JP2015059978A - 波長選択スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】結合先の出力ポート以外のポートに対する漏れ光の量を低減することができる波長選択スイッチを提供する。【解決手段】波長選択スイッチ１は、入力ポート１１および出力ポート１２ａ〜１２ｄを含む入出力光学系１８と、光Ｌを分光して波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３を出力する分光素子１５と、波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３を偏向する光偏向素子１７と、波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３を光偏向素子１７に結合させる集光素子１６と、偏向角を制御することによって、所定の波長成分Ｌ２２の所定の出力ポート１２ｃへの光結合効率の閾値を制御する制御部２０とを備える。制御部２０は、光Ｌ２２の光結合効率の閾値における最大値を最適結合状態とは異なるように設定する。【選択図】図４

Description

本発明は、波長選択スイッチに関する。

特許文献１には、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）において、光を反射させる可動ミラーの角度を分光方向等にずらして出力ポートにおけるビーム光軸をＸ軸方向およびＹ軸方向へシフトすることにより、出力光の強度を減衰させる技術が開示されている。

特開２００９−０４７９１７号公報

波長選択スイッチでは、出力ポートにおける光の焦点ずれにより、結合先の出力ポートにおいてビームが拡がってしまい、他のポートにも光が結合してしまうことが問題となっている。各出力ポートの間隔を離せば、このような漏れ光の量を低減できるが、ポートの配置密度が上げられないことになり、波長選択スイッチの小型化が難しくなってしまう。

そこで、本発明は、結合先の出力ポート以外のポートに対する漏れ光の量を低減することができる波長選択スイッチを提供することを目的とする。

本発明は、その一側面として、少なくとも１つの入力ポートおよび複数の出力ポートを含む入出力光学系と、前記入力ポートから入力される光を波長成分毎に分光して波長成分を出力する分光素子と、前記分光素子から出力される各前記波長成分を偏向し、所定の前記出力ポートに結合するように偏向角を設定する光偏向素子と、前記分光素子から出力される前記波長成分を前記光偏向素子に結合させる集光光学系と、前記偏向角を制御することによって、所定の前記波長成分の所定の前記出力ポートへの光結合効率の閾値を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光結合効率の前記閾値における最大値を、最適結合状態とは異なるように設定する波長選択スイッチである。

本発明によれば、結合先の出力ポート以外のポートに対する漏れ光の量を低減した波長選択スイッチを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチの構成を概略的に示す平面図である。 図１に示された波長選択スイッチのII−II線に沿った側断面図である。 図１に示された波長選択スイッチの入出力ポートにおいて漏れ光を低減する制御を模式的に示す図である。 波長選択スイッチにおいて漏れ光を低減するための制御方法を説明するための図である。 波長選択スイッチの入出力ポートにおいて漏れ光を低減する別の制御を模式的に示す図である。 ２つの隣接ポートからの漏れ光を低減するための制御方法の一例を説明するための図である。 波長選択スイッチの入出力ポートにおいて漏れ光を低減する更に別の制御を模式的に示す図である。 波長選択スイッチの入出力ポートの二次元配列の例を示す図である。 二次元配列された入出力ポートにおいて漏れ光を低減する制御を模式的に示す図である。 光偏向素子の一例としてＬＣＯＳを示す図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。

本願発明は、その一側面として、少なくとも１つの入力ポートおよび複数の出力ポートを含む入出力光学系と、前記入力ポートから入力される光を波長成分毎に分光して波長成分を出力する分光素子と、前記分光素子から出力される各前記波長成分を偏向し、所定の前記出力ポートに結合するように偏向角を設定する光偏向素子と、前記分光素子から出力される前記波長成分を前記光偏向素子に結合させる集光光学系と、前記偏向角を制御することによって、所定の前記波長成分の所定の前記出力ポートへの光結合効率の閾値を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光結合効率の前記閾値における最大値を、最適結合状態とは異なるように設定する波長選択スイッチである。

波長選択スイッチにおいて各出力ポートへの光結合効率は、ポート位置に依存して二次関数状（放物線状）に変化する（図４参照）。そこで、所定の出力ポートへの光結合効率の閾値を制御するに当たって、その最大値を、最適結合状態とは異なるように設定することで、所定の出力ポートに入力される光（例えば図４の結合先ポート）の最適結合状態に対する減衰量よりも、隣接するポートに入力される光（例えば図４の隣接ポート）の減衰量を大きくさせることができる。このため、結合先の出力ポート以外のポートに対する漏れ光の量を低減した波長選択スイッチを提供することができる。

上記の波長選択スイッチにおいて、前記出力ポートは、光導波部材と、前記光導波部材の端面に前記波長成分を結合させる光結合部材を備え、前記制御部は、前記光結合部材に結合される前記波長成分の光軸と、前記光結合部材の光軸とが、互いにずれるように前記偏向角を設定することで前記最大値を設定し、さらに、所定の前記出力ポートと、その他の前記出力ポートのうち当該所定の前記出力ポートに隣接する前記出力ポートとを結ぶ仮想直線に沿って所定の前記波長成分の前記偏向角を制御してもよい。この場合、各ポートを一軸状に配置した波長選択スイッチにおいて、結合先の出力ポート以外のポートに対する漏れ光量を低減すことができる。

上記の波長選択スイッチにおいて、前記出力ポートは、光導波部材と、前記光導波部材の端面に前記波長成分を結合させる光結合部材を備え、前記制御部は、前記光結合部材に結合される前記波長成分の光軸と、前記光結合部材の光軸とが、互いにずれるように前記偏向角を設定することで前記最大値を設定し、さらに、所定の前記出力ポートと、その他の前記出力ポートのうち当該所定の前記出力ポートに隣接する前記出力ポートとを結ぶ仮想直線に直交する直線に沿って所定の前記波長成分の前記偏向角を制御してもよい。この場合、結合先の出力ポートに隣接する複数のポートへの漏れ光量を低減することができる。

上記の波長選択スイッチにおいて、前記制御部は、複数の前記出力ポートのうち当該所定の前記出力ポートに隣接する２つの前記出力ポートからの距離が等しい線上で光結合するように所定の前記波長成分の前記偏向角を制御してもよい。この場合、各結合先の出力ポートに隣接するポートへの漏れ光量を最小化することができる。

上記の波長選択スイッチにおいて、前記制御部は、所定の前記出力ポートに隣接する２つの前記出力ポートに入力される別の前記波長成分の漏れ光量が等しくなる位置で光結合するように所定の前記波長成分の前記偏向角を制御してもよい。この場合、例えば各ポートが等間隔に配置されている場合であれば、結合先の出力ポートに隣接する２つのポートからの漏れ光量をモニターすることで、光結合効率の閾値における最大値になるように容易に調整することができる。

上記の波長選択スイッチにおいて、複数の前記出力ポートは、各端面が二次元状に配列されており、前記制御部は、所定の前記出力ポートに隣接する３つの隣接する前記出力ポートを頂点とする三角形の外心方向に所定の前記波長成分の前記偏向角を制御してもよい。

上記の波長選択スイッチにおいて、前記制御部は、所定の前記出力ポートに最も隣接する前記出力ポートから所定の前記波長成分が離れるように前記偏向角を制御することが好ましい。この場合、最も漏れ光量が多い最近接の出力ポートへの漏れ光量を効果的に低減することが可能となる。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る波長選択スイッチの具体例を以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内ですべての変更が含まれることが意図される。

図１は、本発明の一実施形態の波長選択スイッチの構成を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示された波長選択スイッチのII−II線に沿った側断面図である。理解の容易のため、図１及び図２には、ＸＹＺ直交座標系を示す。波長選択スイッチ１は、ＹＺ平面に沿った上面及び底面と、Ｘ軸方向に沿った４つの側面とを有する略直方体状を呈している。

図１及び図２に示されるように、波長選択スイッチ１は、少なくとも１つの入力ポートと、複数の出力ポートとを含む入出力光学系１８を備えている。入出力光学系１８は、図２に示すように、例えば１つの入力ポート１１と４つの出力ポート１２ａ〜１２ｄとを含む。入力ポート１１には、複数の波長成分を含む光Ｌ１が波長選択スイッチ１の外部から入力される。光Ｌ１は、例えば波長多重光通信に使用される信号光である。波長選択スイッチ１は、入力ポート１１に入力された光Ｌ１を波長成分毎に分光して、各波長成分を、出力ポート１２ａ〜１２ｄのそれぞれから出力する。図１では、一例として３つの波長成分Ｌ２１，Ｌ２２及びＬ２３と４つの出力ポート１２ａ〜１２ｄとが図示されている。３つの波長成分Ｌ２１，Ｌ２２及びＬ２３それぞれは、４つの出力ポート１２ａ〜１２ｄのうち３つの出力ポート１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄそれぞれから出力される。

入力ポート１１及び出力ポート１２ａ〜１２ｄは、Ｘ軸方向に一列に並ぶように配置されている。この配列方向は、後述する光偏向素子１７による光の偏向方向と同じになっている。入力ポート１１は、例えば光ファイバ２１といった光導波部材と、光ファイバ２１から入力された光Ｌ１をコリメートするマイクロレンズ３１（図３参照）とによって好適に構成される。また、複数の出力ポート１２ａ〜１２ｄそれぞれは、例えば光ファイバ２２ａ〜２２ｄといった光導波部材と、光偏向素子１７により偏向された光Ｌ２１〜Ｌ２３それぞれ等を光ファイバ２２ａ〜２２ｄそれぞれの端面に結合させるマイクロレンズ３２ａ〜３２ｄ（図３参照）とによって構成される。マイクロレンズ３１及び３２ａ〜３２ｄは、本実施形態では、コリメータレンズ１３として一体化されているが、それぞれを別体としてもよい。

波長選択スイッチ１は、更に、アナモルフィック光学系１４と、分光素子１５と、集光素子１６と、光偏向素子１７と、制御部２０とを備えている。

アナモルフィック光学系１４は、コリメータレンズ１３を介して光Ｌ１を受ける。アナモルフィック光学系１４は、例えばプリズム１４ａ，１４ｂによって構成される。アナモルフィック光学系１４は、光Ｌ１の光軸に対して垂直な断面形状がＹ軸方向に延びる楕円形状となるように光Ｌ１を変換する。アナモルフィック光学系１４から出力される光のビーム形状は、Ｙ軸方向に光Ｌ１の幅が大きくなるように光Ｌ１の幅が拡大されるため、光軸に対して垂直な光Ｌ１の断面は、Ｙ軸方向に延びる楕円形状となる。アナモルフィック光学系１４は、出力される光の断面をＹ方向に扁平な楕円形状に変換するものであれば良い。即ち、光をＸ方向に縮小するように構成してＹ方向の倍率がＸ方向の倍率よりも大きくなるようにしても良い。このようなアナモルフィック光学系１４は、一対のプリズムを含む光学系の他、Ｘ方向またはＹ方向に屈折力を有する光学部品（例えば、シリンドリカルレンズやシリンドリカルミラー）を単独もしくは複数個組み合わせることによって構成してもよい。

分光素子１５は、入力ポート１１から入力されてアナモルフィック光学系１４でビーム形状が変換された光Ｌ１を、各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３に分光する。本実施形態の分光素子１５は、コリメータレンズ１３及びアナモルフィック光学系１４を介して光Ｌ１を受ける。分光素子１５は、例えば表面に回折格子が形成された板状部材によって構成される。分光素子１５によって分光された光Ｌ１の各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３は、それぞれ波長に応じて異なる光軸方向に進む。本実施形態では、各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３は、上述した分光方向（Ｙ軸方向）に分光される。

集光素子１６（集光光学系）は、分光素子１５と光偏向素子１７との間の光路上に配置されており、分光素子１５と光偏向素子１７とを光学的に接続する。集光素子１６は、例えば集光レンズから構成され、分光素子１５を通過した各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３を、光偏向素子１７に向けて集光させる。即ち、集光素子１６は、分光素子１５により分光された波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３のそれぞれを光偏向素子１７に結合させる。このとき、アナモルフィック光学系１４においてＹ方向に所定倍率で拡大された光は、集光素子１６においては当該倍率でＹ方向に縮小される（または、アナモルフィック光学系１４においてＸ方向に所定倍率で縮小された光は、集光素子１６においては当該倍率でＸ方向に拡大される）ことにより、光偏向素子１７においてＸ方向の倍率がＹ方向の倍率よりも大きくなるように構成されている。また、集光素子１６は、光偏向素子１７によって偏向された各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３を、分光素子１５に向けてコリメートする。

光偏向素子１７は、例えばＭＥＭＳミラーから好適に構成され、入力ポート１１から入力され分光素子１５で分光された各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３を受け、それぞれ所定の可変角度である偏向角で出力する。光偏向素子１７としては、ＭＥＭＳミラーの他、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）のような反射型液晶素子、透過型液晶素子、ＤＭＤ(Digital Mirror Device)、又は、ＤＬＰ（Digital Light Processing）といった、印加する電圧によって偏向角が制御される素子を用いてもよい。

ＭＥＭＳミラーは、マイクロマシン技術によって作製される複数の微小な光反射面である。これら複数の光反射面は弾性的に支持されており、各々に設けられたアクチュエータに印加される制御電圧の大きさに応じて、その角度を個別に変化できるように構成されている。各波長成分に対応する光反射面はＹ軸方向に沿ってアレイ状に配置されている。各ＭＥＭＳミラーは、例えばＹ軸方向の軸を中心として回転し、その偏向角は各波長成分の光毎に制御部２０によって制御される。ＭＥＭＳミラーで反射された光は、集光素子１６を通過し、分光素子１５を経て何れかの所定の出力ポート１２ａ〜１２ｄに結合される。

なお、光偏向素子１７としてＬＣＯＳを用いた場合を図１０に示す。ＬＣＯＳ９０は、駆動回路が形成されたシリコン基板９１上に、反射層である画素電極群９２と、偏向層である液晶層９３と、配向膜９４と、透明電極９５と、カバーガラス９６とを含んで構成される。必要に応じて画素電極群９２と液晶層９３の間にも配向膜を設けてもよい。画素電極群９２は所定波長成分の光に対して所定方向に並んだ多数の画素が対応するよう構成され、液晶層に対して各画素電極から周期的に異なった電圧を与えることによって、図１０に示すようにステップ状の位相シフト関数を付与し、全体としてのこぎり形状となる屈折率の変化を実現することができる。この変化を周期的に繰り返すことによってブレーズ型の回折格子と同等の機能を実現する。このように屈折率の変化によりマルチレベル光フェーズドアレイが実現でき、回折現象により反射方向を異ならせることができる。画素電極群に印加する電圧を調整し、この位相シフト関数を適宜選択することによって入射光の屈折角度を夫々の波長毎に異なった方向に変化させることができるので、各波長成分の回折角を独立に制御し、特定波長の入力光を所望の方向に反射させることができる。

制御部２０は、光偏向素子１７によって偏向される光の角度、即ち偏向角を制御する。制御部２０は、光偏向素子１７によりＸ軸方向に偏向される各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３が集光素子１６を介して、各波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３に対応する所定の出力ポート１２ｂ〜１２ｄそれぞれに結合されるように光偏向素子１７の偏向角を制御する。制御部２０は、偏向角を制御することによって、所定の波長成分Ｌ２１〜Ｌ２３の所定の出力ポート１２ｂ〜１２ｄへの光結合効率の閾値を制御する。所定の出力ポート１２ｂ〜１２ｄにおける光結合効率の閾値における最大値は、ある結合先の出力ポートに隣接する出力ポートへの漏れ光が十分に低減されるように設定されていることが好ましい。

ここで、制御部２０による偏向角制御により、隣接ポートへの漏れ光が十分に低減されるように結合先ポートにおける光結合効率の閾値の最大値を設定する方法について、図３及び図４を参照して説明する。なお、図３では、本実施形態を理解しやすくするため、要部を強調して記載している。図５，７，９等でも同様である。

図３に示すように、本実施形態では、一例として、レンズ３２ｃを含む出力ポート１２ｃを結合先ポートとし、レンズ３２ｂ，３２ｄそれぞれを含む出力ポート１２ｂ，１２ｄをその隣接ポートとした場合について説明する。この場合、出力ポート１２ｂ，１２ｃの中心間隔（以下「ピッチ」と称する）と、出力ポート１２ｃ，１２ｄのピッチとは不等になっており、出力ポート１２ｄが、結合先ポートである出力ポート１２ｃに最近接するポートになる。結合先ポートである出力ポート１２ｃに入力される光（波長成分Ｌ２２）の一部が、最も近接するポート１２ｄに漏れる場合がある。

その状態を一例として図４に示す。図４は、横軸をポート配列方向（Ｘ方向）とし、結合先ポート１２ｃが座標０に配置され、最近接ポート１２ｄが座標１．２に配置される場合を例示している。また、図４は、縦軸に光強度(ｄＢ)を示しており、結合先ポート１２ｃに結合される波長成分Ｌ２２のＸ方向における強度分布を示している。図４では、結合先ポート１２ｃに対して光軸シフトを行わない場合（従来）の波長成分Ｌ２２の光強度分布を点線で、光軸シフトを行う場合（本実施形態）の波長成分Ｌ２２の光強度分布を一点鎖線でそれぞれ示す。

図４に示すように、光軸シフトを行わない場合の波長成分Ｌ２２の光強度分布を用いて、Ｘ方向における所定座標に対応した波長成分Ｌ２２の光強度を参照することで、光軸シフトを行う場合に波長成分Ｌ２２が結合先ポート１２ｃに結合する光強度を求めることができる。そして、光軸シフトを行う場合の波長成分Ｌ２２の光強度分布を用いて、最近接ポート１２ｄが位置する座標における波長成分Ｌ２２の光強度を参照すれば、光軸シフトを行う場合に波長成分Ｌ２２が最近接ポート１２ｄに結合する（漏れる）光強度を求めることができる。従って、波長成分Ｌ２２の最大光強度に対する、Ｘ方向の所定位置における波長成分Ｌ２２の光強度の比率を求めることによって、Ｘ方向の所定位置に波長成分Ｌ２２の光軸を位置させた場合における結合先ポート１２ｃおよび最近接ポート１２ｄに対する波長成分Ｌ２２の光結合効率を求めることができる。

このような光結合効率の閾値の設定、特に結合先ポート１２ｃに結合する光の強度の閾値の設定は、結合先ポート１２ｃに光を結合させる場合における光の光軸が位置する範囲（制御使用範囲）を設定することによって行われる。従来の光強度の閾値の設定では、光軸シフトを行わないため、図４の「制御使用範囲（従来）」で示されるように、光強度の閾値が、結合先ポート１２ｃに結合される波長成分Ｌ２２が示す放物線のピーク（光強度０ｄＢ）を含んだ０ｄＢ〜−１５ｄＢの制御使用範囲となるように、光軸の位置し得る範囲を設定していた。つまり、従来の閾値の設定では、光強度の閾値の最大値が、結合先ポート１２ｃにおける光結合が最適結合状態となる値（光強度０ｄＢ）を含むように光軸の位置し得る範囲を設定していた。

これに対し、本実施形態における光強度の閾値の設定では、結合先ポート１２ｃに入力される光の光軸を最近接ポート１２ｄから離れる方向（図示左側）に例えば０．２ｍｍずらして出力ポート１２ｃのレンズ３２ｃに結合させている。これは、制御部２０により、結合先ポート１２ｃに結合される波長成分Ｌ２２の光軸と結合先ポート１２ｃの光軸とが互いにずれるように光偏向素子１７における光の偏向角を制御することによって制御され得る。具体的には、制御部２０は、例えば、図３に示すように、出力ポート１２ｃと出力ポート１２ｄとを結ぶ仮想直線Ｄ１に沿って、最近接する出力ポート１２ｄから離れるように出力ポート１２ｂ側に波長成分Ｌ２２の光軸をずらすように偏向角を制御する。

このような光軸シフトを行うため、本実施形態における光強度の閾値の設定では、図４の「制御使用範囲（本実施形態）」で示されるように、光強度の閾値が、波長成分Ｌ２２が示す放物線のピークを含まずに−０．２ｄＢ〜−１５．２ｄＢの制御使用範囲となるように光軸の位置し得る範囲を設定している。この光強度の閾値における最大値−０．２ｄＢは、光の光軸をずらして結合先ポート１２ｃに結合される波長成分Ｌ２２の光軸が、光軸シフトをしなかった場合の波長成分Ｌ２２と交わった値に対応する光強度である。また、光強度の閾値の下限値である−１５．２ｄＢは、上限（最大値）が最適結合状態（０ｄＢ）から減少した０．２ｄＢ分を制御使用範囲のレンジが従来と同じとなるように従来の制御使用範囲の下限値に対して減少させた値である。このように、本実施形態では、光の強度の閾値の最大値が、結合先ポート１２ｃにおける光結合が最適結合状態となる値（光強度０ｄＢ）を含まないように、即ち最適結合状態とは異なるように光軸の位置し得る範囲を設定している。

このように光軸シフトを行う場合と光軸シフトを行わない場合の波長成分Ｌ２２のＸ方向における光強度は共にＸ方向の位置座標に依存して二次関数状（放物線状）に変化する。従って、波長成分Ｌ２２が示す放物線のピークを中心としてＸ方向の両側に向かうに従って、光の強度がその傾斜が急峻になって減少する。本実施形態の例では、結合先ポート１２ｃ（座標０）では、光軸シフトを行わない場合に比べて光軸シフトを行った場合、光強度が−０．２ｄＢ減少してしまうものの、最近接ポート１２ｄ（座標１．２）では、光軸シフトを行わない場合の光強度−２３ｄＢを光軸シフトを行うことにより光強度−３２ｄＢまで大幅に低下させることができる。つまり、上述した光強度の閾値制御により、結合先ポート１２ｃへ結合する光強度の低下量に対し、最近接ポート１２ｄへ漏れ出る光強度の低下量を大幅に増やすことができる。この結果、本実施形態によれば、例えば漏れ光の強度の実用上の目標値が−３０ｄＢである場合、上述した光強度の閾値の最大値の設定方法により、漏れ光の量を実用上問題のない値以下に低減することが可能となる。

なお、このように結合先ポート１２ｃに入射する光Ｌ２２の光軸を、最適結合状態である所定のポート位置からずらしたとしても、上述したように、結合先ポート１２ｃへ入力される波長成分Ｌ２２の光強度の閾値の設定を、従来の制御使用範囲「０ｄＢ〜１５ｄＢ」から制御使用範囲「−０．２ｄＢ〜−１５．２ｄＢ」に僅かに変更するものに過ぎない。このため、光の光軸が位置する制御使用範囲の設定は従来とほぼ同様に行えるため、結合先ポート１２ｃに入射される光Ｌ２２の結合効率は、実用上問題とならない。

このように制御部２０は、所定の出力ポート１２ｃへの光結合効率の閾値を制御するに当たって、その最大値を、最適結合状態とは異なるように設定することで、所定の出力ポート１２ｃに入力される光の最適結合状態に対する減衰量よりも、隣接するポート１２ｄに入力される光の減衰量を大きくさせることができる。このため、結合先の出力ポート１２ｃ以外のポート１２ｄに対する漏れ光の量を低減させることができる。また、隣接ポート１２ｄ等へ入力される光（波長成分Ｌ２２）の漏れ光量を効率的に低減できるので、出力ポート１２ａ〜１２ｄの間隔を従来よりも縮めることができ、これにより、波長選択スイッチ１のより一層の小型化を図ることも可能である。

また、波長選択スイッチ１では、制御部２０は、レンズ３２ｃに結合される波長成分Ｌ２２の光軸とレンズ３２の光軸とが互いにずれるように偏向角を設定することで、光結合効率の閾値の最大値を設定し、さらに、出力ポート１２ｃと隣接する出力ポート１２ｄとを結ぶ仮想直線Ｄ１に沿って波長成分Ｌ２２の偏向角を制御している。このため、各ポート１２ａ〜１２ｄを一軸状に配置した波長選択スイッチ１において、結合先の出力ポート１２ｃ以外のポート１２ｄに対する漏れ光量を低減することができる。

また、波長選択スイッチ１では、制御部２０は、出力ポート１２ｃに最も隣接する出力ポート１２ｄから所定の波長成分Ｌ２２が離れるように偏向角を制御している。このため、最も漏れ光量が多い最近接の出力ポート１２ｄへの漏れ光量を効果的に低減することが可能となる。

なお、上述したような不等ピッチに配列されたポート配列の場合、ピッチ間隔が広い側で光軸のずれ量を制御する一方、ピッチ間隔が狭い側を設けてポート全体の小型化を図ることができるので、不等ピッチで配列されたポートを含む波長選択スイッチでは、最近接ポートへの漏れ光量を低減できると共に、波長選択スイッチをより一層小型化することができる。

以上、本発明に係る波長選択スイッチの一実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上記実施形態に限られず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、出力ポート１２ｃが結合先ポートである場合を例にとって説明したが、他の出力ポート１２ａ，１２ｂ，１２ｄが結合先ポートとなる場合でも同様の減衰制御を適用することができる。

また、上記実施形態では、出力ポート１２ａ〜１２ｄのピッチが不等である場合を例にとって説明したが、図５に示すように、出力ポート１２ａ〜１２ｄのピッチが等しい場合でも同様に隣接する他のポートからの漏れ光を減衰することができる。この場合には、例えば、制御部２０は、レンズ３２ｃに結合される波長成分Ｌ２２の光軸とレンズ３２の光軸とが互いにずれるように偏向角を設定することで、光結合効率の閾値の最大値を設定し、さらに、出力ポート１２ｃと、出力ポート１２ｃに隣接する出力ポート１２ｂ，１２ｄとを結ぶ仮想直線Ｄ１に直交する直線Ｄ２に沿って所定の波長成分Ｌ２２の光軸がずれるように波長成分Ｌ２２の偏向角を制御してもよい。これにより、結合先の出力ポート１２ｃに隣接する複数のポート１２ｂ，１２ｄへの漏れ光量を低減することができる。

なお、上記の場合において、制御部２０は、所定の出力ポート１２ｃに隣接する２つの出力ポート１２ｂ、１２ｄに入力される別の波長成分Ｌ２１，２３の漏れ光量が、図６に示すように、所定の目標値（−３０ｄＢ）よりも小さく且つ等しくなる位置で光結合するように所定の波長成分Ｌ２２の光軸がずれるように波長成分Ｌ２２の偏向角を制御してもよい。この場合、例えば各ポート１２ｂ〜１２ｄが等間隔に配置されている場合であれば、結合先の出力ポート１２ｃに隣接する２つのポート１２ｂ，１２ｄからの漏れ光量をモニターすることで、光結合効率の閾値における最大値になるように容易に調整することができる。

また、上記実施形態では、出力ポート１２ｃ，１２ｄを結ぶ仮想直線Ｄ１に沿って所定の波長成分Ｌ２２の光軸をずらすように偏光角を制御していたが、図７に示すように、制御部２０は、複数の出力ポート１２ｂ〜１２ｄのうち所定の出力ポート１２ｃに隣接する２つの出力ポート１２ｂ，１２ｄからの距離ｄが等しい線上で光結合するように所定の波長成分Ｌ２２の偏向角を制御してもよい。この場合、各結合先の出力ポート１２ｃに隣接するポート１２ｂ，１２ｄへの漏れ光量を最小化することができる。

また、上記実施形態では、入出力ポート１１，１２ａ〜１２ｄが一次元状に一列に配置された場合を例にとって説明したが、図８に示すように、入出力ポート１１，１２ａ〜１２ｉが二次元状に配置された入出力光学系１８ａを備えた波長選択スイッチにおいて、上述した減衰制御を適用してもよい。この場合の減衰制御方法としては、例えば、図９に示すように、出力ポート１２ｃを結合先ポート、出力ポート１２ｃを三角形状に取り囲む出力ポート１２ａ，１２ｂ，１２ｄをその隣接ポートとすると、制御部２０は、所定の出力ポート１２ｃに隣接する３つの出力ポート１２ａ，１２ｂ，１２ｄを頂点とする三角形の外心Ｃ方向に所定の波長成分Ｌ２２の光軸をずらすように偏向角を制御してもよい。これにより、上述した隣接ポート１２ａ，１２ｂ，１２ｄにおいて、結合先ポート１２ｃからの漏れ光の量を減衰することができる。

１…波長選択スイッチ、１１…入力ポート、１２ａ〜１２ｄ…出力ポート、１３…コリメータレンズ、１５…分光素子、１６…集光素子、１７…光偏向素子、１８…入出力光学系、２０…制御部、２１，２２ａ〜２２ｄ…光ファイバ、３１，３２ａ〜３２ｄ…レンズ、Ｌ１…光、Ｌ２１〜Ｌ２３…波長成分。

Claims (7)

1. 少なくとも１つの入力ポートおよび複数の出力ポートを含む入出力光学系と、
   前記入力ポートから入力される光を波長成分毎に分光して波長成分を出力する分光素子と、
   前記分光素子から出力される各前記波長成分を偏向し、所定の前記出力ポートに結合するように偏向角を設定する光偏向素子と、
   前記分光素子から出力される前記波長成分を前記光偏向素子に結合させる集光光学系と、
   前記偏向角を制御することによって、所定の前記波長成分の所定の前記出力ポートへの光結合効率の閾値を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記光結合効率の前記閾値における最大値を、最適結合状態とは異なるように設定する波長選択スイッチ。
2. 前記出力ポートは、光導波部材と、前記光導波部材の端面に前記波長成分を結合させる光結合部材を備え、
   前記制御部は、前記光結合部材に結合される前記波長成分の光軸と、前記光結合部材の光軸とが、互いにずれるように前記偏向角を設定することで前記最大値を設定し、さらに、所定の前記出力ポートと、その他の前記出力ポートのうち当該所定の前記出力ポートに隣接する前記出力ポートとを結ぶ仮想直線に沿って所定の前記波長成分の前記偏向角を制御する、
   請求項１に記載の波長選択スイッチ。
3. 前記出力ポートは、光導波部材と、前記光導波部材の端面に前記波長成分を結合させる光結合部材を備え、
   前記制御部は、前記光結合部材に結合される前記波長成分の光軸と、前記光結合部材の光軸とが、互いにずれるように前記偏向角を設定することで前記最大値を設定し、さらに、所定の前記出力ポートと、その他の前記出力ポートのうち当該所定の前記出力ポートに隣接する前記出力ポートとを結ぶ仮想直線に直交する直線に沿って所定の前記波長成分の前記偏向角を制御する、
   請求項１に記載の波長選択スイッチ。
4. 前記制御部は、複数の前記出力ポートのうち当該所定の前記出力ポートに隣接する２つの前記出力ポートからの距離が等しい線上で光結合するように所定の前記波長成分の前記偏向角を制御する、
   請求項２または３に記載の波長選択スイッチ。
5. 前記制御部は、所定の前記出力ポートに隣接する２つの前記出力ポートに入力される別の前記波長成分の漏れ光量が等しくなる位置で光結合するように所定の前記波長成分の前記偏向角を制御する、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。
6. 複数の前記出力ポートは、各端面が二次元状に配列されており、
   前記制御部は、所定の前記出力ポートに隣接する３つの隣接する前記出力ポートを頂点とする三角形の外心方向に所定の前記波長成分の前記偏向角を制御する、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。
7. 前記制御部は、所定の前記出力ポートに最も隣接する前記出力ポートから所定の前記波長成分が離れるように前記偏向角を制御する、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の波長選択スイッチ。