(57)【要約】隣接する信号に影響されることなく、波長分割多重化信号の中に含まれる離散波長信号を選択的に減衰させるための波長特定光イコライザに関する。波長イコライザは、波長分割多重化信号を複数の離散波長信号に分割し、複数の第１光路に沿って離散波長信号のそれぞれを方向付けするようになされたデマルチプレクサを具備している。少なくとも１つのマイクロミラーを具備する微小機械装置は、第１光路のそれぞれと光学的に結合される。複数の第２光路は、個別のマイクロミラーから反射される離散波長信号を受信するように位置決めされる。少なくとも１つのアクチュエータは、マイクロミラーのそれぞれと機械的に連結される。アクチュエータは、対応する第２光路から離散波長の少なくとも一部をそらすために、１つ以上のマイクロミラーを選択的に移動させるようになされる。マイクロミラーの方向付けは、対応する第２光路から反射される離散波長信号の信号強度を決定する。複数の第２光路における離散波長信号を再構成される波長分割多重化信号に結合させるために、マルチプレクサが設けられる。
2004524549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重化信号を複数の離散波長信号に分割し、複数の第１光路に沿って前記離散波長信号の各々を方向付けするようになっているデマルチプレクサと、
前記第１光路の各々に光学的に結合された少なくとも１つのマイクロミラーを具備する微小機械装置と、
それぞれの前記マイクロミラーから反射される前記離散波長信号を受信するように位置決めされた複数の第２光路と、
前記マイクロミラーの各々に機械的に連結された少なくとも１つのアクチュエータであって、対応する前記第２光路から前記離散波長の少なくとも一部をそらすために、１つ以上の前記マイクロミラーを選択的に移動するようになっているアクチュエータと、
前記複数の第２光路における前記離散波長信号を、再構成される波長分割多重化信号に結合するようになっているマルチプレクサと、
を具備する波長イコライザ。
【請求項２】
前記マイクロミラーの方向付けが、前記対応する第２光路に反射される前記離散波長信号の信号強度を決定する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１光路が前記第２光路を含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記離散波長信号の光信号強度を検出するようになっている複数の信号強度検出器を具備する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
複数の前記第１光路に沿って配置されたビームスプリッタ、および
前記ビームスプリッタに光学的に結合されて、前記離散波長信号の信号強度を検出する信号強度検出器を具備する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記アクチュエータに動作可能に結合されたコントローラを具備する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記離散波長信号の信号強度を検出するようになっている複数の信号強度検出器、および
前記信号強度検出器によって測定される前記離散波長の信号強度を監視するとともに、監視される信号強度に応じて１つ以上の前記離散波長信号を選択的に減衰させるべく前記アクチュエータを作動させるようになっているコントローラを具備する請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記マイクロミラーおよび前記アクチュエータが、基板の表面上に構築される請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記マイクロミラーのそれぞれが、少なくとも１つのヒンジによって前記基板の前記表面上に取付けられる請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記マイクロミラーのそれぞれが、少なくとも１つのジンバルによって前記基板の前記表面上に取付けられる請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記マイクロミラーのそれぞれが、少なくとも１自由度で移動するようになっている請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータが、熱アクチュエータを具備する請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記熱アクチュエータが、
前記表面に固定される第１端および前記表面の上方に配置される自由端を有する少なくとも１つのホットアームと、
前記表面に固定される第１端および自由端を有するコールドアームであって、前記表面に対して前記ホットアームの上方に配置されるコールドアームと、
前記ホットアームの前記自由端および前記コールドアームの前記自由端に機械的かつ電気的に連結する部材であって、電流が少なくとも前記ホットアームに印加されるときに、前記ミラーと係合するように位置決めされる部材と、を具備する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記熱アクチュエータが、制御された曲げを形成するようになっている少なくとも１つの湾曲部を具備する請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記熱アクチュエータが、少なくとも１つの補強部材を具備する請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記アクチュエータが不作動配置にあるときに、マイクロミラーが前記第１光路の１つから前記対応する第２光路に前記離散波長信号の実質的にすべてを反射する請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記アクチュエータが作動配置にあるときに、マイクロミラーが前記第１光路の１つから前記対応する第２光路に前記離散波長信号の一部のみを反射する請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記アクチュエータが作動配置にあるときに、マイクロミラーが前記第１光路の１つから前記対応する第２光路に前記離散波長信号を実質的に全く反射しない請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の波長イコライザを具備する光通信システム。
【請求項２０】
波長分割多重化信号を複数の離散波長信号に分割し、対応する複数の第１光路に沿って前記離散波長信号の各々を方向付けするようになっているデマルチプレクサと、
前記離散波長信号を受信するように位置決めされた複数の第２光路と、
対応する前記第２光路から、１つ以上の前記第１光路からの前記離散波長の少なくとも一部を選択的にそらすようになっている熱アクチュエータを備える微小機械装置と、
前記複数の第２光路における前記離散波長信号を、再構成される波長分割多重化信号に結合するようになっているマルチプレクサと、
を具備する波長イコライザ。
【請求項２１】
前記微小機械装置が、複数の熱アクチュエータに機械的に連結される複数のマイクロミラーを具備する請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の第１光路のそれぞれが、対応する熱アクチュエータ上の表面に沿って延在する請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記熱アクチュエータが不作動状態にあるときに、前記第２光路がそれぞれ、対応する前記第１光路の各々に対し光学的に整列される請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記熱アクチュエータが作動状態にあるときに、前記第１光路がそれぞれ、対応する前記第１光路の各々から光学的にそらされる請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
波長分割多重化信号を搬送する少なくとも１本の光ファイバと、
波長イコライザとを具備し、
前記波長イコライザが、
波長分割多重化信号を複数の離散波長信号に分割し、対応する複数の第１光路に沿って前記離散波長信号の各々を方向付けするようになっているデマルチプレクサと、
前記第１光路の各々に光学的に結合された少なくとも１つのマイクロミラーを具備する微小機械装置と、
それぞれの前記マイクロミラーから反射される前記離散波長信号を受信するように位置決めされた複数の第２光路と、
前記マイクロミラーの各々に機械的に連結された少なくとも１つのアクチュエータであって、１つ以上の前記第２光路から前記離散波長の少なくとも一部をそらすために、１つ以上の前記マイクロミラーを選択的に移動するようになっているアクチュエータと、
前記複数の第２光路における前記離散波長信号を、再構成される波長分割多重化信号に結合するようになっているマルチプレクサとを具備する、
スイッチ式波長分割多重化光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、広くはＭＥＭＳによる波長特定イコライザに関し、さらに詳細には、波長イコライザにおいて光ビームのステアリングおよび操作を行うためのＭＥＭＳ型装置を用いるための方法および装置に関する。
【０００２】
波長分割多重化（「ＷＤＭ」）ネットワークにおいて、単独の光ファイバが、複数の独立データチャネルを備えていることが多く、各データチャネルは個別の光波長に割り当てられる。光遠距離通信ネットワークにおいて、異なる波長が同一の振幅を備えていない可能性がある。たとえば、信号が光ファイバネットワークを通って伝搬するとき、信号はネットワーク内の地点から地点において送信損失および結合損失の両方を受ける。送信損失および結合損失を補償するために、光ファイバによって搬送される多重化信号は、エルビウム添加ファイバ増幅器などを用いて、ネットワークにおけるさまざまな点で増幅されることが多い。
【０００３】
エルビウム添加ファイバ増幅器は、多重化信号の中に含まれる各光波長を増幅する。しかし、エルビウム添加ファイバ増幅器によって供給される増幅利得は、周波数に関して均一ではない。さらに正確に言えば、ある種の波長が他の波長よりかなり著しく増幅される。多重化信号は、送信損失、結合損失、次いで増幅という複数のサイクルを経験するため、異なる波長間の強度における変動が生じる。補正されていない場合には、一様でない信号強度のために、チャネル間のクロストークおよび送信されるデータの損失が生じる恐れがある。
【０００４】
このような増幅器における非線形の影響を最小限に抑え、すべてのチャネルに関して共通の通信回路を用いることができるようにするためには、さまざまな波長チャネルが類似の出力レベルを有することが必要である。しかし、さまざまな波長はネットワークのさまざまなノードにおいて加算および減算がなされるため、さまざまなチャネルの出力レベルが変化し、今度は増幅器の利得スペクトルを変化させる。消費者が増減するときには、このようなネットワークの変化はゆるやかであり、ネットワークトラヒックが効率を向上させるために動的に経路を切り換えるときには急激になる可能性がある。出力における変動は、波長において概ね単調であることが多く、スペクトル減衰傾斜によって波長が変化する場合には、減衰における単調な変化によって適切に補償されることができる。
【０００５】
光ファイバ通信におけるエルビウム添加ファイバ増幅器の一様でない波長依存性利得を補償するために、システムおよび方法が開発されている。そのような従来技術の１つは、光ファイバによって搬送される信号の入力レベルを予め強調することによって、エルビウム添加ファイバ増幅器の一様でない利得を積極的に補償することである。このような従来技術は、Ａ．Ｒ．Ｃｈｒａｐｌｙｖｙらによる「ＥＮＤ  ＴＯ  ＥＮＤ  ＥＱＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＳ  ＩＮ  ＡＭＰＬＩＦＩＥＤ  ＬＩＧＨＴＷＡＶＥ  ＳＹＳＴＥＭＳ」，ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，４（４），ｐｐ．４２８−４２９（１９９３年４月）に例示されている。
【０００６】
エルビウム添加ファイバ増幅器の一様でない利得を補償するための第２の従来技術は、インライン光フィルタを利用することである。光フィルタは、最大の増幅を有する波長を減衰し、それによって、すべての信号波長にわたってより一様な信号強度を形成する。そのような従来技術は、Ｒ．Ｉｎｏｕｅらによる「ＴＵＮＡＢＬＥ  ＧＡＩＮ  ＥＱＵＡＬＩＺＡＴＩＯＮ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＭＡＣＨ−ＺＥＮＨＤＥＲ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＦＩＬＴＥＲ  ＩＮ  ＭＵＬＴＩＳＴＡＧＥ  ＦＩＢＥＲ  ＡＭＰＬＩＦＩＥＲＳ」，ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，３（８），ｐｐ．７１８−７２０（１９９１年４月）に例示されている。また、米国特許第５，４３０，８１７号（Ｖｅｎｇｓａｒｋｅｒ）も参照されたい。
【０００７】
米国特許第５，５００，７６１号（Ｇｏｏｓｓｅｎら）は、光出力等化に有用であるメカニカル非反射スイッチ変調器（「ＭＡＲＳ変調器」）を開示している。ＭＡＲＳ変調器は基本的に、光学膜と基板との間にエアギャップを含むファブリペローキャビティである。変調は、基板に対する膜の電圧制御垂直移動に基づいている。ＭＡＲＳ変調器は、数百万ビット／秒を上回る速度で広範なスペクトル、高いコントラスト反射変調を提供する。光通信用途に特に好都合である低挿入損および広範な作動帯域幅を有するＭＡＲＳ変調器は、米国特許第５，８７０，２２１号に記載されている。
【０００８】
図面を参照すると、図１は、Ｇｏｏｓｅｎの特許に記載されているタイプのシングルユニット式ＭＡＲＳ変調器の概略断面図である。装置９は、それらの間にギャップ２０を規定するために、互いから離隔された基板１０および膜１５を具備している。基板１０は添加シリコンなどの導体材料であり、膜１５は窒化珪素などの上層１５ａおよび多結晶シリコンなどの下層１５ｂのような１層以上の導体材料を含む。上層は基板の屈折率の平方根にほぼ等しい屈折率を有し、下層は基板の屈折率にほぼ等しい屈折率を有する。１５ａ，１５ｂの厚さはそれぞれ、動作波長λの４分の１未満である。膜１５および基板１０は、絶縁材料からなる周辺支持層１２によって離隔されている。電極３０，３１は、膜１５および基板１０をそれぞれバイアス電圧源２９の端子に接続することができる。
【０００９】
エアギャップ２０は、基板と膜との間のバイアス電圧によって制御されることができる。ギャップ２０が動作波長λの４分の１の奇数倍である場合には、最大の相対屈折率が形成される。ギャップ２０が０またはλ／４の偶数倍である場合には、最小の相対屈折率が形成される
【００１０】
本発明は、隣接する信号に影響されることなく、波長分割多重化信号の中に含まれる離散波長信号を選択的に減衰させるための波長特定光イコライザに関する。
【００１１】
一実施形態において、波長イコライザは、波長分割多重化信号を複数の離散波長信号に分割し、複数の第１光路に沿って離散波長信号のそれぞれを方向付けするようになされたデマルチプレクサを具備している。少なくとも１つのマイクロミラーを具備する微小機械装置は、第１光路のそれぞれと光学的に結合される。複数の第２光路は、個別のマイクロミラーから反射される離散波長信号を受信するように位置決めされる。少なくとも１つのアクチュエータは、マイクロミラーのそれぞれと機械的に連結される。アクチュエータは、対応する第２光路から離散波長の少なくとも一部をそらすために、１つ以上のマイクロミラーを選択的に移動させるようになされる。マイクロミラーの方向付けは、対応する第２光路から反射される離散波長信号の信号強度を決定する。複数の第２光路における離散波長信号を再構成される波長分割多重化信号に結合させるために、マルチプレクサが設けられる。
【００１２】
一実施形態において、第１光路は、第２光路を含む。すなわち、離散波長は、マイクロミラーから反射されて第１光路に戻る。離散波長信号の光信号強度を検出するために、複数の信号強度検出器が設けられる。一実施形態において、ビームスプリッタが、複数の第１光路に沿って設置される。信号強度検出器は、離散波長信号の信号強度を検出するために、ビームスプリッタに光学的に結合される。コントローラは、アクチュエータおよび信号強度検出器に光学的に結合される。コントローラは、監視される信号強度に対して１つ以上の離散波長信号を選択的に減衰させることができる。
【００１３】
マイクロミラーおよびアクチュエータは、基板の面上に構築されることが好ましい。ヒンジ、ジンバルまたはねじりばねによって、基板の面にマイクロミラーを取付けることができる。マイクロミラーは、少なくとも１自由度によって移動するようになされる。
【００１４】
アクチュエータは、熱アクチュエータであることが好ましい。熱アクチュエータは、面に固定された第１の端部および面の上方に位置する自由端を有する少なくとも１つのホットアームと、面および自由端に固定される第１の端部を有するコールドアームと、を具備している。コールドアームは、面に対してホットアームの上方に位置している。部材は、ホットアームおよびコールドアームの自由端に機械的および電気的に連結されている。電流が少なくともホットアームに印加されると、部材はミラーと係合するように位置決めされる。一実施形態において、熱アクチュエータは、制御された曲げを形成するようになされた少なくとも１つの湾曲部を具備している。別の実施形態において、熱アクチュエータは、少なくとも１つの補強部材を具備している。
【００１５】
熱アクチュエータが不作動配置にあるとき、マイクロミラーは、第１光路のうちの１つの光路から対応する第２光路に、実質的にすべての離散波長信号を反射する。アクチュエータが作動配置にあるとき、マイクロミラーは、第１光路のうちの１つの光路から対応する第２光路に、離散波長信号の一部のみを反射する。一実施形態において、アクチュエータが作動配置にあるとき、マイクロミラーは、第１光路のうちの１つの光路から対応する第２光路に、実質的に離散波長信号を全く反射しない。
【００１６】
別の実施形態において、波長イコライザは、波長分割多重化信号を複数の離散波長信号に分割し、対応する複数の第１光路に沿って離散波長信号のそれぞれを方向付けするようになされたデマルチプレクサを具備している。複数の第２光路は、離散波長信号を受信するように位置決めされる。微小機械装置は、対応する第２光路から１つ以上の第１光路からの離散波長の少なくとも一部を選択的にそらすようになされた熱アクチュエータを具備している。複数の第２光路における離散波長信号を再構成される波長分割多重化信号に結合させるために、マルチプレクサが設けられる。
【００１７】
一実施形態において、微小機械装置は、複数の熱アクチュエータに機械的に連結された複数のマイクロミラーを具備している。別の実施形態において、複数の第１光路はそれぞれ、対応する熱アクチュエータの面に沿って延在している。熱アクチュエータが不作動状態にあるとき、第２光路はそれぞれ、対応する第１光路のそれぞれと光学的に整列されている。熱アクチュエータが作動状態にあるとき、第１光路はそれぞれ、対応する第１光路のそれぞれから光学的にそらされている。
【００１８】
本発明はまた、本発明の波長イコライザを利用する光通信システムに関する。光通信システムの一実施形態は、波長分割多重化信号を搬送する少なくとも１本の光ファイバおよび本発明の波長イコライザを具備するスイッチ式波長分割多重化光通信システムである。
【００１９】
本発明のさらなる特徴は、添付図面を読めば、その特定の実施形態に関する以下の詳細な説明からより明白となるであろう。
【００２０】
本発明は、光通信システム用の波長イコライザに関する。多重化信号における特定の波長を減衰させることが望ましい任意の用途に、本発明の方法および装置を用いることができるが、本発明は、多重化光ファイバ通信システムにおける経路依存性損失を補償するために、信号を選択的に減衰させるのに特に適している。したがって、本発明の方法および装置は、それぞれが唯一の程度の信号損失を含む複数の光路を含むスイッチ式波長分割多重化光通信システムの用途について述べる。
【００２１】
本願明細書で用いられるとき、「波長イコライザ」なる語は、任意の波長信号の振幅を任意の程度を選択的に減少させ、隣接波長に影響を及ぼさないようにすることができる装置を指す。「イコライザ」は等しい強度の信号を示す技術用語であるが、必ずしもイコライザは等しい隣接波長の信号強度を表す場合であるとは限らない。たとえば、一部の用途において、イコライザは、隣接波長間の異なる信号強度を維持するように機能することができる。
【００２２】
図２は、本発明による波長イコライザ５２を連結したスイッチ式波長分割多重化光通信システム５０の概略図である。通信システム５０は、多重化信号を搬送することができる入力用光ファイバ５４を具備している。光ファイバ５４は、所与の送信損失、結合損失、分割損失を有し、任意の数のエルビウム添加ファイバ増幅器５６を通過しても通過しなくてもよい。
【００２３】
入力用光ファイバ５４は、波長分割デマルチプレクサ５８に光学的に結合されている。デマルチプレクサ５８は、入力用ファイバ５４によって搬送される多重化光信号６０を複数の離散波長またはチャネル７０に変換する。本願明細書で用いられるとき、「離散波長」なる語または「チャネル」なる語は、電磁スペクトルのセグメントまたはスライスを指す。現在のレベルの技術において、遠距離通信用途用のセグメントまたはスライスの一般的なサイズは、約０．５ｎｍ以上である。デマルチプレクサは、複数の波長からなるビームを受信し、そのビームを離散波長またはチャネルに分割する装置を指す。マルチプレクサは、正確に対向する態様に機能する装置を指す。マルチプレクサは、多くの光波長を受信し、それらの波長を１つのビームに変換する。パッシブデマルチプレクサは、プリズム、回折格子、アレイ型導波路格子、スペクトル周波数フィルタに基づいている。アクティブデマルチプレクサは、受動装置と、各検出器が特定の周波数に同調するチューナブル検出器の組合せに基づいている。
【００２４】
離散波長７０はそれぞれ、微小機械装置６８上の対応する数のマイクロメカニカルミラー６６と光学的に結合するように位置決めされる離散的な光ファイバ６２によって送信される。図２に示された構成において、光ファイバ６２から送信される実質的にすべての光信号７０が、マイクロメカニカルミラー６６によって対応する光ファイバ６４に反射される。マイクロミラー６６は、微小機械装置６８に対して面内構成であることが好ましい。本願明細書で用いられるとき、「面内」なる語は、基板の面に略平行な構成を指す。図３に示されているように、光信号７０は、光ファイバ６４の方に実質的に反射される。反射された光信号７０は、離散波長７０が再構成される多重化信号７８に再結合されるマルチプレクサ７２を通過する。
【００２５】
１つ以上のミラー６６は、微小機械装置６８に対して面外に回転されることができる。本願明細書で用いられるとき、「面外」なる語は基板の面に対して０°より大きく、約９０°までの角度を指す。ミラー６６は一般に、１つ以上の自由度によって移動させることができる。微小機械装置６８および対応する光ファイバ６２，６４に対する１つ以上のマイクロミラー６６の角度を変更させることによって、光信号７０の一部が光ファイバ６４からそらされる。本願明細書で用いられるとき、「そらす」なる語は、光路から光信号の一部を再方向付けするか、または誤った方角に向けて、部分的な減衰または完全な減衰を生じることを指す。図４に最も良く示されているように、面外のミラー６６から反射される光信号７０の一部のみが、光ファイバ６４に光学的に結合される。残る光信号７０は、光ファイバ６４のクラッディング７６上の領域７４にそらされ、それによってマルチプレクサ７２から上流の光信号７０を減衰させる。
【００２６】
一般に、一定の波長のみが減衰を必要とする。したがって、光信号７０の一部が減衰され、それ以外の光信号は減衰されない。たとえば、マイクロミラーの一部は面内構成であり、それ以外のマイクロミラーは面外構成であってもよい。減衰された光信号７０および減衰されていない光信号７０からなる混合信号がマルチプレクサ７２を通過し、再構成される波長分割多重化信号７８を形成する。本願明細書で用いられるとき、「再構成される波長分割多重化信号」なる語は、波長イコライザから射出する複数の離散波長から形成される多重化信号を指す。
【００２７】
図２に戻ると、デマルチプレクサ５８およびマルチプレクサ７２は、離散波長７０のごく一部を離散波長の信号強度（または光出力）を測定する検出器の方にそらせる一連のビームスプリッタまたは結合装置を任意に含んでもよい。測定された信号強度は、コントローラ８０に送信される。次に、コントローラ８０は、ミラー６６の位置を選択的に制御し、所望のレベルの光信号７０の減衰を実現する。
【００２８】
別の実施形態において、デマルチプレクサ５８の上流および／またはマルチプレクサ７２の下流で、光信号の入射波長または射出波長の強度に関する情報を測定することができる。コントローラ８０は、監視される信号強度に対して実時間で個別の波長の信号強度を調整することができる。したがって、スイッチ式波長分割多重化光通信システム５０において、本発明の波長イコライザ５２は、離散波長の信号強度における変化に動的に適応することができる。
【００２９】
図５は、本発明による波長イコライザ１００の第２の実施形態の概略図である。入射する平行光線化された多重化光信号１０２は、回折格子１０４に向かって方向付けされる。平行光線化された多重化光信号１０２は、回折格子１０４に当たり、光の各波長がその波長に比例する角度で分散する。さまざまな波長１０６は、微小機械装置１１０上の複数の個別ミラー１０８に向かって方向付けされる。
【００３０】
図５に示される公称構成において、波長１０６の実質的にすべてが、ミラー１０８によって反射されて、波長１０６が射出光信号１１２に多重化される格子１０４に直接戻る。波長１０６は、実質的にマイクロミラー１０８への光路と同一の光路に沿ってマイクロミラー１０８から移動する。格子１０４に対するミラー１０８の角度関係における微妙な調整により、ビーム１０６の一部を偏向し、偏向された部分が格子１０４で射出光信号１１２に再結合されないようにすると推測される。コントローラ（図２参照）は一般に、ミラー１０８の位置を調整するために用いられる。
【００３１】
図６は、本発明による波長イコライザ１２０の第３の実施形態の概略図である。入射する平行光線化された多重化光信号１２２は、格子１２４に当たり、光の各波長がその波長に比例する角度で分散する。さまざまな波長１２６が、微小機械装置１３０上の複数の個別ミラー１２８に当たるように方向付けされる。波長１２６は、ミラー１２８に反射し、波長１２６を射出光信号１３４に結合する第２の格子１３２に向かって方向付けされる。マイクロミラー１２８への反射の前後で、波長１２６は、異なる光路を進む。また、格子１３２に対するミラー１２８の角度関係における微妙な調整により、ビーム１２６の一部を偏向し、偏向された部分が格子１３２で射出光信号１３４に再結合されないようにすると推測される。
【００３２】
図７は、本発明による別の波長イコライザ１４０の第４の実施形態を示している。プリズム１４２が入射する平行光線化された多重化光信号１４４を離散的な成分の波長１４６に分割する。ビームスプリッタ１４８が、プリズム１４２の下流に任意に配置され、波長１４６のごく一部をコントローラ１５０における検出器１５１に再方向付けする。上記で説明したように、波長１４６はミラー１５２に当たり、射出信号１５６に結合するプリズム１５４の方へ反射される。
【００３３】
ビームスプリッタ１５８が、プリズム１５４の下流に任意に配置されてもよい。ビームスプリッタは、射出光信号１５６のごく一部を、光信号をその成分波長に分割するプリズム１６０の方にそらす。次に、射出光信号１５６における各波長の強度を測定するために、これらの波長は、コントローラ１５０における検出器１５１の方に方向付けされる。コントローラ１５０は、ミラー１５２の位置を制御するために、ビームスプリッタ１４８，１５８で集光されるビームスプリッタから測定される強度を用いることができる。
【００３４】
本願明細書で用いられるとき、「微小機械装置」なる語は、基板上に構築されるマイクロメータの大きさの機械装置、光学機械装置、電気機械装置、光学電気機械装置を指す。微小機械装置を製作するためのさまざまな技術が入手可能であり、たとえば、Ｃｒｏｎｏｓ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ（Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｔｒｉａｎｇｌｅ  Ｐａｒｋ，  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）からＭｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ  ＭＥＭＳ  Ｐｒｏｃｅｓｓ（ＭＵＭＰ）が挙げられる。組立手順についての説明は、Ｃｒｏｎｏｓ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な「ＭＵＭＰｓ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」、改訂５．０版（２０００）に示されている。
【００３５】
ポリシリコン面微細加工は、微小電気機械装置または微小機械装置を製作するために、集積回路（ＩＣ）業界にとって公知の平面製作工程ステップに適応している。ポリシリコン面微細加工のための標準的な基本要素工程は、低応力の多結晶シリコン（ポリシリコンとも呼ぶ）および犠牲材料（たとえば二酸化珪素または珪酸塩ガラス）が交互に重なる層の蒸着およびフォトリソグラフィックパターン形成である。所定の位置の犠牲層にエッチングされるバイアは、基板に対する固定点を形成し、ポリシリコン層間の機械的および電気的相互接続を形成する。装置の機能要素は、一連の蒸着およびパターン形成工程ステップを用いて、層ごとに構築される。装置構造が完成した後、ポリシリコン層を実質的に作用しないフッ化水素酸（ＨＦ）のような選択エッチャントを用いて、犠牲材料を除去することによって、移動のために開放されることができる。
【００３６】
その結果、電気的相互接続および／または電圧基準面を形成するポリシリコンの第１の層および簡素な片持ち梁式ビームから複雑な電気機械システムまで及ぶ機能要素を形成するために用いられることができる機械的なポリシリコンの追加層と、から主になる構造システムが形成される。マイクロミラーは、一般に、基板と同一面内に位置している。全体の工程は標準的なＩＣ製作技術に基づいているため、部分組立を必要とすることなく、シリコン基板上に多数の完全組立装置を一括組立することができる。
【００３７】
図８は、本発明の波長イコライザで用いるのに適したジンバル式マイクロミラー２２１および１つ以上の熱アクチュエータ２５２Ａ〜２５２Ｌ（「２５２」と総称する）を具備する微小機械装置２２０の平面図である。ジンバル式マイクロミラー２２１上のミラー２２２は、面２２４の反射率が高いように形成される。ミラー２２２は、複数のねじれヒンジまたはジンバル２２８Ａ〜２２８Ｄ（「２２８」と総称する）によって基板２２６に保持される。本願明細書で用いられるとき、「ジンバル」なる語は、基板の基板にミラーまたは他の構造物を機械的に連結すると同時に、基板の面に対して少なくとも２自由度（一般に、ピッチおよびロール）によって移動することができる微小機械装置を指す。
【００３８】
例示の実施形態において、ミラー２２２は略正方形であり、ジンバル２２８は正方形の４側面に沿って位置する。ジンバル式マイクロミラー２２１の用途に応じて、ミラーの形状、ジンバルの数、ジンバルの位置を変更することができる。たとえば、ジンバル式マイクロミラー２２１の隅にジンバル２２８を配置することができる。本発明のマイクロミラー２２１は、三角形、矩形をはじめとする角張った形状または５つ以上の側面を有する形状、六角形、八角形など、密に詰まっている配列を可能にするような形状であることが好ましい。あるいは、ジンバル式マイクロミラー２２１はまた、円形であってもよい。
【００３９】
図９に最も良く示されているように、各ジンバル２２８は、ミラー２２２から部材２３４，２３６までそれぞれ片持ち梁で支えられる１対の第１のアーム２３０，２３２を具備している。第２のアーム２３８，２４０は、部材２３４，２３６からアンカ２４２まで片持ち梁で支えられている。例示の実施形態において、アーム２３２，２４０およびアーム２３０，２３８はミラー２２２に略垂直であり、かつ略平行であるが、この構造が必要というわけではない。アーム２３０，２３２，２３８，２４０は、ミラー２２２に対して一定の角度であってもよく、および／または互いに対して一定の角度であってもよい。さらに、アーム２３０，２３２，２３８，２４０は、曲線状であってもよい。一実施形態において、ジンバル２２８は、基板２２６の面の上方にミラー２２２を懸架する。別の実施形態において、ミラー２２２は、基板２２６の面に置かれるが、ジンバル２２８によって基板２２６に対して移動可能であるように保持される。
【００４０】
アーム２３０，２３２，２３８，２４０を支持するために、パッド２４４が、部材２３４，２３６の下に任意に配置される。パッド２４４はまた、アーム２３０，２３２，２３８，２４０および／またはミラー２２２の偏向における境界またはエンドストップとして作用することもできる。動作中、数、長さ、断面積および他のさまざまな因子の増減によって、ジンバル２２８の抵抗および剛性を変更することができる。たとえば、部材２３４，２３６により近い位置にアンカ２４２を移動することができる。別の実施形態において、アーム２３２，２４０を排除することができる。
【００４１】
図８の例示の実施形態に戻ると、複数の支持材またはアウトリガ２４６は、ミラー２２２の周囲２４８から延在する。一実施形態において、支持材２４６は、ミラー２２２が中立位置にあるときに、基板２２６の面と係合するようになされるパッド２５０を具備する。別の実施形態において、パッド２５０は、基板２２６の面上に配置される。別の実施形態において、パッド２５０はまた、ミラー２２２の移動の境界またはエンドストップとして作用する。別の実施形態において、中立位置にあるとき、パッド２５０は、基板２２６に対して一定かつ反復可能な関係でミラー２２２を維持する。
【００４２】
本願明細書で用いられるとき、「中立位置」なる語は、熱アクチュエータが不作動位置にあるときの基板の面に対するミラーの関係を指す。一実施形態において、中立位置において、アウトリガ２４６はパッド２５０に置かれる。また、中立位置は面内配置または面外配置であってもよい。
【００４３】
複数の熱アクチュエータ２５２は、ミラー２２２の周囲に配置される。用途に応じて、熱アクチュエータ２５２の数、位置、配置を変更することができる。例示の実施形態において、熱アクチュエータ２５２は正方形のミラー２２２の隅に配置される。
【００４４】
熱アクチュエータ２５２の自由端２５３は、ミラー２２２の隅に位置する支持材２５７の下に位置決めされるが、支持材２５７に取付けられるわけではない。ミラー２２２は、アクチュエータ２５２に関係なく、ジンバル２２８によって基板２２６に取付けられる。任意の熱アクチュエータ２５２が作動するとき、１つ以上の自由端２５３が隣接する支持材２５７と係合し、面外にミラー２２２を持ち上げる（図１０参照）。熱アクチュエータ２５２が不作動位置にあるとき、ミラー２２２は中立位置（図８参照）に戻る。アクチュエータ２５２が不作動位置にあるとき、ジンバルのねじり力のために、ミラー２２２は実質的に中立位置に戻る。一実施形態において、静電力によって、ミラー２２２を中立位置に戻すように支援することができる。
【００４５】
熱アクチュエータ２５２のそれぞれは、１つ以上のアンカ２５４，２５６を具備している。電気トレース２５８がアンカ２５４を接地トレース２６０に接続する。電気トレース２６２は、アンカ２５６を電源２６４に接続する。図１０に示されているように、熱アクチュエータ２５２の一部に電流を選択的に印加することによって、ピッチおよび／またはロールまたはその組合せにおいて、面外にミラー２２２を移動することができる。熱アクチュエータ２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃが面外配置に移動する場合には、自由端２５３Ａ〜２５３Ｃは支持材２５７と係合し、ミラー２２２を持ち上げる。
【００４６】
一部の実施形態において、自由端２５３Ａ〜２５３Ｃは作動位置にある円弧を進み、支持材２５７に対する自由端２５３の（基板の面に平行な）横方向の移動をある程度生じる。その結果、ミラー２２２が持ち上がるにつれて、自由端２５３は支持材２５７（またはミラー２２２）の下面に沿って摺動してもよい。ジンバル２２８の一部またはすべてが変形して、ミラー２２２の移動を補償する。自由端２５３Ａ〜２５３Ｃは支持材２５７に取付けられるわけではないため、ミラー２２２はより小さい力で、より高精度の移動をすることができる。
【００４７】
図１１は、本発明による微小機械装置２９０の第２の実施形態の斜視図である。１対の熱アクチュエータ３００，３０２は、基板３０６上に形成されるマイクロミラー３０４に機械的に連結される。ミラー３０４は、第１の端部３１０に形成される１つ以上の湾曲部またはヒンジ３０８によって、基板３０６に取付けられる。熱アクチュエータ上で用いられる湾曲部は、この目的に適している。そうでない場合には、ミラー３０４は基板に取付けられない。ヒンジ３０８は、少なくとも１自由度を有するマイクロミラーを形成する。
【００４８】
ヒンジ３０８は名目上、基板３０６の面上で水平に置かれるが、面外に回転してもよい。異なるサイズ、形状、基板上の位置のさまざまなヒンジ付き板を用いることが出きる。ヒンジ３０８は、面内位置（図１１参照）にミラーを戻すための復元力を提供するねじりヒンジまたは湾曲部であってもよい。あるいは、ミラー３０４は、重力、基板３０６上に形成される微小機械ばね構造物、静電力またはさまざまな他の機構によって、面内構成に復元されてもよい。そのようなヒンジ付き板の形成については、Ｐｉｓｔｅｒらによる「Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  Ｈｉｎｇｅｓ」，ｖｏｌ．３３，Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ，ｐｐ．２４９‐２５６，１９９２および米国特許第５，９２３，７９８号、同第５，９１２，０９４号に開示されている。
【００４９】
シャフト３１２が、第１の端部３１０の付近でミラー３０４に取付けられる。シャフト３１２は、シャフト３１２を一定の制限内で回転させることができる複数のアンカ３１４によって支持されてもよい。１つ以上のフリップレバー３１６が、シャフト３１２に固定される。熱アクチュエータ３００，３０２の自由端３１８，３２０はそれぞれ、フリップレバー３１６の下部に位置決めされる。自由端３１８，３２０は、最大の機械的利点を得るために、シャフト３１２の付近に配置されることが好ましい。
【００５０】
図１２は、作動配置における図１１の熱アクチュエータ３００，３０２の斜視図である。電流が熱アクチュエータ３００，３０２に印加されると、上記で説明した揚力がフリップレバー３１６を持ち上げ、次に、マイクロミラー３０４を面外位置に持ち上げる。電流が流れなくなると、マイクロミラー３０４は、図１１に示されている実質的に面内の位置に戻る。図１１および図１２は、２つの熱アクチュエータを有するミラーを示しているが、単独の熱アクチュエータまたは複数の熱アクチュエータを用いてもよい。
【００５１】
本発明の微小機械装置は、ミラーを位置決めするために、静電アクチュエータ、圧電アクチュエータ、磁気アクチュエータをはじめとするさまざまなアクチュエータを利用することができる。たとえば、米国特許第６，０２８，６８９号（Ｍｉｃｈａｌｉｃｅｋら）は、静電位によって操作されるマルチモーションマイクロミラーを開示している。一実施形態において、ミラーは、熱アクチュエータによって位置決めされる。マイクロメータの大きさの熱アクチュエータは、光ビームの正確かつ反復可能なステアリングを行うために、面外にマイクロミラーを反復可能かつ高速に移動することができる。
【００５２】
図１３〜図１７は、本発明で用いるのに適した熱アクチュエータ４５０の具体的な実施形態を示している。本願明細書で用いられるとき、「熱アクチュエータ」なる語は、面内位置と面外位置との間に、本発明のマイクロミラーのような光学装置を反復可能であるように移動させることができる熱作動式微小機械装置を指す。具体的な実施形態において、熱アクチュエータ４５０は、制御された曲げを形成するように設計される。本願明細書で用いられるとき、「制御された曲げ」なる語は、熱アクチュエータのビームに沿って分散されるのではなく、主に離散位置で生じる曲げを指す。
【００５３】
熱アクチュエータ４５０は、その上に蒸着される窒化珪素層４５６を有するシリコンウェーハ４５４を一般に具備する基板４５２の面と同一面内に配置される。アクチュエータ４５０は、窒化珪素層４５６上に配置されるポリシリコンの第１の層４６０を具備している。図１６において最も良くわかるように、第１の層４６０は、コールドビーム４８４における補強部材４８５を形成するバンプを具備している。ポリシリコン４６２の第２の層は、第１のアンカ４６４と、第２のアンカ４６６と、アンカ４６４，４６６からそれぞれ片持ち梁方式で配置された１対のビーム４６８，４７０と、を有するように構成されている。
【００５４】
図１３に示された実施形態において、アンカ４６４，４６６は、ビーム４６８，４７０に電流を搬送するようになされた基板４５２上に形成された電気接点４７６，４７８を具備している。トレース４７６，４７８は、一般に基板４５２の縁まで延在する。あるいは、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）、プラスチックリードチップキャリア（ＰＬＣＣ）、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）、エッジカード、スモールアウトライン集積回路（ＳＯＩＣ）、デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、リードレスチップキャリア（ＬＣＣ）、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）などの多種多様な電気接点装置および／またはパッケージング方法を用いて、ビーム４６８，４７０に電流を供給することができる。
【００５５】
ビーム４６８，４７０は、電気回路を形成するために、部材４７２によって個別の自由端４７１，４７３で電気的かつ機械的に連結される。別の実施形態において、ビーム４６８，４７０は、接地タブ４７７に電気的に連結される。接地タブ４７７は、不作動位置（図１４参照）および作動位置（図１７参照）の両方でビーム４６８，４７０を基板４５２上の接点４７９に電気的に連結する。接地タブ４７７は、接点４７９との接触を維持するようになされた可撓性部材であってもよく、ばね部材であってもよい。本願明細書に開示された実施形態のいずれでも接地タブを用いることができる。
【００５６】
部材４７２が基板４５２の上方に位置するように、ビーム４６８，４７０は、第１の層４６０から物理的に離隔される。基板４５２の上方でビーム４６８，４７０を支持するために、１つ以上のディンプル４７４が任意に部材４７２に形成されてもよい。別の実施形態において、基板４５２上にディンプルまたはバンプ４７４を形成することができる。図１４に示される不作動位置において、ビーム４６８，４７０は、基板４５２の面に略平行である。本願明細書で用いられるとき、「不作動位置」なる語は、電流が実質的にビーム４６８、部材４７２、ビーム４７０によって形成される回路を通過しない状態を指す。
【００５７】
ポリシリコンの第３の層４８０は、アンカ４６４，４６６の付近で基板４５２に取付けられるアンカ４８２と共に構成される。第３の層４８０は、ビーム４６８，４７０の上方で部材４７２に機械的に連結された自由端４８３を有するアンカ４８２から片持ち梁で支えられる上部ビーム４８４を形成する。一部の実施形態において、補強部材４８５はその長さの少なくとも一部に沿って上部ビーム４８４において形成され、湾曲部４８７がアンカ４８２の付近で上部ビーム４８４に任意に形成される。一実施形態において、金属層が上部ビーム４８４に任意に施される。
【００５８】
本願明細書で用いられるとき、「補強部材」なる語は、１つ以上のリッジ、バンプ、グルーブまたは曲げに対する抵抗を増大する他の構造的特徴部を指す。補強部材は、上部ビーム４８４と一体形成されるように、ＭＵＭＰ工程中に形成されることが好ましい。示された実施形態において、補強部材４８５は、上部ビーム４８４の一部に沿って延在する片持ち梁式リッジ（図１６参照）であるが、矩形、正方形、三角形または種々の他の形状であってもよい。さらに、上部ビーム４８４の中心またはその縁に沿って、補強部材４８５を配置することができる。また、複数の補強部材を用いてもよい。
【００５９】
本願明細書で用いられるとき、「湾曲部」なる語は、凹部、窪み、穴、スロット、カットアウト、細くなるか、薄くなるか、または弱くなった材料の位置、代替材料または特定の位置に制御された曲げを形成する他の構造的特徴部または材料の変化を指す。湾曲部として用いるのに適した代替材料としては、ポリシリコン、金属またはポリマー材料が挙げられる。図１３および図１５において最も良く示されているように、湾曲部４８７は凹部４８９である。凹部４８９は、上部ビーム４８４の最も弱い部分であり、熱アクチュエータ４５０の作動中に最も曲がりやすい位置を含む。
【００６０】
湾曲部４８７の剛性に対する上部ビーム４８４の剛性は、熱アクチュエータ４５０の制御された曲げの大きさ（位置および方向）を概ね決定する。一実施形態において、補強部材４８５は、湾曲部４８７と組み合わせて用いられる。別の実施形態において、補強部材４８５は上部ビーム４８４の一部に沿って延在するが、湾曲部を用いていない。補強部材４８５を備えていない上部ビーム４８４の部分は、制御された曲げの位置である。さらに別の実施形態において、湾曲部４８７が制御された曲げの位置であるように、湾曲部４８７は、補強部材４８５を備えていないビーム４８４に形成される。また、補強部材４８５または湾曲部４８７のいずれかがない熱アクチュエータ４５０も用いることができる。
【００６１】
上部ビーム４８４の自由端４８３を部材４７２に機械的に連結するために、部材４７２および／または自由端４８３にバイア４８８が形成される。上部ビーム４８４を部材４７２に機械的に連結するために、他の構造物を用いてもよい。上部ビーム４８４は、不作動位置において基板４５２の面に略平行である。
【００６２】
図１７は、面外配置または作動配置における図１３〜図１６の熱アクチュエータ４５０の側断面図である。「作動配置」なる語は、１つ以上のビームに電流を印加することを指す。示された実施形態において、電流は、ビーム４６８、部材４７２、ビーム４７０（図１３参照）によって形成される回路に印加される。ビーム４６８，４７０は「ホットアーム」であり、ビーム４８４はコールドアームである。本願明細書で用いられるとき、「ホットアーム」なる語は、電圧が印加されるときに、コールドアームより高い電流密度を有するビームまたは部材を指す。「コールドアーム」なる語は、電圧が印加されるときに、ホットアームより低い電流密度を有するビームまたは部材を指す。一部の実施形態において、コールドアームは、電流密度ゼロである。したがって、ホットアームは、コールドアームより熱膨張が大きい。
【００６３】
電流は、ホットアーム４６８，４７０を加熱し、方向４９０の長さを増大させる。ビーム４６８，４７０の膨張は、熱アクチュエータ４５０の自由端４７１，４７３を上向き円弧４９２で移動させ、揚力４９４および移動４９５を生じる。しかし、コールドアーム４８４は、アンカ４８２に固着され、電気的に絶縁されるため、電流は完全にまたは実質的に、ホットアーム４６８，４７０、部材４７２によって形成される回路を通過する。
【００６４】
コールドアーム４８４とホットアーム４６８，４７０との間の高低差のために、アンカ４８２の付近で移動がコールドアーム４８４に作用する。コールドアーム４８４は、湾曲部４８７の付近で曲がるため、湾曲部４８７がない場合に生じると推測されるものより自由端４８３の付近での移動が大きくなる。ホットアーム４６８，４７０も容易に曲げやすく、コールドアーム４８４の移動４９２に対する抵抗はほとんどない。負荷が自由端４８３に加えられると、補強部材４８５は、部材４７２の付近で通常は生じると推測されるコールドアーム４８４に沿った曲げに耐える。示された実施形態において、移動４９５は、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍであってもよい。電流が尽きると、熱アクチュエータ４５０は、図１４に示された不作動位置に戻る。
【００６５】
別の実施形態において、アンカ４８２およびコールドアーム４８４は、部材４７２に電気的に連結される。ホットアーム４６８，４７０を流れる電流の少なくとも一部は、コールドアーム４８４に沿ってアンカ４８２まで流れる。また、ホットアーム４６８，４７０を流れる電流のすべてが、コールドアーム４８４によって熱アクチュエータ４５０を出ることも可能である。コールドアーム４８４の材料および／または幾何構成は、同一の電圧が印加された場合であっても、ホットアーム４６８，４７０より低い電流密度を有するようになされる。一実施形態において、コールドアーム４８４は、ホットアーム４６８，４７０の線形熱膨張係数より低い線形熱膨張係数を有する材料から形成される。さらに別の実施形態において、コールドアーム４８４は、より大きな断面積を有することによってより低い電気抵抗率を備える。別の実施形態において、導電層が、コールドアーム４８４上に設けられる。適切な導電材料としては、アルミニウム、銅、タングステン、金または銀などの金属、半導体、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリＥＤＯＴなどのドープ型有機導体ポリマーおよびその派生物またはそれらの組合せなどが挙げられる。したがって、ホットアーム４６８，４７０の正味の膨張は、コールドアーム４８４の膨張より大きい。
【００６６】
別の実施形態において、ホットアーム４６８，４７０を流れる電流のすべてまたは一部は、接地タブ４７７を通って基板４５２上の接点４７９に流れる。熱アクチュエータ４５０が不作動位置から図１７に示された作動位置まで移動するとき、接地タブ４７７は接点４７９との電気的かつ物理的接触を維持する。
【００６７】
別の熱アクチュエータが、２０００年９月１２日出願の「Ｄｉｒｅｃｔ  Ａｃｔｉｎｇ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｃｔｕａｔｏｒ」という名称のＵ．Ｓ．Ｐ出願番号０９／６５９，５７２、２０００年９月１２日出願の「Ｄｉｒｅｃｔ  Ａｃｔｉｎｇ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｃｔｕａｔｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｅｎｄｉｎｇ」という名称のＵ．Ｓ．Ｐ出願番号０９／６５９，７９８、２０００年９月１２日出願の「Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｎｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｃｔｕａｔｏｒ」という名称のＵ．Ｓ．Ｐ出願番号０９／６５９，２８２の同一出願人によるＵ．Ｓ．Ｐ出願に開示されている。
【００６８】
図１８および図１９は、本発明による波長イコライザで用いるのに適した別の熱アクチュエータ５００を示している。図１３〜図１７に一般に示されたような熱アクチュエータ５００は、コールドアーム５０４に取付けられた導波路５０２を具備している。導波路５０２は、製作工程の一部として形成されてもよく、または個別の装置として追加されてもよい。導波路５０２は、一般に光ファイバである。導波路５０２は熱膨張をほとんど受けないか、全く受けないため、コールドアーム５０４に効率的に配置されることができる。コールドアーム５０４は、ホットアーム５０６，５０８から電気的に絶縁されることが好ましい。
【００６９】
図１９に最も良く示されているように、熱アクチュエータ５００が不作動配置または面内配置にあるとき、導波路５０２は、隣接する導波路５１０と光学的に結合されるように（図３参照）位置決めされる。作動配置または面外配置において、導波路５０２は、隣接する導波路５１０からそれてもよい（図４参照）。熱アクチュエータ５００に印加される電流を変化させることによって、必要に応じて、離散波長信号５１２を減衰させることができる。
【００７０】
図２０は、図１８および図１９に一般に示されたような熱アクチュエータを用いる別の波長イコライザ５２０の第５の実施形態を示している。入力用光ファイバ５２２は、多重化信号５２６を搬送する。入力用光ファイバ５２２は、波長分割デマルチプレクサ５２４に光学的に結合される。デマルチプレクサ５２４は、入力用ファイバ５２２によって搬送される多重化光信号５２６を複数の離散波長またはチャネル５２８に変換する。離散波長５２８は、それぞれが熱アクチュエータ５３２に取付けられる個別の光ファイバ５３０によって送信される。
【００７１】
熱アクチュエータ５３２が図１９に示された公称配置にあるときに、実質的にすべての光信号５２８は、ファイバ５３０から対応する光ファイバ５３４に送信される。公称配置において、熱アクチュエータ５３２は、面内の不作動配置にあることが好ましい。光ファイバ５３４は、離散波長５２８を射出信号５３８に結合するマルチプレクサ５３６に結合される。
【００７２】
信号５２８の部分的減衰または完全な減衰を生じる光ファイバ５３０，５３４がずれるように（図４参照）、１つ以上の熱アクチュエータ５３２に電流を印加することができる。一実施形態において、コントローラ５４０は、光ファイバ５３０，５３４の上流および／または下流で信号強度を監視し、信号強度を等化するために、熱アクチュエータ５３２の位置を制御する。
【００７３】
本願明細書では本発明の特定の実施形態について図示し、説明しているが、これらの実施形態は本発明の原理の適用において考案されることができるさまざまな可能な特定の配置の例示に過ぎないことを理解すべきである。本発明の範囲および精神を逸脱することなく、当業者によって、これらの原理に基づいて種々の他の配置を考案されることができる。たとえば、本願明細書に開示された湾曲部、補強構造物、アンカ位置、ビーム配置のいずれも、種々の熱アクチュエータを製作するために組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術のメカニカル非反射スイッチ変調器の側面図である。
【図２】
本発明によるスイッチ式波長分割多重化光通信システムの概略図である。
【図３】
図２の波長イコライザにおける光ファイバの端面図である。
【図４】
図２の波長イコライザにおける光ファイバの別の端面図である。
【図５】
本発明による波長イコライザの第２の実施形態の概略図である。
【図６】
本発明による波長イコライザの第３の実施形態の概略図である。
【図７】
本発明による波長イコライザの第４の実施形態の概略図である。
【図８】
本発明による微小機械装置の平面図である。
【図９】
本発明によるジンバルの平面図である。
【図１０】
面外配置におけるミラーに関する図８の微小機械装置の斜視図である。
【図１１】
本発明による別の微小機械装置の斜視図である。
【図１２】
面外配置における図１１の微小機械装置の斜視図である。
【図１３】
本発明によるジンバル式マイクロミラーに用いるための熱アクチュエータの平面図である。
【図１４】
図１３の熱アクチュエータの側面図である。
【図１５】
図１３の熱アクチュエータの断面図である。
【図１６】
図１３の熱アクチュエータの断面図である。
【図１７】
作動位置における図１４の熱アクチュエータの側面図である。
【図１８】
本発明による導波路を含む別の熱アクチュエータの平面図である。
【図１９】
図１８の熱アクチュエータの側面図である。
【図２０】
本発明による波長イコライザの第５の実施形態の概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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