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JP3065292B2 - 光学的相互通信ネットワーク用モジュール式ブロックおよび光学的相互通信ネットワーク - Google Patents

光学的相互通信ネットワーク用モジュール式ブロックおよび光学的相互通信ネットワーク

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Publication number
JP3065292B2
JP3065292B2 JP10041910A JP4191098A JP3065292B2 JP 3065292 B2 JP3065292 B2 JP 3065292B2 JP 10041910 A JP10041910 A JP 10041910A JP 4191098 A JP4191098 A JP 4191098A JP 3065292 B2 JP3065292 B2 JP 3065292B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supporting
rack
holding
optical
modular block
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP10041910A
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English (en)
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JPH10253861A (ja
Inventor
ファサネラ ケネス
キム テイジン
ニールソン デービッド
シェンフェルド ユージン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of JPH10253861A publication Critical patent/JPH10253861A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3065292B2 publication Critical patent/JP3065292B2/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学機械的構成要素
に関し、特に自由空間における光学的相互通信に使用さ
れる構成要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】自由空間の光学的相互通信は、広い帯域
幅を有する多数の通信パターンに対し密集した並列アク
セスをもたらす。
【０００３】光学機械的構成要素は、絶えず発生してい
る並列計算に含まれるプロセッサやメモリ等の非常に多
くのサブシステム間の相互通信のために、導線の代わり
に光学系を使用する大型の並列処理システム内の相互通
信ネットワークの構築に使用されるため、現在特に重要
である。さらに、このネットワークはスイッチングシス
テムにおいてもまた一般的に有用になるはずである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなシステムに
おいて特に重要なのは、再構築可能な相互通信ネットワ
ークであり、その位相数学は、関連する処理要素間の異
なる通信パターンを含むアルゴリズムまたは同じアルゴ
リズムの異なる位相を調節するために、計算の異なる位
相間で変更可能である。
【０００５】このような光学的相互通信ネットワークの
有用性は光学的ネットワークのモジュール式ブロックの
有用性に大きく依存する。光学機器の位置決めの公差よ
りも位置決め誤差を小さくできるモジュール式ブロック
は、光学的相互通信ネットワークを位置決め問題から殆
ど開放することができるだろう。
【０００６】さらに、相互通信ネットワーク内で使用す
るために特に重要なのは、光ビームの二次元直交アレイ
を含む通信パターンを使用する装置である。このような
装置は、光ビームを形成し維持する光学的構成要素の配
置誤差に対し特に敏感である。したがって、光ビームの
二次元直交アレイを含む光学的相互通信ネットワークに
おいて有用なモジュール式ブロックが特に重要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、光学的相互通
信ネットワークの組立に使用される種々の光学的要素の
いずれをも含み得るモジュールブロックである。このブ
ロックに含まれる光学的要素は、例えば、光学信号の伝
送に使用されるマイクロレンズアレイまたはマイクロレ
ーザーアレイや、光学信号の受信に使用されるマイクロ
フォトダイオードまたはファイバーのアレイからなって
おり、前記ブロック内において構成要素は一般に二次元
直交アレイに配列されている。
【０００８】本発明は、相互通信用キャッシュネットワ
ーク（ＩＣＮ）に使用される光学的相互通信ネットワー
クにおいて特に重要である。ＩＣＮは多くの通信パター
ンを効率的に組み込むことができる再構築可能なネット
ワークであり、「相互通信用並列処理キャッシュネット
ワークにおいて通信パターンを組み込むための発見的研
究方法」（V.Gupta、E.Schenfeld著、IPPS 1993年4月
号 第291〜297頁）と題する論文に記載されている。
【０００９】本発明によるモジュール式ブロックは、基
本的に、光学的構成要素を垂直位置に保持し、光学的構
成要素が固定される支持部材を支える枠を含むホルダー
と、ホルダーを垂直位置に保持するテーブルと、テーブ
ルを支持し、底面にテーブルからタブ（垂れ下がり部）
が延びる少なくとも一つの溝を有するラックとを備え
る。本発明の一実施態様においては、ラックは分離型レ
ール構造でタブが分離型レールの溝内に支持される。こ
れに代わる実施態様においては、ラックが一本のレール
を有し、このレールはテーブルの底面から延びる一対の
タブ間の開口部にはまりこんでいる。各実施態様におい
て、テーブルの底面にある基準面を典型的にはネジでレ
ール表面に固定する。セットスクリューは既定のトルク
に達するまで均等に締め付けて正しい位置決めを行うも
のとする。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００１１】図１を参照すると、ホルダー１０は、枠１
２と、枠１２に囲まれた支持部材１４を含んでいる。光
学ビーム中継器の構成要素である光学的要素１６が支持
部材１４により支持されている。
【００１２】枠１２は、かなり厳密な公差内に容易に製
造できる、金属またはプラスチック等の好ましくは熱安
定材料からなり、水平に延びるベース部１２Ｂと、ベー
ス部１２Ｂと一体で、かつベース部１２Ｂから垂直に延
びる矩形枠部１２Ａを含む。支持部材１４は、好ましく
は板状の材料からなる。本発明が含まれるネットワーク
内で使用される光学信号の波長を比較的透過するガラス
等の支持部材１４は、矩形枠部１２Ａ内にしっかりと、
かつ枠１２とは独立して動き得るように支持されてい
る。
【００１３】通常、支持された個々の光学的要素１６
は、光学セメントまたは他の接着剤により、支持部材１
４の中心部近くに位置決めマークに従って正確に、一般
的には顕微鏡下で±１ミクロンの位置決め公差内に接着
される。光学的要素即ち構成要素１６は一般的には８Ｘ
８ミリメートルの矩形であることが好ましい。支持部材
１４は一般的には１４Ｘ１４ミリメートルの矩形で、枠
１２は一般的には１８Ｘ１８ミリメートルの矩形である
ことが好ましい。
【００１４】光学的要素は一般にマイクロレンズ、マイ
クロレーザー、ファイバーアレイ、またはマイクロフォ
トダイオードのいずれかの二次元直交アレイである。
【００１５】図２に示すように、滑らかな底面を有する
枠部材１２のベース部１２Ｂには、枠１２がテーブル１
８上に垂直にしっかり支持されるように枠を締め付ける
圧入ピン（図示せず）が貫通する一対の孔１２Ｃが、好
ましくは±１０ミクロン内の精度で設けられている。
【００１６】テーブル部材１８は、熱の影響による歪み
を避けるために、通常は枠１２と同じ材料からなり、枠
１２の底部１２Ｄの滑らかな底面と向き合う平滑な上面
１８Ａと、図３に示すラック２０のレール２０Ａと２０
Ｂの間の溝２２に嵌合するような寸法のタブ部１８Ｂを
有する底面とを含む。テーブル１８上に光学的相互通信
ネットワークが設置される。テーブル１８は正確に加工
され基準面として働く一組の背面部１８Ｃを有する。テ
ーブル１８は、孔１２Ｃと１８Ｄとの間に圧入ピン（図
示なし）が圧入されることによりテーブル１８に枠部材
１２が固定されるように、好ましくは±１０ミクロン以
内の精度で孔１２Ｃと位置合わせされる一対の孔１８Ｄ
を含んでいる。テーブル１８はまたネジ孔１８Ｆを有す
るタブ１８Ｅを備える。
【００１７】図３に示すように、主支持構造２０は通常
ラックまたは同様な構造で、その上に光学的相互通信ネ
ットワークにより光学的に相互通信される大型の並列プ
ログラムコンピューターの種々の処理要素が支持され
る。ラックの上面は、支持部材４内に搭載された光学要
素を垂直に支持し、かつ適切に整列するようにテーブル
１８のタブ部１８Ｂが固定され得る溝２２を形成するレ
ール２０Ａ、２０Ｂを備えている。タブ部１８Ｅには基
準面をラック表面に固定するのに使用し得る止めねじ
（図示せず）のための孔１８Ｆが設けられている。
【００１８】図４は、ベース部材の孔１８Ｄとホルダー
１０の枠１２の下端部の孔１２Ｃとを貫通して延びるピ
ン２４により分離型レールラック２０上にあるテーブル
部材１８とテーブル部材１８上にあるホルダー１０とを
示す三次元の図である。タブ１８Ｅの孔１８Ｆ内の止め
ねじは、光学ビーム中継器内で光学素子をきちんと整列
させるようにテーブル１８の基準面１８Ｃを固定するた
めに用いられる。
【００１９】図５は、本発明において特に重要な種類の
光学的相互通信ネットワークを構成する光学ビーム中継
システムのリピーター３０を上から見た図を示す。矢印
３１は光学ビームの主な流れを示す。
【００２０】リピーター３０は、二次元アレイ送信機と
して作用するＶＣＳＥＬ（Verticalcavity surface emi
tting laser）アレイ３２と、ＶＣＳＥＬの様々な光線
を平行化する平面マイクロレンズアレイ３４とを有す
る。各アレイ３２、３４はホルダー上に適切に設けられ
ている。平行化された光線はプリズム３７間に挿入され
た部分マイクロミラー３６を通り再度方向付けされる。
再度方向付けされたビームの経路に沿って、一般的には
光線を合焦状態に維持する平面マイクロレンズアレイ３
４も設けられ、これらのアレイは、上記した種類のホル
ダーによって所定の位置に整列され支持されてもよい。
光学ビームの主な流れはマイクロレンズアレイ１６を通
って延びる。
【００２１】同様に、フォトダイオードまたは光ファイ
バー製の受信機４０のアレイも、部分マイクロミラーに
より方向付けられた、選択された光学ビームの経路に沿
って配置されるであろう。
【００２２】図５は、選択された部分マイクロミラーに
おける考えられる光パターンの拡大図５０を示す。白抜
き輪は既定の通信パターンに従って再方向付けされずに
伝送された光線を示し、黒塗り輪は定められた通信パタ
ーンに従って受信機に向けて再方向付けされ伝送された
ビームを示す。
【００２３】図６は現在論じている種類の光学的相互通
信ネットワークを直線で切った断面の側面図である。ラ
ック２０が示されており、光線を合焦させるためのホル
ダー１０にセットされたいくつかののマイクロレンズア
レイと、前述した種類のリピーター３０とが、ラック２
０に沿って、間隔をおいて配置されている。
【００２４】図７は、図６に示すような部分から構成さ
れ、ホルダー１０内のマイクロレンズアレイとリピータ
ー３０とを含む相互通信ネットワークの上面図である。
テーブル４２は、図示した通り、リピーター３０をより
よく収容するように幅が広いことを除いて、テーブル１
８と同様である。
【００２５】モジュール式ブロックとして使用される、
予め配列されパッケージされた光学機器は、前述した種
類のＩＣＮを形成するように適切な溝を有するラック上
に配置されている。ネットワークは、送信モジュール
と、ビーム中継モジュールと、ビーム再方向づけモジュ
ールと、受信モジュールとを含んでもよい。
【００２６】特に、上述した装置において異なる形状の
ラックと共に用いられる異なる形態のテーブルを使用す
ることが可能である。図８には、テーブル５４を支持す
るラック５２が、テーブル５４の底面５４Ａの、組み合
わされた溝に挿入されるの単一レール５２Ａを用いる装
置が示されている。モジュール式ブロックのホルダー１
０は前述の分離式レール装置で使用されるのと同じタイ
プにすることができる。さらに、前と同じく、テーブル
５４は、ホルダーの枠１２のベース１２Ｂ内の孔１２Ｃ
と組み合わされる一対の孔を備えている。この構造にお
いて、底面５４Ａ、５４Ｂは、止めねじ（図示せず）用
のネジ孔５４Ｃを備え、主に整列用の基準面として作用
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモジュール式ブロック組立体の一構成
要素を形成するマイクロレンズアレイを支持するホルダ
ーの正面断面図である。
【図２】本発明のブロック組立体の、図１のホルダーを
支持するためのテーブルの一形態の正面断面図である。
【図３】本発明のブロック組立体の、図２に示すテーブ
ルを支持するための分離型レールラック構造の正面断面
図である。
【図４】本発明のモジュール式ブロックを形成する図１
〜３の要素の組立体の立体図である。
【図５】リピーター内の一般的な光学ビーム分布の拡大
図と共に示す、送信機と受信機と図１に示す種類のホル
ダーに支持された合焦要素とを利用するネットワークの
上面図である。
【図６】本発明のモジュール式ブロックを使用する光学
的相互通信ネットワークの一部の側面図である。
【図７】図１、２、３及び５に示す種類のモジュール式
ブロックを使用する自由空間の光学的相互通信ネットワ
ークの模式図である。
【図８】本発明の単一レールラックを使用するモジュー
ル式ブロックの他の実施形態の横断面を示す。
【符号の説明】
１０ ホルダー １２ 枠 １２Ａ 矩形枠部 １２Ｂ ベース部 １２Ｃ 孔 １２Ｄ 底面 １４ 支持部材 １６ 光学的要素 １８ テーブル １８Ａ 上面 １８Ｂ タブ部 １８Ｃ 背面部 １８Ｄ 孔 １８Ｅ タブ １８Ｆ ネジ孔 ２０ ラック ２０Ａ、２０Ｂ レール ２２ 溝 ２４ ピン ３０ リピーター ３１ 矢印 ３２ ＶＣＳＥＬアレイ ３４ マイクロレンズアレイ ３６ マイクロミラー ３７ プリズム ４０ 受信機 ４２ テーブル ５０ 拡大図 ５２ ラック ５２Ａ レール ５４ テーブル ５４Ａ、５４Ｂ 底面 ５４Ｃ ネジ孔
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/22 (72)発明者 テイジン キム アメリカ合衆国、ニュージャージー 08540、プリンストン、インディペンデ ンス ウェイ ４ エヌ・イー・シー・ リサーチ・インスティテューテュ・イン ク内 (72)発明者 デービッド ニールソン アメリカ合衆国、ニュージャージー 08540、プリンストン、インディペンデ ンス ウェイ ４ エヌ・イー・シー・ リサーチ・インスティテューテュ・イン ク内 (72)発明者 ユージン シェンフェルド アメリカ合衆国、ニュージャージー 08540、プリンストン、インディペンデ ンス ウェイ ４ エヌ・イー・シー・ リサーチ・インスティテューテュ・イン ク内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 7/00 H04B 10/10 H04B 10/105 H04B 10/16 H04B 10/17 H04B 10/22

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ラックに支持され、自由空間の光学的相
    互通信ネットワーク内で使用されるモジュール式ブロッ
    クであって、 光学的構成要素を支持する支持部材と、前記支持部材を
    囲み所定の位置に保持する枠部と、前記支持部材および
    前記枠部を支持するベース部とを含み、前記ネットワー
    クで使用される前記光学的構成要素を支持する保持手段
    と、 前記ベース部を固定的に保持する上面を有するテーブル
    部材を含み、前記保持手段を所定の位置に支持する支持
    手段と、 前記保持手段の前記ベース部を、前記支持手段の前記上
    面にしっかり保持する手段と、前記ラックの 一対のレール間の溝に挿入されるようにさ
    れたタブ部と、前記テーブル部材の位置合わせのための
    一対の基準面とを含む、前記テーブル部材の背面と、 前記テーブル部材の前記基準面を前記ラック内の前記溝
    に固定するための締め付け手段とを有するモジュール式
    ブロック。
  2. 【請求項２】 前記締め付け手段が、所望の配置を達成
    するために予め定められたトルクで締め付けられる止め
    ねじを有する請求項１に記載のモジュール式ブロック。
  3. 【請求項３】 前記支持手段により支持される構成要素
    が、マイクロレンズアレイとマイクロレーザーアレイと
    ファイバーアレイとマイクロフォトダイオードアレイと
    のうちのいずれかである請求項１に記載のモジュール式
    ブロック。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のモジュール式ブロック
    を複数含む自由空間の光学的相互通信ネットワーク。
  5. 【請求項５】 前記枠部分が矩形状であり、前記構成要
    素が二次元の直交アレイからなる請求項１に記載のモジ
    ュール式ブロック。
  6. 【請求項６】 ラックに支持され、自由空間の光学的相
    互通信ネットワーク内で使用されるモジュール式ブロッ
    クであって、 光学的構成要素を支持する支持部材と、前記支持部材を
    囲み所定の位置に保持する枠部と、前記支持部材及び前
    記枠部を支持するベース部とを含み、前記ネットワーク
    で使用される前記光学的構成要素を支持する保持手段
    と、 前記ベース部を固定的に保持する上面を有するテーブル
    部材を含み、前記保持手段を所定の位置に支持する支持
    手段と、前記支持手段の前記上面に 固定された前記保持手段の前
    記ベース部を保持する手段と、前記ラック上の レールに嵌まるようにされた溝と、前記
    テーブル部材の位置合わせのための一対の基準面とを含
    む、前記テーブル部材の背面と、 前記テーブル部材の前記基準面を前記ラック内の前記溝
    との強固な接触状態に維持するための締め付け手段とを
    有するモジュール式ブロック。
  7. 【請求項７】 前記締め付け手段が、前記保持手段の前
    記ベース部と前記支持手段の前記テーブル部材とを貫通
    し、前記基準面を前記ラックの上面に加圧密着させる請
    求項６に記載のモジュール式ブロック。
JP10041910A 1997-03-07 1998-02-24 光学的相互通信ネットワーク用モジュール式ブロックおよび光学的相互通信ネットワーク Expired - Lifetime JP3065292B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/812625 1997-03-07
US08/812,625 US5818997A (en) 1997-03-07 1997-03-07 Modular building block for an optical interconnection network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10253861A JPH10253861A (ja) 1998-09-25
JP3065292B2 true JP3065292B2 (ja) 2000-07-17

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ID=25210159

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JP10041910A Expired - Lifetime JP3065292B2 (ja) 1997-03-07 1998-02-24 光学的相互通信ネットワーク用モジュール式ブロックおよび光学的相互通信ネットワーク

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