專利名稱：光開關(guān)以及用于控制光開關(guān)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光開關(guān)以及用于控制光開關(guān)的裝置和方法。具體而言，本發(fā)明涉及一種適于在下述情況中的技術(shù)通過改變反射面的角度來使光路偏轉(zhuǎn)以將反射光束導(dǎo)向多個(gè)輸出端口中的任意一個(gè)。
背景技術(shù)：
迄今為止，在將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)之后借助于電開關(guān)來執(zhí)行光傳輸系統(tǒng)中的信道切換。然而，使用在不將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的情況下原樣地對(duì)光信號(hào)進(jìn)行切換的開關(guān)(光開關(guān))可以提高信道切換速度和效率。
圖13、14和15示出了光開關(guān)的結(jié)構(gòu)。圖13示出了光開關(guān)的透視示意圖，圖14示出了其側(cè)視示意圖，圖15示出了其平面示意圖。
如圖13至15所示，光開關(guān)10例如包括波長空間分光光學(xué)元件(波長空間分光裝置)1，用于根據(jù)波長來對(duì)WDM(波分復(fù)用)光束進(jìn)行空間分光；輸入/輸出光學(xué)系統(tǒng)(輸入光學(xué)系統(tǒng)和輸出光學(xué)系統(tǒng))2，該系統(tǒng)具有排列成陣列的輸入端口(輸入光纖)21和輸出端口(輸出光纖)22以及多個(gè)準(zhǔn)直透鏡[準(zhǔn)直透鏡陣列(準(zhǔn)直裝置)]23等等；聚光透鏡[聚光光學(xué)系統(tǒng)(聚光裝置)]3；以及可動(dòng)反射體70，其具有與分光后的多個(gè)波長分別對(duì)應(yīng)的MEMS反射鏡(光偏轉(zhuǎn)裝置)4。
作為上述波長空間分光光學(xué)元件1，例如可使用透射型的衍射光柵。WDM光束從輸入端口21輸入到波長空間分光光學(xué)元件1上，并且波長空間分光光學(xué)元件1根據(jù)波長而將包含在WDM光束中的波長成分分散到不同方向，并且輸出這些波長成分。
上述可動(dòng)反射體70具有多個(gè)微型反射鏡(MEMS反射鏡)4，作為在元件(衍射光柵)1的波長分光方向上排列成陣列的光偏轉(zhuǎn)裝置。各個(gè)MEMS反射鏡4執(zhí)行波長選擇切換的功能，對(duì)上述元件1所分光的光束當(dāng)中的照射在自身上的與其自己的位置相對(duì)應(yīng)的光束進(jìn)行反射，并且把該光束導(dǎo)向輸入/輸出光學(xué)系統(tǒng)2中的多個(gè)輸出端口22的任意一個(gè)。
可以通過改變MEMS反射鏡4的反射面角度來選擇輸出端口22。通過對(duì)各個(gè)MEMS反射鏡4的反射面角度進(jìn)行獨(dú)立控制，可單獨(dú)地對(duì)多個(gè)波長中的每一個(gè)執(zhí)行不同的切換。
例如，如圖14和15所示，通過改變一個(gè)MEMS反射鏡4的反射面角度以將該反射光束導(dǎo)向不同的輸出端口23(例如，沿著端口21和22的排列方向改變反射面的角度)，可將從輸入端口21輸入的WDM光束中包含的預(yù)定波長分配給任意一個(gè)輸出端口22(例如，參考下面的專利文獻(xiàn)1)。
當(dāng)選擇輸出端口22時(shí)，通過精細(xì)地改變各個(gè)MEMS反射鏡4的角度，而不用動(dòng)態(tài)地移動(dòng)該角度，即可衰減輸入到輸出端口22的光強(qiáng)度(也就是說，可實(shí)現(xiàn)光衰減器功能)。
各個(gè)MEMS反射鏡4可以繞兩個(gè)軸動(dòng)作，也就是說，其反射鏡角度可在圖14所示的沿著波長分光方向的方向(水平方向)上以及圖15所示的垂直于波長分光方向的方向(垂直方向)上變化。
專利文獻(xiàn)1日本特表2003-515187號(hào)公報(bào)當(dāng)對(duì)輸出端口22進(jìn)行切換時(shí)，如果所要切換到的端口是相鄰的端口22，那么MEMS反射鏡4的反射鏡角度在輸出端口22的排列方向上變化。當(dāng)必須切換到不相鄰的端口時(shí)，必須避免光束泄漏到相鄰端口22。
如圖16示意性所示，首先在水平方向(沿著波長分光方向的方向)上改變MEMS反射鏡4的反射鏡角度，以使光束位置在水平方向上從原來的輸出端口(22a)位置移動(dòng)到遠(yuǎn)離的位置(光束不會(huì)泄漏到輸出端口22的位置稱作光隔離區(qū)域11)(參考箭頭A)。此后，在垂直方向(與波長分光方向相垂直的方向)上改變反射鏡角度，以使光束位置移動(dòng)到與目標(biāo)輸出端口22(22c)的中心位置相對(duì)應(yīng)的位置(參考箭頭B)。接下來，再次在水平方向(但是，與第一次相反的方向)上改變反射鏡角度，以使光束移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22(22c)，并且使光束照射在其上(參考箭頭C)。
根據(jù)如上所述的端口切換，可減小輸出端口之間22的距離(間距)(大約1.5mm)。
然而，當(dāng)對(duì)輸出端口進(jìn)行切換時(shí)(當(dāng)使光束衰減時(shí))，該切換操作可使透過波段特性具有圖17所示的形狀。圖17示出了光束點(diǎn)半徑與包含衍射效果的波段特性之間的關(guān)系，表示了改變MEMS反射鏡4的角度時(shí)在MEMS反射鏡4的各個(gè)角度(0°、1.2°、1.5°以及2.0°)上獲得的多個(gè)不同特性。在圖17中，縱軸表示透過強(qiáng)度(dB)，橫軸表示MEMS反射鏡4的寬度(分光方向上的長度)是1(±0.5)時(shí)的波長波段，即規(guī)一化的波長波段。圖17表示當(dāng)MEMS反射鏡4的角度增大時(shí)，產(chǎn)生了從中部的平坦部分升起的凸?fàn)畹耐高^波段特性，也就是說，在透過波段的外側(cè)(旁帶，side lobe)附近產(chǎn)生了凸起。
圖18示出了該原理。
假定波長空間分光光學(xué)元件1所分散的各個(gè)光束是中心波長，將各個(gè)MEMS反射鏡4設(shè)置為使具有中心波長的各個(gè)光束照射在MEMS反射鏡4的中心位置上。如果包含在WDM光束之中的各個(gè)波長實(shí)際上未從中心波長偏移，則各個(gè)光束照射在MEMS反射鏡4的中心位置上，如圖18中的框100中的標(biāo)號(hào)5c所示。
當(dāng)分光后的各個(gè)光束的中心波長發(fā)生偏移時(shí)(當(dāng)光束包含偏移成分時(shí))，光束照射在圖18中的框100中的標(biāo)號(hào)5b或5d所示的位置上。當(dāng)光束進(jìn)一步偏移時(shí)，該光束照射MEMS反射鏡4的端面?zhèn)壬?相對(duì)于波長分光方向而言的MEMS反射鏡4的端面?zhèn)?，如圖18中的框100中的標(biāo)號(hào)5a或5e所示。
在這里，應(yīng)當(dāng)注意的是當(dāng)如圖18中的框100所示，入射光束照射在MEMS反射鏡4的端面附近的部分上時(shí)，因?yàn)槿肷涔馐?(5a、5e)的一部分被削減，在反射光束6(6a，6e)中產(chǎn)生了衍射，從而與光束照射在MEMS反射鏡4的中心附近的部分上時(shí)的反射光束6(6b至6d)相比，光點(diǎn)半徑增大。
如上所述當(dāng)光點(diǎn)半徑增大時(shí)，如圖18中的框200所示，反射光束6的旁帶升高(參照曲線9)。在旁帶部分中，波束功率要大于從MEMS反射鏡4中心附近的部分所反射的反射光束6的功率(參照曲線8)。也就是說，當(dāng)MEMS反射鏡的反射面朝著波長分光方向傾斜時(shí)，在端部入射光束被進(jìn)一步削減。然而，反射面的這種傾斜使得可以通過準(zhǔn)直透鏡23的孔徑(面積)7削減反射光束6的旁帶部分的功率(也就是說，標(biāo)號(hào)7所示部分中包含的面積是該波長的透過強(qiáng)度)，從而MEMS反射鏡4的端面附近的部分的輸出光束強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)。
也就是說，如上所述，因?yàn)樵娇拷麺EMS反射鏡4的端面，反射光束6的削減量越大，因此在波長分光方向上對(duì)端口進(jìn)行切換時(shí)衍射效果增大。如果沒有衍射效果，則透過波段特性可以是梯形的，因?yàn)橹挥杏捎谙鳒p反射光束6而引起的波束功率變化。然而，如圖17和18所示，衍射效果增加了梯形透過波段特性。
同時(shí)，不同波長的反射光束6的峰值處于空間上的相同位置(空間分離量＝0)的原因在于反射光束6通過聚光光學(xué)系統(tǒng)3而會(huì)聚，并且通過分光光學(xué)元件1改變角度使光束變得平行，如圖18中的框300、400、500以及600所示。圖18中的框200所示的開口7的寬度示出了到主要由準(zhǔn)直透鏡23構(gòu)成的輸出光學(xué)系統(tǒng)2為止的開口。開口7的寬度與準(zhǔn)直透鏡23的面積相對(duì)應(yīng)地增大。
當(dāng)產(chǎn)生了超過中間平坦部分的凸?fàn)钔高^波段特性(也就是說，透過波段的外側(cè)(旁帶)附近的凸起)時(shí)，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)中使用了光放大器時(shí)，該凸?fàn)畈糠忠苍诠夥糯笃鞯墓夥糯笾斜环糯?。這可使S/N比劣化。這在多級(jí)連接中是值得注意的，其限制了多級(jí)連接的數(shù)目并且阻礙了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有高自由度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于抑制光開關(guān)的透過波段特性的外側(cè)(旁帶)附近的凸起。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的光開關(guān)以及用于控制該光開關(guān)的裝置和方法
(1)根據(jù)本發(fā)明的光開關(guān)包括波長空間分光光學(xué)元件，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口；多個(gè)反射鏡，所述波長空間分光光學(xué)元件所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡可以通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口的任意一個(gè)；以及控制裝置，用于在改變照射在任意一個(gè)輸出端口上的反射光束的入射位置時(shí)，在該反射鏡的排列方向之外的方向上改變所述多個(gè)反射鏡中的相應(yīng)反射鏡的反射面的角度。
(2)根據(jù)本發(fā)明的用于下述光開關(guān)的控制裝置，所述光開關(guān)包括波長空間分光光學(xué)元件，用于根據(jù)波長而對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口；以及多個(gè)反射鏡，波長空間分光光學(xué)元件所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口的任意一個(gè)，該控制裝置包括反射鏡控制裝置，用于在改變照射在任意一個(gè)輸出端口上的反射光束的入射位置時(shí)，在該反射鏡的排列方向之外的方向上改變所述多個(gè)反射鏡中的相應(yīng)反射鏡的反射面的角度。
(3)當(dāng)反射光束照射在任意一個(gè)輸出端口上時(shí)，該反射鏡控制裝置可在該反射鏡的排列方向之外的方向上改變相應(yīng)反射鏡的反射面的角度，使得反射光束從該反射鏡的排列方向之外的方向移動(dòng)并照射。
(4)當(dāng)將照射在任意一個(gè)輸出端口上的反射光束的入射位置改變?yōu)榕c該輸出端口不相鄰的另一輸出端口時(shí)，該反射鏡控制裝置可按照下述方式來對(duì)相應(yīng)反射鏡的反射面的角度進(jìn)行控制，即該控制裝置在該反射鏡的排列方向之外的方向上移動(dòng)反射光束的入射位置，并且對(duì)入射位置在該反射鏡的排列方向上的移動(dòng)以及在該反射鏡的排列方向之外的方向上的移動(dòng)進(jìn)行組合，從而把光束照射在另一輸出端口上。
(5)反射鏡可以繞兩個(gè)軸操作，從而可以在反射鏡的排列方向上以及在與反射鏡的排列方向相垂直的輸出端口排列方向上改變反射鏡的反射面的角度，并且當(dāng)將照射在任意一個(gè)輸出端口上的反射光束的入射位置改變?yōu)榕c該輸出端口不相鄰的另一輸出端口時(shí)，該反射鏡控制裝置可按照下述方式來對(duì)反射鏡的反射面的角度進(jìn)行控制，即反射鏡控制裝置在輸出端口的排列方向上對(duì)相應(yīng)反射鏡的反射面的角度進(jìn)行控制，以使反射光束的入射位置朝著相鄰輸出端口移動(dòng)，并且組合反射鏡排列方向以及輸出端口排列方向上的反射鏡的反射面角度控制，以使入射位置移動(dòng)到另一輸出端口。
(6)當(dāng)入射位置朝著相鄰輸出端口移動(dòng)時(shí)，反射鏡控制裝置可以對(duì)相鄰輸出端口處的光功率進(jìn)行監(jiān)視，并且對(duì)反射鏡的反射面角度進(jìn)行控制，使得監(jiān)視過程中獲得的監(jiān)視值不超過容許串?dāng)_水平。
(7)反射鏡控制裝置可以將反射鏡的反射面角度控制為預(yù)定的設(shè)計(jì)角度，使得相鄰輸出端口處的光功率不超過容許串?dāng)_水平。
(8)優(yōu)選的是將輸出端口之間的距離設(shè)置為在這樣的范圍之內(nèi)，即在該范圍內(nèi)，當(dāng)反射鏡控制裝置使入射位置朝著相鄰輸出端口移動(dòng)時(shí)，入射位置所移開的輸出端口處的光透過波段特性低于預(yù)定的設(shè)計(jì)衰減水平，并且所述相鄰輸出端口處的光透過波段特性不超過容許串?dāng)_水平。
(9)根據(jù)本發(fā)明的用于下述光開關(guān)的控制裝置，所述光開關(guān)包括波長分光光學(xué)元件，用于根據(jù)波長而對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行分光；多個(gè)輸出端口；以及多個(gè)反射鏡，波長分光光學(xué)元件所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡可以通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口中的任意一個(gè)，該控制裝置包括反射鏡控制裝置，當(dāng)改變照射在任意一個(gè)輸出端口上的反射光束的入射位置時(shí)，該反射鏡控制裝置在不超過該輸出端口處的光透過波段特性的旁帶部分的容許透射率的范圍內(nèi)，在所述反射鏡的排列方向上改變所述多個(gè)反射鏡當(dāng)中的相應(yīng)反射鏡的反射面的角度。
(10)根據(jù)本發(fā)明的用于下述光開關(guān)中的控制方法，所述光開關(guān)包括波長空間分光光學(xué)元件，用于根據(jù)波長而對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口；以及多個(gè)反射鏡，波長空間分光光學(xué)元件所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡可以通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口中的任意一個(gè)，該控制方法包括以下步驟當(dāng)改變照射在任意一個(gè)輸出端口上的反射光束的入射位置時(shí)，在該反射鏡的排列方向之外的方向上改變所述多個(gè)反射鏡當(dāng)中的相應(yīng)反射鏡的反射面的角度。
(11)根據(jù)本發(fā)明的用于下述光開關(guān)中的控制方法，所述光開關(guān)包括波長空間分光光學(xué)元件，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口；以及多個(gè)反射鏡，波長空間分光光學(xué)元件所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡可以通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口的任意一個(gè)，該控制方法包括以下步驟當(dāng)改變照射在任意一個(gè)輸出端口上的反射光束的入射位置時(shí)，在不超過該輸出端口處的光透過波段特性的旁帶部分的容許透射率的范圍內(nèi)，在所述反射鏡的排列方向上改變所述多個(gè)反射鏡當(dāng)中的相應(yīng)反射鏡的反射面的角度。
(12)根據(jù)本發(fā)明的光開關(guān)包括用于對(duì)輸入光束進(jìn)行空間分光的波長空間分光光學(xué)單元以及至少兩個(gè)輸出端口，該光開關(guān)可通過偏轉(zhuǎn)裝置來在所述兩個(gè)輸出端口之間切換待輸出分光后的光束的端口，該光開關(guān)包括用于執(zhí)行下述控制的控制單元，所述控制包括以下步驟當(dāng)將反射光束導(dǎo)向位于至少切換起始輸出端口或者切換目標(biāo)輸出端口附近的位置時(shí)，使反射光束在與波長分光方向相垂直的方向上移動(dòng)，以及在該附近位置以外的部分中，使反射光束在波長分光方向上移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，可極大地降低輸出端口處的透過波段特性的外側(cè)(旁帶)附近的凸起量。
由此，可以在不降低S/N比的情況下通過光放大器進(jìn)行光放大。
另外，可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)連接，這使光系統(tǒng)可以具有很高的自由度。
尤其是，因?yàn)椴ǘ翁匦钥梢院芷教梗虼丝墒狗峙浣o各個(gè)波段的波長(信道)的光電平變得均勻，由此可以提高波長復(fù)用光束的所有波段的信號(hào)質(zhì)量。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光開關(guān)的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；圖2是用于說明圖1所示光開關(guān)的操作(無中斷端口切換)的示意圖；圖3是MEMS反射鏡上的光束入射位置的示意圖，以便說明圖1所示的MEMS反射鏡在水平方向上的操作與垂直方向上的操作之間的透過波段特性的差別；圖4示出了圖1所示的MEMS反射鏡在水平方向上的操作與垂直方向上的操作之間的透過波段特性的差別；圖5是當(dāng)通過圖1所示的MEMS反射鏡來在垂直方向上進(jìn)行端口切換時(shí)初始波段特性的一個(gè)示例的示意圖；圖6是用于說明圖1所示的MEMS反射鏡在垂直方向上操作時(shí)端口之間的距離的設(shè)計(jì)方法的示意圖；圖7是圖1所示的MEMS反射鏡在垂直方向上操作時(shí)初始連接端口處的透過波段特性的變化的一個(gè)示例的示意圖；圖8(A)和8(B)是用于說明該實(shí)施例的第一變型例的示意圖；圖9(A)和9(B)是用于說明該實(shí)施例第二變型例的示意圖；圖10是用于說明該實(shí)施例的第三變型例的示意圖；圖11是用于說明該實(shí)施例的第四變型例的示意圖；圖12是用于說明該實(shí)施例的第五變型例的示意圖；圖13示出了光開關(guān)的透視示意圖；圖14示出了光開關(guān)的側(cè)視示意圖；圖15示出了光開關(guān)的平面示意圖；圖16是用于說明公知光開關(guān)控制方法(無中斷端口切換)的示意圖；圖17是圖16所示的無中斷端口切換時(shí)透過波段特性的一個(gè)示例的示意圖；以及圖18是圖16所示的無中斷端口切換時(shí)透過波段特性的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例的說明圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光開關(guān)結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖。圖1與圖14相對(duì)應(yīng)。如圖1所示，與上面參考圖13至15所描述的光開關(guān)相類似，根據(jù)該實(shí)施例的光開關(guān)10例如包括波長空間分光光學(xué)元件(波長空間分光裝置，波長空間分光單元)1，用于根據(jù)波長(對(duì)于各個(gè)波長)對(duì)波長復(fù)用的WDM光束進(jìn)行空間分光；輸入/輸出光學(xué)系統(tǒng)(輸入光學(xué)系統(tǒng)以及輸出光學(xué)系統(tǒng))2，其具有排列成陣列的輸入端口(輸入光纖)21和輸出端口(輸出光纖)22、以及多個(gè)準(zhǔn)直透鏡[準(zhǔn)直透鏡陣列(準(zhǔn)直裝置)]23等；聚光光學(xué)系統(tǒng)(聚光裝置)3；以及可動(dòng)反射體70，其具有分別與多個(gè)分光波長相對(duì)應(yīng)(例如與信道的中心波長相對(duì)應(yīng))的MEMS反射鏡(光偏轉(zhuǎn)裝置，偏轉(zhuǎn)裝置)4?？刂蒲b置(反射鏡控制裝置，控制單元)50對(duì)各個(gè)MEMS反射鏡4進(jìn)行單獨(dú)控制。
在這里，例如，假定輸出端口22排列為陣列(在垂直于波長分光方向的方向上)。例如，作為光偏轉(zhuǎn)裝置的MEMS反射鏡4排列為陣列(在分光方向上)。
或者，還存在這樣一種情況，即不是所有輸出端口22排列為陣列，但是至少排列兩個(gè)輸出端口22，并且至少一個(gè)MEMS反射鏡4在這兩個(gè)輸出端口22之間進(jìn)行端口切換。在這里，應(yīng)該注意的是可將隨后描述的兩個(gè)輸出端口22之間的切換當(dāng)作這兩個(gè)輸出端口之間的切換。
在該實(shí)施例中，各個(gè)MEMS反射鏡4可以繞兩個(gè)軸操作。也就是說，至少可以在沿著波長分光方向(MEMS反射鏡4的排列方向)的方向(水平方向)以及在與波長分光方向相垂直的方向(輸出端口22的排列方向；垂直方向)上改變各個(gè)MEMS反射鏡4的反射鏡角度。在下面的描述中，除非特別說明，類似的標(biāo)號(hào)指示相似或相應(yīng)的部分。
與參考圖16所描述的情況相類似，例如當(dāng)將照射在輸出端口22a上的反射光束6的入射位置切換到作為另一端口的輸出端口22c(在這里，輸出端口22c不是相鄰端口，但也可以是相鄰端口)時(shí)，根據(jù)該實(shí)施例的控制裝置50按照下述方式來對(duì)MEMS反射鏡4的反射鏡角度進(jìn)行控制，即在與波長分光方向不同的方向(例如，與波長分光方向相垂直的方向)上傾斜反射鏡的反射面，此后，繞過相鄰端口而將反射光束6的入射位置導(dǎo)向非相鄰端口，例如如圖2所示。
優(yōu)選的是，當(dāng)將反射光束6的入射位置導(dǎo)向非相鄰端口時(shí)，控制裝置50對(duì)MEMS反射鏡4的反射鏡角度進(jìn)行控制，使得面向與波長分光方向不同的方向的反射鏡的反射面最終朝著波長分光方向傾斜。
也就是說，控制裝置50在垂直方向(例如與波長分光方向相垂直的方向)上改變MEMS反射鏡4的反射鏡角度，以使反射光束6的入射位置朝著相鄰輸出端口22b的方向移動(dòng)(在與波長分光方向相垂直的方向上)(參考箭頭A)。例如，將此時(shí)的移動(dòng)量控制在下述區(qū)域之內(nèi)，即在所述區(qū)域中泄漏到相鄰輸出端口22b的光束不會(huì)超過隨后參考圖5描述的容許串?dāng)_水平。更詳細(xì)的，控制裝置50可執(zhí)行兩種方式。一個(gè)是控制裝置50對(duì)入射到輸出端口22b的入射光束功率進(jìn)行監(jiān)視，并且將反射鏡角度控制在其監(jiān)視值不超過容許串?dāng)_水平的范圍內(nèi)，并且使光束位置移動(dòng)。另一個(gè)是控制裝置50使光束位置移動(dòng)到預(yù)先確定的設(shè)計(jì)值位置，該設(shè)計(jì)值位置被確定得使得光束泄漏不會(huì)超過容許串?dāng)_水平(也就是說，控制裝置50按照預(yù)先確定為使光束泄漏不會(huì)超過容許串?dāng)_水平的設(shè)計(jì)角度對(duì)MEMS反射鏡4的反射面進(jìn)行控制)。
接下來，控制裝置50將反射鏡角度改變?yōu)樗椒较?例如波長分光方向)以使光束入射位置移動(dòng)到光隔離區(qū)域11中(參考箭頭B)，此后在垂直方向上改變反射鏡角度，以使光束入射位置在光隔離區(qū)域11中朝著目標(biāo)輸出端口22c直線移動(dòng)(例如，與波長分光方向相垂直的方向)(參考箭頭C)。例如，當(dāng)光束位置移動(dòng)到輸出端口22b與22c之間的位置時(shí)，控制裝置50使光束位置移動(dòng)到光隔離區(qū)域11中的與下述位置相對(duì)應(yīng)的位置(箭頭E的開始位置)，在所述位置處泄漏到與目標(biāo)輸出端口22c相鄰的輸出端口22b中的光束不超過容許串?dāng)_水平。更詳細(xì)的，控制裝置50同樣可以執(zhí)行兩種方式。一個(gè)是控制裝置50對(duì)例如入射到輸出端口22b的入射光束功率進(jìn)行監(jiān)視，并且對(duì)反射鏡角度進(jìn)行控制，以使光束入射位置移動(dòng)到其監(jiān)視值不超過容許串?dāng)_水平的位置。另一個(gè)是控制裝置50使入射光束位置移動(dòng)到預(yù)先確定為使光束泄漏不超過容許串?dāng)_水平的設(shè)計(jì)值位置。
控制裝置50再次在水平方向上(波長分光方向)(但是，與第一個(gè)水平方向相反的方向)改變反射鏡角度，以使光束位置線性移動(dòng)直至與目標(biāo)輸出端口22c的中心相對(duì)應(yīng)的位置(參考箭頭D)。再次，控制裝置50最終在垂直方向上(與波長分光方向相垂直的方向)改變反射鏡角度，以使光束位置移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22c的中心(參考箭頭E)。
也就是說，當(dāng)執(zhí)行切換以使反射光束照射在切換目標(biāo)輸出端口22c上時(shí)，控制裝置50首先在MEMS反射鏡4的排列方向之外的方向上移動(dòng)被導(dǎo)向切換起始輸出端口22a的中心的光束，然后移動(dòng)光束，繞過(避開)介于輸出端口22a與切換目標(biāo)輸出端口22c之間的另一輸出端口，最終在MEMS反射鏡4的排列方向(水平方向)之外的方向上(垂直方向)上移動(dòng)光束，以將光束導(dǎo)向切換目標(biāo)輸出端口22c的中心。
在端口切換(或衰減)操作中，與在與上述方向相垂直的方向(水平方向)上執(zhí)行光束偏轉(zhuǎn)操作的情況相比，通過在初始階段執(zhí)行使光束偏向相鄰端口(在垂直方向上)的操作，可極大地減小透過波段特性中的外側(cè)(旁帶)附近的凸起量。類似的，與在偏轉(zhuǎn)操作中使光束位置在水平方向上移動(dòng)并使光束照射在目標(biāo)輸出端口22c上的情況相比，當(dāng)最終把光束位置移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22c時(shí)，通過使光束位置在垂直方向上移動(dòng)，可極大地減小透過波段特性中的外側(cè)附近的凸起量。
原因如下。如圖3中的標(biāo)號(hào)A、B、C及D所示，例如，因?yàn)椴ㄩL分光方向，即光束在MEMS反射鏡4的光束反射面上的移動(dòng)方向是水平的(沿著波長分光方向的方向)(參照標(biāo)號(hào)B)，在削減光束6的同時(shí)在水平方向上開始出現(xiàn)衍射效果。相反的，在光束6的削減在光束垂直方向(參照標(biāo)號(hào)D)上通過中心線60之后，在垂直方向(與波長分光方向相垂直的方向)上開始出現(xiàn)衍射效果。
如圖4所示，在水平方向上的偏轉(zhuǎn)操作中，與圖3中的標(biāo)號(hào)A所示的功率相比，開口7處的圖3中標(biāo)號(hào)B、C及D所示的過量功率很大，因此透過波段特性中的外側(cè)附近的凸起很大。相反，在垂直方向上的偏轉(zhuǎn)操作中，與圖3中的標(biāo)號(hào)A所示的功率相比，開口7處的圖3中標(biāo)號(hào)B、C及D所示的過量功率很小，因此透過波段特性中的外側(cè)附近的凸起很小，例如如圖5所示。順便說一下，圖5中的特性按降序示出了在MEMS反射鏡的傾角是0°、0.2°以及0.3°時(shí)的透過波段特性。
因此，如上所述，在初始階段執(zhí)行朝向相鄰端口的光束偏轉(zhuǎn)操作(垂直操作)、此后在與上述方向相垂直的方向(水平方向)上執(zhí)行光束偏轉(zhuǎn)操作、并且在把光束位置移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22時(shí)，在垂直方向上的光束偏轉(zhuǎn)操作中移動(dòng)光束位置，由此可極大地減小透過波段特性中的外側(cè)附近的凸起量。
其結(jié)果是，可以在不降低S/N比的情況下通過光放大器進(jìn)行光放大。這使多級(jí)連接成為可能，并且使光系統(tǒng)具有很高的自由度。尤其是，因?yàn)椴ǘ翁匦院芷教?，因此可以使分配給各個(gè)波段的信道的光信號(hào)電平均勻，并且可增加波長復(fù)用光信號(hào)的所有波段中的信號(hào)量。
當(dāng)切換到相鄰端口22時(shí)，光束位置直接移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22而無需使光束位置進(jìn)入光隔離區(qū)域11。
如上所述當(dāng)執(zhí)行垂直方向上的偏轉(zhuǎn)操作時(shí)，因?yàn)楣馐?朝著相鄰輸出端口22移動(dòng)，因此必須根據(jù)設(shè)計(jì)衰減水平以及容許串?dāng)_水平來優(yōu)化端口之間的距離。也就是說，例如，當(dāng)如圖6中的右側(cè)所示確定了某個(gè)設(shè)計(jì)衰減水平以及容許串?dāng)_水平時(shí)，將端口之間的距離設(shè)計(jì)(設(shè)置)成使得光束6對(duì)于光束6所要移開的輸出端口(初始連接端口)22的透過率[透過強(qiáng)度(透過波段特性參考曲線40)處于所設(shè)置的衰減水平以下的范圍內(nèi)，并且光束6對(duì)于相鄰輸出端口22的泄漏(透過波段特性參考曲線50)處于不超過容許串?dāng)_水平的范圍之內(nèi)。順便說一下，曲線40表示當(dāng)MEMS反射鏡4傾斜大約0.2°時(shí)所獲得的透過波段特性。曲線50表示當(dāng)MEMS反射鏡4在垂直方向上傾斜大約0.3°并且在水平方向上傾斜大約2.5°時(shí)所獲得的透過波段特性。
為此，端口之間的間距必須大于已知的間距(最小間距)。
如圖7所示，例如，通過如上所述設(shè)計(jì)端口之間的距離，可在垂直方向上的初始偏轉(zhuǎn)操作(參考箭頭A)的開始和結(jié)束時(shí)提供曲線80和90所示的透過波段特性，這可使特性平坦，其中透過波段的外側(cè)附近的凸起很小。此后在水平方向上的偏轉(zhuǎn)操作中，在操作結(jié)束時(shí)提供了曲線100所示的透過波段特性，在該特性中在透過波段的外側(cè)附近存在凸起，然而，這不會(huì)產(chǎn)生影響，因?yàn)樵撏高^波段特性處于由光隔離區(qū)域11實(shí)現(xiàn)的光隔離水平以下的范圍內(nèi)。順便說一下，對(duì)于垂直方向上(到目標(biāo)輸出端口)的最后階段的偏轉(zhuǎn)操作(參考箭頭E)也是一樣。在圖7中，曲線80表示當(dāng)MEMS反射鏡4的傾角是0°時(shí)所獲得的透過波段特性，曲線90表示當(dāng)MEMS反射鏡的傾角大約是0.25°時(shí)所獲得的透過波段特性，并且曲線100表示當(dāng)MEMS反射鏡4在垂直方向上的傾角大約是0.3°并且在水平方向上大約是2.0°時(shí)所獲得的透過波段特性。
(A1)第一變型例當(dāng)將上述MEMS反射鏡4配置成雙側(cè)擺動(dòng)型，也就是說如圖8(B)所示在水平方向(波長分光方向)上向左右改變其反射鏡角度時(shí)，輸入端口21和輸出端口22例如可以如8(A)所示排列。也就是說，對(duì)于一個(gè)輸入端口21，10個(gè)輸出端口22(22a至22j)排列成兩個(gè)陣列。各個(gè)陣列可以處于與波長分光方向相垂直的方向上。在這個(gè)變型例中，如參考圖6和7所描述的，根據(jù)設(shè)計(jì)衰減水平以及容許串?dāng)_水平來設(shè)計(jì)(設(shè)定)輸出端口22之間的距離以及陣列之間的距離。
如圖8(A)所示，當(dāng)希望把照射在右陣列第一行的輸出端口22上的反射光束照射到左陣列第四行的輸出端口22上時(shí)，控制裝置50首先在垂直方向上改變相應(yīng)MEMS反射鏡4的反射鏡角度，以使照射在先前輸出端口22上的反射光束的光束入射位置朝著相鄰輸出端口22b(右陣列第二行的輸出端口)線性移動(dòng)(參考箭頭A)。在這種情況下，控制裝置50同樣可以執(zhí)行兩種方式。一個(gè)是控制裝置50例如對(duì)入射到輸出端口22b的入射光束的功率進(jìn)行監(jiān)視、將反射鏡角度控制在監(jiān)視值不超過容許串?dāng)_值的范圍之內(nèi)、并且使光束位置移動(dòng)。另一個(gè)是控制裝置50使光束位置移動(dòng)到被確定為不超過容許串?dāng)_值的設(shè)計(jì)值位置。
此后控制裝置50在水平方向上改變MEMS反射鏡4的反射鏡角度，以使反射光束的入射位置移動(dòng)至光隔離區(qū)域11中的位置(參考箭頭B)，并且在垂直方向上改變反射鏡角度，以使光束的入射位置朝著目標(biāo)輸出端口22i線性移動(dòng)(參考箭頭C)。當(dāng)使光束位置移動(dòng)到左陣列第三與第四輸出端口22h與22i之間的位置時(shí)，控制裝置50使光束位置移動(dòng)到光隔離區(qū)域11中的與下述位置相對(duì)應(yīng)的位置上(箭頭E的起始點(diǎn))，在所述位置處光束對(duì)于與目標(biāo)輸出端口22i相鄰的輸出端口22h的泄漏不超過容許串?dāng)_水平。
控制裝置50再次在水平方向(與第一次改變時(shí)的方向相同的方向)上改變反射鏡角度，以使光束位置線性地移動(dòng)到與目標(biāo)輸出端口22的中心相對(duì)應(yīng)的位置(參考箭頭D)，最后，再次在垂直方向上改變反射鏡角度，以使光束位置移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22的中心(參考箭頭E)。
相反地，當(dāng)將光束位置從左陣列的任意一個(gè)輸出端口22改變?yōu)橛谊嚵械娜我庖粋€(gè)輸出端口時(shí)，控制裝置50首先在垂直方向上改變反射鏡角度，以使光束位置在垂直方向上朝著相鄰端口22移動(dòng)，此后按照與上面的描述相同的方式重復(fù)光束位置在水平方向和垂直方向上的移動(dòng)。當(dāng)MEMS反射鏡4是雙側(cè)擺動(dòng)型時(shí)，可以很容易地實(shí)現(xiàn)這種方式。
(A2)第二變型例如圖9(B)所示，當(dāng)MEMS反射鏡4是單側(cè)擺動(dòng)型MEMS反射鏡(其中僅可在波長分光方向上向右或向左改變反射鏡角度)時(shí)，一個(gè)輸入端口21和九個(gè)輸出端口22(22a至22i)，總計(jì)十個(gè)，排列成兩個(gè)陣列。在這種情況下，與參考圖6和7所描述的示例相同，根據(jù)設(shè)計(jì)衰減水平以及容許串?dāng)_水平來設(shè)計(jì)各個(gè)陣列中的輸出端口22之間的距離以及陣列之間的距離。
如圖9(A)所示，當(dāng)希望把照射在左陣列第一行的輸出端口22e上的反射光束照射到右陣列的第四輸出端口22c上時(shí)，控制裝置50在垂直方向上改變相應(yīng)MEMS反射鏡4的反射鏡角度，以把照射在輸出端口22e上的反射光束的光束位置導(dǎo)向相鄰輸出端口22f(左陣列的第二輸出端口)，并且同樣使光束位置線性地移動(dòng)到光束對(duì)于相鄰輸出端口22f的泄漏不超過容許串?dāng)_水平的范圍內(nèi)的位置上(參考箭頭A)。
控制裝置50接下來在水平方向上改變MEMS反射鏡4的反射鏡角度，以使反射光束的入射位置線性地移動(dòng)到光隔離區(qū)域11中的位置上(參考箭頭B)，并且在垂直方向上改變反射鏡角度，以使光束的入射位置朝著目標(biāo)輸出端口22c線性移動(dòng)(參考箭頭C)。更詳細(xì)的，當(dāng)把光束位置移動(dòng)到右陣列的第三與第四輸出端口22b與22c之間的位置時(shí)，控制裝置50使光束位置移動(dòng)至光隔離區(qū)域11中的與光束對(duì)于與目標(biāo)輸出端口22c相鄰的輸出端口22b的泄漏不超過容許串?dāng)_水平的位置(箭頭E的開始)相對(duì)應(yīng)的位置上。
控制裝置50再次在水平方向上(與第一次改變的水平方向相同的方向)改變反射鏡角度，以使光束位置線性地移動(dòng)到與目標(biāo)輸出端口22c的中心相對(duì)應(yīng)的位置上(參考箭頭D)，最后，再次在垂直方向上改變反射鏡角度，以使光束位置移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22c的中心(參考箭頭E)。
(A3)第三變型例在上述實(shí)施例和變型例中，控制裝置50通過一次在水平方向上改變反射鏡角度，使光束位置從光束所移開的輸出端口22移動(dòng)到光隔離區(qū)域11中，或者使光束位置從光隔離區(qū)域11移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22。然而，如圖10所示，反射鏡角度每次的變化量可以很微小，并且光束每次的移動(dòng)量可以很微小，并且可以多次交替地在垂直和水平方向上改變MEMS反射鏡4的反射鏡角度，由此在從起始輸出端口22a至光隔離區(qū)域11的過程中或者在從光隔離區(qū)域11至目標(biāo)輸出端口22c的過程中，逐步移動(dòng)光束位置。
與參考圖2、圖8或圖9所述的方式來執(zhí)行控制的情況相比，這樣可進(jìn)一步縮短端口之間的間距。因此，可進(jìn)一步減小光開關(guān)10的規(guī)模。在該變型例中，當(dāng)開始進(jìn)行切換時(shí)，在第一步驟中首先在與波長分光方向相垂直的方向上移動(dòng)反射光束，并且同樣在結(jié)束切換時(shí)，在最后步驟中首先在與波長分光方向相垂直的方向上移動(dòng)反射光束。
(A4)第四變型例根據(jù)參考圖17所述的透過波段特性中的凸起高度的容許量(旁帶中的凸起量)，可以首先在水平方向上變化反射鏡角度，以使光束位置在水平方向上移動(dòng)，如圖11所示。例如，當(dāng)容許凸起量達(dá)到5dB時(shí)，控制裝置50可以首先在凸起量不超過5dB的范圍內(nèi)在水平方向上移動(dòng)光束位置。此后，與圖10所示的示例相同，控制裝置50使光束位置交替地在垂直和水平方向上移動(dòng)，由此使光束位置通過光隔離區(qū)域11移動(dòng)到目標(biāo)輸出端口22c。
(A5)第五變型例在上述示例中，當(dāng)開始或者最終在垂直方向上移動(dòng)光束位置時(shí)，光束位置朝著相鄰輸出端口22移動(dòng)(例如圖2中向著紙面下方)?；蛘撸刂蒲b置50可以控制相應(yīng)MEMS反射鏡5的角度，以使光束位置按照?qǐng)D12所示的方式移動(dòng)。
如圖12所示，當(dāng)希望把照射在輸出端口22a上的光束照射到輸出端口22c上時(shí)，控制裝置50首先在光束對(duì)于輸入端口21的泄漏低于容許串?dāng)_水平的范圍內(nèi)、在與相鄰輸出端口22相對(duì)的方向上(朝著圖12中的輸入端口21)移動(dòng)光束位置(參考箭頭A)，以使光束線性地移動(dòng)到光隔離區(qū)域11中(參考箭頭B)，此后使光束位置在光隔離區(qū)域11中朝著目標(biāo)輸出端口22c線性移動(dòng)，直到光束位置通過目標(biāo)輸出端口22c(參考箭頭C)，最后在與第一垂直操作相同的垂直方向上把光束導(dǎo)向目標(biāo)輸出端口22c的中心(參考箭頭D和E)。例如，當(dāng)在位于兩端的輸出端口22之間執(zhí)行切換時(shí)，這種控制是有效的。
值得注意的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例和變型例，而是當(dāng)然可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下以多種方式進(jìn)行改進(jìn)。
在上述示例中，在光束位置的初期或最終移動(dòng)過程中，在與波長分光方向(MEMS反射鏡4的排列方向)相垂直的方向(端口的排列方向)上移動(dòng)MEMS反射鏡4的反射鏡角度，以使光束位置在垂直方向上移動(dòng)。然而，也可以在除波長分光方向之外的方向上移動(dòng)光束位置，這可以在某種程度上使透過波段特性變得平坦。
考慮到變型例的所有上述實(shí)施例，優(yōu)選的是，包括用于對(duì)輸入光束進(jìn)行分光的波長分光光學(xué)元件1以及至少兩個(gè)輸出端口22、并且能夠在上述兩個(gè)輸出端口之間切換要輸出由偏轉(zhuǎn)裝置4進(jìn)行分光后的光束的端口22的光開關(guān)10執(zhí)行包括下列步驟的處理第一步驟，當(dāng)把反射光束導(dǎo)向至少切換起始或切換目標(biāo)輸出端口22的相鄰區(qū)域(參考圖2和圖6至12中虛線所示的圓圈)時(shí)，在與波長分光方向相垂直的方向上移動(dòng)反射光束；以及第二步驟，在所述鄰近區(qū)域之外的區(qū)域中、在波長分光方向上移動(dòng)反射光束。
通過包括該第一步驟，可減小如上所述的在切換輸出端口時(shí)產(chǎn)生的衍射的不利影響，即使很少。
權(quán)利要求
1.一種光開關(guān)，包括波長空間分光光學(xué)元件(1)，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口(22)；多個(gè)反射鏡(4)，所述波長空間分光光學(xué)元件(1)所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡能夠通過改變其反射面的角度而把反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口(22)中的任意一個(gè)；以及控制裝置(5)，用于在改變照射在所述任意一個(gè)輸出端口(22)上的反射光束的入射位置時(shí)，在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上改變所述多個(gè)反射鏡(4)中的相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度。
2.一種用于下述光開關(guān)(10)的控制裝置(50)，所述光開關(guān)(10)包括波長空間分光光學(xué)元件(1)，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口(22)；以及多個(gè)反射鏡(4)，所述波長空間分光光學(xué)元件(1)所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡能夠通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口(22)中的任意一個(gè)，所述控制裝置(50)包括反射鏡控制裝置，用于在改變照射在所述輸出端口(22)中的任意一個(gè)上的反射光束的入射位置時(shí)，在所述反射鏡的排列方向之外的方向上改變所述多個(gè)反射鏡(4)中的相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的用于光開關(guān)的控制裝置，其中當(dāng)反射光束照射在所述輸出端口(22)中的任意一個(gè)上時(shí)，所述反射鏡控制裝置在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上改變所述相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度，使得該反射光束從所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向移動(dòng)而照射。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的用于光開關(guān)的控制裝置，其中當(dāng)將照射在所述輸出端口(22)中的任意一個(gè)上的反射光束的入射位置改變?yōu)榕c所述輸出端口(22)不相鄰的另一輸出端口(22)時(shí)，所述反射鏡控制裝置按照下述方式對(duì)所述相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度進(jìn)行控制所述控制裝置在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上移動(dòng)反射光束的入射位置，并且對(duì)入射位置在所述反射鏡(4)的排列方向上的移動(dòng)以及在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上的移動(dòng)進(jìn)行組合，以把光束照射到所述另一輸出端口(22)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于光開關(guān)的控制裝置，其中所述反射鏡(4)可以繞兩個(gè)軸操作，從而能夠在所述反射鏡(4)的排列方向上以及在垂直于所述反射鏡(4)的排列方向的所述輸出端口(22)的排列方向上改變其反射面的角度；并且當(dāng)把照射在所述輸出端口(22)中的任意一個(gè)上的反射光束的入射位置改變?yōu)榕c所述輸出端口(22)不相鄰的另一輸出端口(22)時(shí)，所述反射鏡控制裝置按照下述方式來對(duì)所述反射鏡(4)的反射面的角度進(jìn)行控制該反射鏡控制裝置在所述輸出端口(22)的排列方向上控制所述相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度，以使反射光束的入射位置朝著相鄰輸出端口(22)移動(dòng)，并且組合在所述反射鏡(4)的排列方向上以及在所述輸出端口(22)的排列方向上對(duì)所述反射鏡(4)的反射面角度所進(jìn)行的控制，以把入射位置移動(dòng)到所述的另一輸出端口(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的用于光開關(guān)的控制裝置，其中當(dāng)朝著所述相鄰輸出端口(22)移動(dòng)入射位置時(shí)，所述反射鏡控制裝置對(duì)所述相鄰輸出端口(22)處的光功率進(jìn)行監(jiān)視，并且對(duì)所述反射鏡(4)的反射面的角度進(jìn)行控制，使得在監(jiān)視過程中獲得的監(jiān)視值不超過容許串?dāng)_水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的用于光開關(guān)的控制裝置，其中所述反射鏡控制裝置將所述反射鏡(4)的反射面的角度控制為預(yù)定的設(shè)計(jì)角度，使得所述相鄰輸出端口(22)處的光功率不超過容許串?dāng)_水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的用于光開關(guān)的控制裝置，其中所述輸出端口(22)之間的距離被設(shè)定為處于這樣的范圍之內(nèi)當(dāng)所述反射鏡控制裝置使入射位置朝所述相鄰輸出端口(22)移動(dòng)時(shí)，入射位置所移開的輸出端口(22)處的光透過波段特性低于預(yù)定的設(shè)計(jì)衰減水平，并且所述相鄰輸出端口(22)處的光透過波段特性不超過容許串?dāng)_水平。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的用于光開關(guān)的控制裝置，其中當(dāng)將反射光束的入射位置改變?yōu)椴幌噜彽牧硪惠敵龆丝?22)時(shí)，所述反射鏡控制裝置按照下述方式來對(duì)所述反射鏡(4)的反射面角度進(jìn)行控制所述反射鏡控制裝置使反射光束的入射位置在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上移動(dòng)，并且交替地在所述反射鏡(4)的排列方向上和所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上改變所述反射鏡(4)的反射面角度，從而階梯狀地移動(dòng)入射位置。
10.一種用于下述光開關(guān)(10)的控制裝置(50)，所述光開關(guān)(10)包括波長空間分光光學(xué)元件(1)，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口(22)；以及多個(gè)反射鏡(4)，所述波長空間分光光學(xué)元件(1)所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡能夠通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口(22)中的任意一個(gè)，所述控制裝置(50)包括反射鏡控制裝置，當(dāng)改變照射在任意一個(gè)所述輸出端口(22)上的反射光束的入射位置時(shí)，該反射鏡控制裝置在不超過所述輸出端口(22)處的光透過波段特性的旁帶部分的容許透射率的范圍內(nèi)，在所述反射鏡(4)的排列方向上，改變所述多個(gè)反射鏡(4)中的相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度。
11.一種下述光開關(guān)(10)中的控制方法，所述光開關(guān)(10)包括波長空間分光光學(xué)元件(1)，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口(22)；以及多個(gè)反射鏡(4)，所述波長空間分光光學(xué)元件(1)所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡能夠通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口(22)中的任意一個(gè)，所述控制方法包括以下步驟當(dāng)改變照射在任意一個(gè)所述輸出端口(22)上的反射光束的入射位置時(shí)，在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上改變所述多個(gè)反射鏡(4)中的相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的光開關(guān)中的控制方法，其中當(dāng)反射光束照射在任意一個(gè)所述輸出端口(22)上時(shí)，在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上改變所述相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度，以在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上移動(dòng)反射光束，并照射該反射光束。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的光開關(guān)中的控制方法，其中當(dāng)將照射在任意一個(gè)所述輸出端口(22)上的反射光束的入射位置改變?yōu)椴幌噜彽牧硪惠敵龆丝?22)時(shí)，按照下述方式來對(duì)所述反射鏡(4)的反射面角度進(jìn)行控制在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上移動(dòng)反射光束的入射位置，并且對(duì)所述反射鏡(4)的排列方向上以及所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上的入射位置移動(dòng)進(jìn)行組合，以將光束照射到所述另一輸出端口(22)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光開關(guān)中的控制方法，其中所述反射鏡(4)可以繞兩個(gè)軸操作，從而能夠在所述反射鏡(4)的排列方向上以及在與所述反射鏡(4)的排列方向相垂直的所述輸出端口(22)的排列方向上改變其反射面的角度；并且當(dāng)將照射在任意一個(gè)所述輸出端口(22)上的反射光束的入射位置改變?yōu)椴幌噜彽牧硪惠敵龆丝?22)時(shí)，在所述輸出端口(22)的排列方向上對(duì)所述反射鏡(4)的反射面的角度進(jìn)行控制，以使反射光束的入射位置朝相鄰輸出端口(22)移動(dòng)，并且組合地在所述反射鏡(4)的排列方向上以及在所述輸出端口(22)的排列方向上對(duì)所述反射鏡(4)的反射面的角度進(jìn)行控制，以將入射位置移動(dòng)到所述另一輸出端口(22)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的光開關(guān)中的控制方法，其中當(dāng)入射位置朝著所述相鄰輸出端口(22)移動(dòng)時(shí)，對(duì)所述相鄰輸出端口(22)處的光功率進(jìn)行監(jiān)視，并且對(duì)所述反射鏡(4)的反射面角度進(jìn)行控制，使得在監(jiān)視過程中獲得的監(jiān)視值不超過容許串?dāng)_水平。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的光開關(guān)中的控制方法，其中將所述輸出端口(22)之間的距離設(shè)定為處于這樣的范圍內(nèi)當(dāng)入射位置朝著所述相鄰輸出端口(22)移動(dòng)時(shí)，入射位置所移開的輸出端口(22)處的光透過波段特性低于預(yù)定的設(shè)計(jì)衰減水平，并且所述相鄰輸出端口(22)處的光透過波段特性不超過容許串?dāng)_水平。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的光開關(guān)中的控制方法，其中當(dāng)將反射光束的入射位置改變?yōu)椴幌噜彽牧硪惠敵龆丝?22)時(shí)，按照下述方式對(duì)所述反射鏡(4)的反射面角度進(jìn)行控制在所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上移動(dòng)反射光束的入射位置，并且交替地在所述反射鏡(4)的排列方向上以及所述反射鏡(4)的排列方向之外的方向上改變所述反射鏡(4)的反射面的角度，以階梯狀地移動(dòng)入射位置。
18.一種下述光開關(guān)(10)中的控制方法，所述光開關(guān)(10)包括波長空間分光光學(xué)元件(1)，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口(22)；以及多個(gè)反射鏡(4)，所述波長空間分光光學(xué)元件(1)所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡能夠通過改變其反射面的角度而將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口(22)中的任意一個(gè)，所述控制方法包括以下步驟當(dāng)改變照射在任意一個(gè)所述輸出端口(22)上的反射光束的入射位置時(shí)，在不超過所述輸出端口(22)處的光透過波段特性的旁帶部分的容許透射率的范圍內(nèi)，在所述反射鏡(4)的排列方向上，改變所述多個(gè)反射鏡(4)中的相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度。
19.一種光開關(guān)(10)，其包括用于對(duì)輸入光束進(jìn)行空間分光的波長空間分光光學(xué)單元(1)以及至少兩個(gè)輸出端口(22)，所述光開關(guān)(10)可通過偏轉(zhuǎn)裝置(4)來在兩個(gè)輸出端口之間切換輸出分光光束的端口(22)，所述光開關(guān)(10)包括控制單元(50)，用于執(zhí)行包括以下步驟的控制在把反射光束導(dǎo)向至少切換起始輸出端口或切換目標(biāo)輸出端口的附近部位時(shí)，在垂直于波長分光方向的方向上移動(dòng)反射光束；以及，在該附近部位以外，在波長分光方向上移動(dòng)反射光束。
全文摘要
一種光開關(guān)，包括波長空間分光光學(xué)元件(1)，用于根據(jù)波長對(duì)波長復(fù)用光束進(jìn)行空間分光；多個(gè)輸出端口(22)；以及多個(gè)反射鏡(4)，元件(1)所分光的光束照射在這多個(gè)反射鏡上，各個(gè)反射鏡可將反射光束導(dǎo)向所述多個(gè)輸出端口(22)中的任意一個(gè)，當(dāng)改變照射在任意一個(gè)輸出端口(22)上的反射光束的入射位置時(shí)，在反射鏡(4)的排列方向之外的方向上改變所述多個(gè)反射鏡(4)中的相應(yīng)反射鏡(4)的反射面的角度，由此可抑制光開關(guān)的透過波段特性的外側(cè)(旁帶)附近的凸起。
文檔編號(hào)G02B26/08GK1797062SQ20051006663
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者青田宏史, 赤司保 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社