A compact optical cross-connect system using piezo-electric micro actuators.

使用压电微型执行器的紧凑型光学交叉连接系统。

基本信息

  • 批准号:
    13450105
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research aims to realize a compact optical cross-connect system for future high-speed optical communication network system.The results are summarized as follows.1.System concept : A high-density packaging system concept was proposed based on a free-space and non-matrix type compositions using 2 dimensional array fibers, and the system was constructed.2.Actuationmethod : Anewactuationmethodsusingultrasonicmotorsbasedonpiezo-electricactuatorsareproposed, which have features such as self-hold, low power consumption, and good controllability. Base on the technology, 2 switching constructions are examined, one is lens actuation method, and the other is reflection mirror actuation method.3. Fabrication and Evaluation: The mechanical and optical design and simulation are done for the 2 methods, and the proto-type models are fabricated. In the lens actuation method, 2 x 2 switching system was constructed using a SELFOC lens. The optimum parameters are examined to maximize the coupling efficiency. As the results, it was confirmed that the optical coupling was possible by actuating the lens about 1 micron accuracy, and a few dB efficiency was confirmed. In the mirror actuation method, array mirrors are fabricated by the photo-lithographic technologies, and mirror rotation was confirmed experimentally using permanent magnets. The mirror rotating angle accuracy was within 0.1 degrees. Based on the results, the 2 x 2 switching system was constructed and evaluated. The results showed good optical characteristics and good repeatability of the switches.As described above, a basic technologies based on the piezo-electric actuators are achieved.
本研究旨在为未来的高速光通信网络系统实现紧凑的光交叉连接系统。研究结果概括如下:1.系统概念:提出了一种基于自由空间和光密度的高密度封装系统概念。 2.驱动方法:提出了一种基于压电驱动器的超声波电机驱动方法,具有自保持、低功耗等特点。功耗小,可控性好。在此基础上,研究了两种切换结构,一种是透镜驱动方式,另一种是反射镜驱动方式。 3.制作与评估:对两种方法进行了机械和光学设计与仿真,并制作了原型模型。在镜头驱动方法中,使用SELFOC镜头构建2×2切换系统。检查最佳参数以最大化耦合效率。结果证实,通过驱动约1微米精度的透镜,可以实现光耦合,并且确认了几dB的效率。在反射镜驱动方法中,通过光刻技术制造阵列反射镜,并使用永磁体通过实验确认反射镜旋转。镜面旋转角度精度在0.1度以内。根据结果​​,构建并评估了 2 x 2 交换系统。结果表明开关具有良好的光学特性和良好的重复性。如上所述,实现了基于压电致动器的基本技术。

项目成果

期刊论文数量(60)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
F.Oohira, M.Iwase, et al.: "Self-hold, precisely controllable and low power consumption optical cross-connect switch using ultrasonic micro motors."Proceedings of International Conference on Optical MIEMS. 147-148 (2003)
F.Oohira、M.Iwase 等人:“使用超声波微电机的自保持、精确可控和低功耗光学交叉连接开关。”光学 MIEMS 国际会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
岩瀬充洋, 大平文和, 他: "自己保持機能を有する光クロスコネクトスイッチの研究(第3報) -レンズ駆動方式による光スイッチ特性-"2003年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 578 (2003)
Mitsuhiro Iwase、Fumikazu Ohira等人:“具有自保持功能的光交叉连接开关的研究(第3次报告)-通过透镜驱动方法实现的光开关特性-”2003年日本精密工程学会秋季会议学术会议论文集578(2003)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
細木真保, 大平文和, 他: "自己保持機能を有する光クロスコネクトスイッチの研究(第6報)-ミラー用磁性膜形成技術-"2004年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 1125-1126 (2004)
Maho Hosoki,Fumikazu Ohira等:“具有自保持功能的光学交叉连接开关的研究(第6次报告)-镜子的磁性成膜技术-”2004年精密工程学会春季会议学术会议论文集1125。 -1126 (2004)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
F.Oohira, M.Iwase, et al.: "Self-hold, precisely controllable and low power consumption optical cross-connect switch using ultrasonic micro motors"Proceedings of International Conference on Optical MEMS. 147-148 (2003)
F.Oohira、M.Iwase等人:“使用超声波微电机的自保持、精确可控和低功耗光学交叉连接开关”光学MEMS国际会议论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Kasuga, et al.: "Free space optical switches (in Japanese)"Pat.Application, 2001-341089 (Japan).
M.Kasuga等人:“自由空间光开关(日文)”专利申请,2001-341089(日本)。
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    0
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    2008
  • 资助金额:
    $ 8.83万
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    $ 8.83万
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