CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención está relacionada con el sector técnico de ios conmutadores ópticos y conmutadores de ia radiación electromagnética en general, y más particularmente, está relacionada con un conmutador dinámico óptico con principio de funcionamiento basado en ia conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos ópticos de entrada a un conjunto de puertos ópticos de salida.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

De acuerdo a las características e información de estado de la técnica, ios conmutadores existentes de la banda óptica y de ia radiación electromagnética en general son relativamente complejos y de un costo elevado. Además, los conmutadores ópticos existentes son de pocas entradas y salidas. Para lograr conmutadores de mayor número de entradas y salidas se utilizan arreglos de varios de estos conmutadores. Algunos conmutadores se basan en el movimiento de las fibras ancladas por medio de brazos con canales o guías en forma de "V" lo que sujeta a la fibra en dos puntos y sólo la cambie su posición de un a otro lugar fijo.

Dentro del estado de la técnica conocida y cercana a la invención se han identificado los siguientes documentos de patente y solicitudes en trámite, tal como la patente norteamericana No. 8,430,328, misma que describe un dispositivo que presenta la desventaja de ser muy complejo y caro por utilizar múltiples Moduladores Espaciales de Fase de Luz (dispositivos basados en cristales líquidos controlados eléctricamente, o en otros medios y efectos físicos complejos). Por otro ado ía Publicación de Patente No. US 2003/0081886A1 , describe un conmutador que tiene ia desventaja de pocos puertos de entrada y salida (tres y tres, respectivamente) y capacidad mínima de conmutación: únicamente dos puertos de salida, para cada puerto de entrada.

Además de ios documentos expuestos, se tiene la Publicación de Patente No. US200 /006700SA1 , la cual ai igual que ia solicitud previamente descrita pretende protección para un conmutador de pocos puertos de entrada y salida (dos y dos, respectivamente) y capacidad mínima de conmutación: únicamente dos puertos de salida, para cada puerto de entrada; además, es complejo por contar con dos elementos separadores de los estados de polarización, dos unidades de cristai líquido controlador eiécíricamente, y una gran cantidad de elementos adicionales ópticos.

Finalmente se menciona la Patente US Paient 5,923,798 de Vladimir A Aksyuk et al. Dicho documento describe un dispositivo que en realidad es un switch o interruptor de tipo "encendido/apagado" de un solo haz o canal de comunicación; es decir, no es capaz de cambiar ia ruta de una señal entre varios canales de comunicación.

La presente invención propone un conmutador dinámico óptico que realiza la conmutación cícfica periódica de los puertos de entrada salida por medio de un elemento en movimiento oscilatorio (elemento móvil) que transporta la radiación electromagnética o refleja la radiación electromagnética cambiando su trayectoria de propagación de tal forma que se produce la conmutación periódica de la radiación proveniente de uno o varios puertos de entrada, a uno o varios puertos de salida,

Acorde a! estado del arte, los conmutadores ópticos existentes presentan una gran complejidad en su diseño y fabricación, elevados costos de manufactura, y dificultad de ampliar ios números de puertos de entrada y salida sin rediseñarlos,

A! mismo tiempo, en Telecomunicaciones, instrumentación y algunas otras áreas de tecnología y actividad humana existe ia necesidad en ia conmutación de canales de información y respectivos señales, de una forma eficiente, más sencilla y económica posible.

En particular, algunas redes ópticas de datos operan por medio de la ulticanaiización en ei Dominio de Tiempo (Time División Multiplexing, TDM); igualmente, algunas redes de Sos sensores ópticos de diversas cantidades físicas y arreglos de sensores ópticos utilizan Sa interrogación secuencia! cíclica de sensores, es decir, también operan en el modo TDM.

Por ello se plantea una solución más asequible técnica y económicamente para cubrir las necesidades de conmutación óptica en particular en redes ópticas de datos de computadoras y redes de sensores ópticos como aplicaciones más importantes.

De conformidad con io anteriormente expuesto, se puede apreciar que aún cuando s presentan conmutadores ópticos en el estado de ia técnica, aún no se tiene registro de un conmutador óptico basado en ia conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos ópticos de entrada a un conjunto de puertos ópticos de salida; esto por medio de movimiento oscilatorio en una o dos dimensiones de un elemento que transporta o refleja )a radiación óptica. OBJETOS Q LA INVENCIÓN

Teniendo en cuenta los defectos de la técnica anterior, es un objeto de ía presente invención proveer un conmutador dinámico óptico con principio de funcionamiento basado en ía conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos ópticos de entrada a un conjunto de puertos ópticos de salida

Un objeto más de ia presente invención es proveer un conmutador dinámico óptico cuyo principio de funcionamiento sea por medio de movimiento oscilatorio en una o dos dimensiones de un elemento que transporta o refleja ia radiación óptica.

Un objeto más de ia presente invención es proveer un conmutador dinámico óptico cuyo principio de funcionamiento sea por medio de movimiento oscilatorio el cual produce ei cambio de ia dirección de propagación de ia radiación óptica de tai manera que se efectúe ia conmutación cíclica periódica entre uno o varios conjuntos de puertos de entrada y uno o varios conjuntos de puertos de salida;

Un objeto más de ia presente invención es el proveer un conmutador dinámico óptico donde el movimiento oscsiatorio periódico se efectúe por medio de la fuerza de campo magnético, eléctrico o fuerza mecánica, o por una combinación de dichas fuerzas, esto por medio de respectivos actuadores: electromagnéticos, eiectroestátícos, piezoeléctricos y otros. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Los aspectos novedosos que se consideran característicos de ía presente invención, se establecerán con particularidad en ias reivindicaciones anexas. Sin embargo, ia invención misma, tanto por su organización, así como por su método de operación, conjuntamente con otros objetos y ventajas de ia misma, se comprenderán mejor en la siguiente descripción detallada de una modalidad particularmente preferida de ia presente invención, cuando se tea en reíación con ios dibujos que se acompañan, en los cuales; La figura 1 muestra ai conmutador dinámico óptico en operación en el caso particular cuando el elemento móvil es una fibra óptica con su extremo libre que cuenta con un recubrimiento de materias magnético, y con actuación electromagnética. ta figura 2 muestra al conmutador dinámico óptico en operación en el caso particular cuando eí elemento móvil es una fibra óptica con recubrimiento de metal, y con actuación electroestática.

La figura 3 muestra at conmutador dinámico óptico en operación en el caso particular cuando el eíemenío móvil es una fibra óptica unida a una viga flexible de material ferromagnético, y con actuación electromagnética.

La figura 4 muestra a! conmutador dinámico óptico en operación en el caso particular cuando el elemento móvil es una fibra óptica unida a una viga flexible de un metal, y con actuación electroestática.

La figura 4a muestra el conmutador dinámico óptico en operación en el caso particular cuando el elemento móvil tiene un reflector que cambia periódicamente la trayectoria de la radiación óptica proveniente de un puerto de entrada y una guia de onda (fibra óptica) a distintos puertos de salida.

La figura 4b muestra el conmutador dinámico óptico en operación en el caso particular cuando el elemento móvil tiene dos reflectores ubicados a ios lados opuestos de una viga flexible en movimiento oscilatorio que cambia periódicamente la trayectoria de la radiación óptica proveniente de dos distintos puertos de entrada y respectivas fibras ópticas de entrada a dos distintos conjuntos de puertos de salida. La figura 5 muestra al conmutador dinámico óptico en operación en ei caso particuiar cuando ei elemento móvil es un conjunto de fibras ópticas unido a una viga flexible de material ferromagnético. La figura 6 muestra el caso particular cuando ei elemento móvil se mueve por una trayectoria circular de un radío que se controla por medio de la amplitud de corrient eléctrica en las bobinas de dos actuadores electromagnéticos,

La figura 7 muestra el caso particular cuando el elemento móvil se mueve por una trayectoria en "8"; esto por medio de frecuencias diferentes de actuación en dos direcciones ortogonales desfasadas a 90°.

La figura 8 muestra el caso particular cuando el elemento móvil se mueve por una trayectoria en ¾" (una figura particular de Lissajou).

La figura 9 muestra ei caso particular cuando el elemento móvil se mueve por tres diferentes tipos de trayectoria (A, 8 y C),

La figura 10 muestra el caso particuiar cuando el elemento móvil se mueve por una trayectoria circular de radío diferente.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Tal como se mencionó en el apartado de ios antecedentes de la presente invención, se propone un conmutador dinámico óptico con principio de funcionamiento basado en la conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos ópticos de entrada a un conjunto de puertos ópticos de salida; esto por medio de movimiento oscilatorio en una o dos dimensiones de un elemento que transporta o refleja la radiación óptica ("elemento móvil"}; su movimiento oscilatorio periódico produce el cambio de la dirección de propagación de la radiación óptica de ta! manera que se efectúe la conmutación cíclica periódica entre uno o varios conjuntos de puertos de entrada y uno o varios conjuntos de puertos de salida; el movimiento oscilatorio periódico de dicho elemento se efectúe por medio de la fuerza de campo magnético, eléctrico o fuerza mecánica, o por una combinación de dichas fuerzas, esto por medio de respectivos actuadores; electromagnéticos, electroestáticos, piezcefécíricos y otros. Los conjuntos de puertos de entrada y salida pueden ser de una o dos dimensiones, La asignación de conjuntos de puertos de "entrada" y "salida" es relativa en virtud de la reciprocidad de la trayectoria de propagación de la radiación óptica.

El nuevo conmutador óptico posee un elemento móvil que cambia la dirección de propagación de la radiación óptica, esto por medio de su movimiento oscilatorio periódico a su frecuencia de resonancia; este movimiento se efectúe por medio de la fuerza de! campo magnético, eléctrico, o fuerza mecánica, o por una combinación de dichas fuerzas generadas por respectivos actuadores. La radiación electromagnética, en particular, puede ser de la banda óptica ta! como una o varias portadoras de información en forma de señales ópticas que viajan por fibras ópticas, por ejemplo, en redes de datos de fibra óptica, en redes o arreglos de sensores de fibra óptica, etc.

A continuación el conmutador dinámico óptico 100 será descrito haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, y más específicamente a las figuras 1 a 10 de los mismos, en ellas se muestran los siguientes elementos técnicos que conforman la invención: Radiación óptica 101 , Puerto de entrada 102, Elemento móvil 103, Fibra óptica 104 (guía de onda), Soporte 105, Extremo libre de fibra óptica 108 (guía de onda), Punta de la fibra óptica 107 (guía de onda), Recubrimiento o pieza de material ferromagnétfco 108, Actuador electromagnético 100, Puerto de salida 110, Recubrimiento de un materia! eléctricamente conductivo 11 1 , Tierra eléctrica 112, Actuador eíectroestático 113, Elemento de enfoque 114 {lente, holograma, etc.), Viga flexible de material ferromagnético 115, Unidad de traslado 116, Viga flexible de material eléctricamente conductivo 117 _s Viga flexible de material ferromagnético y eléctricamente conductivo 118 y Reflector 119 (espejo, prisma. Holograma, etc.).

Con respecto a la Figura 1 se muestra un conmutador dinámico óptico 100 en operación: ia radiación óptica 101 entra por un puerto de entrada 1 2 a eiemento móvil 103 que consta de fibra óptica 104, la cual esta sujetada por medio de soporte 105 en uno o varios sus puntos y tiene su extremo libre 108; fa punta de la guía de onda (fibra óptica) 107 emite la radiación óptica 101 que pasa por dicha guía de onda 107 (fibra óptica); el extremo libre de la fibra óptica 104 (guía de onda) tiene un recubrimiento de materia! ferromagnético 108 (o una pieza o piezas de éste mismo material) en su extremo iibre 106; uno o varios actuadores electromagnéticos 109 producen la fuerza alterna magnética en ei plano de la figura que pone ei extremo libre de ta guía de onda 106 (fibra óptica) y la punta de fibra óptica 107 en movimiento oscilatorio en el mismo piano; con esto se efectúe una conmutación periódica de la radiación óptica 101 proveniente de ía punta de la punta de fibra óptica 107 y los puertos de saiída 110; los puertos de salida 1 10 es un conjunto de guías de onda 104 {fibras ópticas); los puertos de saüda 110 se ubican sobre un arco, el cual está apegado a fa trayectoria dinámica de la punta de punta de fibra óptica 107, con una separación mínima entre la punta de fibra óptica 107 en movimiento y ios puertos de saiída 110, esto con ia finalidad de minimizar las pérdidas ópticas en el espacio entre la punta de fibra óptica 107 y puertos de salida 110.

Con respecto a ia Figura 2 se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación; ía radiación óptica 101 entra por un puerto de entrada 102 a eiemento móvil 103 que consta de una fibra óptica 104, ia cuaí esta sujetada por medio de soporte 105 en uno o varios puntos y tiene su extremo libre 106; la fibra óptica 104 {guía de onda) tiene un recubrimiento de materia! eléctricamente conductivo 1 11 a lo largo de su extremo libre 106, este recubrimiento 111 se encuentra conectado a la tierra eléctrica

5 112; uno o varios acíuadores eleetroestáticos 113 producen la fuerza alterna eléctrica en el plano de la figura, esta fuerza pone el extremo libre de la fibra óptica 06 (guía de onda) y su punta de fibra óptica 107 en el movimiento oscilatorio en ei plano de ia figura y con esto efectúe una conmutación periódica de ia radiación óptica 101 proveniente de ia punta de la fibra óptica 08 y los puertos de salida 11 ; ios puertos de salida 110 se

10 ubican sobre un arco, el cual está apegado a la trayectoria dinámica de la punta de la punta de fibra óptica 107, con una separación mínima entre la punta de fibra óptica 107 en movimiento y los puertos de salida 110, esto con ia finalidad de minimizar las pérdidas ópticas en el espacio libre entre estos elementos 107 y 110; la punta de fibra óptica 107 igual que puertos de salida 110 estén equipados con elementos de enfoque

15 114, tales como: lente, corneta, hoíograma, etc.; con ia finalidad de mejorar el acoplamiento óptico de dichos elementos 107 y 110.

Con respecto a la Figura 3 se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación: la radiación óptica 101 entra por un puerto de entrada 102 a elemento móvíi

20 103 que consta de una fibra óptica 104 (guía de onda flexible}, la cual está unida a una viga flexible 115 de materia! ferromagnético o con recubrimiento ferrornagnético; dicho unión de la fibra óptica 104 y viga flexible 115 se encuentra sujetado por medio de soportes 106 en uno o varios puntos y tiene su extremo libre 106; uno o varios acíuadores electromagnéticos 109 producen ia fuerza alterna magnética en el plano de

25 ia figura, esta fuerza pone ei extremo de elemento móvil 103 y la punta de fibra óptica 107 en movimiento oscilatorio en el plano de la figura y con esto efectúe una conmutación periódica de la radiación óptica 101 proveniente de ia punta de la punta de fibra óptica 07 y los puertos de salida 110; los puertos de salida 110 se ubican sobre un arco, el cual está apegado a la trayectoria dinámica de la punta de fibra óptica 107, con una separación mínima entre Sa punta de fibra óptica 107 en movimiento y los puertos de salida 110, esto con ¡a finalidad de minimizar las pérdidas ópticas intrínsecas del dinámico óptico 100; un soporte 1 5 del lado de extremo libre de elemento móvil 103 se desplaza en la dirección longitudinal por medio de un elemento de traslado 116 de cualquier tipo tai como mecánico, electromecánico, térmico, piezoeléctrico, etc., con la finalidad de ajusfar la frecuencia de resonancia mecánica de elemento móvil 103. Con respecto a la Figura 4 s muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación: ia radiación óptica 101 entra por un puerto de entrada 102 a elemento móvil 103 que consta de una guia de fibra óptica 104 (onda flexible), la cual está unida a una viga flexible 117 de material o con recubrimiento eléctricamente conductivo; dicho elemento móvil 103 se encuentra sujetado por medio de soportes 106 en uno o varios puntos y tiene su extremo libre 106; uno o varios actuadores eiectroestáticos 113 producen ia fuerza alterna eléctrica en e! plano de la figura, esta fuerza pone el extremo de elemento extremo libre 106 y Sa punt de fibra óptica 107 en movimiento oscilatorio en eí plano de la figura, con esto se efectúe una conmutación periódica de la radiación óptica 101 proveniente de la punta de fibra óptica 107 y los puertos de salida 110; los puertos de salida 110 se ubican sobre un arco, el cual está apegado a la trayectoria dinámica de la punta de fibra óptica 107, con una separación mínima entre ta punta de fibra óptica 107 en movimiento y los puertos de salida 110, esto con la finalidad de minimizar las pérdidas ópticas en el espacio libre entre dichos elementos 107 y 110. Con respecto a la Figura 4a se muestra un Conmutador dinámico óptico en operación: la radiación óptica 101 incide por un puerto de entrada 102, una guía de onda {fibra óptica) de entrada 104-e y un elemento de enfoque 114, tai como un colimador de radiación (tente, hoiograma, etc.) a un reflector 119, como puede ser un espejo plano o cóncavo de superficie de segundo orden (cilindro, esfera, paraboloide, etc.), prisma, hoiograma, etc.; el reflector 119 se encuentra sobre la faceta de un extremo libre 106 de una viga flexible 1 7 de material o con recubrimiento eléctricamente conductivo; dicha viga 117 se encuentra sujetada por medio de soportes 105 en uno o varios puntos de tal forma que tiene su extremo libre 106; uno o varios actuadores electroestáticos 113 producen la fuerza alterna eléctrica e el plano de la figura, esta fuerza pone el extremo libre 106 de la viga y el reflector 1 9 en movimiento oscilatorio en el plano de la figura, la variación de la posición del reflector produce el cambio periódico de la trayectoria de la radiación óptica proveniente de la guía de onda (fibra óptica) de entrada 104-e de tai forma que dicha radiación se rebota periódicamente del reflector a distintos puertos de salida 110; ios puertos de salida son guías de onda (fibras ópticas) 04-s.

Con respecto a la Figura 4b se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación; la radiación óptica 101 a incide por un puerto de entrada 102a, una guía de onda {fibra óptica) de entrada 104a-e y un elemento de enfoque 114, tal como un colimador de radiación (lente, hoiograma, etc.) a un reflector (un espejo plano o cóncavo de superficie de segundo orden (cilindro, esfera, paraboloide, etc.), prisma, hoiograma, etc.) 119a; el reflector 119a se encuentra sobre la faceta de un extremo libre 106 de una viga flexible 117 de material o con recubrimiento eléctricamente conductivo; dicha viga flexible 117 se encuentra sujetada por medio de soportes 105 en uno o varios puntos de tal forma que tiene su extremo libre 106; uno o varios actuadores electroestáticos 113 producen la fuerza alterna eléctrica en el plano de la figura, esta fuerza pone el extremo libre 106 de la viga y el reflector 119a en movimiento oscilatorio en el plano de la figura, la variación de la posición del reflector produce el cambio periódico de la trayectoria de la radiación óptica proveniente de la guía de onda (fibra óptica) de entrada 104a-e de tai forma que dicha radiación se rebota periódicamente del reflector a distintos puertos de salida 1 0a; los puertos de salida son guias de onda {fibras ópticas) 104a-s; el elemento móvil 103 cuenta con un segundo puerto de entrada 102b, una segunda guia de onda {fibra óptica) de entrada 104a-e, un segundo conjunto de guias de onda (fibras ópticas)de salida 104b-s y un segundo conjunto de puertos de salida 110b; esto con la 5 finalidad de doblar el número de canales de conmutación.

Con respecto a fa Figura 5 se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación: ia radiación óptica 101 entra por un conjunto de puertos de entrada 102 a elemento móvil 1 3 que consta de un conjunto de fibra óptica 104 (ondas flexibles), ios i o cuales están unidas a una viga flexible 117 de material ferromagnético y eléctricamente conductivo (o con un recubrimiento con estas propiedades); dicho elemento móvil 103 se encuentra sujetado en uno o varios puntos por medio de uno o varios soportes 105 y tiene su extremo libre 106; uno o varios actuadores electromagnéticos 109 y electroestátícos 113 producen ias fuerzas aíternas magnética y eléctrica en eí plano de

15 la figura, estas fuerzas ponen el extremo libre 106 deí elemento móvil 103 y las puntas de fibra óptica 107 en movimiento oscilatorio en eí plano de ia figura; con esto se efectúe una conmutación periódica de un conjunto de puertos de entrada 102 en forma de guía de fibra óptica 104 (onda fíexibte)y otro conjunto bidimensiona! de los puertos de salida 10 en forma de guía de fibra óptica 104 (onda flexible); los puertos de saíida 10 se 0 ubican sobre una superficie cilindrica, la cual está apegada a fa trayectoria dinámica de ias punías de fibra óptica 07, con una separación mínima entre ia punta del elemento móvil 103 en movimiento y ios puertos de salida 110, esto con la finalidad de minimizar ias pérdidas ópticas en ei espacio libre entre las puntas de fibra óptica 107 y puertos 110.

5

Con respecto a la Figura 6 se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación; cualquiera variante anterior del conmutador dinámico óptico (no mostrado en ía figura 6) con ia diferencia de que ios puertos de salida 110 se encuentran en una superficie cóncava; ios puertos de salida 110 se encuentran sobre N circuios concéntricos de diferente radio R _h ¾, R ₃ , ... R _n formando así N subconjuntos de puertos de salida 1 10; ia punta de fibra óptica 107 se mueve por trayectorias circulares a una velocidad constante, su movimiento circular se efectúe por medio de ai menos dos acíuadores electromagnéticos 109 ubicados a 90° uno con respecto al otro en el plano de la figura y con un desfasamiento de 90° la corriente alterna eléctrica en ias bobinas de dichos actuadores; el radio de la trayectoria circular de movimiento de ia puntas de fibra óptica 107 mostrado en (a) se controla por medio de ia variación de amplitud de corriente eíéctríca en las bobinas de ias actuadores electromagnéticos 109; con esto se efectúe de forma periódica cíclica la conmutación entre un puerto o varios puertos de entrada y cada puerto de uno de N subconjuntos de puertos de salida 110; con ia alimentación de un sofo actuador se obtiene trayectorias lineales de eíemento móvil mostrados en (b) y con alimentación de ambos actuadores en fase se obtiene trayectorias lineales mostradas en (c) !ø que permite ía conmutación de uno o varios puertos de entrada a los puertos de otros subconjuntos de puertos de salida 110 ubicados sobre dichas trayectorias; en e! caso particular del eíemento móvil 103 elemento móvií 3 con un reflector o reflectores 119 ei puerto o puertos de entrada se encuentran en la misma superficie cóncava que los puertos de salida 110, en eí centro común de trayectorias circulares X.

En relación a la Figura 7 se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación: cualquiera variante anterior dei conmutador dinámico óptico 100 (no mostrado en la figura 7); ei elemento móvil cuenta con una o varias guías de onda (fibras ópticas) conectadas a sus respectivos puertos de entrada V, S, W ia punta de fibra óptica 10 es una punta compuesta que tiene las salidas de este o estas guías de onda {fibras óptica) V, $, W; todas estas se mueven por trayectorias en "8", su movimiento en "8" se efectúe por medio de aí menos dos actuadores electromagnéticos 109 ubicados a 90° uno con respecto al otro en el piano de ía figura, con frecuencias diferentes de actuación en dos direcciones ortogonales desfasadas a 90°: la frecuencia fundamental de resonancia de elemento móvíí . : ₀ en ía dirección horizontal de la figura y 5 frecuencia doble 2<5¾ en la dirección vertical de la figura; el cambio de amplitud de movimiento en la dirección vertical de la figura efectúe el cambio de trayectoria (trayectorias Si, B ₂ , ¿¾) y la conmutación entre uno o varios puertos de entrada (V, S, W y varios subconjuntos de puertos de salida (subconjuntos M, P, Q) ubicados sobre una trayectoria particular de movimiento de la punta de fibra óptica 107 compuesta; la figura i o demuestra eí caso particular de tres trayectorias B^ B ₂ y S3, y tres respectivos conjuntos de puertos de salida M, P y Q; en el caso particular de elemento móvil 103 con un reflector o reflectores 119 el puerto o puertos de entrada 102 se encuentran en la misma superficie cóncava que los puertos de salida 110, en ios centros de respectivas trayectorias S _{1 (} 82, B ₃ .

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En reíación a la Figura 8 se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación; cualquiera variante anterior del conmutador dinámico óptico 100 (no mostrado en la figura 8) con ía diferencia de que los puertos de saíida 110 se encuentran en una superficie cóncava sobre N círculos concéntricos de diferente radio R 0 formando así N subconjuntos de puertos de salida 110; ía punta de elemento móvil es una punta compuesta que cuenta con saíídas de una o varías guías de onda (fibras ópticas) V, S, W conectadas a sus respectivos puertos de entrada 02; fa punta de fibra óptica 107 compuesta se mueve por trayectorias en "8"; su movimiento en "8" se efectúe por medio de ai menos dos actuadores electromagnéticos 109 ubicados a 9 ° uno con 5 respecto ai otro en eí plano de la figura, con frecuencias diferentes de actuación en dos direcciones ortogonales desfasadas a 90°: ¡a frecuencia fundamental de resonancia de elemento móvil en la dirección horizontal de ía figura y frecuencia doble 2ωο en la dirección vertical de la figura; el cambio de amplitud de movimiento en la dirección vertical de ia figura efectúe eí cambio de trayectoria (trayectorias Si, 8 ₂ , 8 ₃ } y con éste se implementa ia conmutación entre uno o varios puertos de entrada ( V, S, W) y varios subconjuntos de puertos de salida (subconjuntos M, P, Q) ubicados sobre una trayectoria particular S de movimiento de ia puntas de fibra óptica 10?; la figura demuestra el caso particular de tres trayectorias 8 _1t S _2> 8 ₃ y tres respectivos conjuntos de puertos de salida, , P, y Q; en el caso particular d elemento móvil 103 con un reflector o reflectores 119 el puerto o puertos de entrada se encuentran en la misma superficie cóncava que los puertos de salida 110, en los centros de respectivas trayectorias B,

Con respecto a la Figura 9, se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación: cualquiera variante anterior del conmutador dinámico óptico 100 (no mostrado en ia figura 9) con la diferencia de que ios puertos de salida 110 se encuentran en una superficie cóncava sobre ías trayectorias cerradas mostradas en la figura formando asi varios subconjuntos de puertos de salida 110; ia punta de elemento móvil es una punta compuesta que cuenta con salidas de una o varias guías de onda (fibras ópticas) V, R, $, T, W conectadas a sus respectivos puertos de entrada 102; la punta de fibra óptica 107 se mueve por tres tipos de trayectoria: A, B y C; su movimiento se efectúe por medio de ai menos dos actuadores electromagnéticos 09 ubicados a 90° uno con respecto al otro en el plano de la figura, con frecuencias diferentes de actuación en dos direcciones ortogonales desfasadas a 90°: la frecuencia fundamental de resonancia de elemento móvil <¾¾ en la dirección horizontal de ia figura; frecuencia doble

2 en ia dirección vertical de la figura con ia cual se efectúe las trayectorias de tipo A y 8, o una frecuencia triple 3ώ¾ en la dirección vertical de la figura con la cual se efectú ias trayectorias de tipo C; el cambio de amplitud de movimiento en ia dirección vertical de la figura se efectúe ei cambio de amplitud de la trayectoria (trayectorias B £¾, S ₃ ); el cambio de tipo y forma particular de trayectoria permite la conmutación entre uno o varios puertos de entrada (R, S, T, V, W) y distintos subconjuntos de puertos de salida (M, N, O, P, Q) ubicados sobre una trayectoria particuiar B de movimiento de la punta de fibra óptica 107; la inversión de frecuencias de alimentación de los actuadores (alimentación del primer actuador 109 a frecuencia 2OJ _¾ ó 3; y el segundo actuador

109 a frecuencia ) efectúe el giro del patrón de trayectorias de la figura a 90 ^a con ef cual se efectúe la conmutación del puerto o puertos de entrada 102 y distintos nuevos subconjuntos de puertos de salida 10; en ei caso particular de elemento móvil 03 con un reflecíor o reflectores 119 ei puerto o puertos de entrada 102 se encuentran en la misma superficie cóncava que los puertos de salida 110, en los centros de respectivas trayectorias A, B y C.

Con respecto a la Figura 10, se muestra un Conmutador dinámico óptico 100 en operación: cualquier variante anterior del conmutador dinámico óptico 100 (no mostrado en ia figura 10) con ía diferencia de que algunos puertos de salida 110 proporcionan señales de retroalimentación para un sistema de control automático de amplitud y frecuencia de movimiento de elemento móvil, Ei conmutador dinámico óptico 100, comprende una conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos ópticos d entrada 102 a un conjunto de puertos ópticos de salida 110, esto por medio de movimiento oscilatorio en una o dos dimensiones de un elemento móvil 103 que transporta o refleja ia radiación óptica 101, su movimiento oscilatorio periódico produce el cambio de la dirección de propagación de ía radiación óptica 101 de tai manera que se efectúe ia conmutación cíclica periódica entre e! conjunto de puertos de entrada 102 y el conjunto de puertos de salida 110; el movimiento oscilatorio periódico de dicho elemento móvil 103 se efectúa por medio de la fuerza de campo magnético, eléctrico o fuerza mecánica, o por una combinación de dichas fuerzas, esto por medio de respectivos actuadores: electromagnéticos 109, eíectroestáticos 113, piezoeiéctrícos y otros; ios conjuntos de puertos de entrada 102 y salida 110 pueden ser de una o dos dimensiones, mientras que ía asignación de conjuntos de puertos de "entrada" 102 y "salida" 110 es relativa en virtud de la reciprocidad de la trayectoria de propagación de la radiación óptica 101. Dicho elemento móvil 103 está constituido en forma de una fibra óptica 104, que transporta la radiación óptica 101 ; dicha fibra óptica 104 esta sujetada en uno o varios puntos y cuenta con un extremo libre 108 suficieníemente largo con un recubrimiento 108, pieza o piezas unidas a dicho extremo, de un materia! eléctricamente conductivo y/o ferromagnético 111 ; a través de dicho elemento 03 se efectúa el movimiento oscilatorio periódico por medio de la fuerza de campo magnético, eléctrico o fuerza mecánica, por una combinación de dichas fuerzas y por medio de respectivos actuadores: electromagnéticos 109, eíectroestáticos 113, piezoeléctricos y oíros; el cambio periódico de la posición de extremo de la fibra óptica 106 efectúa la conmutación cíciica periódica de un conjunto de puertos ópticos de entrada 102 a un conjunto de puertos ópticos de salida 110.

El Conmutador dinámico óptico 100 de la presente invención inciuye elementos de enfoque 114 tales como lentes, cornetas, hologramas, etc., en conjunto con las fibras ópticas 104, los cuates mejoran el acoplamiento óptico entre estos elementos y minimizan la pérdida de energía en el espacio libre ente dichos elementos.

El Conmutador dinámico óptico 100 está además provisto con una viga flexible 115 que transporta la radiación óptica para cambiar la dirección de propagación de radiación; la viga 115 es unida a la fibra óptica 104 y es de un material eléctricamente conductivo y/o ferromagnético 111 , y/o cuenta con un recubrimiento, pieza o piezas conductivas y/o ferromagnétícas 108 unidas a Ja viga 115 y/o a la fibra óptica 104; la viga 115 y la fibra óptica 104 en conjunto se mueven de forma oscilatoria en una o dos direcciones simultáneamente por la fuerza dei campo magnético, eléctrico, o fuerza mecánica, o por una combinación de dichas fuerzas, generadas por respectivos 5 actuadores; eí cambio periódico de la posición de extremo de ía fibra óptica 104 efectúa la conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos ópticos de entrada 102 a un conjunto de puertos ópticos de salida 110. El conmutador dinámico óptico además tiene un elemento de traslado 1 6 de tipo mecánico, electromecánico, térmico, piezoeiéctrico, etc., y que permite eí cambio d posición de un soporte 105 de elemento móvil 103 a So 10 largo de este elemento, ei cual ajusta la frecuencia de resonancia mecánica de dicho elemento móvil 103,

La presente invención incluye un elemento que cambia periódicamente ta trayectoria de la radiación óptica en forma de un viga flexible 117 sujetada en uno o

55 varios puntos, con un extremo libre 106 suficientemente largo que se mueve de forma oscilatoria en una o varias direcciones simultáneamente por la actuación electromagnética, electrostática, o electro o magneto mecánica, o por una combinación de dichas actuaciones; dicho extremo libre 106 de ia viga cuenta con superficie altamente reflectora, o cuenta con uno o varios elementos reflector unidos a ía viga; el

20 cambio periódico de la posición de ia superficie reflectora y/o reflector 119 o reflectores unidos a ia viga 117 cambia la dirección de propagación de la radiación óptica 101 que incide sobre ia superficie reflectora y/o reflector 119 o reflectores unidos a la viga 117; esto efectúa ía conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos pticos de entrada 102 a un conjunto de puertos ópticos de salida 110. El mencionado reflector

25 119, que como se ha expuesto es un espejo plano o cóncavo de superficie de segundo orden (cilindro, esfera, paraboloide, un holograma, o un prisma), que bajo su movimiento oscilatorio refleja de una forma cíclica periódica ta radiación óptica proveniente de uno o varios puertos de entrada 102 a distintos puertos de salida 110; ios puertos de entrada

102 y saiida 110 pueden ser guías de onda de cualquier tipo, en particular, las fibras ópticas 104, El conmutador dinámico óptico 100 de la presente invención incluye además un elemento móvil 103 que transporta o refleja la radiación óptica , con dos reflectores 119 ubicados a los lados opuestos de una viga flexible 115 en movimiento oscilatorio que cambia periódicamente la trayectoria de la radiación óptica 101 proveniente de dos distintos puertos de entrada 02 a ios puertos de dos distintos conjuntos de puertos de salida 110; los puertos de entrada 102 y salida pueden ser guías de onda de cualquier tipo, en particular, las fibras ópticas 104.

El elemento móvii 103 descrito previamente, está provisto con un conmutador en forma de múltiples guías de onda o fibras ópticas 104 que transportan Sa radiación óptica 101 y están unidas en un conjunto, e! cuai cuenta con un recubrimiento, pieza o piezas de material conductivo y/o ferromagnétíco 108; dicho conjunto se mueve de forma periódica osciíatoria por ia actuación electromagnética, electrostática, o electro o magneto mecánica, o por una combinación de dichas actuaciones. Dicho elemento móvil

103 se desplaza simultáneamente en dos direcciones ortogonales transversales, ya sea por una trayectoria circuiar, elíptica, en "8", o por cualquiera trayectoria cerrada conocida como figura de üssajou; esto por medio de actuación con frecuencias múltiples de la frecuencia fundamental de resonancia de elemento en movimiento, en dos direcciones ortogonales transversales. El eiemento móvii 103 se mueve en una dirección o en dos direcciones ortogonales transversales simultáneamente por una trayectoria lineal, circular, elíptica, etc., y cuenta con el control de la amplitud de dicho movimiento con el cual efectúa ia conmutación a distintos números de puertos de salida 110 y/o diferentes conjuntos de puertos de salida 1 10. Asimismo, dicho elemento móvil 103 se mueve en una o dos direcciones ortogonales transversales simultáneamente y cuenta con uno o varios puertos de salida 110 que generan las señales de retroaíimentacíón para un sistema de control automático y estabilización de la amplitud y frecuencia de movimiento del elemento móvil 103 en el conmutador dinámico óptico 100.

En el conmutador dinámico óptico 100 el cambio de posición de extremos de guías de onda o fibras ópticas 104 efectúa ia conmutación periódica de un conjunto de puertos de entrada 102 m a otro conjunto bídimensiona! de puertos de salida 110 m x n. Dichas fibras ópticas 104 son de cualquier banda de la radiación electromagnética: radiofrecuencias, mtcroondas, ondas submiiimétricas» u ondas ópticas (infrarrojas, visibles, ultravioletas), operando el conmutador dinámico óptico 100 con la radiación electromagnética de cualquiera de estas bandas. Además de lo anterior, el conmutador dinámico óptico 100 comprende guías metálicas huecas, guias dieléctricas, guías metal-dieléctrico, fibras ópticas, guías ópticas integradas, redondas, cuadradas, rectangulares, elípticas, en forma de D, de tipo Panda, Corbata (bo -tie), de forma, estructura y parámetros disimilares. Asimismo, el conmutador dinámico óptico 100 comprende guías de onda de forma, estructura y parámetros no homogéneos en ia dirección longitudinal y transversal.

Aun cuando en !a anterior descripción se ha hecho referencia a ciertas modalidades del conmutador óptico con principio de funcionamiento basado en la conmutación cíclica periódica de un conjunto de puertos ópticos de entrada a un conjunto de puertos ópticos de salida, debe hacerse hincapié en que son posíbies modificaciones a dichas modalidades, pero sin apartarse del verdadero alcance de la invención. Por lo tanto, la presente invención no debe ser restringida excepto por io establecido en el estado de ia técnica y por las reivindicaciones anexas.