JP2008096673A - Optical switch, optical switch control method, optical switch control program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
【課題】摂動のための電圧の範囲を効率的に設定する。
【解決手段】比較部82は、検出部7を介して出力光測定装置4により測定された出力光の光強度を取得し、損失変化量ΔPを検出する。幅設定部81は、損失変化量ΔPに基づいて幅ΔVを設定する。これにより、予め設定した値について試行錯誤する必要がないので、幅ΔVの設定を短時間で行うことが可能となる。また、ミラーを光信号の強度分布のより中心に近いところで摂動させることが可能となるので、接続損失を安定させることができる。したがって、幅ΔVを効率的に設定することができる。
【選択図】 図1A voltage range for perturbation is efficiently set.
A comparison unit acquires a light intensity of output light measured by an output light measurement device through a detection unit and detects a loss change amount ΔP. The width setting unit 81 sets the width ΔV based on the loss change amount ΔP. This eliminates the need for trial and error with respect to a preset value, so that the width ΔV can be set in a short time. In addition, since the mirror can be perturbed closer to the center of the intensity distribution of the optical signal, the connection loss can be stabilized. Therefore, the width ΔV can be set efficiently.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ミラー等の偏向素子を有する光スイッチ、この光スイッチの制御方法、光スイッチの制御プログラムおよび記録媒体に関するものである。 The present invention relates to an optical switch having a deflecting element such as a mirror, a control method for the optical switch, a control program for the optical switch, and a recording medium.
光スイッチを実現するための技術の1つとして、マイクロミラーなどの偏向素子を用いたものが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。マイクロミラーを用いた従来の光スイッチを図7に示す。 As one technique for realizing an optical switch, a technique using a deflecting element such as a micromirror has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). A conventional optical switch using a micromirror is shown in FIG.
図7に示す光スイッチは、入力ポート1aと、出力ポート1bと、入力側マイクロミラーアレイ2aと、出力側マイクロミラーアレイ2bとを備えている。入力ポート1aと出力ポート1bは、それぞれ2次元的に配列された複数の光ファイバからなり、マイクロミラーアレイ2a,2bは、それぞれ2次元的に配列された複数のマイクロミラー装置3a,3bからなる。なお、図7における矢印は光ビームの進行方向を示している。
The optical switch shown in FIG. 7 includes an
ある入力ポート1aから出射した光信号は、この入力ポート1aに対応する入力側マイクロミラーアレイ2aのマイクロミラー装置3aのミラーにより反射されて進行方向が変化させられる。後述するように、マイクロミラー装置3aのミラーは2軸回りに回動可能に構成されており、マイクロミラー装置3aの反射光を出力側マイクロミラーアレイ2bの任意のマイクロミラー装置3bに向けることができる。同様に、マイクロミラー装置3bのミラーも2軸回りに回動可能に構成されており、ミラーの傾斜角を適当に制御することにより、マイクロミラー装置3bの反射光を任意の出力ポート1bに向けることができる。したがって、入力側マイクロミラーアレイ2aと出力側マイクロミラーアレイ2bのミラーの傾斜角を適当に制御することにより光路の切り替えを行い、2次元的に配列された任意の入力ポート1aと出力ポート1bとの間を接続することができる。
An optical signal emitted from a
このような光スイッチの構成要素として最も特徴的なものがミラーを有するマイクロミラー装置3a,3bである。従来より、マイクロミラー装置は、図8,図9に示すように、ミラーが形成されたミラー基板200と、電極が形成された電極基板300とが並行に配設された構造を有する(例えば、非特許文献1参照。)。
The most characteristic components of such an optical switch are
ミラー基板200は、板状の枠部210と、枠部210の開口内に配設された可動枠220と、可動枠220の開口内に配設されたミラー230とを有する。枠部210、トーションバネ211a,211b,221a,221b、可動枠220およびミラー230は例えば単結晶シリコンで一体形成されている。ミラー230の表面には例えば3層のTi/Pt/Au層が形成されている。一対のトーションバネ211a,211bは、枠部210と可動枠220とを連結している。可動枠220は、一対のトーションバネ211a,211bを通る図8の可動枠回転軸Xを軸として回動することができる。同様に、一対のトーションバネ221a,221bは、可動枠220とを連結している。ミラー230は、一対のトーションバネ221a,221bを通る図8のミラー回動軸Yを軸として回動することができる。可動枠回動軸Xとミラー回動軸Yとは、互いに直交している。結果として、ミラー230は、直交する2軸で回動する。
The
電極基板300は、板状の基部310と、段丘状の突出部320とを有する。基部310と突出部320は例えば単結晶シリコンからなる。突出部320は、基部310の上面に形成された角錐台の形状を有する第2テラス322と、第2テラス322の上面に形成された角錐台の形状を有する第1テラス321と、第1テラス321の上面に形成された柱状の形状を有するピボット330とから構成される。突出部320の四隅とこの四隅に続く基部310の上面には、4つの電極340a〜340dが形成されている。また、基部310の上面には、突出部320を挟むように併設された一対の凸部360a,360bが形成されている。さらに、基部310の上面には、配線370が形成されており、この配線370には、引き出し線341a〜341dを介して電極340a〜340dが接続されている。なお、基部310の表面には酸化シリコン等からなる絶縁層311が形成されており、この絶縁層311の上に電極340a〜340d、引き出し線341a〜341d、配線370が形成されている。
The
以上のようなミラー基板200と電極基板300とは、ミラー230と電極340a〜340dとが対向配置されるように、枠部210の下面と凸部360a,360bの上面とを接合することにより、図9に示すようなマイクロミラー装置を構成する。このようなマイクロミラー装置においては、ミラー230を接地し、電極340a〜340dに正の駆動電圧を与えて、しかも電極340a〜340d間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー230を静電引力で吸引し、ミラー230を任意の方向へ回動させることができる。
The
上述した光スイッチにおいては、ミラー230の傾斜角を制御する制御装置(図示せず)により、マイクロミラー装置3a,3bに周期的に変化する駆動電圧を供給してミラー230に摂動(振動)を与えながら、出力ポート1bの出力端側に設けられた出力光測定装置(図示せず)によって出力光の強度を測定し、駆動電圧と出力光の強度との関係を求めて、ミラー230の最適な傾斜角が得られる最適な駆動電圧(例えば出力光の強度が最適となる駆動電圧)を求めるのが一般的である。
In the optical switch described above, a control device (not shown) that controls the tilt angle of the
摂動は、変化させる駆動電圧の幅、すなわち変化させる駆動電圧の範囲を予め複数用意しておき、何れの値が最適であるかを実験により試行錯誤し、この結果の値を用いて行われていた。この値は、他のマイクロミラー装置3a、3bでも同じ値を用いて行われることが多い。
Perturbation is performed using a range of drive voltages to be changed, that is, a range of drive voltages to be changed in advance, trial and error by experiment to determine which value is optimal, and using this value. It was. This value is often performed using the same value in the
しかしながら、光スイッチが多数のマイクロミラー装置3a,3bを有する場合、摂動させるための駆動電圧の幅を求めるために複数の値について全部実験するには、莫大な時間がかかっていた。また、全てのマイクロミラー装置3a,3bに設定された同じ値を用いると、最適な駆動電圧の幅を求めるまでの時間は短縮されるが、個々のマイクロミラー装置3a,3bは電圧−角度特性が異なることがあるため、同じ駆動電圧を印加しても摂動幅が異なり、結果として、光スイッチにおける接続損失の安定性を確保するのが困難となる。
However, in the case where the optical switch has a large number of
そこで、本願発明は、摂動のための電圧の範囲を効率的に設定することができる光スイッチ、光スイッチの制御方法、光スイッチの制御プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical switch, an optical switch control method, an optical switch control program, and a recording medium that can efficiently set a voltage range for perturbation.
上述したような課題を解決するために、本発明に係る光スイッチは、入力光を入力する少なくとも1つの入力ポートと、出力光を出力する少なくとも1つの出力ポートと、回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、電極に印加される制御電圧に応じて回動するミラーにより入力ポートに入力された入力光を偏向させて出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と、制御電圧を変化させる第1の範囲を設定する第1の設定部と、制御電圧を第1の範囲内で変化させることによりミラーを摂動させる摂動部と、第1の範囲で変化させてミラーを回動させたときの1つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第2の範囲を設定し、第1の設定部の第1の範囲を更新する更新部と、ミラーを摂動させたときに1つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、出力光のパワーを最適とする電圧を1つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第2の設定部とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the problems as described above, an optical switch according to the present invention is rotatably supported by at least one input port for inputting input light and at least one output port for outputting output light. A mirror and an electrode disposed opposite to the mirror are provided, and input light input to the input port is deflected and selectively incident on the output port by a mirror that rotates according to a control voltage applied to the electrode. A mirror device, a first setting unit for setting a first range for changing the control voltage, a perturbation unit for perturbing the mirror by changing the control voltage within the first range, and a change in the first range An update unit that sets a second range based on a change in power of output light from one output port when the mirror is rotated, and updates the first range of the first setting unit; Perturb the mirror And a second setting unit that sets a voltage that optimizes the power of the output light as a control voltage for one output port based on the power of the output light that is sometimes output from one output port. And
上記光スイッチにおいて、更新部は、制御電圧を第1の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変化の大きさが第1のしきい値よりも大きい場合、第1の範囲を、出力光のパワーが極大となる電圧を含み、かつ、第1の範囲の幅よりも小さな幅を有する電圧の範囲に更新し、第1の設定部は、更新された第1の範囲で再度制御電圧を変化させるようにしてもよい。 In the optical switch, the updating unit outputs the first range when the magnitude of the change in the power of the output light when the control voltage is changed in the first range is larger than the first threshold value. The first setting unit updates the control voltage again in the updated first range, including the voltage at which the light power is maximized and having a width smaller than the width of the first range. May be changed.
上記光スイッチにおいて、更新部は、さらに制御電圧を第1の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変化の大きさが、第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値よりも小さい場合、第1の範囲を、出力光のパワーが極大となる電圧を含み、かつ、第1の範囲の幅よりも大きな幅を有する電圧の範囲に更新するようにしてもよい。 In the optical switch, the updating unit further has a second change in the magnitude of the change in the power of the output light when the control voltage is changed in the first range. If it is smaller, the first range may be updated to a voltage range including a voltage at which the power of the output light is maximized and having a width larger than the width of the first range.
また、上記光スイッチにおいて、更新部は、更新部が第1の範囲を所定の回数更新したときには、そのときの第1の範囲を第2の範囲と設定するようにしてもよい。また、更新部は、制御電圧を更新前の第1の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変換の大きさと更新後の第1の範囲で変化させたときの出力光のパワーの変化の大きさの差が所定の値よりも小さいときに、更新前の第1の範囲および更新後の第1の範囲のいずれか1つを第2の範囲とするようにしてもよい。 In the optical switch, when the updating unit updates the first range a predetermined number of times, the updating unit may set the first range at that time as the second range. In addition, the update unit changes the output light power when the control voltage is changed in the first range before the update and the change in the output light power when the control voltage is changed in the first range after the update. When the difference in size is smaller than a predetermined value, one of the first range before update and the first range after update may be set as the second range.
また、上記光スイッチにおいて、更新部は、ミラーのミラー面に略平行でかつ互いに直交するX軸方向およびY軸方向それぞれの制御電圧について第2の範囲を設定し、摂動部は、X軸方向の第2の範囲とY軸方向の第2の範囲とから規定される平面内において、制御電圧を渦巻き状に変化させたり、制御電圧をジグザクに変化させたりするようにしてもよい。 In the optical switch, the update unit sets a second range for the control voltages in the X-axis direction and the Y-axis direction substantially parallel to the mirror surface of the mirror and orthogonal to each other, and the perturbation unit is in the X-axis direction. In a plane defined by the second range and the second range in the Y-axis direction, the control voltage may be changed spirally or the control voltage may be changed zigzag.
また、上記光スイッチにおいて、ミラー装置は、複数設けられ、更新部は、第2の範囲をミラー装置毎に設定するようにしてもよい。 In the optical switch, a plurality of mirror devices may be provided, and the updating unit may set the second range for each mirror device.
また、本発明に係る光スイッチの制御方法は、入力光を入力する少なくとも1つの入力ポートと、出力光を出力する少なくとも1つの出力ポートと、回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、電極に印加される制御電圧に応じて回動するミラーにより入力ポートに入力された入力光を偏向させて出力ポートに選択的に入射させるミラー装置とを備えた光スイッチの制御方法であって、制御電圧を変化させる第1の範囲を設定する第1の設定ステップと、制御電圧を第1の範囲内で変化させることによりミラーを摂動させる摂動ステップと、第1の範囲で変化させてミラーを回動させたときの1つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第2の範囲を設定し、第1の設定部の第1の範囲を更新する更新ステップと、ミラーを摂動させたときに1つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、出力光のパワーを最適とする電圧を1つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第2の設定ステップとを備えたことを特徴とする。 The optical switch control method according to the present invention includes at least one input port for inputting input light, at least one output port for outputting output light, a mirror that is rotatably supported, and the mirror. And a mirror device that deflects input light input to the input port by a mirror that rotates according to a control voltage applied to the electrode and selectively enters the output port. A method for controlling an optical switch, the first setting step for setting a first range for changing the control voltage, the perturbation step for perturbing the mirror by changing the control voltage within the first range, The second range is set based on the change in the power of the output light from one output port when the mirror is rotated by changing the range of 1, and the first range of the first setting unit is updated. You And a second step of setting a voltage that optimizes the power of the output light as a control voltage for one output port based on the power of the output light output from one output port when the mirror is perturbed And a setting step.
また、本発明に係る光スイッチの制御プログラムは、入力光を入力する少なくとも1つの入力ポートと、出力光を出力する少なくとも1つの出力ポートと、回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、電極に印加される制御電圧に応じて回動するミラーにより入力ポートに入力された入力光を偏向させて出力ポートに選択的に入射させるミラー装置とを備えた光スイッチの制御プログラムであって、コンピュータに、制御電圧を変化させる第1の範囲を設定する第1の設定ステップと、制御電圧を第1の範囲内で変化させることによりミラーを摂動させる摂動ステップと、第1の範囲で変化させてミラーを回動させたときの1つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第2の範囲を設定し、第1の設定部の第1の範囲を更新する更新ステップと、ミラーを摂動させたときに1つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、出力光のパワーを最適とする電圧を1つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第2の設定ステップとを実行させることを特徴とする。 Further, an optical switch control program according to the present invention includes at least one input port for inputting input light, at least one output port for outputting output light, a mirror that is rotatably supported, and the mirror. And a mirror device that deflects input light input to the input port by a mirror that rotates according to a control voltage applied to the electrode and selectively enters the output port. An optical switch control program, comprising: a first setting step for setting a first range for changing a control voltage in a computer; and a perturbation step for perturbing a mirror by changing the control voltage within the first range. And the second range is set based on the change in the power of the output light from one output port when the mirror is rotated in the first range. Based on the update step for updating the first range of the setting unit and the power of the output light output from one output port when the mirror is perturbed, one voltage is output to optimize the output light power. And a second setting step of setting as a control voltage for the port.
また、本発明に係るプログラムは、上記光スイッチの制御プログラムを記録したことを特徴とする。 The program according to the present invention is characterized in that the control program for the optical switch is recorded.
本発明によれば、制御電圧を第1の範囲で変化させてミラーを回動させたときの一の出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第2の範囲を設定することにより、設定を短時間で行うことや接続損失を安定させることが可能となるので、結果として、摂動のための電圧の範囲を効率的に設定することができる。 According to the present invention, by setting the second range based on the change in the power of the output light from one output port when the mirror is rotated by changing the control voltage in the first range, Since the setting can be performed in a short time and the connection loss can be stabilized, as a result, the voltage range for the perturbation can be set efficiently.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態において、図7〜図9を参照して背景技術の欄で説明した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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the same names and symbols are assigned to the same components as those described in the background art section with reference to FIGS.
[光スイッチの構成]
図1に示すように、本実施の形態に係る光スイッチ10は、入力ポート1aと、出力ポート1bと、入力側マイクロミラー装置3aと、出力側マイクロミラー装置3bと、出力光測定装置4と、制御装置5とを備える。
[Configuration of optical switch]
As shown in FIG. 1, the
出力光測定装置4は、出力ポート1bから出射された出力光の強度を検出し、電気信号に変換する。このような出力光測定装置4の構成例としては、出力光の一部を切り出して、フォトダイオードなどの受光素子で出力光の強度を測定する構成が考えられる。
The output light measuring device 4 detects the intensity of the output light emitted from the
制御装置5は、駆動部6と、検出部7と、制御部8と、記憶部9とから構成される。
The
駆動部6は、制御部8の指示に基づいて、マイクロミラー装置3a,3bに駆動電圧を供給してミラー230を所定の角度に傾斜させたり、駆動電圧に微小な変動を与えてミラー230を摂動させたりする。
The drive unit 6 supplies a drive voltage to the
検出部7は、駆動部6によりマイクロミラー装置3a,3bを駆動させたときの出力光測定装置4による出力光の測定結果を検出する。この検出した測定結果は、制御部8に出力される。
The
制御部8は、光スイッチ10の全体の動作を制御する機能部であって、範囲設定部81と、比較部82と、更新部83と、摂動部84と、最適値検出部85と、スイッチング部86とを少なくとも備えている。
The
範囲設定部81は、摂動部84がミラー230を摂動させる際のその振れ幅を設定し、駆動電圧をその振れ幅内で変化させる機能部である。ここで、振れ幅とは、ミラー230を摂動させるためにマイクロミラー装置3a,3bに供給する周期的に変化させる駆動電圧(以下、「摂動電圧」という)の範囲を示す幅ΔV[V]のことを意味する。また、摂動とは、マイクロミラー装置3a,3bの各電極に摂動電圧を供給することにより、ミラー230を振動させることを意味する。例えば、図8,図9に示すように4つの電極340a〜340dがある場合、それぞれの電極に摂動電圧を供給することにより、ミラー230を摂動させる。なお、範囲設定部81により設定された幅ΔVは、記憶部9に記憶される。
The
比較部82は、検出部7により検出された出力光の光強度に基づいて、損失変化量ΔPを検出し、この損失変化量ΔPが所定の値、すなわち記憶部9に記憶された損失変化量最大規定値ΔPmaxおよび損失変化量最小規定値ΔPminを超えているか否か比較する。この比較結果は、更新部83に出力される。
The
更新部83は、比較部82による比較結果に基づいて、範囲設定部81により設定された幅ΔVの範囲を更新する。更新された幅ΔVは、範囲設定部81に出力される。
The
摂動部84は、任意のマイクロミラー装置3aと任意のマイクロミラー装置3bとの間で光路を接続する際、範囲設定部81により設定された幅ΔV[V]に基づいて、それぞれのミラー230を摂動させるための摂動電圧を設定し、この摂動電圧をマイクロミラー装置3a,3bに供給する。
The
最適値検出部85は、摂動部84によりミラー230を摂動させたときの検出部7による出力光の光強度の検出結果から、任意のマイクロミラー装置3aと任意のマイクロミラー装置3bとの光路を接続する際のそれぞれのミラー230の最適な傾斜角を実現する駆動電圧(以下、「動作電圧」という)を検出する。
The optimum
スイッチング部86は、任意のマイクロミラー装置3aと任意のマイクロミラー装置3bとの光路を接続する際、記憶部9に記憶された動作電圧に基づき、駆動部6を介して対応するマイクロミラー装置3a,3bに動作電圧を供給する。
The switching
記憶部9は、範囲設定部81により設定された幅ΔV、予め設定される損失変化量最大規定値ΔPmaxおよび損失変化量最小規定値ΔPmin、摂動部84により設定される摂動電圧、並びに、光スイッチ10の動作を実現するためのプログラム等を記憶する。
The storage unit 9 includes a width ΔV set by the
このような制御装置5は、CPU等の演算装置、メモリ、HDD(Hard Disc Drive)等の記憶装置、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置、インターネット、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うI/F装置、および、CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal Display)またはFED(Field Emission Display)等の表示装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述した駆動部6、検出部7、制御部8、記憶部9が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。
Such a
[幅設定動作]
次に、図2を参照して、制御装置5による幅設定動作について詳細に説明する。この幅設定動作とは、ミラー230を摂動させるためにマイクロミラー装置3a,3bに供給する摂動電圧の幅ΔVを設定するための動作である。以下においては、任意のマイクロミラー装置3aに供給する摂動電圧の幅ΔVを設定する場合を例に説明する。
[Width setting operation]
Next, the width setting operation by the
制御部8の範囲設定部81は、任意のマイクロミラー装置3aの幅ΔVを設定する場合、そのマイクロミラー装置3aの電極340a〜340dに供給する駆動電圧の初期値V0と幅ΔVとを設定する(ステップS1)。この初期値V0と幅ΔVとは、予め記憶部9に記憶されている。
The
初期値V0と幅ΔVとが設定されると、範囲設定部81は、駆動部6を介して、それらに基づく駆動電圧をマイクロミラー装置3aの電極340a〜340dに供給する(ステップS2)。ここで、マイクロミラー装置3aには、図3(a)に示すように、初期値V0を中心とする幅ΔV[V]の範囲内で変化する駆動電圧が供給される。具体的には、(−1/2)ΔV[V]から(1/2)ΔV[V]まで、すなわち、V1[V]からV2[V]まで変化する駆動電圧が供給される。このような駆動電圧は、可動枠回動軸Xまたはミラー回動軸Yの各方向に対し独立に供給される。したがって、マイクロミラー装置3aのミラー230がXおよびYの2軸方向に傾動可能な場合には、軸毎に幅ΔVの設定動作が行われる。
When the initial value V 0 and the width ΔV are set, the
このとき、範囲設定部81は、任意のマイクロミラー装置3bに所定の動作電圧を供給してミラー230を所定の角度に傾動させ、マイクロミラー装置3aとの間で光路を接続した状態としておく。また、外部より入力ポート1aからマイクロミラー装置3aに向けて所定の光強度分布を有する光信号が入力された状態としておく。
At this time, the
駆動電圧が供給されると、比較部82は、検出部7を介して出力光測定装置4により測定された出力光の光強度を取得し、損失変化量ΔPを検出する(ステップS3)。この損失変化量ΔPとは、範囲設定部81により設定された駆動電圧をマイクロミラー装置3aに供給してミラー230を傾動させたとき、出力光測定装置4により測定された光強度の差分を意味する。例えば、図3(a)に示すように、符号aで表される強度分布を有する光信号が入力されているときに、初期値V0を中心に幅ΔVの駆動電圧を供給したときの損失変化量ΔPは、V1[V]の駆動電圧を供給したときの光強度I1とV2[V]の駆動電圧を供給したときの光強度I2との差分となる。
When the drive voltage is supplied, the
損失変化量ΔPが検出されると、比較部82は、損失変化量ΔPが損失変化量最大規定値ΔPmaxを超えているか否か確認する(ステップS4)。損失変化量最大規定値ΔPmaxは、損失変化量最大規定値ΔPminとともに予め記憶部9に記憶されている。これらの値は、マイクロミラー装置の形状や配置等に基づいて、適宜自由に設定される。
When the loss change amount ΔP is detected, the
損失変化量ΔPが損失変化量最大規定値ΔPmaxを超えている場合(ステップS4:YES)、更新部83は、ミラー230の振れ幅が大きいと判断し、幅ΔVの値を小さくする(ステップS8)。
When the loss change amount ΔP exceeds the loss change amount maximum specified value ΔP max (step S4: YES), the
一方、損失変化量ΔPが損失変化量最大規定値ΔPmaxを超えていない場合(ステップS4:NO)、比較部82は、損失変化量ΔPが損失変化量最小規定値ΔPminより小さいか否かを確認する(ステップS5)。損失変化量ΔPが損失変化量最小規定値ΔPminより小さい場合(ステップS5:YES)、更新部83は、ミラー230の振れ幅が小さいと判断し、幅ΔVの値を大きくする(ステップS9)。一方、損失変化量ΔPが損失変化量最小規定値ΔPminより大きい場合(ステップS5:NO)、更新部83は、幅ΔVの値を変化させない(ステップS6)。
On the other hand, when the loss change amount ΔP does not exceed the loss change amount maximum specified value ΔP max (step S4: NO), the
上述したような幅ΔVの更新が行われると、範囲設定部81は、幅ΔVの更新が所定回数行われたか否かを確認する(ステップS7)。
When the width ΔV is updated as described above, the
所定回数行われていない場合(ステップS7:NO)、更新部83は、初期値V0の値を更新し(ステップS10)、ステップS2の処理に戻る。例えば、図3(a)に示すように、初期値がΔV0、幅がΔV、この幅ΔV内で光強度が極大となる駆動電圧がV2の場合、更新部83は、図3(b)に示すように、新たに設定される幅ΔVに今回の測定における光強度の極大値が含まれるように、新たな初期値V0’を光強度が極大となった駆動電圧、すなわちV2に設定する。このとき、新たな幅がΔV’と設定された場合には、初期値をV0’を中心とする幅ΔV’の駆動電圧、すなわち電圧V3から電圧V4の範囲の駆動電圧がステップS2により供給される。これにより、ミラー230をより光信号の強度分布の中心に近い位置で摂動させることができる。
If not performed for a predetermined number of times (step S7: NO), the
上記比較が所定回数行われた場合(ステップS7:YES)、範囲設定部81は、現在の幅ΔVの値を、幅ΔVに設定する(ステップS8)。
When the comparison is performed a predetermined number of times (step S7: YES), the
このように本実施の形態によれば、幅ΔVを損失変化量ΔPに基づいて設定することにより、予め設定した値について試行錯誤する必要がないので、幅ΔVの設定を短時間で行うことが可能となる。また、ミラー230を光信号の強度分布のより中心に近いところで摂動させることが可能となるので、接続損失を安定させることができる。したがって、幅ΔVを効率的に設定することができる。
As described above, according to the present embodiment, by setting the width ΔV based on the loss change amount ΔP, it is not necessary to perform trial and error on a preset value, so that the width ΔV can be set in a short time. It becomes possible. Further, since the
なお、本実施の形態では、損失変化量ΔPの比較を所定回数行われたときの幅ΔVの値を、幅ΔVとして設定するようにしたが、幅ΔVの設定方法はこれに限定されない。例えば、損失変化量ΔPの値が前回比較時の損失変化量ΔPとの差分が所定の値以内となったとき、前回の幅ΔVまたは今回の幅ΔVの何れか1つを、幅ΔVとして設定するようにしてもよい。 In the present embodiment, the value of the width ΔV when the loss change amount ΔP is compared a predetermined number of times is set as the width ΔV, but the setting method of the width ΔV is not limited to this. For example, when the difference between the loss change amount ΔP and the loss change amount ΔP at the previous comparison is within a predetermined value, either the previous width ΔV or the current width ΔV is set as the width ΔV. You may make it do.
また、比較が所定回数行われても損失変化量ΔPの値が損失変化量最小規定値ΔPmin以上とならない場合、損失変化量ΔPの値が損失変化量最大規定値ΔPmaxよりも大きくなるまで幅ΔVを大きくするようにしてもよい。これにより、ミラー230を摂動させたときに、所定の値以上の光強度を有する出力光を得ることができる。
If the value of the loss change amount ΔP does not exceed the minimum loss change amount prescribed value ΔP min even after the comparison is performed a predetermined number of times, the loss change amount ΔP becomes larger than the maximum loss change amount prescribed value ΔP max. The width ΔV may be increased. Thereby, when the
[摂動動作]
次に、摂動部84による摂動動作について説明する。
[Perturbation operation]
Next, the perturbation operation by the
まず、摂動部84は、上述した方法により幅ΔVが設定されると、この幅ΔVに基づいて摂動電圧を設定する。具体的には、設定された幅ΔVを所定間隔で分割した値を摂動電圧とする。
First, when the width ΔV is set by the method described above, the
例えば、幅ΔVがそれぞれマイクロミラー装置3aのX軸方向がΔVX1、Y軸方向がΔVY1、マイクロミラー装置3bのX軸方向がΔVX2、Y軸方向がΔVY2と設定された場合に、摂動電圧を渦巻き状に25点の値だけ設定する場合について説明する。なお、X軸およびY軸は、ミラー230と略平行でかつ互いに直交するように設定されるものとする。
For example, when the width ΔV is set to ΔV X1 , the Y-axis direction is ΔV Y1 , the X-axis direction of the
マイクロミラー装置3aの場合、図4(a)に示すように、ΔVX1とΔVY1とからなる範囲内において、渦巻きの巻き数を勘案してその範囲を所定間隔で分割することにより、摂動電圧を設定する。同様に、マイクロミラー装置3bの場合、図4(b)に示すように、ΔVX2とΔVY2とからなる範囲内において、渦巻きの巻き数を勘案してその範囲を所定間隔で分割することにより、摂動電圧を設定する。なお、図4(a),(b)に示す摂動電圧の各点は、X方向およびY方向の駆動電圧を示している。このとき、図4(c)に示すように、X軸の正の方向に電極360a、X軸の負の方向に電極360c、Y軸の正の方向に電極360b、Y軸の負の方向に電極360dが配設されているものとする。
In the case of the
各摂動電圧は、その値にしたがって電極340a〜340dに割り当てられる。例えば、図4(a)の符号bで示す点の摂動電圧、すなわちX1=1[V],Y1=−0.4[V]の場合、X軸の正の方向に配設された電極360aに1[V]、Y軸の負の方向に配設された電極360dに0.4[V]の駆動電圧が印加される。
Each perturbation voltage is assigned to
外部より入力ポート1aからマイクロミラー装置3aに向けて光信号が入力されている状態でマイクロミラー装置3aとマイクロミラー装置3bとの光路を接続する際に、伝搬する光信号の接続損失が小さい最適な動作電圧を探索するために、摂動部84は、設定された摂動電圧で摂動を開始する。また、マイクロミラー装置3bの摂動電圧を最外殻点に固定し、かつ、マイクロミラー装置3aの摂動電圧を設定された25点を順次移動しながら、ミラー230を摂動させる。このとき、検出部7を介して出力光測定装置4により測定される光信号の光強度は、記憶部9に記憶される。
Optimum connection loss of the propagating optical signal is small when connecting the optical path between the
マイクロミラー装置3aの摂動電圧を設定された25点について順次移動させると、マイクロミラー装置3bの摂動電圧を次の点に移動させ、マイクロミラー装置3aの摂動電圧を設定された25点を順次移動させながら、それぞれのミラー230を摂動させる。マイクロミラー装置3bの摂動電圧の最後の値まで移動させると、図5に示すように、625点の光強度が記憶部9に記憶される。最適値検出部85は、記憶部9に記憶された625点の光強度の中から光強度が最大となるときの摂動電圧を、マイクロミラー装置3aとマイクロミラー装置3bとの光路を接続する際の最適な動作電圧として設定する。
When the perturbation voltage of the
このように、本実施の形態によれば、範囲設定部81により設定された幅ΔVに基づいて渦巻き状の摂動電圧を設定し、この摂動電圧に基づいて最適な動作電圧を検出することにより、最外殻から探索を開始することにより、初期位置付近が最適値だった場合の移動量を少なくできるので、高速化を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the spiral perturbation voltage is set based on the width ΔV set by the
また、本実施の形態では、マイクロミラー装置3a,3bのミラー230の幅ΔVを、各マイクロミラー装置毎に設定することができるので、幅ΔVを予め固定した場合と比較して、最適な動作電圧を効率よく探索することができる。
In the present embodiment, since the width ΔV of the
また、本実施の形態では、摂動電圧を幅ΔVに基づく所定の範囲内において渦巻き状に設定するようにしたが、図6(a),(b)に示すように、略N字状にジグザクに設定するようにしてもよい。このようにしても、最適な動作電圧の探索の高速化を実現することができる。 In the present embodiment, the perturbation voltage is set in a spiral shape within a predetermined range based on the width ΔV. However, as shown in FIGS. 6A and 6B, the perturbation voltage is zigzag in a substantially N shape. You may make it set to. Even in this case, it is possible to realize a high-speed search for the optimum operating voltage.
また、本実施の形態では、出力光の光強度が最大となるように動作電圧を設定するようにしたが、例えば可変光減衰器(VOA:Variable Optical Attenuator)のように、出力光の光強度が所定の値となるように動作電圧を設定するようにしてもよい。 In this embodiment, the operating voltage is set so that the light intensity of the output light is maximized, but the light intensity of the output light is, for example, a variable optical attenuator (VOA). The operating voltage may be set so that becomes a predetermined value.
本発明は、周期的に変化する駆動電圧を印加することによりミラー等の変更素子を摂動させる光スイッチなどの光学素子に適用することができる。 The present invention can be applied to an optical element such as an optical switch that perturbs a changing element such as a mirror by applying a periodically changing drive voltage.
1a…入力ポート、1b…出力ポート、3a…入力側マイクロミラー装置、3b…出力側マイクロミラー装置、4…出力光測定装置、5…制御装置、6…駆動部、7…検出部、8…制御部、9…記憶部、10…光スイッチ、81…範囲設定部、82…比較部、83…更新部、84…摂動部、85…最適値検出部、86…スイッチング部。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
出力光を出力する少なくとも1つの出力ポートと、
回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、前記電極に印加される制御電圧に応じて回動する前記ミラーにより前記入力ポートに入力された入力光を偏向させて前記出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と、
前記制御電圧を変化させる第1の範囲を設定する第1の設定部と、
前記制御電圧を前記第1の範囲内で変化させることにより前記ミラーを摂動させる摂動部と、
前記第1の範囲で変化させて前記ミラーを回動させたときの1つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第2の範囲を設定し、前記第1の設定部の前記第1の範囲を更新する更新部と、
前記ミラーを摂動させたときに前記1つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを最適とする電圧を前記1つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第2の設定部と
を備えたことを特徴とする光スイッチ。 At least one input port for inputting input light;
At least one output port for outputting output light;
A mirror that is rotatably supported, and an electrode disposed opposite to the mirror, and deflects input light input to the input port by the mirror that rotates according to a control voltage applied to the electrode. A mirror device that selectively enters the output port;
A first setting unit for setting a first range for changing the control voltage;
A perturbation unit for perturbing the mirror by changing the control voltage within the first range;
A second range is set based on a change in power of output light from one output port when the mirror is rotated by changing in the first range, and the second setting of the first setting unit is performed. An update unit for updating the range of 1;
A voltage that optimizes the power of the output light is set as a control voltage for the one output port based on the power of the output light output from the one output port when the mirror is perturbed. An optical switch comprising: a setting unit.
前記第1の設定部は、更新された第1の範囲で再度前記制御電圧を変化させる
ことを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。 When the magnitude of the change in power of the output light when the control voltage is changed in the first range is greater than a first threshold, the update unit sets the first range to the Including a voltage at which the power of the output light is maximized, and updated to a voltage range having a width smaller than the width of the first range;
The optical switch according to claim 1, wherein the first setting unit changes the control voltage again in the updated first range.
ことを特徴とする請求項1または2記載の光スイッチ。 The updating unit further includes a second threshold value that is smaller than the first threshold value when the control voltage is changed in the first range. The first range is updated to a voltage range including a voltage at which the power of the output light is maximized and having a width larger than the width of the first range. The optical switch according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光スイッチ。 4. The update unit according to claim 1, wherein, when the first range is updated a predetermined number of times, the first range at that time is set as the second range. 5. Light switch.
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光スイッチ。 The updating unit is configured to convert the output light power when the control voltage is changed in the first range before the update and the output light power when the control voltage is changed in the first range after the update. When the difference in magnitude of the change is smaller than a predetermined value, any one of the first range before the update and the first range after the update is set as the second range. The optical switch according to any one of claims 1 to 3.
前記摂動部は、前記X軸方向の第2の範囲と前記Y軸方向の第2の範囲とから規定される平面内において、前記制御電圧を渦巻き状に変化させる
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の光スイッチ。 The update unit sets the second range for the control voltages in the X-axis direction and the Y-axis direction that are substantially parallel to the mirror surface of the mirror and orthogonal to each other,
2. The perturbation unit changes the control voltage in a spiral shape within a plane defined by the second range in the X-axis direction and the second range in the Y-axis direction. 6. The optical switch according to any one of 1 to 5.
前記摂動部は、前記X軸方向の第2の範囲と前記Y軸方向の第2の範囲とから規定される平面内において、前記制御電圧をジグザクに変化させる
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の光スイッチ。 The update unit sets the second range for the control voltages in the X-axis direction and the Y-axis direction that are substantially parallel to the mirror surface of the mirror and orthogonal to each other,
The perturbation unit changes the control voltage in a zigzag manner within a plane defined by the second range in the X-axis direction and the second range in the Y-axis direction. 6. The optical switch according to any one of 5 above.
前記更新部は、前記第2の範囲をミラー装置毎に設定する
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の光スイッチ。 A plurality of the mirror devices are provided,
The optical switch according to claim 1, wherein the update unit sets the second range for each mirror device.
出力光を出力する少なくとも1つの出力ポートと、
回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、前記電極に印加される制御電圧に応じて回動する前記ミラーにより前記入力ポートに入力された入力光を偏向させて前記出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と
を備えた光スイッチの制御方法であって、
前記制御電圧を変化させる第1の範囲を設定する第1の設定ステップと、
前記制御電圧を前記第1の範囲内で変化させることにより前記ミラーを摂動させる摂動ステップと、
前記第1の範囲で変化させて前記ミラーを回動させたときの1つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第2の範囲を設定し、前記第1の設定部の前記第1の範囲を更新する更新ステップと、
前記ミラーを摂動させたときに前記1つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを最適とする電圧を前記1つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第2の設定ステップと
を備えたことを特徴とする光スイッチの制御方法。 At least one input port for inputting input light;
At least one output port for outputting output light;
A mirror that is rotatably supported, and an electrode disposed opposite to the mirror, and deflects input light input to the input port by the mirror that rotates according to a control voltage applied to the electrode. An optical switch control method comprising: a mirror device that selectively enters the output port;
A first setting step for setting a first range for changing the control voltage;
A perturbation step of perturbing the mirror by changing the control voltage within the first range;
A second range is set based on a change in power of output light from one output port when the mirror is rotated by changing in the first range, and the second setting of the first setting unit is performed. An update step for updating the range of 1;
A voltage that optimizes the power of the output light is set as a control voltage for the one output port based on the power of the output light output from the one output port when the mirror is perturbed. An optical switch control method comprising: a setting step.
出力光を出力する少なくとも1つの出力ポートと、
回動可能に支持されたミラーと、このミラーと対向配置された電極とを備え、前記電極に印加される制御電圧に応じて回動する前記ミラーにより前記入力ポートに入力された入力光を偏向させて前記出力ポートに選択的に入射させるミラー装置と
を備えた光スイッチの制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記制御電圧を変化させる第1の範囲を設定する第1の設定ステップと、
前記制御電圧を前記第1の範囲内で変化させることにより前記ミラーを摂動させる摂動ステップと、
前記第1の範囲で変化させて前記ミラーを回動させたときの1つの出力ポートからの出力光のパワーの変化に基づいて第2の範囲を設定し、前記第1の設定部の前記第1の範囲を更新する更新ステップと、
前記ミラーを摂動させたときに前記1つの出力ポートから出力される出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを最適とする電圧を前記1つの出力ポートに対する制御電圧として設定する第2の設定ステップと
を実行させることを特徴とする光スイッチの制御プログラム。 At least one input port for inputting input light;
At least one output port for outputting output light;
A mirror that is rotatably supported, and an electrode disposed opposite to the mirror, and deflects input light input to the input port by the mirror that rotates according to a control voltage applied to the electrode. An optical switch control program comprising: a mirror device that selectively enters the output port;
On the computer,
A first setting step for setting a first range for changing the control voltage;
A perturbation step of perturbing the mirror by changing the control voltage within the first range;
A second range is set based on a change in power of output light from one output port when the mirror is rotated by changing in the first range, and the second setting of the first setting unit is performed. An update step for updating the range of 1;
A voltage that optimizes the power of the output light is set as a control voltage for the one output port based on the power of the output light output from the one output port when the mirror is perturbed. A control program for an optical switch, characterized in that a setting step is executed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006277984A JP2008096673A (en) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | Optical switch, optical switch control method, optical switch control program, and recording medium |
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|---|---|
| JP2008096673A true JP2008096673A (en) | 2008-04-24 |
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| JP2006277984A Pending JP2008096673A (en) | 2006-10-11 | 2006-10-11 | Optical switch, optical switch control method, optical switch control program, and recording medium |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009276455A (en) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and apparatus for controlling optical switch |
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-
2006
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| US8406582B2 (en) | 2009-05-26 | 2013-03-26 | Fujitsu Limited | Optical switch and method for controlling optical switch |
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