JPH03223728A - 光相互接続ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は相互接続ネットワークに関し、より詳細には、
多重入力から多重出力へのりコンフイギュラブル・スイ
ッチング用空間光変調器を用いるマルチチャネル・スイ
ッチに関する。

（従来技術及びその課題） 幾つかの高データ速度送信機の幾つかの受信機へのりコ
ンフィギュラプル相互接続は厄介な、技術的に困難な仕
事である。しかし、（リコンフィギュラブル・クロスバ
・スイッチを含む）リコンフィギュラプル相互接続ネッ
トワークは、様々なデバイスの基礎となっており、例え
ば、多数のプロセッサがお互いに情報の経路を定めるか
或いは共通の供給源を共有する高計算速度並列式計算方
式、電話交換センターにあるような通信スイッチング、
障害余裕の冗長性を許すりコンフィギュラビリティ及び
幾つかのセンサを幾つかのプロセッサと共有する能力と
を必要とする航空機ファイバ光バスの様なデバイスであ
る。実質的に、クロスバ・スイッチはＮ個の入力のそれ
ぞれをＭ個の出力の内のどれか或いは全てに接続するＮ
ＸＭアレイのスイッチである。幾つかの応用、例えば航
空機エビオニクス・システムや、スーパコンピュータ・
プロセッサ・インタコネクト、及びローカル・エリア・
ネットワーク等は、適度のサイズの７レイ（Ｎ、Ｍ〜２
０）のみを必要とするだけでなく、光相互接続に見られ
る高帯域幅及び雑音イミユニティ、そして機械的じょう
ぶさを必要とする。

りＯスバ・スイッチの簡単なりコンフィギュラビリティ
は他の応用、例えば移動及び固定ネットワーク、工業用
制御、及びローカル・エリア・ネットワークとメインフ
レーム・コンピュータとの閤の相互接続等に於いて好ま
しい。

半導体デバイスの超大規模集積回路もまた、並列処理を
より一層多く用いるようになっている。

並列処理では処理素子間にある種の相互接続が必要であ
り、これにより速度と広範囲のアルゴリズムを処理する
能力との間にトレードオフを提起する。例えば、複雑な
相互接続ネットワークは速度を犠牲にして幾らかの柔軟
性を提供し、また高速度は特定のアルゴリズムの固定相
互接続によって達成され得る。問題は、多数の処理素子
を有効に用いることにより、非常に高速度を達成し、そ
して同時に非常に高いアルゴリズムの柔軟性を得ること
である。並列処理の効率は「同一タイプの単一プロセッ
サを用いるものと比較した速度の増加ｊをｒプロセッサ
の数ｊで割ったものである。同様に、処理素子の複雑性
は獲得できる並列処理の度合と関連し、非常に複雑な計
算は下等なレベルでは平行処理不可能な部分を有する傾
向がある。全体的な速度は、下等レベルでは並列処理不
可能である部分によって左右される。そして多数の高速
初等プロセッサはプロセッサ間の相互接続に相当なコミ
ュニケーションの重荷を負わせる。単純なりコンフィギ
ュラビリティを有する並列プロセッサ相互接続が必要で
ある。

固定相互接続は効率的に実行され得るアルゴリズムの範
囲を制限する。シストリック構成、例えばカーネギ−メ
ロン大学での開発にあるようもの（１９８２年１月発行
のｒｌＥＥＥコンピュータｊ第３７頁−第４６頁に記載
のカングＨ，Ｔ、（Ｋｕｎｇ　　Ｈ，Ｔ、）著の「なぜ
シストリック構成なのか（Ｗｈｙ　　５ｙｓｔｏｌｉｃ
　　Ａｒ−ｃｈ　ｉ　ｔｅｃｔｕｒｅｓ？）Ｊ　）は、
アルゴリズム構造を用いてメモリ及び命令の範囲を減ら
す。

これにより通信時間が減り、多数のプロセッサを並列に
効率的に使用することが可能にされる。しかし、アルゴ
リズムの制約は固定相互接続のため重大である。

アルゴリズムの柔軟性は複雑なりフンフィギュラプル相
互接続ネットワークによって達成され、８個のプロセッ
サを有し、バニアン・スイッチを使用する基本型システ
ムはオースチンのテキサス大学で実施中である（１９８
４年５月発行の「フィジックス・トウデー（Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ　　Ｔｏ−ｄａｙ）Ｊ第３７巻第５号に記載のブラ
ウンＪ。

Ｃ，（Ｂｒｏｗｎｅ　　Ｊ、Ｃ，）著のｒコンピュータ
・システムの並列構造（Ｐａｒａ　ｌ　ｌ　ｅ　ＩＡｒ
ＣｈｉｔｅＩＣｔｕｒｅｌＳ　　ｆｏｒ　　Ｃｏｍ−ｐ
ｕｔｅｒ　　ＳＶｓｔｅｍｓ）ｊ）、バニアンは２ｘ２
スイツチのレベルから成るマルチチャネル・スイッチで
ある。しかし、このタイプのりコンフィギュラビリティ
は、大きな遅延と大きなコントロール・オーバヘッドを
最推薦システムに提起し、これによりプロセッサの数と
システムの速度が制限されてしまう。

完全に半導体デバイスで作られている小さい市販のクロ
スバ・スイッチが最近入手できるようになってきており
、例えば、テキサス・インスツルメンツのＡ３８８４０
チツプである。Ａ３８８４０は動的にリコンフィギュラ
ブルである１６ボート・クロスバ集積回路であり、各ボ
ートはニブル（４ビツト）を双方向に処理する。

しかし、電磁妨害は、リコンフィギュラブル・クロスバ
・スイッチの大抵の電子的実行において制御するのが困
難であり、また、大抵の電子的実行にはまた高密の相互
接続機構が必要であり、これは製作するのに困難である
かまたは時間のかかるものである。

光クロスバ・スイッチは電磁妨害と帯域幅の問題を克服
するために提案されてきた。実に、通信産業は光ファイ
バを広範に利用し、光スイッチング・デバイスを開発し
て電子工学への転換を避はスイッチング目的へ逆行する
。光学は、帯域幅ピンの制限とエツジ接続の制約を克服
するためにＶＬＳＩとの通信に提案されており、これに
ついては、１９８４年７月発行のＩＥＥＥ会報第７２巻
第７号第８５０頁−第８６６頁に記載のグツドマンＪ、
Ｗ、（Ｇｏｏｄｍａｎ　　Ｊ、Ｗ、）、レオンバーガー
Ｆ、Ｊ、（Ｌｅｏｎｂｅｒｇｅｒ　　Ｆ。

Ｊ、）、カングＳ、Ｙ、（Ｋｕｒｒｏ　　Ｓ、Ｙ、）、
及びアゼイルＲ，Ａ、（Ａｔｈａｌｅ　　Ｒ，Ａ、）著
のｒＶＬｓＩシステム用光相互接続（Ｏｐ−ｔｉｃａｌ
　　１ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｆｏｒ　　ＶＬ
ＳＩ　　ｓｙｓｔｅｍｓｚを参照されたい。

「エレクトロ・オプティック・システム・デザイン・コ
ンファレンス（Ｅｔｅｃｔｒｏ　　ｏｐ−ｔｉｃ　　Ｓ
ｙｓｔｅｍ　　Ｄｅｓｉａｎ　　Ｃｏｎ−ｆｅｒｅｎｃ
ｅ）Ｊ　１９７１年会報第２５９頁−第２６４頁に記載
のり、グランド（Ｇｒａｎｔ）他著の［光位相アレイ・
ビーム走査技術（ＡｎＯＤｔｉｃａｌ　　Ｐｈａｓｅｄ
　　ＡｒｒａｙＢｅａｍ　　５ｔｅｅｒｉｎａ　　Ｔｅ
ｃｈｎｉ　−ＱＵｅ）ｊにより膜空間光変調器からの平
行にされた光の反射が説明されており、これはサンプリ
ング・マスクを通過するもので、空間光変調器のピクセ
ルによって生じる位相の変化は結合して受信機アレイ上
の単一のスポットを形成する。ピクセルのデフォーメー
ションを様々にすることにより、位相の変化を制御し、
それにより受信機アレイを横切るスポットを走査する。

Ａ、マ’／Ｄ−レイ（Ａ、ＭｃＡｕ　Ｉ　ａｙ）他によ
り、ＤＭＤアレイをリコンフィギュラブル・スイッチ素
子として使用する巨大な（Ｎ＞１００）光クロスバ・ス
イッチの設計の問題及び予算不足が説明されており、こ
れは海軍研究所によって管理されているＤＡＲＰＡ契約
第Ｎ０ＯＯ１４−８５−Ｃ−０７５５号のマイルストー
ン及び最終報告書の中に出され、また５ＰＩＥ会報８２
５号（１９８７年発行）に記載のＲ，コーン（ｃｏｉｎ
）著の「光クロスバ・スイッチに基づくデフオーマプル
・ミラー・デバイスのリンク・アナリシス（Ｌｉｎｋ　
　Ａｎａｌｙｓｉｓ　　ｏｆａ　　Ｄｅ−ｆｏｒｍａｂ
ｌｅ　　ＭｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅＢａｓｅｄ　　ＯＥ
）ｔｉｃａｌＣｒｏｓｓｂａｒＳｗｉ　ｔｃｈ）Ｊの中
に出されている。

しかし、高速データ伝送の既知の光相互接続ネットワー
クは、波長、偏波、スイッチング速度、ダイナミック・
レンジ、及びスイッチ位相を制限する傾向にある光スイ
ツチング素子の効率によって第一に制限される。さらに
、現在のシステムは機械的じょうぶさの領域に於ける相
当な制限及び光パワー処理効率で損害を受けている。

（課題を解決するための手段及び方法）本発明により光
相互接続ネットワークを提供するが、これは入力及び出
力用の光ファイバを有する反射空間光変調器と、空間光
変調器上に光ファイバ端を映し出し、反射された光を光
フアイバ端上に再び映し出すイメージング・レンズを使
用するものである。空間光変調器の各ピクセルは入力の
内の一つ及び出力の内の一つの闇のスイッチとして役立
ち、ネットワークは、ファイバ端への戻り反射を壊すた
め、選択されたピクセルをアドレスするだけによって再
構成され得る。

好ましい実施例は共通端を有するふたまたの光ファイバ
を用い、空間光変調器の方へ光を放射することと、空間
光変調器から反射された光を受は取るという両方のこと
を行なう。他の好ましい実施例は、空間光変調器への入
力及びそこからの出力用に光ファイバを分離する。Ｎ個
の入力及びＭ個の出力の場合、好ましい実施例はＮＸＭ
ピクセルのリニア・デフオーマプル・ミラーφデバイス
を用いるが、このデバイスはリニア束中のＮｘＭ本の光
ファイバ、及びＮＸＭ素子リニア・レンズ−アレイによ
る映像とを有する。リニア・レンズ・アレイはファイバ
端のリニア・アレイに接着することができ、リニア・デ
フオーマプル・ミラー・デバイスもまたリニア・レンズ
・アレイに接着して機械的にがんじょうな構造を提供す
ることができる。代わりに、デフオーマプル・ミラー・
デバイスは、自己整合コネクタを使用することによって
レンズ・アレイに関して正確に適当な場所に置くことが
できる。この様なコネクタは機械的完全を少し犠牲にし
て増大した実用性を得る。

共に束にされて、デフオーマプル・ミラー・デバイス上
に映し出され、反射された光が光フアイバ上に映し返さ
れるふたまた光ファイバにより、リコンフイギュラビリ
ティ、電磁妨害、寓話、及び機械的じょうぶさのクロス
バ・スイッチ問題を解決する。

（実施例） リコンフイギュラブル光りＯスパ・スイッチの序説の次
に好ましい実施例の説明を行なう。一般に、クロスバ・
スイッチはＮ個の入力をに個の出力に接続することを可
能にし、各出力はＯ或いは１或いは選択された入力の合
計に等しい。クロスバ・スイッチ自体はオフオン・デバ
イスで、典型的にデジタル・データ・ストリームを扱い
、リコンフイギュラブル・クロスバ・スイッチにより、
出力を定める入力の選択を変えることが簡単にできる。

第１ａ図により４バイ４クロスバ・スイッチ１００を概
略的に示す。各交点には、水平入力線を垂直出力線と接
続することを可能にするスイッチがある。黒丸は閉スィ
ッチを示す。−出力は一人力からの情報を受は取るが、
−人力は幾つかの出力に散布することができる。第１ｂ
図により空間光変調器１３０で実行される概略的なりロ
スバ・スイッチ１００を示す。黒丸はまた、第１ａ図の
セツティングと一致した透過領域を示す。光レンズ・シ
ステム（図示せず）を用いて、入力源（ＬＥＤＩ−ＬＥ
Ｄ４）からの光を垂直に広げずに、水平に光を広げる。

空間光変調器１３０を通過する光は、水平に広げずに垂
直に集束させるレンズ・システム（図示せず）によって
受取りダイオード（検出器１−検出器４）上で衰弱する
。情報は、情報を送信機光ビームの変調として符号化す
ることによってスイッチ１００を通して伝送され、受取
った信号を復調することによって受は取られる。

第２図は光クロスバ・スイッチを、送信機、受信機、及
び伝送メディアから成るコミュニケーション・リンクと
して示すものである。伝送メディアには短い長さの光フ
ァイバ及びオープンエアの光学が含まれる。長距離リン
ク、すなわち大きなファイバ減衰により信号を検出器の
前に雑音温度比まで減らしてしまう場合と比べて、クロ
スバにおける損失は主として反射に起因し、雑音の貢献
は主として送信機レーザ雑音と関係なく受信機に起因す
るものである。

第３図により光クロスバ・スイッチ１００を示すが、こ
れは、複数のプロセッサのスイッチとの接続と共に、反
射空間光変調器１３０の様なデフオーマプル・ミラー・
デバイス（ＤＭＤ）によって実行される場合、コンピュ
ータ処理素子間のプログラム可能相互接続ネットワーク
として機能する。ＤＶＤは透過空間光変調器としてより
もむしろ反射器としての機能を果たし、結果として、空
間光変調器の後に続く光路はそれ自身の上に折り重なっ
てしまう。ビーム・スプリッタ１３２はリターニング・
ライトを入射光から分離するために使用する。、（代わ
りに、光軸に関してＤＶＤ１３０を傾かせると、ビーム
・スプリッタを取り消すことができる。）シュリーレン
・オプテイクス１３４を用いて、ピクセル間の領域から
、及びＤＭＤ１３０の偏向しなかったピクセルからの反
射を閉鎖する。レーザ・ダイオード１３６は３ＧＨ７ま
での変調能力を有し、ソースとしての役割を果たし、ｐ
−１−ｎダイオード１３８は検出器としての役割を果た
す。第１ｂ図には図示されていなかったオプティクスは
第３図に概略的に示されており、柱状オブティクス１４
０は入力源１３６からの光を水平に広げ、柱状オプテイ
クス１４２は光を垂直にレシービング・ダイオード１３
８上に衰弱させる。もちろん、図示したレンズは実際の
複雑なオブティクスを機能的に表わしたものである。光
源１３６及び受信機１３８は処理素子上で直接続合され
得る。

膜、カンチレバ・ビーム、及びトーション・ビーム・タ
イプのピクセルを有するデフオーマプル・ミラー・デバ
イスが開発されている。膜ＤＭＤのスペクトル分析の推
測及び実行の結果は、Ｄ。

Ｒ，ペイプ（Ｐａｌ）ｅ）、Ｌ、Ｊ、ホーンベック（Ｈ
ＯｒｎｂｅＣｋ）著のｒｏｐｔ、ＥｎＱ、Ｊ第２２（６
）巻、第６７５号（１９８３年発行）の中で発表されて
おり、カンチレバ・ビーム及びトーション・ビームＤＶ
Ｄの説明は、米国特許第４．５６６．９３５号及び第４
．５９６，９９２号及び１９８８年３月１６日付出願の
コーペンディング出願番号第１６８，７２４号の中に出
ている。Ｘ−Ｙアレイのピクセルに基づく典型的なカン
チレバ・ビーム或いはトーション・ビームＤＶＤは、下
にあるＭＯＳトランジスタのアレイによってアドレスさ
れることができ、第４ａ図−第４ｂ図に示されている。

第４ａ図は単一のピクセル（ピクセル当たり１ミラー素
子３０）の透視図であり、第４ｂ図はアレイの略図であ
る。反射導電性金属層２６−２８はアレイの表面を被覆
し、ミラー素子３０を形成するカットアウトを有する。

ＤＶＤのラインーアドレスした構成を第４ｂ図に示し、
データは直列−並列変換器１７１にフィードされるが、
この直列−並列変換器１７１はドレイン・ライン１７２
及びＭＯＳトランジスタのドレイン１７０とに接続され
ている。ドレイン・ライン１７２はチャージされ（ｍ番
目のライン１７２は電位φ　　　までチャージされ）、
デコーダｎ１ｍ １７４はゲート・ライン１７６及びＭＯＳトランジスタ
のゲート１８０に接続されており、ｎ番目のゲート・ラ
イン１７６を選択してターン・オンさせる。それから、
ｎ番目のゲート・ライン１７６に接続されたＭＯＳトラ
ンジスタの７０−ティング・ソース１７８は、対応する
ドレイン１７２の電位までチャージされる（ｍ番目はφ
　　　まｎ９ｍ でチャージされる）。７０−ティング・ソースはミラー
素子３０を偏向させる電極である。それからゲート１８
０がターン・オフされ、ミラー素子３０は７Ｍの固定電
位に保持され、ゆえに、ＶＭ−φ　　　に比例する静電
力は（ｎ、ｍ）番目の眠ｍ ミラー素子に影響し、それを７０−ティング・ソース１
７８の方に偏向させてしまうことになる。

ミラー素子の機械的応答時間、ゆえに整定時間はわずか
μ秒である。ｎ番目のゲート・ライン１７６の７０−テ
ィング・ソース１７８がセットされると、次のラインの
データがドレイン・ライン１７２にフィードされ、次の
ゲート・ライン１７６がデコーダ１７４によって選択さ
れる。膜及び力ンチレバ・ビーム及びトーション・ビー
ムφデバイスのミラー素子の典型的なサイズは約２５ミ
クロン平方乃至５０ミクロン平方である。第４Ｃ図はリ
ニア・アレイＤＶＤ用のミラー素子３０の配列を示す平
面図である。

第５図は第３図に示した光クロスバ・スイッチの詳細な
レイアウトで、オプテイクスを図示するために幾つかの
光線が描かれている。第５図は三つの図からクロスバ・
スイッチを示すもので、システムには回転的な対称が欠
けているということと、幾つかのレンズ（柱状レンズ）
は一つの視点に集中するだけであるということに注意さ
れたい。

また、明確にするためにＤＶＤは反射性よりもむしろ透
過性の５バイ５デバイスとして示されているということ
にも注意されたい。５個の入力は５つの輝度変調したレ
ーザ・ダイオードであり、レーザの光は５本の等間隔を
置いて並べられた光ファイバの垂直アレイ１３６によっ
て持ち込まれるが、この５本の等間隔を置いて並べられ
た光ファイバは典型的に約１００μｍｍ隔で配置された
直径１００μｍのファイバである。ファイバは相接して
詰めることができるが、レーザ・ダイオードは電磁分離
及びパッケージングしやすくするために分離することが
できる。第５図の上面図では、ファイバからの光はＤＭ
Ｄ１３０の一行のピクセルの幅に発散されている。レン
ズ１４４は光をＤＭＤ１３０の面に平行にする。第５図
により、光を放射するファイバ１５１．１５３、及び１
５５を示し、この光はＤＭＤ１３０のピクセル行１６１
．１６３、及び１６５を照らすが、ＤＭＤ１３０は行１
６１の一ピクセル及び行１６５の一ピクセルのみが偏向
されて示されている。

平行にされた光はＤＭＤ１３０から反射し、偏向されな
かったピクセルから反射する光、及びそのピクセル圓の
領域は低空間周期を有するので、シュリーレン・ストッ
プ１４６によって非常に減衰させられる（これは第５図
の上面図の点線によって表わされている）。これに反し
て、偏向された光から反射する光は＾空間周波で位相変
調され、シュリーレン・ストップ１４６の回りを通り、
点線の円によって描かれた穏やかな減衰のみが第５図の
断面図に示されている。シュリーレン・ストップ１４６
を通る光はレシービング光ファイバの水平アレイ１３８
上に再び映し出され、ＤＶＤ　１３０のピクセルの一列
からの光は単一のレシービング・ファイバ上に映し出さ
れる。第５図において、行１６５の第２番目のピクセル
及び行１６１の第４番目のピクセルのが偏向され、照ら
されるので、第２番目及び第４番目のレシービング・フ
ァイバが照らされる。理論的に言えば、−ＤＶＤ行の偏
向されたピクセルからの光のみが適切な出力レシービン
グ・ファイバ上に映し出されるが、しかし、（他の入力
アレイ・）？イパから伝送された）他の偏向されなかっ
た行からの光の部分は、垂直のシュリーレン・ストップ
の回りを回折し、関係のある偏向された光信号と同じレ
シービング・ファイバ上に焦点を集められる。ゆえに、
水平のストップ及び垂直のストップの両寸法の設計には
気を付けて、レシービング・アレイ１３８に達する偏向
されなかったエネルギーまで偏向されたものを最大にし
なければならない。

第一の好ましい実施例の光相互接続ネットワークは４ｘ
４クロスバ・スイッチで、分解組立透視図に概略的に図
示されており、第６図では参照番号２００で示されてい
る。クロスバ・スイッチ２００には、４個の送信機２５
１．２５２．２５３、及び２５４．４個の受信機２６１
．２６２．２６３、及び２６４．７６本のふたまた光フ
ァイバ２７１．２７２１．、、．２８６．１６枚のレン
ズを含むマイクロ・レンズ・アレイ２４０、及び１６ピ
クセルを含むリニアＤＶＤ２３０が含まれている。

各送信機２５１１．．．．２５４には狭いバンド幅の光
源、例えばＬＥＤ或いはレーザ・ダイオード等が含まれ
、この光源はアナログ或いはデジタルの入力信号によっ
て駆動される。第６図において、入力はデジタル化した
ビデオ・データ・ストリームである。各送信機２５Ｌ、
、、、２５４はその出力を１：４ファイバ光スプリッタ
２９１１．、、．２９４に加え、そして１６個のスプリ
ッタ出力のそれぞれは２：１のふたまた光ファイバ２７
１１．、、．２８６の２本の等価脚の一方にフィードす
る。１６本のふたまた光ファイバの残りの等価脚は、４
個の４：１の結合器２９６１、、　２９９に（４つのグ
ループで）付けられ、各結合器の出力は１個の光レシー
バ２６１１．、。

２６４にフィードする。グループ分けは、各送信機に付
けられたふたまたファイバが各受信機に発送されるよう
にして達成される。これにより、全ての可能な相互接続
経路が提供される。ＤＶＤの構成により、データが実際
に伝送される経路を制御する。

ふたまた光ファイバ２７１．２７２１０８９．２８６の
一端は一組のシリコン・チップ２４５の方位依存的エツ
チングした溝の中にエポキン樹脂で接着して、約２５０
ミクロンの中心点から中心点まで（センターツウ−セン
タ）の間隔が置かれたリニア・アレイを形成し、シリコ
ン・チップは約５００ミクロンの厚さのサンドインチを
形成する。光ファイバ２７１．２７２１．、、．２８６
の端をシリコン・チップの端の表面と面一に研磨する。

光ファイバ２７１．２７２１．、、．２８６は、それぞ
れ５０ミクロンのコア直径を有し、１２５ミクロンの外
部直径を有する。送信機２５１１．、、．２５４から放
射される光はシリコン・チップ２４５の方に伝搬するが
、受信機２６１．２６４のどれにも直接は伝搬しない。

０ＭＯ２３０から反射し、レンズ・アレイ２４０を通っ
てダブル・バスを経験する光はシリコン・チップ２４５
の光ファイバ２７１．２７２１．。

２８６に再び入り、受信機２６１．、、、　２６４の方
に伝搬するが、送信機２５１１．、、．２５４には直接
戻らない。

マイクロ・レンズ・アレイ２４０はリニア会アレイ内に
１６枚のレンズを有し、シリコン・チップ２４５内の光
ファイバ２７１．２７２１１０３．２８６のセンターツ
ウ−センタの間隔と同じ間隔が置かれている。アレイ２
４０の各レンズは約０゜４ｍｍの焦点距離、及び使用す
る光ファイバに適当な開口数を有する。ＤＭＤ２３０は
リニア・アレイのピクセルを有し、トーション・ビーム
・ミラー素子はシリコン・チップ２４５内の光ファイバ
２７１．２７２１．、、．２８６のセンターツウ−セン
タの間隔と同じ間隔が置かれ、各トーション・ビームは
（光ファイバ２７１．２７２１．。

２８６のコア直径とほぼ同じ）約５０ミクロン掛ける５
０ミクロンの領域を埋める。マイクロ・レンズ・アレイ
２４０をシリコン・チップ２４５に接着するが、レンズ
はファイバの端から約０゜８ｍｍの間隔が置かれ、各光
ファイバは対応するレンズと一直線に並べ、続いて、Ｄ
ＭＤ２３０はマイクロ・レンズ・アレイ２４０に接着或
いは接合するが、レンズはトーション・ビームから約Ｏ
９Ｂｍｍの間隔を置き、トーション・ビームは各光ファ
イバの端及びマイクロ・レンズの対と一直線に並べ、特
定の光ファイバの端から放射する光が、対応するマイク
ロ・レンズによって、対応するトーション・ビーム上に
映し出されるようになっている。もしトーション・ビー
ムが偏向されない場合は、ファイバの端から放射され、
マイクロ・レンズによってトーション・ビーム上に映さ
れた光は反射され、マイクロ・レンズによってファイバ
の端に再び映されるのに対して、もしトーション・ビー
ムが偏向される場合は、ファイバ端から放射された光は
、光軸からはずれてマイクロ・レンズから反射され、フ
ァイバの端のどれにも入らない。

第７図は偏向されなかったトーション・ビーム（実線）
及び偏向されたトーション・ビーム（点線）の場合の光
線トレーシングを説明する断面立面図である。偏向され
なかったトーション・ビームの場合、マイクロ・レンズ
の光軸に沿う衝突光の円錐の正反射は、同様に光軸に沿
って整合された別の充円錐であり、不整合の場合を除い
て衝突光の円錐を実質的に再トレースする。偏向された
トーション・ビームの場合、正反射は２θだけ光軸から
外れて整合される充円錐であるが、ここにおいてθはト
ーション・ビームの偏向の角度である。偏向したトーシ
ョン・ビームからの反射光円錐のこの偏向は、使用する
光ファイバの開口数と関連して充円錐の半分の角度より
大きいいかなるθの場合も、散漫に散乱した光の少量だ
けがマイクロ・レンズの瞳孔に反射して戻り、光ファイ
バ・コアの端に再び映し出されるということを意味して
いる。

クロスバ・スイッチ２００のサイズは容易に拡大するこ
とができる。例えば、４００ピクセル或いは２，５００
ピクセルのリニアＤＭＤが製造可能で、この様なりＶＤ
は２０或いは５０の入力及び出力を有するクロスバ・ス
イッチを支持する。

アレイＤＶＤを考慮すると、その場合１２８ｘ１２８型
がすでに製造され、より大きなものが製造可能である。

アレイＤＶＤを有するクロスバ・スイッチはまた光ファ
イバ及びマイクロ・レンズのアレイを有し、光の分散及
び衰弱にそれぞれ使用する光ファイバ・スプリッタ及び
結合器を有する第１ｂ図の略配列と同様に現われると言
うことに注意されたい。

電子クロスバ・スイッチと比べ、クロスバ・スィッチ２
００は、検出、多重化、及び次の再多重化の必要なしに
その伝送された率でデータ・スイッチングを行なうとい
う利点を提供し、そのうえ、はとんど完全なＥＭＩ及び
ＲＦＩイミユニティ、小さい従来のボード・スペースの
消費、及び信号源及びプロセッサからの任意の遠隔位置
を性能の不利を発生させずに提供する。電力要求は低く
、部品数及び複雑さは最小である。

他の光スィッチと比べ、クロスバ・スイッチ２００は、
低コスト（多数の光スイツチング素子はそのシリコン・
アドレッシング回路と統合的に製作される）という利点
、そして偏波の循環や他の二次影響がスイッチされた光
の輝度変調には何も関わらないので応用が容易であると
いう利点を提供する。さらに、デフオーマプル・ミラー
・デバイス・ベースのスイッチは入力光の波長に対して
ほとんど感度を持たず、１０ミクロンの赤外放射を通る
紫外から強く反射する。同様に、スイッチ２００は入力
光の偏波に反応しない。

クロスバ・スイッチ２００は非閉そくであり、他の自由
空間スイッチと比べ整合すべき部品が最少数である。モ
ノリシック導波管スイッチと比較して、クロスバ・スイ
ッチ２００には電気光学的に活性な基板は何も必要では
なく、導波管注入或いは製作が何も必要ではない。スイ
ッチ２００は個々の基板上により多くのスイッチング素
子を製作することができ、より多数のスイッチング素子
及びそれらの独立型の性質により、改良した歩留り及び
／或いは冗長性を提供する設計が可能になる。

ＤＶＤをクロスバ・スイッチ２００においてと同様にス
イッチング素子として使用する場合、リコンフィギュレ
ーション速度は液晶空間光変調器を使用した場合よりず
っと早くすることができる。

より大きなスイッチの場合、ＤＶＤベースのクロスバ・
スイッチのりコンフィギユレーション速度は磁気光学及
び他の非半導体ベースのスイッチのものを上回ることが
でき、これはスイッチ速度が多重化されたアドレス時間
によって左右され、個々の素子のスイッチング速度によ
っては左右されないからである。

第８ａ図−第８Ｃ図により好ましい実施例のコネクタ３
００を説明するが、これは部材を一緒に接着するという
よりもむしろ光ファイバ・アレイ２４５をマイクロ・レ
ンズ・アレイ２４０及びＤＭＤ２３０に付けるためのも
のである。第８ａ図は斜視図、第８ｂ図−第８Ｃ図は断
面図及び平面図である。コネクタ３００には二面がＤＶ
Ｄの平面と垂直な自己整合傾斜３１０が含まれる。コネ
クタ３００の雄の部分３１２は光ファイバを有するシリ
コン・チップ２４５及びマイクロ・レンズ・アレイ２４
０を収容し、コネクタ３００の雌の部分３１４はＤＭＤ
２３０用パッケージに着いている。コネクタ３００の二
つの部分はねじ山を付けたスリーブ３１６によって接続
される。

コネクタ３００は、高い機械的安定性が最優先事項では
ない応用、例えばコンピュータ内部接続ネットワークな
どの応用に使用される。ＤＶＤ２３０は長い平均故障寿
命を有するが、コネクタ３００の使用により、残りのシ
ステムの分裂なしにＤＶＤ２３０の交替が可能にされる
。これに反して、アクセスできない応用、例えばミサイ
ルにおいては、にかわ付けにしたアプローチにより−■
の軽曾及びより高い機械的安定性を提供する。

第８ｂ図によりまた、マイクロ・レンズ・アレイ２４０
をＤＭＤに付けることの可能性、特に、ＤＭＤが、ＥＰ
ＲＯＭに類似している方法で、すなわちダイの上に窓が
ある樹脂ＤＩＲパッケージにパッケージされている場合
を説明する。マイクロ・レンズ・アレイをパッケージの
窓に付けることにより光路における余分な伝送板を避け
るが、これはマイクロ・レンズ・アレイが効果的に窓と
併合するからである。

第二の好ましい実施例の光相互接続ネットワークは４Ｘ
４クロスバ・スイッチで、第９図の分解斜視図に概略的
に図示され、参照番号４００で示されている。クロスバ
・スイッチ４００には、４個の送信機４５１．４５２．
４５３、及び４５４．４個の受信８１４６１．４６２．
４６３、及び４６４、送信機に接続された４個の１：４
光ファイバ・スプリッタ４９１．４９２．４９３、及び
４９４、受信機に接続された４個の４：１光ファイバ結
合器４９６．４９７．４９８、及び４９９、スプリッタ
に接続された第一の組みの１６本の光ファイバ４７１．
４７２１．、、．４８６、結合器に接続された第二の組
みの１６本の光ファイバ４１１．４１２１．、、．４２
６、ビーム・スプリッタ４４２．１６枚のレンズを含む
マイクロ・レンズ・アレイ４４０、及び１６ピクセルを
含むリニアＤＭＤ４３０が含まれている。

各送信機４５１．４５２．４５３、及び４５４にはアナ
ログ或いはデジタル信号によって駆動される狭いバンド
幅の光源が含まれており、各送信機はその出力を１＝４
光フアイバ・スプリッタ４９１．４９２．４９３、及び
４９４のうちの一つに印加する。スプリッタからの１６
本の光ファイバ４７１．、、、．４８６はスイッチ２０
０のシリコン・チップ２４５に類似しているシリコン・
チップ・サンドイッチ４４５にマウントされており、１
６本の光ファイバ４７１１．、、．４８６によって放射
された光はビーム・スプリッタ４４２の中に導かれ、マ
イクロ・レンズ・アレイ４４０の１６枚のレンズによっ
てＤＭＤ４３０の１６ピクセルに映し出される。第１０
図は、光ファイバ４７１及び４２６を含む平面の断面図
である（光ファイバの他の対を含む平面の断面も同様で
ある）。第１０図の小さい矢により光ファイバ４７１の
コアから放射された光の円錐を示すが、これはビーム・
スプリッタ４４２を通り抜け（反射された部分は平明に
するために図示していない）、アレイ４４０からマイク
ロ・レンズによってＤＶＤ４３０のトーション・ビーム
に映し出され、マイクロ・レンズに反射して戻され（ト
ーション・ビームが角度θまで偏向された場合は、光の
円錐はマイクロ・レンズの瞳孔を越えて反射され）、そ
してビーム・ズブリッタによって光ファイバ４２６のコ
アに再び映し出すれ、反射される（ビーム・スプリッタ
を通り抜ける部分は平明にするために図示していない〉
。ゆえに、ＤＭＤ４３０は、送信機４５１１．、、．４
５４から受信機４６１１．４６４への１６の光路のそれ
ぞれを作る或いは断つ一組のスイッチとして役立つ。

マイクロ・レンズ・アレイ４４０をビーム・スプリッタ
４４２に付け、シリコン・チップ・サンドイッチ４４５
及び４４６も同様にビーム・スプリッタ４４２に付ける
ことができる。クロスバ・スイッチ２００でと同様に、
シリコン・チップ・サンドイッチ４４５内の光ファイバ
のセンターツウ−センタの間隔はアレイ４４０内のマイ
クロ・レンズのセンターツウ−センタの間隔、シリコン
・チップ・サンドイッチ４４６内の光ファイバのセンタ
ーツウ−センタの間隔、及びＤＭＤ４３０のピクセルの
センターツウ−センタの間隔と同じである。クロスバ・
スイッチ４００には、クロスバ・スイッチ２００に比べ
、ピクセルが偏向されるという利点があり、これは送信
１１１２５１１．。

２５４の１個によってふたまた光ファイバ２７１１．、
、　　２８６のうちの一つの一脚に透過された光の小さ
い断片が、もう一方の脚に漏れ込み、対応する受信８１
２６１．、、、．２６４によって受は取られるので、光
ファイバはクロスバ・スイッチ４００内で互いに孤立す
るためである。

第三の好ましい実施例の光相互接続ネットワークは４ｘ
４クロスバ・スイッチで、第１１図の分解斜視図に概略
的に図示され、参照番号５００で示されている。クロス
バ・スイッチ５００には、４個の送信機５５１．５５２
．５５３、及び５５４．４個の受信機５６１．５６２．
５６３、及び５６４、送信機に接続された４個の１＝４
光フアイバ・スプリッタ５９１．５９２．５９３、及び
５９４、受信機に接続された４個の４：１光ファイバ結
合器５９６．５９７．５９８、及び５９９、スプリッタ
に接続された第一の組みの１６本の光フフイバ５７１．
５７２１．、、．５８６、結合器に接続された第二の組
みの１６本の光ファイバ５１１．５１２１．、、．５２
６．１６のレンズを含むマイクロ・レンズ・アレイ５４
０．１６枚のレンズを含むマイクロ・レンズ・アレイ５
４２、及び１６ピクセルを含むリニアＤＭＤ５３０が含
まれている。

各送信機５５１．５５２．５５３、及び５５４にはアナ
ログ或いはデジタル信号によって駆動される狭いバンド
幅の光源が含まれており、各送信機はその出力を１：４
光フアイバ・スプリッタ５９１．５９２．５９３、及び
５９４のうちの一つに印加する。スプリッタからの１６
本の光ファイバ５７Ｌ　、、、　、５８６はスイッチ２
００のシリコン・チップ２４５に類似しているシリコン
・チップ・サンドインチ５４５にマウントされており、
１６本の光ファイバ５７１１．、、．５８６によって放
射された光は、マイクロ・レンズ・アレイ５４０の１６
枚のレンズによってＤＶＤ５３０の１６のピクセル上に
映し出される。第１２図は光ファイバ５７１及び５１１
を含む平面の断面図である（光ファイバの他の対を含む
平面の断面も同様である）。第１２図の小さい矢により
光ファイバ５７１のコアから放射された光の円錐を示す
が、これはアレイ５４０からマイクロ・レンズによって
ＤＭＤ５３０のトーション・ビーム・ミラー素子上に映
し出され、もしトーション・ビームが「オン」の状態に
偏向された場合はマイクロ・レンズ５４２に反射され（
もしトーション・ビームが偏向されなかった或いは「オ
フ」の状態に偏向された場合は、光の円錐はマイクロ・
レンズの瞳孔を越えて反射され）、そして光ファイバ５
１１のコアに再び映し出される。ゆえに、ＤＶＤ５３０
は、送信機５５１１．、、．５５４から受信機５６１１
．、、．５６４への１６の光路のそれぞれを作る或いは
断つ一組のスイッチとして役立つ。

マイクロ・レンズ・アレイ５４０及び５４２のレンズの
それぞれは約２００μｍの焦点距離を有し、対応するフ
ァイバ（５１１，５１２１４，。

５２６．５７１．５７２１．１．或いは５８６）の端及
びＤＭＤ５３０の偏向可能なビーム５３１の両方から約
４００μｍ離れたところに位置する。

各レンズは直径が約１６０μｍあり、ファイバ端からＤ
ＶＤビームまで、及びＤＭＤど一方からファイバ端まで
の倍率は約１である。マイクロ・レンズ・アレイ５４０
及び５４２は第１２図において別々のものとして示され
ているが、それらは単一の装置−式として製作され得る
。実験において、マイクロ・レンズ・アレイ５４０及び
５４２はそれぞれ、シリコン・チップ・サンドイッチ５
４５及び５４６の一方も同様に携えるガラス基板につけ
られるが、同時にこれらのガラス基板はＤＭＤ５３０に
整合されている。クロスバ・スイッチ２００でと同様に
、シリコン・チップ・サンドイッチ５４５内の光ファイ
バのセンターツウ−センタの間隔はアレイ５４０及び５
４２内のマイクロ・レンズのセンターツウ−センタの間
隔、シリコン・チップ・サンドイッチ５４６内の光ファ
イバのセンターツウ−センタの間隔、及びＤＭＤ５３０
のピクセルのセンターツウ−センタの間隔と同じである
。クロスバ・スイッチ５００には、クロスバ・スイッチ
２００に比べ次のような利点があり、これはすなわち、
送信１１２５１１．、、２５４から入力する光が受信機
２６１１．、、．２６４に到達するのを妨げるために、
たとえクロスバ・スイッチ２００のピクセルを偏向させ
ても、ふたまた光ファイバ２７１１．、、．２８６のう
ちの一つの一脚に送信Ｉｌ！２５１１．．．．２５４の
１個によって透過された光の小さい断片がもう一方の脚
に漏れ込み、対応する受信［２６１１，、、，２６４に
よって受は取られてしまうということである。対照的に
、入力出力光）？イバはクロスバ・スイッチ５００内で
相互に分離されている。

両方のシリコン・チップ・サンドイッチ５４５及び５４
６はコネクタ３００と同様の傾斜形コネクタにはめ込む
ことができるが、■字形の角度はそれよりも大きい。同
様に、２４１のマイクロ・レンズ・アレイ５４０及び５
４２は平行な２行のマイクロ・レンズとして一緒に製作
することができ、光は軸を外れてレンズを通り抜け、こ
れにより単純なレンズ・アレイが可能になり、第８ｂ図
に示すようなりＭＤ上にマウントすることが可能になる
。

第四の好ましい実施例を第１３図の断面立面図に示すが
、特大のピクセル及び特大のレンズが含まれており、設
計のがんじょうさを提供する。特に、光ファイバ６１１
及び６７１は直径５０μｍのコアを有し、（第三の好ま
しい実施例の様に）シリコン・サンドイッチ６４５及び
６４６内にあり、これらもまた樹脂パッケージ６０１内
にマウントされているが、この樹脂パッケージ６０１は
シリコン・サンドインチを保持するためのｒＶＪ字形付
きの長方形の一般的な形を成しており、長方形のスペー
サ６０２及び６０３がマイクロレンズ・アレイ６４０及
び６４２をシリコン・サンドイッチ６４５及び６４６か
ら分離している。シリコン・サンドイッチはｒＶＪ字形
の中に（例えばシリコンを硬化させる室温で）接着され
る。これにより単純な組立てが可能にされ、そこにおい
てマイクロレンズ・アレイをｒＶＪ字形の腕の一方に差
し込み、レンジ６０８で止め、スペーサはマイクロレン
ズ・アレイ上に位置するべく差し込み、そしてシリコン
・サンドインチはスペーサの回りに差し込み、それから
適所に接着する。マイクロレンズ・アレイ６４０及び６
４２のレンズは直径が２５０μｍあり焦点距離が２００
μｍあり、そしてＤＭＤ６３０のピクセルは偏向可能な
トーション・ビーム・ミラー素子６３１を有し、このト
ーション・ビーム・ミラー素子６３１は約１００μｍの
直径を有するおおよそへ角形である。ＤＭＤ６３０は第
８ｂ図に概略的に図示したようにヘッダにマウントし、
ヘッダにはＤＭＤ６３０の活性領域上で穴があいたメタ
ル・トップ６０５がある。メタル・トップ６０５は約１
ミル（２５μｍ）の公差でパッケージ６０１の中にはめ
込み、ＤＭＤ６３０は、メタル・トップ６０５と比例し
て約１ミルの側面の交差の範囲内までヘッダ６０７上に
位置し、ゆえに、ファイバ端の映像はビームのサイズが
大きいためトーション・ビーム上にあり、第四の好まし
い実施例の単純な組み立ては特大のものから生じる。第
１３図において垂直面は全ての特徴を示すため押し縮め
られていると言うことに注意されたく、実際問題として
、メタル・トップ６０５はＤＭＤ６３０から垂直方向に
十分に離されて、ＤＶＤダイからヘッダ・ビン６０９ま
でのボンド・ワイヤがメタル・トップ６０５の下にぴっ
たり合うことが可能になる。ＤＭＤダイは、基板グラウ
ンドを提供することになるヘッダ６０７に銀メツキ付け
することができる。

代わりのパッケージングは第８ａ図から第８ｃ図のコネ
クトと同様にすることができるが、入力及び出力ファイ
バの両方を使用することによりねじ山の直径をヘッダと
同じくらい大きくするため、大きなサイズのｆＶＪ字形
は除く。ゆえに、変更は、ヘッダがねじ山の中にぴった
りと合うほど大きいねじ山部分を用いて、ねじ山部分が
メタル・トップ６０５の役割を果たすようにし、傾斜は
ｒＶＪ字形と一致する。

第１４図（ａ）−第１４図（ｂ）により第五の好ましい
実施例を説明するが、これはトーション・ビームＤＭＤ
で利用できる両方向の偏向を用いるもので、光ファイバ
の一つの入力アレイ７０１及び光ファイバの二つの出力
アレイ７０３及び７０４を有する。光ファイバの各７レ
イは対応するマイクロレンズ・アレイ（７１１，７１３
，７１４ンを有する。ＤＭＤ７３０は、２出力間で選択
するか或いは、偏向が何もない場合は、入力に光を反射
し返すことによって出力のどちらも選択しない。

好ましい実施例のデバイス及び方法の様々な変更を行う
ことができるが、入力及び出力光ファイバ及び空間光変
調器とを有するレンズ・システムを用いて光ファイバに
よって放射された光を空間光変調器上に映し出し、空間
光変調器から反射された光を光ファイバに映し返すとい
う特徴は保持する。例えば、反射空間光変調器のサイズ
及び形、その偏向素子の機械的構造、ピクセルの数及び
幾何学的配列、ピクセル当たりのミラー素子の数、ピク
セルの形及び間隔、四角形アレイのような光ファイバ束
のサイズ及び形、及びフォトリソグラフィック（写真食
刻）で製作された等波管にとって代わる光ファイバに変
更をなすことができ、レンズ・システムは光ファイバ・
アレイ或いは単一の大きなイメージング・レンズ或いは
レンズ・システムに付けられるか或いはそれらから離さ
れるマイクロ・レンズのアレイであり得、偏光及びフア
イμを使用することができる。同様に、光の減衰用マス
クを、特に、レンズが光ファイバの開口数或いはＤＶＤ
ピクセルのθと一致しない開口数を有する場合に、挿入
することができる。光ファイバのコア直径に関して大き
なぴったりとバックされたミラー素子はアラインメント
公差が増加するが、これは、光ファイバ・コアのイメー
ジをミラー素子よりずっと小さくすることができるから
である。第１５図により、ピクセル構造を説明するが、
これは、（トーション・ビーム８３０．８３２．８３４
が狭いため）大きい偏向角度を可能にし、そのうえ、（
ピクセル当たりのトーション・ビーム８３０．８３２、
及び８３４が多重のため）ピクセル当たりの大きなミラ
ー面積を可能にするものである。さらに、ＤＭＤをピク
セル偏向の角度θまで傾けることにより、偏向されたピ
クセルは光を光ファイバに反射し返すことができ、偏向
されなかったピクセルはレンズの瞳孔の外に光を反射す
ることができる。

光エミッタ及び受信機はＡｌＧａＡｓレーザ及びフォト
・ダイオードであり得、空間光変調器と整合するために
エミッタ／受信機とダイの端にあるアレイとの間のシリ
コン・デバイス及び二酸化シリコンの光ガイドと共にＧ
ａＡｓ−オン−シリコン・ウェハ上にモノリシックで作
られている。

本発明により、小さなサイズ、軽量、及び機械的安定と
いう利点が提供される。

以上の説明に関し、さらに、下記の項を開示する。

（１）　光クロスバ・スイッチであって、（ａ）　　複
数の入力光ファイバと、 （ｂ）　　複数の出力光ファイバと、 （ｃ）　　複数の反射ピクセルを有し、前記ピクセルの
それぞれが少なくとも第一及び第二の状態を有する空間
光変調器と、 （ｄ）　　前記入力光ファイバの内の一本の第一の端か
ら放射された光を前記空間光変調器の対応するピクセル
上に映し出し、そして前記対応するピクセルが前記第一
の状態にある場合は前記対応するピクセルからの反射後
に前記光を前記出力光ファイバの内の一本の第一の端に
再び映し出すが、前記対応するピクセルが前記第二の状
態にある場合はそうしない光システムとを含む光クロス
バ・スイッチ。

（２）　第（１）項に記載したクロスバ・スイッチであ
って、さらに、 ＜ａ）　　Ｎ個の光エミッタと、 （ｂ）　　Ｎ個の光スプリッタであって、前記Ｎ個の光
スプリッタのそれぞれが１：Ｍのスプリッタで、前記Ｎ
個の光エミッタの内の一つに接続され、前記スプリッタ
のそれぞれの各出力が前記入力光ファイバの内の対応す
る一つに接続されているＮ個の光スプリッタと、（ｃ）
　　Ｍ個の光受信機と、 （ｄ）　　Ｍ個の光合波器であって、前記Ｍ個の合波器
のそれぞれがＮ：１の合波器で、前記Ｍ個の光受信機の
内の一つに接続され、前記合波器のそれぞれの各入力が
前記出力光ファイバの内の対応する一つに接続されてい
るＭ個の光合波器と、 （ｅ）　　それによって、前記Ｎ個の光エミッタのそれ
ぞれがＮＸＭの前記ピクセルのうちの一つを通して前記
Ｍ個の光受信機のそれぞれに接続されているか或いはそ
れぞれから分離されていることとを含むクロスバ・スイ
ッチ。

（３）　第（２）項に記載したりＯスバ・スイッチにお
いて、 （ａ）　　前記空間光変調器がＮｘＭピクセルのリニア
・アレイを含み、前記ピクセルのそれぞれがトーション
・ビーム・ミラー素子を含み、 （１））　　前記入力光ファイバの前記第一の端のそれ
ぞれが前記出力光ファイバの前記第一の端の一つと一致
し、 （ｃ）　　前記光システムがＮＸＭのマイクロ・レンズ
の２個のリニア・アレイを含み、前記入力光ファイバの
前記第一の端層のレンズのへカアレイ、及び前記出力光
ファイバの前記第一の端層のレンズの出力アレイである
りＯスバ・スイッチ。

（４）　第〈３）項に記載したクロスバ・スイッチであ
って、さらに、 （ａ）　　前記入力光ファイバの前記第一の端層の入力
ホルダと、 （ｂ）　　前記出力光ファイバの前記第一の端層の出力
ホルダと、 （ｃ）　　前記入力ホルダ及びレンズの前記入力アレイ
との間にありそれらと隣接する人力スペーサと、前記出
力ホルダ及びレンズの前記出力アレイとの間にありそれ
らと隣接する出力スペーサとを含むクロスバ・スイッチ
。

（５）　第（４）項に記載したクロスバ・スイッチにお
いて、 （ａ）　　前記入力ホルダが２つの溝付きシリコン基板
のサンドインチであって、前記入力光ファイバが溝の中
に入れらており、 （ｂ）　　前記出力ホルダが２つの溝付きシリコン基板
のサンドインチであって、前記出力光ファイバが溝の中
に入れらているクロスバ・スイッチ。

（６）　第（５）項に記載したクロスバ・スイッチであ
って、さらに、 （ａ）　　第一のコネクタ部であって、前記入力及び出
力ホルダ、前記入力及び出力スペーサ、及びマイクロレ
ンズの前記入力及び出力アレイを第一の傾斜した部分に
含む第一のコネクタ部と、 （ｂ）　　第二のコネクタ部であって、前記第一の傾斜
した部分に相補的な第二の傾斜した部分を含み、前記第
二の傾斜した部分が前記反射空間光変調器に付けられて
いる第二のコネクタ部と、 （ｃ）　　前記第一のコネクタ部を前記第二のコネクタ
部に接続するファスナとを含むクロスバ・スイッチ。

（７）　第（１）項に記載したスイッチであって、さら
に、 （ａ）　　複数の第二の出力光ファイバと、（ｂ）　　
前記ピクセルのそれぞれが第三〇状態を有し、前記ピク
セルが前記第三の状態にある場合は前記光が反射後に前
記第二の出力光ファイバの内の一本の第一の端に再び映
し出されるということとを含むスイッチ。

（８）　光相互接続ネットワークであって、（ａ）　　
Ｎ本の入力光ファイバと、 （ｂ）　　Ｎ本の出力光ファイバと、 （ｃ）　　Ｎピクセルの空間光変調器と、（ｄ）　　Ｎ
枚のレンズを有する第一のマイクロレンズ・アレイであ
って、前記第一のレンズ・アレイが前記入力光ファイバ
から放射された光を前記ピクセル上に映し出すべく位置
している第一のマイクロレンズ・アレイと、（ｅ）　　
Ｎ枚のレンズを有する第二のマイクロレンズ・アレイで
あって、前記第二のレンズ・アレイが前記ピクセルから
の光を前記出力光ファイバに再び映し出すべく位置して
いる第二のマイクロレンズ・アレイとを含む光相互接続
ネットワーク。

（９）　第（８）項に記載したネットワークに於いて、 （ａ）　　前記空間光変調器がピクセルのリニア・アレ
イを含み、ピクセルのそれぞれがトーション・ビーム・
ミラー素子を含み、（ｂ）　　前記マイクロレンズ・ア
レイのそれぞれがマイクロレンズのリニア・アレイを含
み、前記ピクセルのそれぞれに対し一枚のレンズがある
ネットワーク。

（１０）　第（８）項に記載したネットワークであって
、さらに、 （ａ＞　　Ｎ本の第二の出力光ファイバと、（ｂ）　　
Ｎ枚のレンズを有する第三のマイクロレンズ・アレイで
あって、前記第三のレンズ・アレイが前記ピクセルから
の光を前記第二の出力光ファイバに再び映し出すべく位
置している第三のマイクロレンズ・アレイとを含むネッ
トワーク。

（１１）　クロスバ・スイッチ（５００）であって、入
力光ファイバ（５７１１，、、５８６）及び出力光ファ
イバ（５１１１，、、，５２６）を有し、端がそれぞれ
送信ｍ（５５１，、、，５５４）及び受信機（５６１１
，、、，５６４）に接続され、もう一方の端がリニア・
マイクロ・レンズ・アレイ（５４０，５４２）及びリニ
ア空間光変調器（５３０）と隣接するリニア・アレイ内
にあり、入力ファイバ端から放射された光は、空間光変
調器（５３０）でピクセルが一方向に偏向された場合、
出力ファイバ端に反射され、ピクセルがもう一方の方向
に偏向された場合は損失する。他の実施例には、ふたま
たにされた同一ファイバにピクセルから直接反射し返す
ということが含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図により光クロスバ・スイッチを概
略的に図示する。 第２図によりコミュニケーション・リンク内のクロスバ
・スイッチを説明する。 第３図によりクロスバ・スイッチのオーブンエアの部分
を示す。 第４ａ図から第４Ｃ図によりトーション・ビーム・デフ
オーマプル・ミラー・デバイスを説明する。 第５図によりクロスバ・スイッチの光線のトレーシング
を示す。 第６図は第一の好ましい実施例の斜視図である。 第７図は第一の好ましい実施例のレンズ・アスペクトの
断両立面図である。 第８ａ図から第８Ｃ図により好ましい実施例のコネクタ
を説明する。 第９図は第二の好ましい実施例の斜視図である。 第１０図は第二の好ましい実施例のレンズ・アスペクト
の断両立面図である。 第１１図は第三の好ましい実施例の斜視図である。 第１２図は第三の好ましい実施例のレンズ・アスペクト
の断両立面図である。 第１３図は第四の好ましい実施例の型の断両立面図であ
る。 第１４図（ａ）及び第１４図（ｂ）は第五の好ましい実
施例の断面図である。 第１５図はピクセル構造の平面図である。 （主な符号の説明） ５００：クロスバ・スイッチ ５１１１．、、．５２６：出力光ファイバ５３０：リニ
ア空間光変調器 ５４０．５４２：リニア・マイクロレンズ・アレイ ５４５．５４６：リニア・アレイ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光クロスバ・スイッチであって、 （ａ）複数の入力光ファイバと、 （ｂ）複数の出力光ファイバと、 （ｃ）複数の反射ピクセルを有し、前記ピクセルのそれ
   ぞれが少なくとも第一及び第二の状態を有する空間光変
   調器と、 （ｄ）前記入力光ファイバの内の一本の第一の端から放
   射された光を前記空間光変調器の対応するピクセル上に
   映し出し、そして前記対応するピクセルが前記第一の状
   態にある場合は前記対応するピクセルからの反射後に前
   記光を前記出力光ファイバの内の一本の第一の端に再び
   映し出すが、前記対応するピクセルが前記第二の状態に
   ある場合はそうしない光システムとを含む光クロスバ・
   スイッチ。
2. （２）光相互接続ネットワークであって、 （ａ）Ｎ本の入力光ファイバと、 （ｂ）Ｎ本の出力光ファイバと、 （ｃ）Ｎピクセルの空間光変調器と、 （ｄ）Ｎ枚のレンズを有する第一のマイクロレンズ・ア
   レイであって、前記第一のレンズ・アレイが前記入力光
   ファイバから放射された光を前記ピクセル上に映し出す
   べく位置している第一のマイクロレンズ・アレイと、 （ｅ）Ｎ枚のレンズを有する第二のマイクロレンズ・ア
   レイであって、前記第二のレンズ・アレイが前記ピクセ
   ルからの光を前記出力光ファイバに再び映し出すべく位
   置している第二のマイクロレンズ・アレイとを含む光相
   互接続ネットワーク。