(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の多数のマイクロミラーを有する第１のマイクロ電磁機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス（１０５、１１５、６０５、６１５）を有する光スイッチであって、
一方の端部が前記第１のＭＥＭＳデバイスに光学的に結合されている第１の結像システム（１０７、１０９、１１７、１１９、６１３、９０７、９１３）であって、前記第１のＭＥＭＳデバイスが結合されている前記端部とは反対側の端部において前記第１のＭＥＭＳデバイスの像を生成するような、第１の結像システムを有することを特徴とし、
前記第１のＭＥＭＳデバイスの前記像は、前記第１のＭＥＭＳデバイスよりも、前記光スイッチの入力及び前記光スイッチの出力からなる組のうちの少なくとも一方（１０１、１０３、１２３、１２５）に近接することを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記像は、少なくとも一点において、前記光スイッチの入力及び前記光スイッチの出力からなる組のうちの少なくとも一方により形成される面を横切ることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記第１の結像システムの全体に満たない一部である、前記第１の結像システムの光学的構成要素は、前記全光スイッチのための視野レンズとしても機能することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記第１のＭＥＭＳデバイスから反射された光が通過する視野レンズを更に有することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項５】
視野レンズの機能を果たすために配置され、かつ、前記第１のＭＥＭＳデバイスから反射された光路上の光を反射する曲面鏡（９１３）を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記第１のＭＥＭＳデバイスは、動作中固定されているミラー（９３５）を有するＭＥＭＳデバイスであり、
前記動作中固定されているミラーは、前記第１の結像システムの概ね焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項１、２、４、５又は６に記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記第１のＭＥＭＳデバイスは、前記全光スイッチにより切換られている少なくとも幾つかの波長の光に対して透明な領域を有することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記透明な領域は、前記第１の結像システムの概ね焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記第１の結像システムを通過する光は、ミラー（４２５、４２７）の透明領域を通過し、前記透明領域は、前記全光スイッチにより切換られている少なくとも幾つかの波長の光に対して透明であり、かつ、前記第１の結像システムの光路内に存在するが、前記ミラーの残りの部分は前記結像システムの前記光路内には存在しないことを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項１０】
前記第１の結像システムはテレセントリック結像システムであることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項１１】
（ａ）第２の多数のマイクロミラーを有する第２のマイクロ電磁機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス（１０５、１１５、６０５、６１５）と、
（ｂ）一方の端部が前記第１のＭＥＭＳデバイスに光学的に結合されている第２の結像システム（１０７、１０９、１１７、１１９、６１３、９０７、９１３）であって、前記第２のＭＥＭＳデバイスが結合されている前記端部とは反対側の端部において前記第２のＭＥＭＳデバイスの像を生成するような、第２の結像システムとからなる光スイッチであり、
前記第１のＭＥＭＳデバイスの前記像は、前記第２のＭＥＭＳデバイスよりも、前記光スイッチの入力及び前記光スイッチの出力からなる組のうちの一方に近接し、かつ、前記第２のＭＥＭＳデバイスの前記像は、前記第２のＭＥＭＳデバイスよりも、前記組のうちの他方に近接し、
前記第１のＭＥＭＳデバイスの前記マイクロミラーの少なくとも一つにより反射された光は、前記第２のＭＥＭＳデバイスの前記マイクロミラーの少なくとも一つにより反射されることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項１２】
少なくとも一つのレンズが、前記第１の結像システム及び前記第２の結像システムにより共有されることを特徴とする請求項１１に記載の光スイッチ。
【請求項１３】
全光スイッチにおいて使用する方法であって、
第１の多数のマイクロミラーを有する第１のマイクロ電磁機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを結像するステップであって、前記第１のＭＥＭＳデバイスよりも前記光スイッチの入力及び前記光スイッチの出力からなる組の少なくとも一方に近接する前記第１のＭＥＭＳデバイスの像を形成する、ステップからなることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光マイクロ電磁機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスに関する。更に詳細には、本発明はＭＥＭＳデバイスを用いた全光スイッチング（ａｌｌ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
全光スイッチングの一つの解は、２つのＭＥＭＳデバイスを使用することである。各ＭＥＭＳデバイスは、傾斜可能なマイクロミラー（例えば、微小ミラー）のアレイを有する。このミラーは、可視スペクトルであるか否かに拘わらず、所望の波長の全ての輻射線からなる光線を反射することができる。入力源（例えば、光ファイバ）から出力（例えば、出力ファイバ）まで供給される光のために光路が確立される。光路は例えば、第１の光ＭＥＭＳデバイス上の第１のマイクロミラー（この第１のマイクロミラーは前記入力ファイバに付属されている）を用いて光を第２の光ＭＥＭＳデバイス上の第２のマイクロミラー（この第２のマイクロミラーは前記出力ファイバに付属されている）に向けることにより確立される。次いで、第２のマイクロミラーが光を出力ファイバに向ける。ＭＥＭＳデバイスに接続されている各ファイバは、ＭＥＭＳデバイスのポートと見做される。従って、入力ファイバは入力ポートであり、出力ファイバは出力ポートである。
【０００３】
大抵の場合、入力ファイバから第１の光ＭＥＭＳデバイスの第１のマイクロミラーに向けられる光は最初にマイクロレンズに入射される。このマイクロレンズはＭＥＭＳデバイスに付属され、入力マイクロレンズアレイの一部である。各マイクロレンズの機能はその各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行（コリメート）化することである。別法として、別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、コリメータを形成する集成装置内のファイバ束の各ファイバとレンズを統合させることもできる。マイクロレンズアレイ又はコリメータの同様な集成装置も、出力ＭＥＭＳデバイスと、全光スイッチの出力セクション内の出力ファイバ束との間に間挿されている。出力セクションにおける各マイクロレンズの機能は、光ビームをその各関連出力ファイバに結合させることである。
【０００４】
ＭＥＭＳデバイスを使用する従来技術の全光スイッチングの問題は、任意の特定のマイクロレンズの中心が、その対応する光ファイバの中心と正確に一列に並ばせられないことである。これにより、光ビームがその関連マイクロミラーの中心に向かって直接に進行しないという点で、光ビームは方向エラーを起こす。ＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーから反射されるビームのブロッキングから入力ファイバ束を保護するために必要である、マイクロレンズとＭＥＭＳデバイスとの間の間隔が大きい場合、光ビームは、あったとすれば、中心を外れてマイクロミラーに入射する。その結果、光ビームがマイクロミラーに全く入射しない場合には光はマイクロミラーから全く反射されないか、又は、マイクロミラーに入射しない光ビームの一部がカットされ、そのために、光ビームの減衰を起こすという点で、反射される光ビームは元の光ビームの一部分しか示さない。
【０００５】
同様に、出力セクションにおいて、出力マイクロミラーから反射される光はマイクロレンズに入射せず、その結果、出力ファイバに結合されない。別法として、一部分だけの光をマイクロレンズに入射させると、多くてもその一部分だけの光しかファイバに結合させることができない。その結果、光ビームの減衰を起こす。更に、光が出力マイクロレンズに入射したとしても、マイクロレンズの中心からファイバまでの軸線と平行ではない角度で光が入射すると、マイクロレンズの到達した一部分の光だけが出力ファイバに結合される。この場合も、前記と同様に、光ビームの減衰を生じる。
【０００６】
全光スイッチの別の処理系では、マイクロレンズアレイは使用されない。その代わりに、各ファイバは、コリメータを形成するために、該ファイバに一体化されたレンズを有する。これにより、光は平行ビームとして出射される。光ファイバ束は非常に規則的に形成することができるが、コリメータレンズが照準する方向は、該レンズの中心及びその関連マイクロミラーにより形成される軸線に対して平行ではないこともある。この角度はしばしば、コリメータが実装されるハウジングの角度により設定される。レンズの角度が、該レンズの中心及びその関連するマイクロミラーにより形成される軸線に対して平行でない場合、光ビームがその関連するマイクロミラーの中心に向かって直接進行しないという点で、光ビームは方向エラーを起こす。ＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーから反射されるビームのブロッキングから入力ファイバ束を保護するために必要である、コリメータとＭＥＭＳデバイスとの間の間隔が大きい場合、光ビームは、あったとすれば、中心を外れてマイクロミラーに入射する。その結果、光ビームがマイクロミラーに全く入射しない場合には光はマイクロミラーから全く反射されないか、又は、マイクロミラーに入射しない光ビームの一部がカットされ、そのために、光ビームの減衰を起こすという点で、反射される光ビームは元の光ビームの一部分しか示さない。
【０００７】
同様に、出力セクションにおいて、出力マイクロミラーから反射される光はコリメータレンズに入射せず、その結果、出力ファイバに結合されない。別法として、一部分だけの光をコリメータレンズに入射させると、多くてもその一部分だけの光しかファイバに結合させることができない。その結果、光ビームの減衰を起こす。更に、光が出力マイクロレンズに入射したとしても、マイクロレンズの中心からファイバまでの軸線と平行ではない角度で光が入射すると、マイクロレンズの到達した一部分の光だけが出力ファイバに結合される。この場合も、前記と同様に、光ビームの減衰を生じる。
【０００８】
ファイバ束の代わりに導波路を使用する場合にも同じタイプの問題が出現する。
【０００９】
単一の入力ファイバ又は単一の出力ファイバしか存在しない場合には、光ビームを所望の光路に確実に流すための心合わせを行うことは非常に簡単である。しかし、千本以上もの多数のファイバからなる入力又は出力ファイバ束を使用する場合、全てのビームを平行にさせることは非常に困難な作業である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、千本以上もの多数のファイバからなる入力又は出力ファイバ束を使用する場合に、全てのビームを簡単に平行化させることができる光スイッチを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
平行ではない及び／又は光ビームがその光源から出射されるときに望ましからざる角度で出射されるなどの複数の光ビームを使用する際の前記のような問題点は、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータと、光ビームが向けられる又は出射されるＭＥＭＳデバイスの可動性マイクロミラーとの間に結像システムを間挿ことにより解決できる。このような構成を有する集成装置により、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータの像を、ＭＥＭＳデバイスの位置に、又は光学系の反転性によりこの逆に形成させることができる。従って、従来技術において光ビームが進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータとＭＥＭＳデバイスとの間の間隔は効率的に除去される。斯くして、各光ビームが、そのレンズ又はコリメータとその関連マイクロミラーにより形成される軸線に対して所望の方向に進行しないとしても、該光ビームはその所期の目標から逸脱して進行するような機会を得ることはない。
【００１２】
本発明の或る実施態様では、結像システムは、第１のマイクロミラーからの光の反射角を再形成する。これは、別名「４ｆ系」とも呼ばれる、テレセントリック系を使用することにより行うことができる。本発明の集成装置の物理的サイズは、光路をコンパクト化することにより小さくすることができる。例えば、適当な常用のミラーを使用する及び／又は屈曲された集成装置（すなわち、少なくとも１個の常用のミラーを使用することにより入力と出力の両方の機能を果たすＭＥＭＳデバイス段階が１個しか存在しない集成装置）を使用することにより小型化することができる。システム全体は、導入された任意の反転に原因するように構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による光スイッチングを行うための集成装置の一例の概要構成図である。図１に示されるように、この集成装置は、（ａ）入力ファイバ束１０１，（ｂ）入力マイクロレンズアレイ１０３、（ｃ）入力ＭＥＭＳデバイス１０５，（ｄ）レンズ１０７、（ｅ）レンズ１０９、（ｆ）レンズ１１３、（ｇ）出力ＭＥＭＳデバイス１１５、（ｈ）レンズ１１７、（ｉ）レンズ１１９、（ｊ）出力マイクロレンズアレイ１２３、及び（ｋ）出力ファイバ束１２５を有する。
【００１４】
入力ファイバ束１０１は、スイッチされるべき光信号を供給する。更に詳細には、入力ファイバ束１０１の各ファイバは図１のスイッチングシステムに対する入力ポートである。入力ファイバ束１０１の各ファイバにより供給される光は、マイクロレンズアレイ１０３の一部である対応する各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、コリメータを形成する集成装置内で入力ファイバ束１０１の各ファイバと統合させることができる。その結果、光は平行ビームとして出てくる。
【００１５】
本発明によれば、マイクロレンズアレイ１０３から通過してくる光ビームは、レンズ１０７及び１０９により構成される結像システムに向かい、レンズ１０７から入り、レンズ１０９から出てゆく。結像システムは、マイクロレンズ及び／又はコリメータの像を入力ＭＥＭＳデバイス１０５に形成させるか又は光学系の反転性によりこの逆に像を形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３入力ＭＥＭＳデバイス１０５との間の間隔を効率的に除去する。従って、ファイバ−マイクロレンズ心合わせのエラーにより各光ビームがその所期の方向に進行しないとしても、各光ビームは、その所期の目標から離れて進行する機会を得ることはない。また、更に、光ビームは収束するように配向される。
【００１６】
結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。
【００１７】
本発明の或る実施態様では、結像システムとして、テレセントリック系（別名「４ｆ系」とも呼ばれる）を使用する。テレセントリック系（このような系は当業者に周知である）を使用することにより、光が入力ＭＥＭＳデバイス１０５に到達したときに、各ビームが各マイクロレンズ１０７から出るのにつれて、各ビームの角度は再生される。しかし、好都合なことに、この角度は入力ＭＥＭＳデバイス１０５の面で直接再生される。その結果、光ビームはその角度の線に沿って進行する事は出来ず、従って、ビームが、ビームを反射するために支持されているマイクロミラーを完全に又は部分的にでも外れる機会を有することはない。
【００１８】
テレセントリック系は反転可能なので、入力ＭＥＭＳデバイス１０５の各対応マイクロミラーは、結像システムが使用されていない場合に該マイクロミラーが存在したであろう位置と、正確に同じ位置（例えば、入力ファイバ束１０１からの直進ライン上）には存在しないこともある。結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、入力ＭＥＭＳデバイス１０５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１０７と１０９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００１９】
第１の入力ＭＥＭＳデバイス１０５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを、それぞれ所定の角度で反射するように設定されている。各特定の所定角度は、前記光ビームが出力ＭＥＭＳデバイス１１５上の各所定のマイクロミラーに配向されるように選択される。出力ＭＥＭＳデバイス１１５上の所定のマイクロミラーは、該マイクロミラーからの光ビームが出力として配向される出力ファイバ束１２５の特定のファイバに対応する。マイクロレンズ又はコリメータ及び第１の入力ＭＥＭＳデバイス上のその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行でない方向に沿って伝搬する結像システムに進入する光により生じるエラーは、平行からの光の偏向角が、ミラーを傾斜させることができる最大角度に比べて小さい場合に限り、全光システムの“トレーニング（調教）”により補正される。“トレーニング”は、各ミラーと反対側のセットの各他のミラーとの間の最善の接続をもたらす必要な傾斜を達成するための各ミラーの電極に何ボルトの電圧を印加する必要があるか及び同様に、反対側の各ミラーの電極に何ボルトの電圧を印加する必要があるかを決定するプロセスである。
【００２０】
その特定のマイクロミラーから反射した後、各光ビームはその光軸上の随意レンズ１１３を通過し、出力ＭＥＭＳデバイス１１５に至る。随意レンズ１１３は視野レンズとして機能し、そして、光ビームが各マイクロミラーに入射する角度を、光ビームが向かうであろう位置に変換する。これにより、同じ傾斜を有する全てのマイクロミラーがこれらの光ビームを同じ位置に配向するという点で、入力マイクロレンズを均質化させることできる。更に、視野レンズは、この視野レンズを通過する各ビームを再焦点合わせし、その結果、損失が低下する。
【００２１】
レンズ１１３から通過する各光ビームは出力ＭＥＭＳデバイス１１５の各マイクロミラーに向かう。出力ＭＥＭＳデバイス１１５の各マイクロミラーは、ミラーに入射する光ビームを、各所定角度で反射するように設定されている。各特定の所定角度は、各光ビームが、該光ビームのための出力ファイバとなるべき出力ファイバ束１２５の各ファイバに向かって配向されるように選択される。
【００２２】
その特定のマイクロミラーの反射後及び、その各出力ファイバに到達する前に、各光ビームはレンズ１１７を通過し、次いで、レンズ１１９を通過する。レンズ１１７と１１９は一緒になって、結像システムを形成する。結像システムは、出力ＭＥＭＳデバイス１１５の像を、出力マイクロレンズアレイ１２３及び／又はコリメータ１２３において形成されるか又は光学系の反転性によりこの逆に形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、出力ＭＥＭＳデバイス１１５とマイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３との間の間隔は効果的に除去される。従って、そのマイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行な所望な方向に進行しないとしても、各光ビームはその所望の目標から離れて進行する機会を得ることはない。
【００２３】
入力結像システムのレンズに関連して前記に説明したように、結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。本発明の或る実施態様では、結像システムとしてテレセントリック系を使用する。
【００２４】
結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、出力ＭＥＭＳデバイス１１５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１１７と１１９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００２５】
レンズ１１９から通過する光ビームはマイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、ファイバ束１２５の各出力ファイバに統合させ、これにより、コリメータを形成することもできる。マイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズからの光はその後、マイクロレンズに関連付けられる各出力ファイバ束内を通過する。
【００２６】
本発明の幾つかの実施態様では、結像システムは１個しか使用する必要がない。このような実施態様では、結像システムは入力用にだけ又は出力用にだけ使用することができる。
【００２７】
図１に示されたシステムは、従来技術の装置を凌駕する優れた改善をもたらす。しかし、図１において、入力ＭＥＭＳデバイス１０５は、光ビームが入力ファイバ束１０１のファイバから出てくる面に対する角度に配置され、かつ、同様に、出力ＭＥＭＳデバイス１１５は、光ビームが出力ファイバ束１２５のファイバに進入する面に対する角度に配置されている点で、性能は依然として若干限定される。その結果、各結像システムにより形成されるファイバ束の像はこれらの各ＭＥＭＳデバイスと厳密に共面ではない。このため、像は僅かにピンボケになる。従って、本発明による全光スイッチング集成装置を図２に示す。図２の全光スイッチング集成装置では、ＭＥＭＳデバイスのうちの少なくとも一方を、その各ファイバ束のファイバに進入するか又はファイバから出てくる面に対して平行にさせることができるように光路が配列されている。
【００２８】
図１の集成装置に加えて、図２はホール２２１及び２２３を有するミラーを示す。図１におけるように、入力ファイバ束１０１は、スイッチされるべき光信号を供給する。更に詳細には、入力ファイバ束１０１の各ファイバは図１のスイッチングシステムに対する入力ポートである。入力ファイバ束１０１の各ファイバにより供給される光は、マイクロレンズアレイ１０３の一部である対応する各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、コリメータを形成する集成装置内で入力ファイバ束１０１の各ファイバと統合させることができる。その結果、光は平行ビームとして出てくる。
【００２９】
本発明によれば、マイクロレンズアレイ１０３から通過してくる光ビームは、レンズ１０７及び１０９により構成される結像システムに向かい、レンズ１０７から入り、レンズ１０９から出てゆく。結像システムは、マイクロレンズ及び／又はコリメータの像を入力ＭＥＭＳデバイス１０５に形成させるか又は光学系の反転性によりこの逆に像を形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３入力ＭＥＭＳデバイス１０５との間の間隔を効果的に除去する。従って、ファイバ−マイクロレンズ心合わせのエラーにより各光ビームがその所期の方向に進行しないとしても、各光ビームは、その所期の目標から離れて進行する機会を得ることはない。また、更に、光ビームは収束するように配向される。
【００３０】
結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。
【００３１】
本発明の或る実施態様では、結像システムとして、テレセントリック系（別名「４ｆ系」とも呼ばれる）を使用する。テレセントリック系（このような系は当業者に周知である）を使用することにより、光が入力ＭＥＭＳデバイス１０５に到達したときに、各ビームが各マイクロレンズ１０７から出るのにつれて、各ビームの角度は再生される。しかし、好都合なことに、この角度は入力ＭＥＭＳデバイス１０５の面で直接再生される。その結果、光ビームはその角度の線に沿って進行する事は出来ず、従って、ビームが、ビームを反射するために支持されているマイクロミラーを完全に又は部分的にでも外れる機会を有することはない。
【００３２】
テレセントリック系は反転可能なので、入力ＭＥＭＳデバイス１０５の各対応マイクロミラーは、結像システムが使用されていない場合に該マイクロミラーが存在したであろう位置と、正確に同じ位置（例えば、入力ファイバ束１０１からの直進ライン上）には存在しないこともある。結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、入力ＭＥＭＳデバイス１０５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１０７と１０９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００３３】
本発明によれば、ホール付ミラー２２１のホールがレンズ１０７の焦点位置に存在するように、ホール付ミラー２２１をレンズ１０７と１０９の間に間挿する。ホール付ミラー２２１のホールをレンズ１０７の焦点位置に配置させることにより、結像システムに入る全ての光が焦点を通過し、その結果、ミラー２２１により邪魔されずにホールを通過する。結像システムを出た光は入力ＭＥＭＳデバイス１０５に進入する。入力ＭＥＭＳデバイスは、入力ファイバ束１０１を出る光の面と平行になるように配列されている。
【００３４】
入力ＭＥＭＳデバイス１０５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを各所定角度で反射するように設定されている。特定の所定角度は、光ビームが出力ＭＥＭＳデバイス１１５上の所定のマイクロミラーに向けられるように選択される。この出力ＭＥＭＳデバイス１１５は、光が出力として向けられている出力ファイバ束１２５の特定のファイバに対応する。マイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行でない方向に沿って伝搬する結像システムに進入する光により生じるエラーは、平行からの光の偏向角が、ミラーを傾斜させることができる最大角度に比べて小さい場合に限り、全光システムの“トレーニング”により補正される。
【００３５】
少なくとも入力ＭＥＭＳデバイス１０５及び出力ＭＥＭＳデバイス１１５の中心のミラーはスイッチングには使用できない。同様に、ホール付ミラー内のホールの形状及びサイズに応じて、中心マイクロミラー周囲のその他のマイクロミラーも使用できないということもあり得る。
【００３６】
その特定のマイクロミラーの反射後、各光ビームは、レンズ１０９，ホール付ミラー２２１及びレンズ１１３により形成される結像システムを通過する。この結像システムは、ホール付ミラー２２３の位置に入力ＭＥＭＳデバイス１０５の像を生成する。入力ＭＥＭＳデバイスのこの像は、仮想入力ＭＥＭＳデバイスであると見做すことができる。入力ＭＥＭＳデバイス１０５の像からの光はホール付ミラー２２３から反射され、そして、レンズ１１７を通過して、出力ＭＥＭＳデバイス１１５に向かう。このキャパシティにおいて、レンズ１１７は視野レンズとして機能する。視野レンズは、光が各マイクロミラーに入射する角度を、光が向かう位置に変換する。これにより、全ての入力マイクロミラーを均質化させることができる。この均質化により、同じ傾斜を有する全てのマイクロミラーはこれらの光を同じ位置に配向する。更に、視野レンズは、この視野レンズを通過する各ビームを再焦点合わせし、その結果、損失が低下する。
【００３７】
視野レンズを通過してきた光ビームはそれぞれ出力ＭＥＭＳデバイス１１５の各マイクロミラーに向かう。出力ＭＥＭＳデバイス１１５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを、それぞれ所定の角度で反射するように設定されている。特定の所定角度は、各光ビームが出力ファイバ束１２５の各ファイバに向かうように選択される。出力ファイバ束１２５の各ファイバは、光ビーム用の出力ファイバとなるものである。
【００３８】
その特定のマイクロミラーから反射され、そしてその各出力ファイバに到着した後、各光ビームは、レンズ１１７を次いでレンズ１１９を通過する。レンズ１１７と１１９は一緒になって、結像システムを形成する。結像システムは、出力ＭＥＭＳデバイス１１５及び／又はコリメータの像を、出力マイクロレンズアレイ１２３及び／又はコリメータ１２３において形成されるか又は光学系の反転性によりこの逆に形成させるように配列されている。従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、出力ＭＥＭＳデバイス１１５とマイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３との間の間隔は効果的に除去される。従って、そのマイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインに対して平行に所望の方向に進行しないとしても、各光ビームは、その所期の目標から離れて進行する機会を得ることはない。
【００３９】
入力結像システムのレンズに関連して前記に説明したように、結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。本発明の或る実施態様では、結像システムとしてテレセントリック系を使用する。
【００４０】
結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、出力ＭＥＭＳデバイス１１５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１１７と１１９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００４１】
本発明によれば、ホール付ミラー２２３のホールがレンズ１１７の焦点位置に存在するように、ホール付ミラー２２３をレンズ１１７と１１９の間に間挿する。ホール付ミラー２２３のホールを結像システムの焦点位置に配置させることにより、結像システムに入る全ての光が焦点を通過し、その結果、ホール付ミラー２２３により邪魔されずにホールを通過する。結像システムを出た光は入力ＭＥＭＳデバイス１０５に進入する。好都合なことに、出力ＭＥＭＳデバイス１１５は、出力ファイバ束１２５に入る光の面に対して平行であるように配列されており、斯くして、図１の集成装置に伴う焦点問題が除去される。
【００４２】
レンズ１１９から通過してくる各光ビームはマイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバに供給される光ビームをコリメート（平行化）することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズをファイバ束１２５の各出力ファイバに統合させることができ、これによりコリメータを生成する。マイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズからの光は次いで、これらのマイクロレンズに関連される各出力ファイバ束を通過する。
【００４３】
本発明の幾つかの実施態様では、結像システムは１個しか使用する必要がない。このような実施態様では、結像システムは入力用にだけ又は出力用にだけ使用することができる。また、図２では、ホール付ミラーの角度は４５度であるが、このような特定の角度は不要である。
【００４４】
ホール付ミラーは実際の物理的なホールを有しなくてもよいが、これらの代わりに、ホールの所望位置に、全光スイッチにより切換られる光の波長に対して透明な領域を使用することができる。透明領域に必要なサイズはレンズアレイ１０３から来る光の角度エラーに正比例する。
【００４５】
図３は、図２の全光スイッチング集成装置のための別の構成例を示す。図３では、ホール付ミラー２２１及び２２３が、入力ファイバ束１０１及び出力ファイバ束１２５が、ＭＥＭＳデバイス間の光路の同じ側に存在できるように配向されている。光学的に、光路と機能性は同じである。
【００４６】
図４は、図２の全光スイッチング集成装置のための他の構成例を示す。図４では、ホール付ミラー２２１及び２２３の代わりに、各種結像システムの焦点位置に小型ミラー４２１及び４２３を使用する。小型ミラー４２１及び４２３は、それぞれガラス板４２５及び４２７上に実装させることができる。ガラス板４２５及び４２７は、小型ミラーを光路の外側に支持させることができる。更に、少なくとも１個のＭＥＭＳデバイスをその各ファイバ束に入る又はファイバ束から出る光の面と実際に物理的に平行にさせることができる代わりに、図４の実施態様では、少なくとも１個のＭＥＭＳデバイスを、その各ファイバ束に入るか又はファイバ束から出てくる光の面に対して光学的に平行すなわち仮想的に平行であるように形成する。
【００４７】
図２に示されるように、入力ファイバ束１０１は、スイッチされるべき光信号を供給する。更に詳細には、入力ファイバ束１０１の各ファイバは図１のスイッチングシステムに対する入力ポートである。入力ファイバ束１０１の各ファイバにより供給される光は、マイクロレンズアレイ１０３の一部である対応する各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、コリメータを形成する集成装置内で入力ファイバ束１０１の各ファイバと統合させることができる。その結果、光は平行ビームとして出てくる。
【００４８】
本発明によれば、マイクロレンズアレイ１０３から通過してくる光ビームは、レンズ１０７及び１０９により構成される結像システムに向かい、レンズ１０７から入り、レンズ１０９から出てゆく。結像システムは、マイクロレンズ及び／又はコリメータの像を入力ＭＥＭＳデバイス１０５に形成させるか又は光学系の反転性によりこの逆に像を形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３入力ＭＥＭＳデバイス１０５との間の間隔を効果的に除去する。従って、ファイバ−マイクロレンズ心合わせのエラーにより各光ビームがその所期の方向に進行しないとしても、各光ビームは、その所期の目標から離れて進行する機会を得ることはない。また、更に、光ビームは収束するように配向される。
【００４９】
結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。
【００５０】
本発明の或る実施態様では、結像システムとして、テレセントリック系（別名「４ｆ系」とも呼ばれる）を使用する。テレセントリック系（このような系は当業者に周知である）を使用することにより、光が入力ＭＥＭＳデバイス１０５に到達したときに、各ビームが各マイクロレンズ１０７から出るのにつれて、各ビームの角度は再生される。しかし、好都合なことに、この角度は入力ＭＥＭＳデバイス１０５の面で直接再生される。その結果、光ビームはその角度の線に沿って進行する事は出来ず、従って、ビームが、ビームを反射するために支持されているマイクロミラーを完全に又は部分的にでも外れる機会を有することはない。
【００５１】
テレセントリック系は反転可能なので、入力ＭＥＭＳデバイス１０５の各対応マイクロミラーは、結像システムが使用されていない場合に該マイクロミラーが存在したであろう位置と、正確に同じ位置（例えば、入力ファイバ束１０１からの直進ライン上）には存在しないこともある。結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、入力ＭＥＭＳデバイス１０５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１０７と１０９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００５２】
本発明によれば、小型ミラー４２１が結像システムの焦点位置に存在するように、小型ミラー４２１をレンズ１０７と１０９の間に間挿する。小型ミラー４２１を結像システムの焦点位置に配置させることにより、結像システムに入る全ての光が焦点を通過し、その結果、小型ミラー４２１により反射され、斯くしてその方向がレンズ１０９の方向に変化される。結像システムを出た光は入力ＭＥＭＳデバイス１０５に進入する。入力ＭＥＭＳデバイスは、入力ファイバ束１０１を出る光の面と平行になるように配列されている。
【００５３】
入力ＭＥＭＳデバイス１０５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを各所定角度で反射するように設定されている。特定の所定角度は、光ビームが出力ＭＥＭＳデバイス１１５上の所定のマイクロミラーに向けられるように選択される。この出力ＭＥＭＳデバイス１１５は、光が出力として向けられている出力ファイバ束１２５の特定のファイバに対応する。マイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行でない方向に沿って伝搬する結像システムに進入する光により生じるエラーは、平行からの光の偏向角が、ミラーを傾斜させることができる最大角度に比べて小さい場合に限り、全光システムの“トレーニング”により補正される。
【００５４】
少なくとも入力ＭＥＭＳデバイス１０５及び出力ＭＥＭＳデバイス１１５の中心のミラーはスイッチングには使用できない。同様に、ホール付ミラー内のホールの形状及びサイズに応じて、中心マイクロミラー周囲のその他のマイクロミラーも使用できないということもあり得る。
【００５５】
その特定のマイクロミラーの反射後、各光ビームは、レンズ１０９及びレンズ１１３により形成される結像システムを通過する。この結像システムは、小型ミラーを横切り、かつ、入力ＭＥＭＳデバイス１０５と平行な面の位置に入力ＭＥＭＳデバイス１０５の像を生成する。入力ＭＥＭＳデバイスのこの像は、仮想入力ＭＥＭＳデバイスであると見做すことができる。入力ＭＥＭＳデバイス１０５の像からの光は、レンズ１１７を通過して、出力ＭＥＭＳデバイス１１５へ入射し続ける。このキャパシティにおいて、レンズ１１７は視野レンズとして機能する。視野レンズは、光が各マイクロミラーに入射する角度を、光が向かう位置に変換する。これにより、全ての入力マイクロミラーを均質化させることができる。この均質化により、同じ傾斜を有する全てのマイクロミラーはこれらの光を同じ位置に配向する。更に、視野レンズは、この視野レンズを通過する各ビームを再焦点合わせし、その結果、損失が低下する。
【００５６】
視野レンズを通過してきた光ビームはそれぞれ出力ＭＥＭＳデバイス１１５の各マイクロミラーに向かう。出力ＭＥＭＳデバイス１１５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを、それぞれ所定の角度で反射するように設定されている。各特定の所定角度は、出力ファイバ束１２５が出力ＭＥＭＳデバイス１１５と入力ＭＥＭＳデバイス１０５との間の光路に沿っていれば、各光ビームが、該光ビームのための出力ファイバであるべき出力ファイバ束１２５の各ファイバに向かって配向されるように選択される。
【００５７】
しかし、その特定のマイクロミラーの反射後及び、その各出力ファイバに到達する前に、各光ビームは、レンズ１１７、小型ミラー４２３及びレンズ１１９により構成される結像システムを通過する。結像システムは、出力ＭＥＭＳデバイス１１５の像を、出力ＭＥＭＳデバイス１１５及び入力ＭＥＭＳデバイス１０５との間の光路に対して直角に配置された、出力マイクロレンズアレイ１２３及び／又はコリメータ１２３において形成されるか又は光学系の反転性によりこの逆に形成させるように配列されている。この方向転換は、レンズ１１７の焦点位置に配置された小型ミラー４２３により行われる。従って、結像システムは光路の方向を変化させ、かつ、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、出力ＭＥＭＳデバイス１１５とマイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３との間の間隔も効果的に除去される。従って、そのマイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行な所望な方向に進行しないとしても、各光ビームはその所望の目標から離れて進行する機会を得ることはない。
【００５８】
入力結像システムのレンズに関連して前記に説明したように、結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。本発明の或る実施態様では、結像システムとしてテレセントリック系を使用する。
【００５９】
結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、出力ＭＥＭＳデバイス１１５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１１７と１１９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００６０】
レンズ１１９から通過する各光ビームはマイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、ファイバ束１２５の各出力ファイバに統合させ、これにより、コリメータを形成することもできる。マイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズからの光はその後、マイクロレンズに関連付けられる各出力ファイバ束内を通過する。
【００６１】
図５は、図４の全光スイッチング集成装置のための別の構成例を示す。図５では、小型ミラー４１２及び４２３が、入力ファイバ束１０１及び出力ファイバ束１２５が、ＭＥＭＳデバイス間の光路の同じ側に存在できるように配向されている。光学的に、光路と機能性は同じである。
【００６２】
ホール付ミラーを使用する本発明の実施態様又は小型ミラーを使用する本発明の実施態様若しくはホール付ミラーと小型ミラーを併用する実施態様に拘わらず、異なる角度を有するその他の実施態様は、本明細書に開示された原理を使用することにより当業者であれば容易に想到することもできる。
【００６３】
図６は、本発明による全光スイッチング集成装置の別の例の概要構成図である。図６の集成装置では、光路は、少なくとも１個のＭＥＭＳデバイスがその各ファイバ束のファイバに進入するか又はファイバから出る光の面に対して平行であるように配列されている。図６の集成装置は、（ａ）入力ファイバ束１０１、（ｂ）入力マイクロレンズアレイ１０３，（ｃ）ホールを有する入力ＭＥＭＳデバイス６０５、（ｄ）レンズ１０７，（ｅ）レンズ６１３、（ｆ）ホールを有する出力ＭＥＭＳデバイス６１５、（ｇ）レンズ１１９，（ｈ）出力マイクロレンズアレイ１２３及び（ｉ）出力ファイバ束１２５からなる。
【００６４】
入力ファイバ束１０１は、スイッチされるべき光信号を供給する。更に詳細には、入力ファイバ束１０１の各ファイバは図６のスイッチングシステムに対する入力ポートである。入力ファイバ束１０１の各ファイバにより供給される光は、マイクロレンズアレイ１０３の一部である対応する各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、コリメータを形成する集成装置内で入力ファイバ束１０１の各ファイバと統合させることができる。その結果、光は平行ビームとして出てくる。
【００６５】
本発明によれば、マイクロレンズアレイ１０３から通過してくる光ビームは、レンズ１０７及び６１３により構成される結像システムに向かい、レンズ１０７から入り、レンズ６１３から出てゆく。結像システムは、マイクロレンズ及び／又はコリメータの像をホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５に形成させるか又は光学系の反転性によりこの逆に像を形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３入力ＭＥＭＳデバイス１０５との間の間隔を効果的に除去する。従って、ファイバ−マイクロレンズ心合わせのエラーにより各光ビームがその所期の方向に進行しないとしても、各光ビームは、その所期の目標から離れて進行する機会を得ることはない。また、更に、光ビームは収束するように配向される。
【００６６】
本発明によれば、ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５のホールがレンズ１０７の焦点位置に配置されるように、ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５が、レンズ１０７とレンズ６１３との間に間挿されている。ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５のホールをレンズ１０７の焦点位置に配置させることにより、結像システムに入る全ての光が焦点を通過する、すなわち、ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５により邪魔されずにホールを通過する。結像システムを出た光はホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５に進入する。ホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５は、入力ファイバ束１２５から出てくる光の面に対して平行であるように配列されている。
【００６７】
結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。
【００６８】
本発明の或る実施態様では、結像システムとして、テレセントリック系（別名「４ｆ系」とも呼ばれる）を使用する。テレセントリック系（このような系は当業者に周知である）を使用することにより、光がホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５に到達したときに、各ビームが各マイクロレンズ１０７から出るのにつれて、各ビームの角度は再生される。しかし、好都合なことに、この角度はホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５の面で直接再生される。その結果、光ビームはその角度の線に沿って進行する事は出来ず、従って、ビームが、ビームを反射するために支持されているマイクロミラーを完全に又は部分的にでも外れる機会を有することはない。
【００６９】
本発明によれば、入力ＭＥＭＳデバイス６０５のホールがレンズ６１３の焦点位置に配置されるように、入力ＭＥＭＳデバイス６０５が、レンズ６１３とレンズ１１９との間に間挿されている。
【００７０】
テレセントリック系は反転可能なので、ホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５の各対応マイクロミラーは、結像システムが使用されていない場合に該マイクロミラーが存在したであろう位置と、正確に同じ位置（例えば、入力ファイバ束１０１からの直進ライン上）には存在しないこともある。結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、ホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１０７と６１３との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００７１】
入力ＭＥＭＳデバイス６０５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを、各所定角度で反射するように設定されている。特定の所定角度は、光ビームがホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５上の所定のマイクロミラーに向けられるように選択される。このホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５は、光が出力として向けられている出力ファイバ束１２５の特定のファイバに対応する。マイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行でない方向に沿って伝搬する結像システムに進入する光により生じるエラーは、平行からの光の偏向角が、ミラーを傾斜させることができる最大角度に比べて小さい場合に限り、全光システムの“トレーニング”により補正される。
【００７２】
その特定のマイクロミラーから反射した後、各光ビームは、視野レンズとして機能するレンズ６１３を通過する。視野レンズは、光ビームが各マイクロミラーに入射する角度を、光ビームが向かうであろう位置に変換する。これにより、同じ傾斜を有する全てのマイクロミラーがこれらの光ビームを同じ位置に配向するという点で、入力マイクロレンズを均質化させることできる。更に、視野レンズは、この視野レンズを通過する各ビームを再焦点合わせし、その結果、損失が低下する。
【００７３】
視野レンズを通過した各光ビームはホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５の各マイクロミラーに向かう。ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを、各所定角度で反射するように設定されている。各特定の所定角度は、各光ビームが、該光ビームのための出力ファイバとなるべき出力ファイバ束１２５の各ファイバに向かって配向されるように選択される。
【００７４】
ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５のその特定のマイクロミラーの反射後及び、その各出力ファイバに到達する前に、各光ビームはレンズ６１３を通過し、次いで、レンズ１１９を通過する。レンズ６１３と１１９は一緒になって、結像システムを形成する。結像システムは、ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５及び／又はコリメータの像を、出力マイクロレンズアレイ１２３及び／又はコリメータ１２３において形成されるか又は光学系の反転性によりこの逆に形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５とマイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３との間の間隔は効果的に除去される。従って、そのマイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行な所望な方向に進行しないとしても、各光ビームはその所望の目標から離れて進行する機会を得ることはない。
【００７５】
入力結像システムのレンズに関連して前記に説明したように、結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。本発明の或る実施態様では、結像システムとしてテレセントリック系を使用する。
【００７６】
結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、ホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ６１３とレンズ１１９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００７７】
レンズ１１９を抜けた各光ビームはマイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、ファイバ束１２５の各出力ファイバに統合させ、これにより、コリメータを形成することもできる。マイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズからの光はその後、マイクロレンズに関連付けられる各出力ファイバ束内を通過する。
【００７８】
ホール付入力ＭＥＭＳデバイス６０５又はホール付出力ＭＥＭＳデバイス６１５の中心部にマイクロミラーを配設しないこともできる。また、同様に、ホール付ＭＥＭＳデバイスのホールの形状及びサイズに応じて、マイクロミラーアレイの中心の周囲に別の方法で存在したであろうその他のマイクロミラーも使用できないかもしれないということもあり得る。ホールは実際の物理的な穴である必要はなく、ホールは、全光スイッチによりスイッチされる光の波長に対して透明である領域でありさえすればよい。更に、ホールは、ＭＥＭＳデバイスの“中心”に存在するように図示され、かつ説明されているが、中心に存在する必要はない。当業者であれば、ホールを別の位置に配置させたり、別の動作実施態様を開発することができる。ホールの異なる位置を補正するために、レンズ配置又は構成部品の角度を偏向することは当業者により容易に想到される。更に、ＭＥＭＳデバイスに命中することを避けるために、光を上方又は下方へ向けることにより、ホールを完全に除去することもできる。このような構成例を図７に示す。図７におけるＭＥＭＳデバイスはホールを有しないので、このＭＥＭＳデバイスは単に、入力ＭＥＭＳデバイス及び出力ＭＥＭＳデバイスと呼ばれ、図１〜６におけるように、それぞれ符号１０５及び１１５が付けられている。
【００７９】
図８は、図６に示された全光スイッチング集成装置の一層簡単かつコンパクトな実施態様を示す概要構成図である。図８の集成装置は、（ａ）入力ファイバ束１０１、（ｂ）入力マイクロレンズアレイ１０３，（ｃ）ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５、（ｄ）レンズ１０７，（ｅ）レンズ６１３、（ｆ）ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５、（ｇ）レンズ１１９，（ｈ）出力マイクロレンズアレイ１２３及び（ｉ）出力ファイバ束１２５からなる。
【００８０】
入力ファイバ束１０１は、スイッチされるべき光信号を供給する。更に詳細には、入力ファイバ束１０１の各ファイバは図８のスイッチングシステムに対する入力ポートである。入力ファイバ束１０１の各ファイバにより供給される光は、マイクロレンズアレイ１０３の一部である対応する各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、コリメータを形成する集成装置内で入力ファイバ束１０１の各ファイバと統合させることができる。その結果、光は平行ビームとして出てくる。
【００８１】
本発明によれば、マイクロレンズアレイ１０３から通過してくる光ビームは、レンズ１０７及び６１３により構成される結像システムに向かい、レンズ１０７で入り、レンズ６１３で出てゆく。結像システムは、マイクロレンズ及び／又はコリメータの像をミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５に形成させるか又は光学系の反転性によりこの逆に像を形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３入力ＭＥＭＳデバイス１０５との間の間隔を効果的に除去する。従って、ファイバ−マイクロレンズ心合わせのエラーにより各光ビームがその所期の方向に進行しないとしても、各光ビームは、その所期の目標から離れて進行する機会を得ることはない。また、更に、光ビームは収束するように配向される。
【００８２】
本発明によれば、ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５のミラー８４５がレンズ１０７の焦点位置に配置されるように、ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５が、レンズ１０７とレンズ６１３との間に光学的に存在している。ミラー付ＭＥＭＳデバイスを示す場合に呼ばれるミラーは、ＭＥＭＳデバイス上に包含されるが、ＭＥＭＳデバイス上に組み込まれたその他のマイクロミラーと同様に、光スイッチの動作中は移動されないミラーである。このミラーは、ＭＥＭＳデバイス上に製造された、又はそうでなければ、ＭＥＭＳデバイス上に組み込まれた別個の固定ミラーであるか、又は固定傾斜角に設定されたマイクロミラーであることもできる。ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５の場合、ミラーはミラー８４５であり、一方、ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５の場合、ミラーはミラー８３５である。
【００８３】
図１０は、ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５の一部の部分拡大図である。図１０には、ＭＥＭＳデバイス基板１０５１、マイクロミラー１０５３及びミラー８３５が図示されている。マイクロミラー１０５３は自由に傾斜させることができるが、ミラー８３５は固定傾斜角に維持されている。ミラー８４５を有する入力ＭＥＭＳデバイスも同じ構造を有する。
【００８４】
ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５のミラー８４５をレンズ１０７の焦点位置に配置させることにより、結像システムに入る全ての光は焦点を通過する。従って、この光はミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５のミラー８４５により反射される。結像システムを出た光はミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５に進む。
【００８５】
結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。
【００８６】
本発明の或る実施態様では、結像システムとして、テレセントリック系（別名「４ｆ系」とも呼ばれる）を使用する。テレセントリック系（このような系は当業者に周知である）を使用することにより、光がミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５に到達したときに、各ビームが各マイクロレンズ１０７から出るのにつれて、各ビームの角度は再生される。しかし、好都合なことに、この角度はミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５の面で直接再生される。その結果、光ビームはその角度の線に沿って進行する事は出来ず、従って、ビームが、ビームを反射するために支持されているマイクロミラーを完全に又は部分的にでも外れる機会を有することはない。
【００８７】
テレセントリック系は反転可能なので、ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５の各対応マイクロミラーは、結像システムが使用されていない場合に該マイクロミラーが存在したであろう位置と、正確に同じ位置（例えば、入力ファイバ束１０１からの直進ライン上）には存在しないこともある。結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１０３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ１０７と６１３との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００８８】
入力ＭＥＭＳデバイス６０５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを各所定角度で反射するように設定されている。各特定の所定角度は、光ビームがミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５上の所定のマイクロミラーに向けられるように選択される。このミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５は、光が出力として向けられている出力ファイバ束１２５の特定のファイバに対応する。マイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行でない方向に沿って伝搬する結像システムに進入する光により生じるエラーは、平行からの光の偏向角が、ミラーを傾斜させることができる最大角度に比べて小さい場合に限り、全光システムの“トレーニング”により補正される。
【００８９】
その特定のマイクロミラーから反射した後、各光ビームは、視野レンズとして機能するレンズ６１３を通過する。視野レンズは、光ビームが各マイクロミラーに入射する角度を、光ビームが向かうであろう位置に変換する。これにより、同じ傾斜を有する全てのマイクロミラーがこれらの光ビームを同じ位置に配向するという点で、入力マイクロレンズを均質化させることできる。更に、視野レンズは、この視野レンズを通過する各ビームを再焦点合わせし、その結果、損失が低下する。
【００９０】
視野レンズを通過した各光ビームはミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５の各マイクロミラーに向かう。ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを各所定角度で反射するように設定されている。各特定の所定角度は、各光ビームが、該光ビームのための出力ファイバとなるべき出力ファイバ束１２５の各ファイバに向かって配向されるように選択される。
【００９１】
その特定のマイクロミラーの反射後及び、その各出力ファイバに到達する前に、各光ビームはレンズ６１３を通過し、次いで、レンズ１１９を通過する。レンズ６１３と１１９は一緒になって結像システムを形成する。結像システムは、ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５及び／又はコリメータの像を、出力マイクロレンズアレイ１２３及び／又はコリメータ１２３において形成されるか又は光学系の反転性によりこの逆に形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５とマイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３との間の間隔は効果的に除去される。従って、そのマイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行な所望な方向に進行しないとしても、各光ビームはその所望の目標から離れて進行する機会を得ることはない。
【００９２】
本発明によれば、ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５のミラー８３５がレンズ６１３の焦点位置に存在するように、ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５をレンズ６１３と１１９の間に間挿する。ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５のミラー８３５を結像システムの焦点位置に配置させることにより、結像システムに入る全ての光が焦点を通過し、その結果、ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス８０５のミラー８３５により反射される。
【００９３】
入力結像システムのレンズに関連して前記に説明したように、結像システムを構成するために２枚のレンズが図示されているが、これは単なる説明目的のための例示である。例えば、１枚以上のレンズを使用する結像システムなどのような任意の結像システムを使用できることは当業者に容易に想到できる。本発明の或る実施態様では、結像システムとしてテレセントリック系を使用する。
【００９４】
結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス８１５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ１２３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ６１３とレンズ１１９との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【００９５】
レンズ１１９を通過した各光ビームはマイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、ファイバ束１２５の各出力ファイバに統合させ、これにより、コリメータを形成することもできる。マイクロレンズアレイ１２３の各マイクロレンズからの光はその後、マイクロレンズに関連付けられる各出力ファイバ束内を通過する。
【００９６】
ミラー付ＭＥＭＳデバイスのミラーが配置されている場合、スイッチングのためにマイクロミラーを使用しないこともできる。更に、ミラーは、ＭＥＭＳデバイスの“中心”に存在するように図示され、かつ説明されているが、中心に存在する必要はない。当業者であれば、ミラーを別の位置に配置させたり、別の動作実施態様を開発することができる。ホールの異なる位置を補正するために、レンズ配置又は構成部品の角度を偏向することは当業者により容易に想到される。
【００９７】
前記の説明において、入力ファイバ束、出力ファイバ束、ＭＥＭＳデバイス等の意味は基本的に単なる例示である。なぜなら、各交差接続ファイバ対は実際にこれらの間で双方向接続を有するからである。しかし、入力ファイバは、入力ファイバの光が出力として配向されているファイバ以外の出力ファイバから出力するために光を受光することはできないかもしれない。
【００９８】
図９は、図８に示された全光スイッチング集成装置の屈曲形実施態様の概要構成図である。図９には、（ａ）ファイバ束９０１、（ｂ）マイクロレンズアレイ９０３、（ｃ）ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５、（ｄ）レンズ９０７及び（ｅ）曲面ミラー９１３が図示されている。前記の実施態様と異なり、ファイバ束９０１は、光を供給する入力ファイバと、光を受光する出力ファイバの両方を包含する。従って、ファイバ束９０１は入力ポート及び出力ポートの両方として機能する。しかし、入力ファイバ及び出力ファイバのこのような意味は基本的に単なる例示である。なぜなら、各交差接続ファイバ対は実際にこれらの間で双方向接続を有するからである。ユーザが入力ファイバとして選定する特定のファイバは、ユーザが出力ファイバとして選定するために選択するその他のファイバと一対にすることもできる。
【００９９】
ファイバ束９０１の入力ファイバから供給される光は、第１のマイクロレンズアレイ９０３の関連する各マイクロレンズを通過する。各マイクロレンズの機能は、その各関連入力ファイバから供給される光ビームを平行化することである。本発明の別の実施態様では、個別のマイクロレンズアレイを使用する代わりに、レンズを、コリメータを形成する集成装置内で入力ファイバ束９０１の各ファイバと統合させることができる。その結果、光は平行ビームとして出てくる。
【０１００】
本発明によれば、マイクロレンズアレイ９０３から通過してくる光ビームは、レンズ９０７、ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５のミラー９３５及び曲面ミラー９１３により構成される結像システムに入射する。光はレンズ９０７で入り、レンズ９０７の略焦点位置に配置するミラー９３５で再配向された後、曲面ミラー９１３を出る。ミラー９３５は曲面ミラー９１３の略焦点位置にも位置している。結像システムは、マイクロレンズ及び／又はコリメータの像をミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５に形成させるか又は光学系の反転性によりこの逆に像を形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ９０３とミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５との間の間隔を効果的に除去する。従って、ファイバ−マイクロレンズ心合わせのエラーにより各光ビームがその所期の方向に進行しないとしても、各光ビームは、その所期の目標から離れて進行する機会を得ることはない。
【０１０１】
ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５は、図１０に示されるミラー付ＭＥＭＳデバイス８１５と同じ構造を有する。
【０１０２】
ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス９０５のミラーをレンズ９０７の焦点位置に配置させることにより、結像システムに入る全ての光は焦点を通過する。従って、この光はミラー付出力ＭＥＭＳデバイス９０５のミラー９３５により反射される。結像システムを出た光はミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５に進む。
【０１０３】
本発明の或る実施態様では、結像システムとして、テレセントリック系（別名「４ｆ系」とも呼ばれる）を使用する。テレセントリック系（このような系は当業者に周知である）を使用することにより、光がミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５に到達したときに、各ビームが各マイクロレンズ９０３から出るのにつれて、各ビームの角度は再生される。しかし、好都合なことに、この角度はミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５の面で直接再生される。その結果、光ビームはその角度の線に沿って進行する事は出来ず、従って、ビームが、ビームを反射するために支持されているマイクロミラーを完全に又は部分的にでも外れる機会を有することはない。
【０１０４】
テレセントリック系は反転可能なので、ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス９０５の各対応マイクロミラーは、結像システムが使用されていない場合に該マイクロミラーが存在したであろう位置と、正確に同じ位置（例えば、入力ファイバ束９０１からの直進ライン上）には存在しないこともある。結像システムは、元のサイズに比べて像のサイズを変化させることもできる。これにより、ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５のマイクロミラーは、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ９０３のサイズ及び／又は間隔よりも異なるサイズ及び／又は間隔を有することができる。また、フィルファクター（すなわち、スポットサイズと、スポット間、ファイバ束とＭＥＭＳデバイスのマイクロミラーとの間の間隔との間の比率）が実質的に維持されている場合、マイクロレンズ及び／又はコリメータ無しでファイバ束を使用することもできる。更に、例えば、マルチキャスト、放送、監視、保護及び回復機能を実現するために、結像システムを介して多数の信号路を形成するように、例えば、レンズ９０７と曲面ミラー９１３との間で光スプリッターを使用することもできる。好都合なことに、システム設計の高度な柔軟性が達成される。
【０１０５】
ＭＥＭＳデバイス９０５の各マイクロミラーは、該ミラーに入射する光ビームを、各所定角度で反射するように設定されている。各特定の所定角度は、光ビームがミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５上の所定のマイクロミラーに向けられるように選択される。このミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５は、光が曲面ミラー９１３により反射された後に、光が出力として向けられているファイバ束１２５の特定の出力ファイバに対応する。また、このミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５は、視野レンズの機能も果たす。視野レンズは、光が各マイクロミラーに入射する角度を、光が向かう位置に変換する。これにより、全ての入力マイクロミラーを均質化させることができる。この均質化により、同じ傾斜を有する全てのマイクロミラーはこれらの光を同じ位置に配向する。更に、視野レンズは、この視野レンズを通過する各ビームを再焦点合わせし、その結果、損失が低下する。マイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行でない方向に沿って伝搬する結像システムに進入する光により生じるエラーは、平行からの光の偏向角が、ミラーを傾斜させることができる最大角度に比べて小さい場合に限り、全光システムの“トレーニング”により補正される。
【０１０６】
曲面ミラー９１３から戻って通過した各光ビームは、ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５の各マイクロミラーに入射する。ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５の各マイクロミラーは、光が出力として供給されるファイバ束１０１の特定のファイバに光を向けるために使用される点で、ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５の各マイクロミラーは出力マイクロミラーである。ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５の各出力マイクロミラーは、各所定角度でミラーに入射する光ビームを反射するように設定されている。各特定の所定角度は、各光ビームが、ファイバ束９０１の各出力ファイバに向かって配向されるように選択される。
【０１０７】
その特定の出力マイクロミラーの反射後及び、その各出力ファイバに到達する前に、各光ビームは、曲面ミラー９１３、ミラー９３５及びレンズ９０７により構成される結像システムを通過する。この結像システムは入力光ビームが最初に通過した結像システムと同一である。前記のように、結像システムは、ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５の像を、マイクロレンズアレイ９０３及び／又はコリメータ９０３において形成されるか又は光学系の反転性によりこの逆に形成させるように配列されている。従って、従来技術の集成装置において光ビームが効率的に進行していた、ミラー付ＭＥＭＳデバイス９０５とマイクロレンズアレイ及び／又はコリメータ９０３との間の間隔は効果的に除去される。従って、そのマイクロレンズ又はコリメータ及びその関連マイクロミラーの中心により形成されるラインと平行な所望な方向に進行しないとしても、各光ビームはその所望の目標から離れて進行する機会を得ることはない。
【０１０８】
レンズ９０７を通過した各出力光ビームはマイクロレンズアレイ９０３の各マイクロレンズを通過する。マイクロレンズアレイ９０３の各マイクロレンズからの光はその後、該マイクロレンズに関連されるファイバ束９０１の各出力ファイバに入射する。
【０１０９】
ミラー付ＭＥＭＳデバイスのミラーが配置されている場合、スイッチングのためにマイクロミラーを使用しないこともできる。更に、ミラーは、ＭＥＭＳデバイスの“中心”に存在するように図示され、かつ説明されているが、中心に存在する必要はない。当業者であれば、ミラーを別の位置に配置させたり、別の動作実施態様を開発することができる。ホールの異なる位置を補正するために、レンズ配置又は構成部品の角度を偏向することは当業者により容易に想到される。
【０１１０】
前記のように、図９の実施態様は本発明の屈曲形態の一例である。当業者であれば、本発明のその他の実施態様の屈曲形態を容易に開発することができる。
【０１１１】
光ビームを入力として供給する光ファイバの代わりに、光ビームは光源（例えば、レーザ、発光ダイオード、平面導波管など）により供給することもできる。同様に、光ファイバに出力として光ビームを受光させる代わりに、光ビームは光検出器、平面導波管などのようなその他の受光器により受光させることもできる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来技術において光ビームが進行していた、マイクロレンズアレイ及び／又はコリメータとＭＥＭＳデバイスとの間の間隔は効率的に除去される。斯くして、各光ビームが、そのレンズ又はコリメータとその関連マイクロミラーにより形成される軸線に対して所望の方向に進行しないとしても、該光ビームはその所期の目標から逸脱して進行するような機会を得ることはない。
【０１１３】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参照番号がある場合は、発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明により光スイッチングを行うための集成装置の一例の概要構成図である。
【図２】  少なくとも１個のＭＥＭＳデバイスが、その各ファイバ束のファイバに入るか又はファイバから出る光の面に対して平行であることができるように光路が配列されている全光スイッチング集成装置の一例の概要構成図である。
【図３】  入力ファイバ束及び出力ファイバ束がＭＥＭＳデバイス間の光路の同じ側にあることができるようにホール付ミラーが配向されている、図２の全光スイッチング集成装置の別の例の概要構成図である。
【図４】  ホール付ミラーを使用する代わりに、様々な結像システムの焦点位置で小型ミラーを使用する、図２の全光スイッチング集成装置の他の例の概要構成図である。
【図５】  入力ファイバ束及び出力ファイバ束がＭＥＭＳデバイス間の光路の同じ側にあることができるように小型ミラーが配向されている、図４の全光スイッチング集成装置の別の例の概要構成図である。
【図６】  少なくとも１個のＭＥＭＳデバイスが、その各ファイバ束のファイバに入るか又はファイバから出る光の面に対して平行であることができるように光路が配列されている、本発明による全光スイッチング集成装置の別の簡略化された実施態様の概要構成図である。
【図７】  ホール付ミラー又は小型ミラーを必要としない本発明の別の実施態様の概要構成図である。
【図８】  図６に示された全光スイッチング集成装置の簡単かつコンパクトにされた別の実施態様の概要構成図である。
【図９】  図８に示された全光スイッチング集成装置の屈曲型の実施態様の概要構成図である。
【図１０】  図８に示されたミラー付出力ＭＥＭＳデバイスの一部の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０１  入力ファイバ束
１０３  入力マイクロレンズアレイ
１０５  入力ＭＥＭＳデバイス
１０７，１０９  レンズ
１１３  レンズ
１１５  出力ＭＥＭＳデバイス
１１７，１１９  レンズ
１２３  出力マイクロレンズアレイ
１２５  出力ファイバ束
２２１，２２３  ホール付ミラー
４２１，４２３  小型ミラー
４２５，４２７  ガラス板
６０５  ホール付入力ＭＥＭＳデバイス
６１３  レンズ
６１５  ホール付出力ＭＥＭＳデバイス
８０５  ミラー付入力ＭＥＭＳデバイス
８１５  ミラー付出力ＭＥＭＳデバイス
８３５，８４５  ミラー
９０１  ファイバ束
９０３  マイクロレンズアレイ
９０５  ミラー付ＭＥＭＳデバイス
９０７  レンズ
９１３  曲面ミラー
９３５  ミラー
【図１】
0004205900.tif 000002
【図２】
0004205900.tif 000003
【図３】
0004205900.tif 000004
【図４】
0004205900.tif 000005
【図５】
0004205900.tif 000006
【図６】
0004205900.tif 000007
【図７】
0004205900.tif 000008
【図８】
0004205900.tif 000009
【図９】
0004205900.tif 000010
【図１０】
0004205900.tif 000011