Conmutador óptico.

Conmutador óptico, que comprende: una serie de N puertos de entrada (2,

28, 50, 119); una serie de M puertos de salida (117, 51, 121); y una serie de disposiciones de orientación del haz desplazables, que se desplazan durante la conmutación; siendo N mayor o igual a 3 y siendo M mayor o igual a 2; correspondiendo el número plural de disposiciones desplazables sustancialmente a N o M; en el que dichas disposiciones desplazables se desplazan hacia y desde posiciones de interceptación de haces sustancialmente completos que se originan en dichos puertos de entrada y dirigen dicho haz sobre un trayecto a dicho puerto de salida;

en el que dicha disposición de orientación del haz comprende una primera disposición reflectante (5, 43) que intercepta un haz procedente de un puerto de entrada y dirige un haz hacía una segunda disposición reflectante (30, 44) que intercepta un haz que sale de una primera disposición reflectante y dirige un haz a un puerto de salida; en el que dicha primera disposición reflectante es desplazable durante la conmutación;

en el que los puertos de entrada están separados en torno a un arco y en el que dicha primera disposición reflectante es una disposición de periscopio con una cara reflectante superior (7, 41) y una cara reflectante inferior (8, 42), y dicha segunda disposición reflectante (30, 44) es una segunda disposición de periscopio adyacente fijada,

caracterizado porque dicha primera disposición reflectante desplazable de dicha disposición de orientación del haz en un primer modo de desplazamiento, es retráctil respecto del trayecto óptico de la luz que sale, durante la utilización, de una primera entrada; y, en un segundo modo de desplazamiento, dicha primera disposición reflectante es desplazable a una posición para recibir luz procedente de un puerto de entrada adicional, sin que durante su desplazamiento interfiera con otros puertos de dichos puertos de entrada situados entre dicho primer puerto y dicho puerto adicional;

dicha disposición reflectante siendo retráctil sustancialmente radialmente, en dicho primer modo de desplazamiento, y giratoria, en dicho segundo modo de desplazamiento, entre dicho primer puerto y dicho puerto adicional.

Conmutador óptico Campo de la invención La invención se refiere a conmutadores ópticos, y en particular, a conmutadores ópticos con una serie de puertos de entrada y de salida con una serie de disposiciones de orientación del haz óptico desplazables, para efectuar conmutación entre puertos de entrada y de salida.

Antecedentes de la invención y técnica anterior conocida por el solicitante o solicitantes Existen varias categorías de la técnica anterior que constituyen los antecedentes relevantes de la invención.

La primera categoría de la técnica anterior está relacionada con conmutadores que comprenden solamente una disposición desplazable de orientación del haz, opuesta a una serie de puertos de salida fijos. Existen muchos ejemplos de esta categoría de conmutadores, por ejemplo: el documento US 6 335 993 B1 (Takahashi) , en el que el colimador móvil único está fijado a un disco giratorio alrededor de un eje central; el documento US 4 896 935 (Lee) , en el que un colimador único desplazable es giratorio para apuntar hacia una serie de colimadores que se extienden radialmente; y el documento US 657 339 (Fick) , en el que una única fibra desplazable, mediante una contracción de una disposición de piezoeléctrico unidimensional, permite que la fibra se curve entre dos posiciones en las que están situadas fibras fijas. Otros ejemplos de esta categoría pueden ser estructuras con un único puerto de entrada fijo y múltiples puertos de salida fijos con un único elemento óptico desplazado para conseguir la conmutación, tal como en los documentos JP 2004 287 124 (Nin Sensho) y CA 2002 386 309 (Sun De-Gui) .

Se muestran ejemplos adicionales con una única disposición desplazable de orientación del haz, en los documentos US 2003/0072520 (Wu et al.) ; JP 58 072 108 (Matsui) ; y US 5 436 986 (Tsai) . El documento EP 0 496 224 A2 puede incluirse asimismo en esta categoría, puesto que muestra un único conmutador óptico de dos piezas, cuyas lentes se desplazan mediante la acción de un único accionador. El desplazamiento de las lentes se produce simultáneamente al desplazamiento de la disposición de orientación del haz desplazable.

Existe una segunda categoría de la técnica anterior que muestra múltiples conmutadores de entrada y de salida con una serie de accionadores igual al número total de puertos. En otras palabras, estos requieren a menudo que los puertos de entrada y los puertos de salida sean desplazables para que se produzca la conmutación. Los documentos WO 01/50176 (Polatis) , US 6 256 429 (Ehrfeld et al.) , WO 02/43432 (Arol) y US 6 005 998 (Lee) muestran por lo menos un accionador por puerto. En otras palabras, para un total de M+N puertos se disponen por lo menos M+N accionadores para desplazar los elementos ópticos. El documento US 6 859 120 (Sweatt William et al.) muestra asimismo un sistema que utiliza accionadores en los lados de entrada y de salida de un conmutador óptico.

Una tercera categoría de conmutadores está basada en la utilización de por lo menos dos elementos ópticos desplazables, entre matrices fijas de puertos de entrada y de salida. Por ejemplo, el documento US 6 456 751 B1 (Bowers et al.) muestra la utilización de dos matrices de espejos micro-accionadas. Puede encontrarse otro ejemplo en el documento JP 2001 350105, en el que se contempla una serie de, por lo menos, dos prismas móviles para conmutar un haz de un puerto a otro, en un conmutador de múltiples entradas y múltiples salidas. Esta categoría de conmutadores necesita asimismo por lo menos el mismo número de elementos ópticos accionados que el número total de puertos.

Una cuarta categoría de conmutadores utiliza el mismo número de puertos de entrada o de salida que el número de disposiciones de orientación del haz del conmutador. El documento US 2002/0003919 (Morimoto) tiene el mismo número de disposiciones basculantes de orientación del haz óptico que el número de puertos de entrada. Sin embargo, no consigue transmitir un haz completo desde un puerto de entrada hasta un puerto de salida, puesto que las entradas emiten un abanico a través de todos espejos, lo que tiene como resultado grandes pérdidas. Por lo tanto, las disposiciones de orientación del haz óptico no consiguen interceptar sustancialmente haces completos originados en los puertos de entrada y dirigir a continuación un haz sobre un trayecto hasta un puerto de salida. Además, las disposiciones desplazables de la técnica anterior tampoco consiguen desplazarse hacia y desdeposiciones de interceptación de haces sustancialmente completos. Éstas son simplemente rotatorias en su posición, sin desplazamiento hacia y desde una posición en la que pueda conseguirse una interceptación individual. Se conocen los siguientes documentos de la técnica anterior: US 6 658 177, que da a conocer un conmutador MEMS con espejos desplazables para la interceptación de haces de luz; y US 2004/0264846, que da a conocer un conmutador óptico de longitudes de onda que tiene una guía de ondas planas basada en un sustrato.

Se conocen los otros documentos siguientes de la técnica anterior. El documento JP-A-58072108 muestra una matriz de puertos de entrada y de salida dispuestos en respectivos arcos. Un par de prismas de periscopio están dispuestos entre los puertos de entrada y de salida para conseguir una operación de conmutación. El documento JPA-2001/350105 muestra una conmutación de 2X2 con los puertos de entrada y de salida dispuestos en línea. Cuatro prismas inclinables individualmente que se mantienen unidos en un bloque común están dispuestos entre los puertos de entrada y de salida.

Resumen de la invención En un primer aspecto amplio independiente, la invención da a conocer un conmutador óptico según la reivindicación 1.

Esta estructura permite que conmutadores iguales o mayores que conmutadores 3X2 utilicen solamente N o M disposiciones desplazables, lo que reduce el número de accionadores necesarios pudiendo conseguirse al mismo tiempo bajos niveles de pérdidas de conmutadores de cruce. Reducir los componentes desplazables permite asimismo conseguir mayor compacidad y eficiencia en costes. Los sistemas de control se simplificarán asimismo como resultado de esta combinación de características.

Esto es particularmente ventajoso debido a que evita interrumpir otros trayectos establecidos durante la conmutación. Por lo tanto, esto permite que la conmutación sea "sin errores".

Esta configuración evita interrumpir trayectos establecidos de manera repetible, fiable y precisa.

En un aspecto secundario, dichas primera y segunda disposiciones reflectantes son desplazables. Esta configuración es particularmente ventajosa debido a que permite conseguir una conmutación de alta calidad desde múltiples sistemas de entrada y salida, con mayor compacidad, en particular en comparación con los conmutadores que tienen un accionador por puerto.

En un aspecto secundario adicional, dicha disposición de orientación del haz comprende una primera disposición reflectante que intercepta un haz procedente de un puerto de entrada y dirige un haz hacia una segunda disposición reflectante que intercepta un haz que sale de una primera disposición reflectante y dirige un haz a un puerto de salida; en la que dicha primera disposición reflectante es desplazable y dicha segunda disposición reflectante está fija, durante la conmutación. Esto mejora adicionalmente la precisión de la conmutación.

En un aspecto secundario adicional, se disponen una serie de pares de primera y segunda disposiciones reflectantes para dirigir un haz desde un puerto de entrada seleccionado a un puerto de salida seleccionado.

La disposición reflectante es una disposición de periscopio. Esto permite que el conmutador sea preciso y fiable, siendo al mismo tiempo particularmente compacto.

En un aspecto secundario adicional, dicha disposición reflectante incorpora un prisma de periscopio, que es un ejemplo de un elemento óptico convencional que consigue la calidad óptica necesaria y que se presta a una sustitución relativamente inmediata si es necesario, permitiendo asimismo aumentar fácilmente la escala del conmutador.

En un aspecto secundario adicional, dicha disposición reflectante está montada radialmente en un soporte giratorio mediante medios de flexión; y el conmutador comprende adicionalmente un accionador que hace que dicha disposición de periscopio sea desplazable radialmente contra la resistencia de dichos medios de flexión. Esto permite que desplazamientos mínimos del accionador consigan desplazamientos relativamente grandes de la disposición reflectante, de manera eficiente y mejorada.

En un aspecto secundario adicional, el accionador es un accionador piezoeléctrico alargado... [Seguir leyendo]

1. Conmutador óptico, que comprende: una serie de N puertos de entrada (2, 28, 50, 119) ; una serie de M puertos de salida (117, 51, 121) ; y una serie de disposiciones de orientación del haz desplazables, que se desplazan durante la conmutación; siendo N mayor o igual a 3 y siendo M mayor o igual a 2; correspondiendo el número plural de disposiciones desplazables sustancialmente a N o M; en el que dichas disposiciones desplazables se desplazan hacia y desde posiciones de interceptación de haces sustancialmente completos que se originan en dichos puertos de entrada y dirigen dicho haz sobre un trayecto a dicho puerto de salida;

en el que dicha disposición de orientación del haz comprende una primera disposición reflectante (5, 43) que intercepta un haz procedente de un puerto de entrada y dirige un haz hacía una segunda disposición reflectante (30, 44) que intercepta un haz que sale de una primera disposición reflectante y dirige un haz a un puerto de salida; en el que dicha primera disposición reflectante es desplazable durante la conmutación;

en el que los puertos de entrada están separados en torno a un arco y en el que dicha primera disposición reflectante es una disposición de periscopio con una cara reflectante superior (7, 41) y una cara reflectante inferior (8, 42) , y dicha segunda disposición reflectante (30, 44) es una segunda disposición de periscopio adyacente fijada,

caracterizado porque dicha primera disposición reflectante desplazable de dicha disposición de orientación del haz en un primer modo de desplazamiento, es retráctil respecto del trayecto óptico de la luz que sale, durante la utilización, de una primera entrada; y, en un segundo modo de desplazamiento, dicha primera disposición reflectante es desplazable a una posición para recibir luz procedente de un puerto de entrada adicional, sin que durante su desplazamiento interfiera con otros puertos de dichos puertos de entrada situados entre dicho primer puerto y dicho puerto adicional;

dicha disposición reflectante siendo retráctil sustancialmente radialmente, en dicho primer modo de desplazamiento, y giratoria, en dicho segundo modo de desplazamiento, entre dicho primer puerto y dicho puerto adicional.

2. Conmutador, según la reivindicación 1, en el que una serie de puertos de entrada (2, 28, 50, 119) están configurados para transmitir a través del conmutador hasta una serie de puertos de salida (117, 51, 121) .

3. Conmutador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas primera y segunda disposiciones reflectantes (43, 44) son desplazables.

4. Conmutador, según cualquiera de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicha primera disposición reflectante (5) es desplazable y dicha segunda disposición reflectante (30) está fija, durante la conmutación.

5. Conmutador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una serie de pares de primera y segunda disposiciones reflectantes están dispuestos para dirigir un haz desde un puerto de entrada seleccionado hasta un puerto de salida seleccionado.

6. Conmutador, según la reivindicación 1, en el que dicha disposición reflectante incorpora un prisma de periscopio.

7. Conmutador, según cualquiera de la reivindicación 1 o la reivindicación 6, en el que dicha disposición reflectante está montada radialmente en un soporte giratorio (4) a través de medios de flexión (10, 11) ; y el conmutador comprende adicionalmente un accionador (6, 14) que hace que dicha disposición de periscopio sea desplazable radialmente contra la resistencia de dichos medios de flexión.

8. Conmutador, según la reivindicación 7, en el que el accionador es un accionador piezoeléctrico alargado (6) que está fijado en un extremo a dicho soporte (4) , y conectado en su extremo opuesto desplazable a dicha disposición de periscopio mediante medios de flexión (10, 11) .

9. Conmutador, según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que dicha disposición de periscopio está equipada con un saliente (25) que está situado entre dos topes (26, 27) de dicho soporte, para limitar el desplazamiento de dicha disposición de periscopio.

10. Conmutador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha disposición de periscopio (34) con una cara reflectante superior (41) y una cara reflectante inferior (42) tiene un reflector intermedio (40) ; y dicha segunda disposición de periscopio (38) adyacente fijada está dispuesta para recibir un haz reflejado desde dicha primera disposición de periscopio.

11. Conmutador, según la reivindicación 10, en el que dicho reflector intermedio (40) es un reflector parcial.

12. Conmutador, según la reivindicación 1, en el que el conmutador incorpora pares de disposiciones de periscopio; de las que una es giratoria y la otra está fija.

13. Conmutador, según la reivindicación 1, en el que el conmutador incorpora pares de disposiciones de periscopio; 5 de las que ambas son giratorias independientemente.

14. Conmutador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas disposiciones desplazables incorporan una primera disposición reflectante (45) con una cara reflectante superior y una inferior que están separadas mediante una primera distancia; y una segunda disposición reflectante (46) con una cara reflectante superior y una inferior que están separadas mediante una segunda distancia; siendo la segunda distancia menor que la primera distancia.

15. Conmutador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los puertos están organizados como parte de una serie de arcos (47, 48) , estando por lo menos un arco situado en el interior de un arco exterior.

16. Conmutador, según la reivindicación 1, en el que el extremo situado más hacia dentro del o de cada puerto de entrada termina en un elemento óptico, tal como un colimador, que está fijo durante la conmutación, y el extremo

situado más hacia dentro del o de cada puerto de salida termina un elemento óptico, tal como un colimador, que es desplazado mediante una disposición de orientación del haz.