Conmutadores ópticos selectivos en longitud de onda.

Conmutador óptico selectivo en longitud de onda, que comprende uno o varios puertos de entrada (125) paradirigir un haz óptico al conmutador;

una serie de puertos de entrada (125a-125i);

medios dispersivos (128) configurados para recibir dicho haz óptico y separar espacialmente 5 el haz óptico encomponentes de longitud de onda individual,

un accionador (130) hacia el que son encaminados dichos componentes de longitud de onda individual; adoptandodicho accionador la forma de una matriz de dedos móviles alargados (31), desplazando uno o varios de dichosdedos móviles alargados un elemento óptico (36), cada uno de los cuales dirige uno de dichos componentes delongitud de onda individual a uno o varios puertos de salida seleccionados de dicha serie de puertos de salida,caracterizado porque dichos dedos (31) son accionadores piezoeléctricos monolíticos desplazables en dosdimensiones, teniendo dichos uno o varios de los mencionados dedos un primer medio de conexión (35) a dichoelemento óptico (36), y porque dicho conmutador selectivo en longitud de onda comprende además un segundomedio de conexión (37) entre el elemento óptico y una estructura de soporte (38), de manera que el primer medio deconexión (35) y el segundo medio de conexión (37) están separados mutuamente; de modo que dichos elementosópticos pueden inclinarse, en uso, para evitar que durante la conmutación sean encaminados componentes delongitud de onda seleccionada a uno o varios puertos de salida intermedios.

Conmutadores ópticos selectivos en longitud de onda Campo de la Invención La invención se refiere a conmutadores ópticos selectivos en longitud de onda.

Antecedentes de la invención y técnica anterior conocida por el solicitante o solicitantes Los documentos de patente del propio solicitante publicados previamente, tales como WO01/50176, WO02/46825, WO02/103816 y WO03/104872 constituyen una fuente útil de documentación de la técnica anterior. Estos muestran, por ejemplo, dedos de accionador piezoeléctrico utilizados para impulsar el desplazamiento de colimadores en conmutación óptica directa colimador a colimador. El documento WO02/103816 muestra, en particular, configuraciones detalladas de accionadores piezoeléctricos de tipo monolítico. El documento WO03/104872 muestra en detalle cómo pueden utilizarse disposiciones de junta flexible para aumentar la desviación de un elemento óptico, tal como un colimador.

Otros documentos de la técnica anterior muestran dispositivos para la difusión de luz procedente de una fibra, hacia componentes de frecuencias diferentes a través de una red de difracción que depende de la modulación de la intensidad de cada componente, utilizando matrices de pantalla de cristal líquido (LCD, liquid cr y stal display) o matrices lineales de elementos especulares basculantes que reflejan directamente en otra fibra el espectro procedente de la red de difracción. El documento US 6 661 948 utiliza una red de difracción y una matriz de microespejos que son controlables individual y continuamente. Dichos sistemas dependen de los denominados sistemas microelectromecánicos (MEMs, micro-electro-mechanical) . Existen otras publicaciones similares tales como: U 6 695 457, US 6 687 431, US 6 625 346, US 6 549 699, US 6 507 685, US 6 504 976 y US 2002/0131698. Análogamente, el documento US 6 535 311 (Corning Incorporated) depende asimismo de la utilización de sistemas MEM que, en esta publicación, adoptan la forma de una matriz de obturadores. Además, el documento US 6 711 316 (JDS Uniphase Incorporated) depende asimismo de la utilización de matrices de deflectores, ya sean de cristal líquido, matrices en fase o matrices MEM reflectantes. Éste es también el caso del documento de patente US 6 707 959 (JDS Uniphase Incorporated) , que depende la utilización de MEMs. El documento US 6 204 946 (Lucent Technologies Incorporated) requiere asimismo la utilización de MEMs para recibir señales de múltiples longitudes de onda y conmutar selectivamente entre un modo de transmisión y un modo de reflexión.

Se da a conocer otro artículo de la técnica anterior en el documento US 6 661 953 (Avanex Corporation) . Este documento presenta un aparato que tiene por lo menos una fibra de entrada; una lente acoplada ópticamente por lo menos a una fibra de entrada; una red de difracción acoplada selectivamente a la lente en un lado opuesto a, por lo menos, una fibra de entrada; por lo menos una fibra de salida acoplada ópticamente a la lente en el lado opuesto a la red de difracción, y una serie de varillas móviles que residen en el lado de la lente opuesto a la red de difracción, en el que dicha serie de varillas móviles es capaz de interceptar una parte variable de la luz que atraviesa la lente. Si bien este documento menciona que su matriz de varillas móviles puede fabricarse como un sistema microelectromecánico, puede fabricarse asimismo como un conjunto de varillas piezoeléctricas deformables. Sin embargo, el sistema mostrado contempla solamente entradas/salidas de las fibras ópticas; muestra la utilización de un simple peine piezoeléctrico sin ningún elemento reflectante y está relacionado principalmente con la detección o atenuación óptica de canales de longitudes de onda.

Se conocen los siguientes documentos de la técnica anterior: US 6 501 877, que muestra un conmutador óptico selectivo en longitud de onda que comprende un medio dispersivo y un accionador en forma de una matriz de peine, de dedos desplazables dimensionalmente, que tienen cada uno un elemento óptico que dirige una longitud de onda individual a uno de una serie de puertos de salida, US 2003/0173865 y US 2003/108284.

Resumen de la invención En un primer aspecto general independiente, la invención se define en la reivindicación 1.

Esta disposición es particularmente ventajosa debido a que permite que los conmutadores ópticos se configuren a base de componentes ópticos fabricados al por mayor tales como lentes, colimadores, prismas y espejos fabricados al por mayor, para conseguir niveles de precisión comparables a los conmutadores que incorporan necesariamente elementos MEM. Esto reduce asimismo el nivel de tolerancias necesario y simplifica los requisitos de fabricación y mantenimiento, lo que tiene considerables beneficios en costes.

En un aspecto secundario adicional, los dedos forman parte de la matriz de peine.

En un aspecto secundario adicional, el o cada elemento óptico es un elemento reflectante.

En otro aspecto secundario, el o cada elemento óptico es un prisma. Una de las ventajas de utilizar un prisma para una disposición de este tipo es que permite que la luz sea desplazada mientras que ninguna inclinación, torsión o pequeño desplazamiento ascendente/descendente o hacia dentro/fuera tiene efectos de primer orden sobre el haz desplazado.

En un aspecto secundario adicional, el o cada elemento reflectante está acoplado al dedo mediante un medio de junta flexible. Esto permitiría conseguir un acoplamiento flexible que puede utilizarse para obtener una amplificación repetible de cualquier desviación en el extremo del dedo.

En otro aspecto secundario, el elemento reflectante es un espejo. La utilización de un espejo en lugar de una matriz micromecanizada de espejos tiene asimismo las ventajas de una demanda mínima sobre la estructura de accionamiento, lo que permite que el sistema funcione con un alto nivel de precisión incluso sin estos componentes.

En un aspecto secundario adicional, el o cada espejo se extiende sustancialmente de manera perpendicular al eje longitudinal de los dedos.

En un aspecto secundario adicional, el o cada espejo está montado a lo largo del eje del dedo correspondiente.

En un segundo aspecto general independiente, la invención se define en la reivindicación 2. Una de las ventajas de esta configuración es que permite que una matriz de accionadores unidimensionales consiga movimientos bidimensionales de los elementos ópticos.

En otro aspecto secundario del primer aspecto independiente general, dichos uno o varios elementos ópticos están equipados con una varilla que se extiende desde el elemento hacia un alojamiento equipado con medios para detectar la posición de la varilla dentro de dicho alojamiento. Esto permite conseguir la retroalimentación de la posición para que se produzcan ajustes a efectos de conseguir niveles de precisión elevados/ajustables.

En otro aspecto secundario, se disponen medios eléctricos de detección para detectar la posición de los dedos. Esto permite un posicionamiento más preciso de los elementos ópticos.

En un aspecto secundario, el elemento reflectante es un prisma.

En un aspecto secundario, se elemento reflectante es un espejo.

Breve descripción de las figuras Las figuras 1a, b, c, d y e muestran un peine accionador con un prisma truncado en cada dedo del peine, en vistas en planta, en alzado lateral, en alzado frontal, en alzado posterior y en perspectiva, respectivamente.

Las figuras 2a, b, c y d muestran un peine accionador en el que cada dedo porta un prisma, en vistas en planta, en alzado lateral, en alzado frontal y en perspectiva, respectivamente.

Las figuras 3a, b, c y d muestran un peine accionador, portando cada dedo un espejo situado perpendicularmente, en vistas en planta, en alzado frontal, en alzado lateral y en perspectiva, respectivamente.

Las figuras 4a, b, c y d muestran un accionador en vistas en planta, en alzado lateral, en alzado frontal y en perspectiva, respectivamente.

La figura 5a muestra una vista en planta de un peine accionador con brazos de articulación, en el que los dedos son desplazables individualmente en una dimensión para conseguir el desplazamiento bidimensional de un elemento óptico.

La figura 5b muestra una vista lateral del accionador de la figura 5a.

La figura 6a muestra una vista en perspectiva de un accionador con una matriz de espejos.

La figura 6b muestra una vista lateral en perspectiva, de la parte posterior del accionador de la figura 6a.

Las figuras 7a, b y c muestran esquemáticamente vistas laterales de un elemento conmutador que utiliza un prisma.

La figura 8a muestra una vista en planta de un conmutador... [Seguir leyendo]

1. Conmutador óptico selectivo en longitud de onda, que comprende uno o varios puertos de entrada (125) para dirigir un haz óptico al conmutador;

una serie de puertos de entrada (125a-125i) ;

medios dispersivos (128) configurados para recibir dicho haz óptico y separar espacialmente el haz óptico en componentes de longitud de onda individual,

un accionador (130) hacia el que son encaminados dichos componentes de longitud de onda individual; adoptando dicho accionador la forma de una matriz de dedos móviles alargados (31) , desplazando uno o varios de dichos dedos móviles alargados un elemento óptico (36) , cada uno de los cuales dirige uno de dichos componentes de longitud de onda individual a uno o varios puertos de salida seleccionados de dicha serie de puertos de salida,

caracterizado porque dichos dedos (31) son accionadores piezoeléctricos monolíticos desplazables en dos dimensiones, teniendo dichos uno o varios de los mencionados dedos un primer medio de conexión (35) a dicho elemento óptico (36) , y porque dicho conmutador selectivo en longitud de onda comprende además un segundo medio de conexión (37) entre el elemento óptico y una estructura de soporte (38) , de manera que el primer medio de conexión (35) y el segundo medio de conexión (37) están separados mutuamente; de modo que dichos elementos ópticos pueden inclinarse, en uso, para evitar que durante la conmutación sean encaminados componentes de longitud de onda seleccionada a uno o varios puertos de salida intermedios.

2. Conmutador óptico selectivo en longitud de onda, que comprende uno o varios puertos de entrada (125) para dirigir un haz óptico al conmutador;

una serie de puertos de entrada (125a-125i) ;

medios dispersivos (128) configurados para recibir dicho haz óptico y separar espacialmente el haz óptico en componentes de longitud de onda individual;

un accionador (130) hacia el que son encaminados dichos componentes de longitud de onda individual; adoptando dicho accionador la forma de una matriz de dedos móviles alargados (21, 22, 23, 24, 25, 26, 230, 231, 232, 233) , portando uno o varios de dichos dedos móviles alargados un elemento óptico (222) , cada uno de los cuales dirige componentes de longitud de onda individual a uno o varios puertos de salida seleccionados de dicha serie de puertos de salida, en el que los dedos (21, 22, 23, 24, 25, 26, 230, 231, 232, 233) forman parte de un peine (20) y son accionados en una dimensión, portando un primer conjunto de dedos (21) de dicho peine dichos elementos ópticos (222) ;

caracterizado porque un segundo conjunto de los dedos (26) de dicho peine están conectados a los dedos del primer conjunto mediante uno o varios brazos de articulación (27) ; de modo que el primer conjunto de dedos accionan el desplazamiento de elementos ópticos seleccionados en una primera dimensión, y el segundo conjunto de dedos desplazan dichos brazos de articulación; de modo que dichos elementos ópticos son desplazados en dos dimensiones; y de modo que dichos componentes ópticos que portan dichos dedos se desplazan en dos dimensiones para evitar de que sean encaminados durante la conmutación componentes de longitud de onda seleccionada a uno o varios puertos de salida intermedios.

3. Conmutador óptico según la reivindicación 1, en el que los dedos forman una matriz de peine.

4. Conmutador óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el o cada elemento óptico para dirigir componentes de longitud de onda individual es un elemento reflectante (36, 222) .

5. Conmutador óptico según la reivindicación 4, en el que el o cada elemento óptico es un prisma.

6. Conmutador óptico según la reivindicación 4, en el que el o cada elemento reflectante está acoplado al dedo mediante un medio de junta flexible.

7. Conmutador óptico según la reivindicación 4, en el que el elemento reflectante es un espejo (36, 222) .

8. Conmutador óptico según la reivindicación 7, en el que el o cada espejo (222) está montado a lo largo del eje del dedo correspondiente.

9. Conmutador óptico según la reivindicación 7, en el que el o cada espejo se extiende sustancialmente perpendicular desde el eje longitudinal de los dedos.

10. Conmutador óptico según la reivindicación 1, en el que dicho elemento óptico está equipado con una varilla (43) que se extiende desde el elemento hacia un alojamiento (42) equipado con un medio capacitivo para detectar la posición de la varilla dentro de dicho alojamiento.

11. Conmutador óptico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se disponen medios eléctricos

(106) de detección para detectar la posición de los dedos.