、図示しない枠状の台座と、この台座の開口内に配設されたジンバルリング３０２とを連結している。ジンバルリング３０２は、一対のトーションばね３０３ａ，３０３ｂを通る主軸を回動軸として回動することができる。
【００１８】
トーションばね３０４ａ，３０４ｂは、ジンバルリング３０２と、ジンバルリング３０２の開口内に配設されたミラー３０１とを連結している。ミラー３０１は、一対のトーションばね３０４ａ，３０４ｂを通る副軸を回動軸として回動することができる。結果として、ミラー３０１は、直交する２軸で回動する。ミラー３０１とジンバルリング３０２とトーションばね３０３ａ，３０３ｂ，３０４ａ，３０４ｂとは、例えばシリコンプロセスにより一体形成される。
【００１９】
ミラー３０１とジンバルリング３０２とトーションばね３０３ａ，３０３ｂ，３０４ａ，３０４ｂとからなる上部構造に対して、この上部構造と対向する図示しない基板上には、主軸回動用の二つの電極３０５ａ，３０５ｂおよび副軸回動用の二つの電極３０５ｃ，３０５ｄがミラー３０１と対向するように配置されている。ミラー３０１の電位はグランド電位と同じになるように設定されるため、電極３０５ａ〜３０５ｄに電圧を印加すると、電極３０５ａ〜３０５ｄとミラー３０１間に静電引力が生じ、静電引力とトーションばね３０３ａ，３０３ｂ，３０４ａ，３０４ｂによる復元力とが釣り合う角度までミラー３０１が回動する。
【００２０】
例えば、ミラー３０１を主軸周りに回動させる場合には、電極３０５ａ，３０５ｂに電圧Ｖａ，Ｖｂを印加し、ミラー３０１を副軸周りに回動させる場合には、電極３０５ｃ，３０５ｄに電圧Ｖｃ，Ｖｄを印加する。
【００２１】
論理的には、ミラー３０１の回動方向は主軸周りと副軸周りの二つなので、ミラー３０１の回動を制御する電圧も二つあれば、ミラー３０１の二軸の角度を任意に制御することができる。また、たくさんの変数を扱うよりも、必要最小限に変数の数を絞ったほうがミラーの制御方法を構築し易い。そこで、４つの電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄを、以下のように二つの電圧Ｖｘ，Ｖｙで表すこととする。
【００２２】
Ｖａ＝Ｖｘ＋Ｖｂｉａｓ                                          ・・・（１）
Ｖｂ＝−Ｖｘ＋Ｖｂｉａｓ                                        ・・・（２）
Ｖｃ＝Ｖｙ＋Ｖｂｉａｓ                                          ・・・（３）
Ｖｄ＝−Ｖｙ＋Ｖｂｉａｓ                                        ・・・（４）
【００２３】
式（１）〜式（４）中のＶｂｉａｓは、電極３０５ａ〜３０５ｄに定常的に印加するバイアス電圧である。ただし、電極３０５ａ，３０５ｂに印加するバイアス電圧と電極３０５ｃ，３０５ｄに印加するバイアス電圧とは、必ずしも同じ値である必要はない。式（１）〜式（４）を使うことで、ミラー３０１の主軸周りの回動を制御する電圧をＶｘ、副軸周りの回動を制御する電圧をＶｙとして扱うことができる。そこで、これらの電圧Ｖｘ，Ｖｙを制御電圧と呼ぶこととする。
【００２４】
図１４の例で示したジンバル構造の二軸ミラー以外でも、通常、二軸ミラーの場合、電極電圧ではなく、変数を絞った制御電圧を使って制御を構築する場合が多い。ただし、電極電圧とＶｘ、Ｖｙとの関係式は、必ずしも上記に示した式（１）〜式（４）で表されるわけではなく、ミラーの特性などを考慮して他の関係式を採用する場合もある。本発明は、この制御電圧を使ったヒットレスの方法を述べたもので、直接的に電極電圧の印加方法を定めたものではない。よって、以降の説明では、電極電圧ではなく、制御電圧を使って進めることとする。
【００２５】
制御電圧Ｖとミラーの回動角度θとの関係は、図１５に示すように線形（直線）ではない。このような非線形なＶ−θ特性は、静電引力が電極に印加される電圧の二乗に比例することに関係する。このような非線形性なＶ−θ特性は、ミラーの主軸周りの回動を制御する制御電圧Ｖｘとミラーの主軸周りの回動角度θｘとの関係において生じると共に、ミラーの副軸周りの回動を制御する制御電圧Ｖｙとミラーの副軸周りの回動角度θｙとの関係においても生じる。
【００２６】
また、ミラーの二軸周りの動作は完全に独立ではなく、一方の軸周りの動作の状態で他方の軸に関係するＶ−θ特性が変化する。例えば、ミラーが主軸周りにほとんど回動しておらず副軸周りのみに大きく回動している場合と、ミラーが主軸周りと副軸周りに大きく回動している場合とでは、ミラーと電極とのギャップが異なるので、Ｖ−θ特性が変わってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００３−５７５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
以下に、ＭＥＭＳミラーのＶ−θ特性が非線形の場合に発生する問題について説明する。図１６に、出力ポート２０２の数をＮ＝１０とした場合の、回動角度θｘ−θｙ平面上の光損失等高線を示す。４００−１〜４００−１０は、それぞれ出力ポート２０２−１〜２０２−１０の光損失等高線である。主軸周りの回動角度θｘ方向には出力ポート数分の結合点があるので、各出力ポート２０２の光損失等高線の集まりである同心楕円が回動角度θｘ方向に沿って１０個並んでいる。各同心楕円は、楕円の中心に向かうほど、対応する出力ポート２０２の光損失が小さくなることを表している。また、各同心楕円の中心座標は、対応する出力ポート２０２の光損失が最小となる回動角度θｘ，θｙを表している。
【００２９】
特に意図的な設計をしない限り、各出力ポート２０２に対応する同心楕円の形はほぼ同様であり、同心楕円間の間隔も等しい。また、θｙ＝０と同心楕円の中心座標とのずれを示すオフセットが意図的もしくは自然に存在していたとしても、どの出力ポートも同じオフセット量となる。図１６の例では、各同心楕円の中心を通る線をオフセットライン４０１として示しており、このオフセットライン４０１とθｙ＝０との差がオフセット量である。
【００３０】
一方、同じ光損失等高線を、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上で示すと、図１７のようになる。５００−１〜５００−１０は、それぞれ出力ポート２０２−１〜２０２−１０の光損失等高線である。図１６の場合と同様に、各同心楕円は、その中心に向かうほど、対応する出力ポート２０２の光損失が小さくなることを表しており、各同心楕円の中心座標は、対応する出力ポート２０２の光損失が最小となる制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを表している。ここでは、各同心楕円の中心を通る線をオフセットライン５０１として示している。
【００３１】
図１７から明らかなように、光損失等高線を制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上で示すと、同心楕円の大きさ及びオフセット量が各出力ポートで異なっている。一般的に、Ｖｘ＝０に近い中心の出力ポート２０２ほど楕円が大きく、端の出力ポート２０２ほど楕円が小さくなる。以上の図１７に示した特性は、先に述べたミラーのＶ−θ特性が非線形性なために起きる。
【００３２】
図１８に、波長選択スイッチがヒットレス動作をした場合の、回動角度θｘ−θｙ平面上での角度の軌跡と光出力の変化とを示す。ここでは、出力ポート２０２−１から出力ポート２０２−１０へ切り替える場合を示している。また、図１３（Ｂ）、図１３（Ｄ）の場合と同様に、光パワーのグラフは、全出力ポートからの光出力を合算した出力の時間変化を示している。
【００３３】
図１６で説明したとおり、回動角度θｘ−θｙ平面上では各出力ポートの同心楕円の大きさが等しく、各同心楕円が整然と並んでいる。そこで、最初に光信号が出力ポート２０２−１に入射している時刻ｔ１において二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラーを副軸周りに回動させて、回動角度θｘ−θｙ平面上のヒットレスポイント４０２で表される位置まで光信号を移動させ、次にミラーを主軸周りに回動させて、ヒットレスポイント４０３で表される位置まで光信号を移動させ、最後に出力ポート２０２−１０と結合状態になるまで副軸周りの回動角度θｙを元に戻せば、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９に出力しないヒットレス動作を実現することができる。
【００３４】
途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９からの光出力を、例えば−２０ｄＢ以下に抑えたい場合、各同心楕円の最外殻楕円が最小損失状態から−２０ｄＢだけ減衰することを示すラインと仮定すれば、ミラーが主軸周りに回動するときの角度の軌跡およびヒットレスポイント４０２，４０３が、−２０ｄＢのラインを横切らないように設定すればよい。
【００３５】
しかし、このヒットレス動作は現実的ではない。その理由は、我々はミラーを直接角度ではなく、電圧を介して制御するからである。図１８に示したように回動角度θｘ−θｙ平面上で任意の軌跡を通るためには、角度センサを設けて、ミラーの回動角度をモニタしながら、電極に印加する電圧を制御する必要がある。このような制御方法では、非常にコストがかかってしまう。
【００３６】
現実的には、回動角度θｘ−θｙ平面上ではなく、図１７に示した制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上でヒットレス動作を行う。図１９に、波長選択スイッチがヒットレス動作をした場合の、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧の軌跡と光出力の変化とを示す。前述の通り、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面では、中央の出力ポート２０２ほど楕円が大きくなる。
【００３７】
このため、前述の回転角度平面上のヒットレス動作と同様に、最初にミラーを＋Ｖｙ方向に移動させて、次に制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上のヒットレスポイント５０２で表される位置まで光信号を移動させ、次にミラーを＋Ｖｘ方向に移動させて、ヒットレスポイント５０３で表される位置まで光信号を移動させ、最後に出力ポート２０２−１０と結合状態になるまで−Ｖｙ方向に戻すと、図１９のように電圧の軌跡が途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９の楕円の一部を横切ってしまう。
【００３８】
回動角度θｘ−θｙ平面上でのヒットレス動作の場合と同様に、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９からの光出力を−２０ｄＢ以下に抑えるために、出力ポート２０２−１および２０２−１０において、光損失等高線の最外殻楕円をわずかに外れる程度にヒットレスポイント５０２，５０３を設定すると、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９で光出力が−２０ｄＢを上回るポートが発生する。
【００３９】
したがって、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９で光出力が−２０ｄＢ以下になるようにするには、出力ポート２０２−１，２０２−１０と結合状態になる制御電圧Ｖｘ上の位置において、光損失等高線の最外殻楕円から大きく外れるようにヒットレスポイント５０２，５０３を設定しなければならない。
【００４０】
しかしながら、このようなヒットレスポイント５０２，５０３の設定にすると、端の出力ポート２０２ではミラーが主軸周りに大きく傾いている状態で、さらにミラーを副軸周りに大きく回すことになるので、ばねの復元力を静電力が上回ってしまい、ミラーが電極に吸引されて離れなくなるプルイン現象が発生する恐れがある。
【００４１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ポートを切り替える際に、切替元のポートと切替先のポートとの間に存在するポートへのクロストークを抑えることができる波長選択スイッチとその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
本発明は、少なくとも１つの入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を分波して複数の出力ポートのうち所望の出力ポートから出力するＤｒｏｐ型の波長選択スイッチ、または複数の入力ポートから入力された波長の異なる複数の入力光を合波して所望の出力ポートから出力するＡｄｄ型の波長選択スイッチにおいて、入力光を入力する前記入力ポートと、出力光を出力する前記出力ポートと、入力光の波長毎に設けられ、前記入力ポートを出射した入力光を偏向させて前記出力ポートに入射させる二軸ミラー装置と、前記入力ポートからの入力光を所望の前記出力ポートに光パス接続すべく前記二軸ミラー装置を制御する制御装置とを備え、Ｄｒｏｐ型の波長選択スイッチの場合は前記出力ポートを選択ポートとし、Ａｄｄ型の波長選択スイッチの場合は前記入力ポートを選択ポートとし、前記二軸ミラー装置は、前記選択ポートが並ぶ方向と直交する主軸および前記選択ポートが並ぶ方向と平行な副軸の二つの回動軸周りに回動可能なミラーと、このミラーから離間して配置された複数の電極とを有し、前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、次に、あらかじめ定められた中継ポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、次に、前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加し、最後に、前記切替先の選択ポートと結合状態になる電圧を前記電極に印加し、前記ヒットレスポイントと中継ポイントは、選択ポートを切り替えるときに、要求されるクロストークを下回るように設定されることを特徴とするものである。
【００４３】
また、本発明の波長選択スイッチの１構成例において、前記中継ポイントは、前記ミラーの主軸周りの回動角度が略零となる位置に設定されることを特徴とするものである。
また、本発明の波長選択スイッチの１構成例において、前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加し、次に、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧を維持したまま、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することを特徴とするものである。
【００４４】
また、本発明の波長選択スイッチの１構成例において、前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧と前記切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を前記電極に印加し、次に、制御電圧を前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたポート切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧をあらかじめ定められた中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、前記ポート切替動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められた切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、制御電圧を前記切替先の選択ポートに対応するあらかじめ定められた結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧を前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、前記切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧を維持したまま、制御電圧を前記切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することを特徴とするものである。
【００４５】
また、本発明の波長選択スイッチの１構成例において、前記制御装置は、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、前記中継ポイントを経由しなくても各選択ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、前記中継ポイントを経由せずに、前記切替元の選択ポートのヒットレスポイントと前記切替先の選択ポートのヒットレスポイントとの間を移動するように制御することを特徴とするものである。
【００４６】
また、本発明の波長選択スイッチの制御方法は、Ｄｒｏｐ型の波長選択スイッチの場合は前記出力ポートを選択ポートとし、Ａｄｄ型の波長選択スイッチの場合は前記入力ポートを選択ポートとし、前記入力ポートを出射した入力光を偏向させて前記出力ポートに入射させる二軸ミラー装置は、前記選択ポートが並ぶ方向と直交する主軸および前記選択ポートが並ぶ方向と平行な副軸の二つの回動軸周りに回動可能なミラーと、このミラーから離間して配置された複数の電極とを有し、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、前記切替元の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、あらかじめ定められた中継ポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、前記切替先の選択ポートのあらかじめ定められたヒットレスポイントに対応する電圧を前記電極に印加するステップと、前記切替先の選択ポートと結合状態になる電圧を前記電極に印加するステップとを備え、前記ヒットレスポイントと中継ポイントは、選択ポートを切り替えるときに、要求されるクロストークを下回るように設定されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する電圧を電極に印加し、次に、中継ポイントに対応する電圧を印加し、次に、切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する電圧印加し、最後に、切替先の選択ポートと結合状態になる電圧を印加し、さらにヒットレスポイントと中継ポイントを、要求されるクロストークを下回るように設定することにより、電圧と回動角度との関係が非線形な二軸ミラー装置を使った波長選択スイッチにおいて、切替元の選択ポートと切替先の選択ポートとの間に存在するポートへのクロストークを、ヒットレスポイントおよび中継ポイントを設定する際に考慮した所定のクロストーク以下に抑えることができる。
【００４８】
また、本発明では、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、切替元の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧と切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を電極に印加し、次に、制御電圧を維持したまま、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、バイアス電圧を維持したまま、制御電圧を中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、バイアス電圧を維持したまま、制御電圧を切替先の選択ポートのヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、制御電圧を維持したまま、バイアス電圧を切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、バイアス電圧を維持したまま、制御電圧を切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することにより、電圧と回動角度との関係が非線形な二軸ミラー装置を使った波長選択スイッチにおいて、切替元の選択ポートと切替先の選択ポートとの間に存在するポートへのクロストークを所定のクロストーク以下に抑えることができる。本発明では、電圧と回動角度との関係がバイアス電圧によって変わる二軸ミラー装置を用いた波長選択スイッチにおいてクロストークの抑制効果を得ることができる。
【００４９】
また、本発明では、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、最初に、切替元の選択ポートの結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧と切替元の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧とを加算した電圧を電極に印加し、次に、制御電圧を切替元の選択ポートのポート切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧に変更し、次に、バイアス電圧を維持したまま、制御電圧を中継ポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、バイアス電圧を維持したまま、制御電圧を切替先の選択ポートの切替動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更し、次に、制御電圧を切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のヒットレスポイントに対応する制御電圧に変更すると共に、バイアス電圧を切替先の選択ポートに対応する結合動作時用のバイアス電圧に変更し、最後に、バイアス電圧を維持したまま、制御電圧を切替先の選択ポートと結合状態になる制御電圧に変更することにより、電圧と回動角度との関係が非線形な二軸ミラー装置を使った波長選択スイッチにおいて、切替元の選択ポートと切替先の選択ポートとの間に存在するポートへのクロストークを所定のクロストーク以下に抑えることができる。本発明では、電圧と回動角度との関係がバイアス電圧によって変わる二軸ミラー装置を用いた波長選択スイッチにおいてクロストークの抑制効果を得ることができる。
【００５０】
また、本発明では、切替元の選択ポートに結合した状態から切替先の選択ポートに結合した状態に遷移する際に、中継ポイントを経由しなくても各選択ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、中継ポイントを経由せずに、切替元の選択ポートのヒットレスポイントと切替先の選択ポートのヒットレスポイントとの間を移動するように制御することにより、不要な動作を省き、波長選択スイッチの切替時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のヒットレス動作による、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧の軌跡と光出力の変化とを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る波長選択スイッチの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る波長選択スイッチのヒットレス動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る二軸ＭＥＭＳミラー装置の構造例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る二軸ＭＥＭＳミラー装置における電圧とミラーの回動角度との関係を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失等高線を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態の結合動作時およびポート切替動作時における制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失等高線を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る波長選択スイッチの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る波長選択スイッチのヒットレス動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る波長選択スイッチのヒットレス動作を示すフローチャートである。
【図１１】波長選択スイッチの構成例を示す図である。
【図１２】波長選択スイッチを簡略化した構成例を示す図である。
【図１３】波長選択スイッチのヒットレス動作の概念を説明する図である。
【図１４】二軸ＭＥＭＳミラー装置の構造例を示す斜視図である。
【図１５】二軸ＭＥＭＳミラー装置における制御電圧とミラーの回動角度との関係を示す図である。
【図１６】回動角度θｘ−θｙ平面上の光損失等高線を示す図である。
【図１７】制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失等高線を示す図である。
【図１８】波長選択スイッチがヒットレス動作をした場合の、回動角度θｘ−θｙ平面上での角度の軌跡と光出力の変化とを示す図である。
【図１９】波長選択スイッチがヒットレス動作をした場合の、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧の軌跡と光出力の変化とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
［発明の原理］
図１に、本発明のヒットレス動作による、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧の軌跡と光出力の変化とを示す。ここでは、出力ポート２０２−１から出力ポート２０２−１０へ切り替える場合を示している。また、図１３（Ｂ）、図１３（Ｄ）の場合と同様に、光パワーのグラフは、全出力ポートからの光出力を合算した出力の時間変化を示している。５０４−１〜５０５−１０は、それぞれ出力ポート２０２−１〜２０２−１０に対応するヒットレスポイントである。
【００５３】
本発明のヒットレス動作で用いる、各出力ポートの光損失等高線は、あらかじめ実測によって求められるものとする。制御電圧Ｖｘ＝０、Ｖｙ＝０のときに、出力ポート２０２−５と２０２−６との中間にミラーからの反射光が到達するように、入出力ポートおよびミラーを含む光学系を設計した場合、図１の光損失等高線のように、制御電圧Ｖｘの絶対値が大きくなるに従って、楕円の長径および短径が短くなるように変化する。
【００５４】
本発明では、図１に示すように、電圧の軌跡が切替元の出力ポート２０２−１のヒットレスポイント５０４−１から切替先の出力ポート２０２−１０のヒットレスポイント５０４−１０を通る過程に、中継ポイント５０５を設ける。途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９の光出力が所望の減衰量になるように、適切に中継ポイント５０５を設定すれば、この中継ポイント５０５と各出力ポートのヒットレスポイント５０４−１〜５０５−１０とを結ぶ電圧の軌跡は、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９の楕円を横切らない。すなわち、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９から規定以上のパワーが出力されることはない。
【００５５】
途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９からの光出力を例えば−２０ｄＢ以下に抑えるようにするには、各同心楕円の最外殻楕円が最小損失状態から−２０ｄＢだけ減衰することを示すラインと仮定すれば、中継ポイント５０５と各出力ポートのヒットレスポイント５０４−１〜５０５−１０とを結ぶ線がどの出力ポートの最外殻楕円も横切らないように、中継ポイント５０５を設ければよい。このように中継ポイント５０５を設定したヒットレス動作によれば、図１に示すように、途中の出力ポート２０２−２〜２０２−９からの光出力は−２０ｄＢ以下となる。
【００５６】
より一般的に説明すれば、各出力ポートの光損失等高線上において所望の光損失（例えば−２０ｄＢ）を表す点のうち、Ｖｘ方向に極大値となる点を結んだ線よりも光損失が大きくなる側に、中継ポイント５０５と各出力ポートのヒットレスポイント５０４−１〜５０５−１０とを結ぶ線が位置するように、中継ポイント５０５とヒットレスポイント５０４−１〜５０５−１０とを設定すればよい。
【００５７】
なお、ミラーと電極とが接触して離れなくなるプルイン現象が発生する電圧領域を、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上で実測から求め、その電圧領域内にはヒットレスポイント５０４や中継ポイント５０５を設定しないようにする必要がある。
【００５８】
中継ポイント５０５は、基本的には上記の条件を満たせばどこに設定しても構わないが、実用的には、ミラーを副軸周りに大きく回動できるように主軸周りの回動がほとんど零となる位置に中継ポイント５０５を設定することが好ましい。特に平行平板を使った静電駆動型の二軸ＭＥＭＳミラーの場合、主軸周りと副軸周りに共に大きく回動させると、ミラーが電極と接触して離れなくなるプルイン状態に陥り易くなる。そこで、安定な動作を実現するには、ミラーを主軸周りにほぼ回動させない状態で副軸周りに大きく回動させた位置に中継ポイント５０５を設定すればよい。
【００５９】
［第１の実施の形態］
以下に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明するが、本発明は以下で示す実施の形態の具体的な構成に限定されるものではない。
図２は本発明の第１の実施の形態に係る波長選択スイッチの制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係わる波長選択スイッチにおいては、図１２、図１４を参照して説明した従来の構成要素と同等の構成要素については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６０】
制御装置１の制御電圧生成部３は、ミラー３０１の所望の回動角度に応じて制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを設定する。バイアス電圧生成部４は、所定のバイアス電圧Ｖｂｉａｓを提示する。その方法として、例えば、ミラー毎、もしくはミラーとポート毎にバイアス電圧を定めたテーブルデータを制御装置１内のメモリに記録しておき、必要に応じて、要求されたミラー、ポートのバイアス電圧を呼び出す方法がある。
【００６１】
電極電圧演算部５は、制御電圧生成部３から提示されたＶｘ，Ｖｙとバイアス電圧生成部４から提示されたバイアス電圧Ｖｂｉａｓを基に、電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する電極電圧を算出して、算出後の電極電圧を対応する電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する。
【００６２】
４つの電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加される電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは、式（１）〜式（４）のように表される。電極３０５ａ，３０５ｂに印加するバイアス電圧と電極３０５ｃ，３０５ｄに印加するバイアス電圧とは、必ずしも同じ値である必要はない。
【００６３】
図３は本実施の形態の波長選択スイッチのヒットレス動作を示すフローチャートである。ここでは、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂへ切り替える場合について説明する。なお、Ａ，Ｂは、１から出力ポート数Ｎまでの任意の整数をとることは言うまでもない。
【００６４】
最初に、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラー３０１によって反射された光信号は出力ポート２０２−Ａに入射しており、出力ポート２０２−Ａと結合状態になっていると仮定する（図３ステップＳ１１００）。
【００６５】
この結合状態の最中に、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂへのスイッチ命令を外部から受信すると（ステップＳ１１０１）、波長選択スイッチの制御装置１は、以下のようなヒットレス動作を行う。
【００６６】
制御装置１の制御電圧生成部３、バイアス電圧生成部４および電極電圧演算部５は、出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイント５０４−Ａに対応する電圧を生成して二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４の電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する。この電圧印加により、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラー３０１が主軸周りおよび副軸周りに回動し、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた、出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイント５０４−Ａに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１１０２）。
【００６７】
続いて、制御電圧生成部３、バイアス電圧生成部４および電極電圧演算部５は、中継ポイント５０５に対応する電圧を生成して電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する。この電圧印加により、ミラー３０１が回動し、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた中継ポイント５０５に電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１１０３）。
【００６８】
次に、制御電圧生成部３、バイアス電圧生成部４および電極電圧演算部５は、出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント５０４−Ｂに対応する電圧を生成して電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する。この電圧印加により、ミラー３０１が回動し、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた、出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント５０４−Ｂに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１１０４）。
【００６９】
最後に、制御電圧生成部３、バイアス電圧生成部４および電極電圧演算部５は、出力ポート２０２−Ｂと結合状態になる電極電圧を算出して電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する。この電圧印加により、ミラー３０１が回動し、出力ポート２０２−Ｂと適切な結合状態になるポイントに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１１０５）。
ヒットレスポイントおよび中継ポイントは、発明の原理で説明したように設定しておけばよい。
【００７０】
本実施の形態では、以上の手順でミラー３０１を制御することにより、出力ポート２０２−Ａと出力ポート２０２−Ｂとの間に存在する出力ポートへの光出力の漏れ（クロストーク）を、ヒットレスポイントおよび中継ポイントを設定する際に考慮した所定のクロストーク以下に抑えることができる。
【００７１】
なお、ステップＳ１１０２〜Ｓ１１０５の制御においては、電極３０５ａ，３０５ｂ，３０５ｃ，３０５ｄに印加する制御電圧とバイアス電圧のうち、制御電圧のみを変更する場合を想定している。制御電圧とバイアス電圧の両方を変更する場合については、後で述べる第３の実施の形態で説明する。
【００７２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂに切り替える場合に、電圧の軌跡が中継ポイントを通らなくても、各出力ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、中継ポイントを通らずに、電圧の軌跡が出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイントと出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント間を移動するように制御する。すなわち、図３のステップＳ１１０３の処理を省き、ステップＳ１１０２の処理から直接ステップＳ１１０４の処理へ進むようにすればよい。こうして、本実施の形態では、不要な動作を省き、波長選択スイッチの切替時間を短縮することが可能となる。
【００７３】
中継ポイントを通過する必要のない出力ポート間のスイッチング例としては、切替元の出力ポートと切替先の出力ポートとの間にスイッチングに関係しないポートが存在しない場合、すなわち隣接ポート間のスイッチングがある。例えば図１の例の場合、出力ポート２０１−１から出力ポート２０１−２に切り替える場合が該当する。また、中継ポイントを通過する必要のない出力ポート間のスイッチングの別の例として、電圧平面上において、切替元の出力ポートのヒットレスポイントと切替先の出力ポートのヒットレスポイントの両方が、正の制御電圧Ｖｘ側にある場合、あるいは負の制御電圧Ｖｘ側にある場合がある。
【００７４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、波長選択スイッチの二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４として、バイアス電圧によってＶ−θ特性が変わるミラー装置を用いた場合のヒットレス動作を説明する。
【００７５】
図４は本実施の形態に係る二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４の構造例を示す斜視図である。ミラー６０１は、トーションばね６０３ａ，６０３ｂを介して板ばね６０２ａ，６０２ｂの一端に接続されている。板ばね６０２ａ，６０２ｂの他端は、固定されている外周部６０４ａ，６０４ｂにそれぞれ接続されている。ミラー６０１と板ばね６０２ａ，６０２ｂとトーションばね６０３ａ，６０３ｂと外周部６０４ａ，６０４ｂとは、例えばシリコンプロセスにより一体形成される。
【００７６】
ミラー６０１と板ばね６０２ａ，６０２ｂとトーションばね６０３ａ，６０３ｂと外周部６０４ａ，６０４ｂとからなる上部構造に対して、この上部構造と対向する図示しない基板上には、電極６０５ａ，６０５ｂが板ばね６０２ａ，６０２ｂと対向するように配置されている。
【００７７】
例えば、電極６０５ａに電圧を印加すると、グランドに接続されている板ばね６０２ａと電極６０５ａとの間に静電引力が発生し、板ばね６０２ａは電極６０５ａの方向に引き付けられる。板ばね６０２ａは、片端が外周部６０４ａに固定されているため、トーションばね６０３ａ側が電極６０５ａの方向に引き付けられるように変位する。この結果、ミラー６０１は、トーションばね３０４ｂを支点としてトーションばね６０３ａ側が電極６０５ａの方向に引き付けられるようにして回動する。これは、主軸周りにミラー６０１が回動していることになる。
【００７８】
また、ミラー６０１と板ばね６０２ａ，６０２ｂとトーションばね６０３ａ，６０３ｂと外周部６０４ａ，６０４ｂとからなる上部構造に対して、この上部構造と対向する図示しない基板上には、電極６０５ｃ，６０５ｄがミラー６０１と対向するように配置されている。例えば、電極６０５ｃに電圧を印加すると、ミラー６０１は、電極６０５ｃとの間に発生した静電引力により電極６０５ｃ側に傾くようにして回動する。これは、副軸周りにミラー６０１が回動していることになる。
【００７９】
図４に示したような二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４は、例えば国際公開公報ＷＯ／２００８／１２９９８８に開示されている。
このミラー装置の特徴として、板ばね６０２ａ，６０２ｂの一端が固定されているため、電極６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄにバイアス電圧を印加すると、ミラー６０１が回動すると共に静電引力によりミラー６０１の中心位置が電極側に変位する。すなわち、ミラー６０１と電極６０５ｃ，６０５ｄ間のギャップ（距離）がバイアス電圧に依存する。
【００８０】
静電引力はギャップの２乗に反比例するので、ギャップが変わると、Ｖ−θ特性が大きく変わる。図４に示した二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４においてバイアス電圧が大きいときのＶ−θ特性を図５（Ａ）に示し、バイアス電圧が小さいときのＶ−θ特性を図５（Ｂ）に示す。なお、ここではバイアス電圧と制御電圧とを加算した電圧を電極への印加電圧Ｖとしている。図５（Ａ）、図５（Ｂ）から分かるように、バイアス電圧が大きい方が電圧Ｖに対するミラー６０１の角度変化量が大きくなる。
【００８１】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、出力ポート２０２の数をＮ＝１０とし、図４に示した二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４を用いた場合の、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失等高線を示す。図６（Ａ）はバイアス電圧が大きいときの光損失等高線を示し、図６（Ｂ）はバイアス電圧が小さいときの光損失等高線を示している。７００−１〜７００−１０は、それぞれ出力ポート２０２−１〜２０２−１０の光損失等高線である。図１７の場合と同様に、各同心楕円は、その中心に向かうほど、対応する出力ポート２０２の光損失が小さくなることを表しており、各同心楕円の中心座標は、対応する出力ポート２０２の光損失が最小となる制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを表している。ここでは、各同心楕円の中心を通る線をオフセットライン７０１として示している。
【００８２】
電極に同じ電圧を加えても、バイアス電圧が大きいほどミラー６０１の回動角度も大きくなるため、光損失等高線は縮まって見える。図６（Ａ）、図６（Ｂ）はミラー６０１の副軸周りの回動を制御する電極６０５ｃ，６０５ｄに印加するバイアス電圧を変えた例であるが、バイアス電圧を小さくすると、光損失等高線がＶｙ方向に沿って伸びることが分かる。
【００８３】
定性的には、バイアス電圧が大きいと、光損失等高線が広い範囲にわたって観測できるようになるうえ、ミラーのＶ−θ特性の線形性が向上して制御が容易になる反面、ミラーを回動させない状態でも大きなバイアス電圧を加えておかなければならないというデメリットがある。逆に、バイアス電圧が小さいと、ミラーのＶ−θ特性の非線形性が大きい反面、ミラーの回動角度が小さい状態では電極に低いバイアス電圧を印加するだけで済むこと、および電圧当たりの光損失変化量が小さいために微小な光損失制御が可能になることなどのメリットがある。
【００８４】
このような性質から、ある出力ポートとの結合動作時には、低電圧動作かつ微小損失制御性を狙ってバイアス電圧を小さくし、ヒットレス動作を行うポート切替動作時には、光損失が十分大きなヒットレス経路の確保および直線的な移動でも途中ポートを横切りにくいＶ−θの線形性向上を狙って、バイアス電圧を大きくするという制御方法が考えられる。
【００８５】
図７（Ａ）に結合動作時における制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失等高線を示す。７０２−１〜７０２−１０は、それぞれ出力ポート２０２−１〜２０２−１０に対応するヒットレスポイントである。また、７０３−１〜７０３−１０は、それぞれ出力ポート２０２−１〜２０２−１０との結合動作時の損失制御に用いる電圧の軌跡である。
【００８６】
つまり、出力ポート２０２−１〜２０２−１０との結合動作時には、それぞれ軌跡７０３−１〜７０３−１０上のどこかに制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを設定することで、出力ポート２０２−１〜２０２−１０との結合状態を調整し、光の減衰率の調整を行う。なお、電圧の軌跡７０３−１〜７０３−１０は、同心楕円の中心と必要な光損失を示す同心楕円上の任意の点とを結ぶ線であればよく、直線である必要はない。
【００８７】
図７（Ｂ）にポート切替動作時における制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失等高線を示す。７０４−１〜７０４−１０はそれぞれ出力ポート２０２−１〜２０２−１０に対応するヒットレスポイント、７０５は中継ポイントである。ヒットレスポイント７０４−１〜７０４−１０の制御電圧Ｖｘ，Ｖｙの値は、結合動作時におけるヒットレスポイント７０２−１〜７０２−１０の制御電圧Ｖｘ，Ｖｙの値と変わらない。図７（Ａ）との違いはバイアス電圧が異なることである。ヒットレスポイント７０４−１〜７０４−１０および中継ポイント７０５は、ポート切替動作時における制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上の光損失等高線を対象として、上記発明の原理および第１の実施の形態で説明したように設定すればよい。
【００８８】
図８は本実施の形態に係る波長選択スイッチの制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置１０の制御電圧生成部１２は、ミラー６０１の所望の回動角度に応じて制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを設定する。
バイアス電圧生成部１３は、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを提示する。その方法については前述した。
【００８９】
電極電圧演算部１４は、制御電圧生成部１２が算出した制御電圧Ｖｘ，Ｖｙとバイアス電圧生成部１３が提示したバイアス電圧Ｖｂｉａｓを基に、電極毎の電極電圧を算出して、算出後の電極電圧を対応する電極６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄに印加する。４つの電極６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄに印加される電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄは、式（５）〜式（８）のように表される。
【００９０】
Ｖａ＝Ｖｘ＋Ｖｘｂｉａｓ                                        ・・・（５）
Ｖｂ＝−Ｖｘ＋Ｖｘｂｉａｓ                                      ・・・（６）
Ｖｃ＝Ｖｙ＋Ｖｙｂｉａｓ                                        ・・・（７）
Ｖｄ＝−Ｖｙ＋Ｖｙｂｉａｓ                                      ・・・（８）
Ｖｘｂｉａｓはミラー６０１の主軸周りの回動に関係するバイアス電圧、Ｖｙｂｉａｓはミラー６０１の副軸周りの回動に関係するバイアス電圧である。
【００９１】
図９は本実施の形態の波長選択スイッチのヒットレス動作を示すフローチャートである。図３と同様に、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂへ切り替える場合について説明する。
【００９２】
最初に、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラー６０１によって反射された光信号は出力ポート２０２−Ａに入射しており、出力ポート２０２−Ａと結合状態になっていると仮定する（図９ステップＳ１６００）。このとき、バイアス電圧生成部１３は、出力ポート２０２−Ａに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅを出力している。そして、光損失等高線は図７（Ａ）のようになっており、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧は軌跡７０３−Ａ上に設定されている。
【００９３】
この結合状態の最中に、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂへのスイッチ命令を外部から受信すると（ステップＳ１６０１）、波長選択スイッチの制御装置１０は、以下のようなヒットレス動作を行う。
【００９４】
制御装置１０の制御電圧生成部１２は、出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイント７０２−Ａに対応する制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出し、バイアス電圧生成部１３は、出力ポート２０２−Ａに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅを提示する。これらの値を基に電極電圧演算部１４で算出された電極電圧を各電極に出力することにより、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラー６０１が主軸周りおよび副軸周りに回動する。その結果として、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた、出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイント７０２−Ａに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１６０２）。なお、このときの状態では、バイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅが結合動作時用の電圧になっているので、光損失等高線は図７（Ａ）のようになっている。
【００９５】
次に、制御電圧生成部１２が出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイント７０２−Ａに対応した制御電圧±Ｖｘ，±Ｖｙを維持したまま、バイアス電圧生成部１３は、バイアス電圧Ｖｂｉａｓをポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈに変更する（ステップＳ１６０３）。これにより、光損失等高線は図７（Ｂ）のように変わる。
【００９６】
続いて、バイアス電圧生成部１３がポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈを維持したまま、制御電圧生成部１２は、中継ポイント７０５に対応する制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出する。この電圧出力により、ミラー６０１が回動し、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた中継ポイント７０５に電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１６０４）。
【００９７】
次に、バイアス電圧生成部１３がポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈを維持したまま、制御電圧生成部１２は、出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント７０４−Ｂに対応する制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出する。この電圧出力により、ミラー６０１が回動し、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた、出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント７０４−Ｂに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１６０５）。
【００９８】
続いて、制御電圧生成部１２が出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント７０４−Ｂに対応した制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを維持したまま、バイアス電圧生成部１３は、バイアス電圧を、出力ポート２０２−Ｂに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅに変更する（ステップＳ１６０６）。これにより、光損失等高線は図７（Ａ）のように変わる。
【００９９】
最後に、バイアス電圧生成部１３が出力ポート２０２−Ｂに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅを維持したまま、制御電圧生成部１２は、出力ポート２０２−Ｂと結合状態になる制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを算出する。この電圧出力により、ミラー６０１が回動し、出力ポート２０２−Ｂと適切な結合状態になるポイントに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１６０７）。このとき、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧は軌跡７０３−Ｂ上に設定される。
【０１００】
本実施の形態では、以上の手順でミラー６０１を制御することにより、出力ポート２０２−Ａと出力ポート２０２−Ｂとの間に存在する出力ポートへのクロストークを、ヒットレスポイントおよび中継ポイントを設定する際に考慮した所定のクロストーク以下に抑えることができる。本実施の形態では、バイアス電圧によってＶ−θ特性が変わる二軸ＭＥＭＳミラー装置を用いた波長選択スイッチにおいて、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第３の実施の形態と別の制御例を示すものである。本実施の形態においても、波長選択スイッチの制御装置の構成は第３の実施の形態と同様であるので、図８の符号を用いて説明する。
図１０は本実施の形態の波長選択スイッチのヒットレス動作を示すフローチャートである。図９と同様に、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂへ切り替える場合について説明する。
【０１０２】
最初に、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラー６０１によって反射された光信号は出力ポート２０２−Ａに入射しており、出力ポート２０２−Ａと結合状態になっていると仮定する（図１０ステップＳ１７００）。このとき、バイアス電圧生成部１３は、出力ポート２０２−Ａに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅを出力している。そして、光損失等高線は図７（Ａ）のようになっており、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧は軌跡７０３−Ａ上に設定されている。
【０１０３】
この結合状態の最中に、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂへのスイッチ命令を外部から受信すると（ステップＳ１７０１）、波長選択スイッチの制御装置１０は、以下のようなヒットレス動作を行う。
【０１０４】
制御装置１０の制御電圧生成部１２は、出力ポート２０２−Ａの結合動作時用のヒットレスポイント７０２−Ａに対応する制御電圧Ｖｘ＿ｏｐｅ，Ｖｙ＿ｏｐｅを出力し、バイアス電圧生成部１３は、出力ポート２０２−Ａに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅを出力する。この電圧出力により、二軸ＭＥＭＳミラー装置２０４のミラー６０１が主軸周りおよび副軸周りに回動するので、ミラー６０１によって反射される光信号が移動する。その結果として、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた、出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイント７０２−Ａに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１７０２）。なお、このときの状態では、バイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅが出力ポート２０２−Ａに対応する、結合動作時用の電圧になっているので、光損失等高線は図７（Ａ）のようになっている。
【０１０５】
次に、バイアス電圧生成部１３は、バイアス電圧をポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈに変更する。制御電圧生成部１２は、出力ポート２０２−Ａに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅがかかっているときのヒットレスポイント７０２−Ａに対応する制御電圧Ｖｘ＿ｏｐｅ，Ｖｙ＿ｏｐｅから、ポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈがかかっているときのヒットレスポイント７０４−Ａに対応する制御電圧Ｖｘ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙ＿ｓｗｉｔｃｈに変更する（ステップＳ１７０３）。これにより、光損失等高線は図７（Ｂ）のように変わる。
【０１０６】
本実施の形態と第３の実施の形態との大きな違いは、第３の実施の形態ではヒットレスポイントへ移動するときには制御電圧の値は変えずに、バイアス電圧だけを変えていたのに対して、本実施の形態では、制御電圧もバイアス電圧変更時に一度に変えてしまうところにある。ミラーの角度状態がバイアス電圧を変える前後で大きく変わらなければ、このように同時に、制御電圧とバイアス電圧を変えても、ミラーが不測の挙動を示すことはない。
【０１０７】
次に、バイアス電圧生成部１３がポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈを維持したまま、制御電圧生成部１２は、中継ポイント７０５に対応する制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを出力する。この電圧出力により、ミラー６０１が回動し、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた中継ポイント７０５に電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１７０４）。
【０１０８】
次に、バイアス電圧生成部１３がポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈを維持したまま、制御電圧生成部１２は、出力ポート２０２−Ｂの切替動作時用のヒットレスポイント７０４−Ｂに対応する制御電圧Ｖｘ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙ＿ｓｗｉｔｃｈを出力する。このような電圧出力により、ミラー６０１が回動し、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上であらかじめ定められた、出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント７０４−Ｂに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１７０５）。
【０１０９】
続いて、バイアス電圧生成部１３は、バイアス電圧を出力ポート２０２−Ｂに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅに変更する。制御電圧生成部１２は、ポート切替動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｓｗｉｔｃｈがかかっているときのヒットレスポイント７０４−Ｂに対応する制御電圧Ｖｘ＿ｓｗｉｔｃｈ，Ｖｙ＿ｓｗｉｔｃｈから、出力ポート２０２−Ｂに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅがかかっているときのヒットレスポイント７０２−Ｂに対応する制御電圧Ｖｘ＿ｏｐｅ，Ｖｙ＿ｏｐｅに変更する（ステップＳ１７０６）。これにより、光損失等高線は図７（Ａ）のように変わる。
【０１１０】
最後に、バイアス電圧生成部１３が出力ポート２０２−Ｂに対応する、結合動作時用のバイアス電圧Ｖｘｂｉａｓ＿ｏｐｅ，Ｖｙｂｉａｓ＿ｏｐｅを維持したまま、制御電圧生成部１２は、出力ポート２０２−Ｂと結合状態になる制御電圧Ｖｘ，Ｖｙを出力する。この電圧出力により、ミラー６０１が回動し、出力ポート２０２−Ｂと適切な結合状態になるポイントに電圧の軌跡が移動する（ステップＳ１７０７）。このとき、制御電圧Ｖｘ−Ｖｙ平面上での電圧は軌跡７０３−Ｂ上に設定される。
【０１１１】
本実施の形態では、以上の手順でミラー６０１を制御することにより、出力ポート２０２−Ａと出力ポート２０２−Ｂとの間に存在する出力ポートへのクロストークを、ヒットレスポイントおよび中継ポイントを設定する際に考慮した所定のクロストーク以下に抑えることができ、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
［第５の実施の形態］
第３、第４の実施の形態において、出力ポート２０２−Ａから出力ポート２０２−Ｂに切り替える場合に、電圧の軌跡が中継ポイントを通らなくても、各出力ポートに要求されるクロストーク以下で切り替えが可能な場合は、中継ポイントを通らずに、電圧の軌跡が出力ポート２０２−Ａのヒットレスポイントと出力ポート２０２−Ｂのヒットレスポイント間を移動するように制御してもよい。
【０１１３】
すなわち、第３の実施の形態においては図９のステップＳ１６０４の処理を省き、ステップＳ１６０３の処理から直接ステップＳ１６０５の処理へ進むようにすればよく、第４の実施の形態においては図１０のステップＳ１７０３の処理から直接ステップＳ１７０５の処理へ進むようにすればよい。こうして、第２の実施の形態と同様に、不要な動作を省き、波長選択スイッチの切替時間を短縮することが可能となる。
【０１１４】
これまで説明してきた、制御電圧、バイアス電圧、ヒットレスポイント、中継ポイントなどの制御に必要な値は、事前にＶ−θ特性や光損失等高線を調査することにより、適切に決めることができる。これらの値を波長選択スイッチの制御装置に記録しておけば、スイッチするときなどの必要な時にこれらを呼び出すことで、所望の性能を有するヒットレス動作を実現することができる。
【０１１５】
なお、第１〜第５の実施の形態では、波長の異なる複数の光信号を分波して任意の出力ポートから出力するＤｒｏｐ型の波長選択スイッチを対象として説明してきたが、これに限るものではなく、波長の異なる複数の光信号を合波して１つの出力ポートから出力するＡｄｄ型の波長選択スイッチを対象としてもよい。Ａｄｄ型の波長選択スイッチを対象とする場合は、上記発明の原理および第１〜第５の実施の形態における出力ポートに関する説明を、入力ポートに関する説明に置き換えればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、二軸ミラー装置を用いた波長選択スイッチに適用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１０…制御装置、３，１２…制御電圧生成部、４，１３…バイアス電圧生成部、５，１４…電極電圧演算部、１０１，２０１…入力ポート、１０２，２０２…出力ポート、１０３…分散空間光学系、１０４，２０４…二軸ＭＥＭＳミラー装置、２０３…光学系、３０１，６０１…ミラー、３０２…ジンバルリング、３０３ａ，３０３ｂ，３０４ａ，３０４ｂ，６０３ａ，６０３ｂ…トーションばね、３０５ａ〜３０５ｄ，６０５ａ〜６０５ｄ…電極、６０２ａ，６０２ｂ…板ばね、６０４ａ，６０４ｂ…外周部。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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