JP2017102404A - Wavelength selection switch and wavelength selection method - Google Patents

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拓弥 小田
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拓弥 小田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength selection switch capable of suppressing leakage of light to a target output port.SOLUTION: A wavelength selection switch is provided with an optical shutter element (8) configured to provide control such that a third area (8a) to which first light enters along an incident light path, and a fourth area (8b) to which second light enters along a reflection light path are kept at a highly transmissive state, and that a second area (8c) outside the third area (8a) and fourth area (8b) is kept at a poorly transmissive state.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、互いに異なる波長を持つ複数の信号光から、特定の波長を持つ信号光を選別する波長選択スイッチおよび波長選択方法に関する。   The present invention relates to a wavelength selective switch and a wavelength selection method for selecting signal light having a specific wavelength from a plurality of signal lights having different wavelengths.

波長多重光通信における信号光を波長ごとに異なる光路に分離して出力する波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）は、高速・大容量光ネットワークの構築にとってキーデバイスである。波長選択スイッチは、分光素子により上記信号光を波長ごとに分光し、光偏向素子を用いて各分光の反射角度を制御することによって、各分光が導かれる出力ポートの切り替え（スイッチング）を行う構成を備えている。上記光偏向素子として、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）またはＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）などの空間光変調素子が用いられている。   2. Description of the Related Art A wavelength selective switch (WSS: Wavelength Selective Switch) that separates and outputs signal light in different wavelengths for each wavelength in wavelength multiplexing optical communication is a key device for the construction of a high-speed and large-capacity optical network. The wavelength selective switch is configured to perform switching (switching) of the output port through which each spectrum is guided by dispersing the signal light for each wavelength by the spectral element and controlling the reflection angle of each spectral spectrum using the light deflection element. It has. As the light deflection element, a spatial light modulation element such as DMD (Digital Micromirror Device) or LCOS (Liquid crystal on silicon) is used.

図７は、特許文献１に記載された波長選択スイッチの構成を示しており、（ａ）は波長選択スイッチ５０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿う側面断面図である。図７に示すように、波長選択スイッチ５０は、入力ポート５１と複数の出力ポート５２ａ〜５２ｄとを含む光入出力部５３、波長分散素子（分光素子）５５、集光レンズ５６、および位相変調素子５７を備えている。入力ポート５１には、複数の波長成分を含む光（例えば波長多重光通信における信号光）Ｌ１１が波長選択スイッチ５０の外部から入力される。波長選択スイッチ５０は、入力ポート５１に入力された光Ｌ１１を波長分散素子５５によって、図７の（ａ）（ｂ）に示すＹ方向に分散するように波長成分の光Ｌ２１〜Ｌ２３に分光する。したがって、図７の（ａ）に示すように、光Ｌ２１〜Ｌ２３は、集光レンズ５６によって、位相変調素子５７の受光面においてＹ方向に沿った異なる位置に集光される。続いて、図７の（ｂ）に示すように、位相変調素子５７は、各光Ｌ２１〜Ｌ２３の反射方向をＸ方向に沿って分散させるように、各光Ｌ２１〜Ｌ２３の反射角度を異ならせる。これにより、Ｘ方向に配列した複数の出力ポート５２ａ〜５２ｄのそれぞれから各光Ｌ２１〜Ｌ２３を出力するようになっている。   FIG. 7 shows the configuration of the wavelength selective switch described in Patent Document 1. FIG. 7A is a plan view of the wavelength selective switch 50, and FIG. 7B is along the AA line shown in FIG. It is side surface sectional drawing. As shown in FIG. 7, the wavelength selective switch 50 includes an optical input / output unit 53 including an input port 51 and a plurality of output ports 52a to 52d, a wavelength dispersion element (spectral element) 55, a condensing lens 56, and a phase modulation. An element 57 is provided. Light (for example, signal light in wavelength multiplexing optical communication) L <b> 11 including a plurality of wavelength components is input to the input port 51 from the outside of the wavelength selective switch 50. The wavelength selective switch 50 splits the light L11 input to the input port 51 into the light components L21 to L23 having wavelength components so as to be dispersed in the Y direction shown in FIGS. . Therefore, as shown in FIG. 7A, the lights L <b> 21 to L <b> 23 are collected by the condenser lens 56 at different positions along the Y direction on the light receiving surface of the phase modulation element 57. Subsequently, as illustrated in FIG. 7B, the phase modulation element 57 varies the reflection angles of the respective lights L21 to L23 so that the reflection directions of the respective lights L21 to L23 are dispersed along the X direction. . Thereby, each light L21-L23 is output from each of the some output ports 52a-52d arranged in the X direction.

このように、光偏向素子で折り返された反射光が入力光と同一の光学系を通ることで、光学部品の点数を減少させ、入出力ポートの配置密度を増加させることができるので、波長選択スイッチのモジュールサイズを小型化することができる。   In this way, the reflected light reflected by the light deflection element passes through the same optical system as the input light, so that the number of optical components can be reduced and the arrangement density of input / output ports can be increased. The module size of the switch can be reduced.

特開２０１４−２１５４５７号公報（公開日：2014年11月17日）JP 2014-215457 A (publication date: November 17, 2014) 特開２０１５− ２５８７１号公報（公開日：2015年2月5日）Japanese Patent Laying-Open No. 2015-25871 (Publication date: February 5, 2015)

しかしながら、上述した波長選択スイッチでは、入出力ポートが密集しているため、所定の出力ポートにのみ結合されるべき特定波長の信号光の一部が、他の出力ポートに漏れる現象、すなわちクロストークが発生するおそれがある。   However, in the wavelength selective switch described above, since the input / output ports are densely packed, a phenomenon that a part of signal light having a specific wavelength that should be coupled only to a predetermined output port leaks to another output port, that is, crosstalk. May occur.

クロストークが発生する原因として、例えば以下の２つが挙げられる。   For example, the following two can be cited as causes of crosstalk.

（１）波長選択スイッチの光路上に設置された各種光学部品に存在するスクラッチ(傷)、ディグ(欠け)または各種光学部品に付着した異物により、入射光が散乱、反射または回折される結果、迷光が発生する。この迷光が、本来とは異なる光路を辿り別の出力ポートに結合されてしまうことにより、クロストークが発生する。   (1) As a result of incident light being scattered, reflected or diffracted by a scratch (scratch), dig (chip) or foreign matter adhering to various optical components present in various optical components installed on the optical path of the wavelength selective switch, Stray light is generated. This stray light follows an optical path different from the original and is coupled to another output port, thereby causing crosstalk.

（２）レンズおよび光学窓などの透過型の光学部品は、光の反射を抑えるための反射防止膜が施されている。しかし、それでもわずかに光学部品で反射された光が他の出力ポートに結合されてしまうことがある。   (2) A transmissive optical component such as a lens and an optical window is provided with an antireflection film for suppressing light reflection. However, light that is slightly reflected by the optical component may still be coupled to other output ports.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、クロストークを抑制することができる波長選択スイッチおよび波長選択方法を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a wavelength selective switch and a wavelength selection method capable of suppressing crosstalk.

本発明の一態様に係る波長選択スイッチは、波長の異なる複数の信号光の各々を複数の出力ポートの何れかを介して出力する波長選択スイッチにおいて、
各出力ポートに至る各信号光の光路と交差する光シャッタ層を有し、（１）上記光シャッタ層において、信号光毎に選択された出力ポートに至る各信号光の光路と交差する第１領域を開状態に制御し、（２）上記光シャッタ層において、当該第１領域以外の第２領域を閉状態に制御する光シャッタ素子を備えていることを特徴とする。 The wavelength selective switch according to one aspect of the present invention is a wavelength selective switch that outputs each of a plurality of signal lights having different wavelengths via any of a plurality of output ports.
An optical shutter layer that intersects the optical path of each signal light reaching each output port; (1) a first that intersects the optical path of each signal light reaching the output port selected for each signal light in the optical shutter layer; An area is controlled to be in an open state, and (2) the optical shutter layer includes an optical shutter element that controls a second area other than the first area to be in a closed state.

上記の構成によれば、各信号光について、その信号光が選択された出力ポートに入射することを阻むことなく、その信号光に由来する迷光が、選択された出力ポート以外の出力ポートに入射することを防ぐことができる。これにより、波長選択スイッチにおいて生じ得るクロストークを低減することができる。   According to the above configuration, for each signal light, stray light derived from the signal light is incident on an output port other than the selected output port without preventing the signal light from entering the selected output port. Can be prevented. Thereby, crosstalk that can occur in the wavelength selective switch can be reduced.

なお、光シャッタ層において或る領域を第１領域として「開状態」に制御するとは、その領域における光シャッタ層を光が進行できる状態にすることを意味する。例えば、光シャッタ層の局所的な光透過率を基準となる光透過率よりも高くすることによって、「開状態」を実現できる。同様に、光シャッタ層において或る領域を第２領域として「閉状態」に制御するとは、その領域における光シャッタ層を光が進行しにくい抑制状態にすることを意味する。例えば、光シャッタ層の局所的な光透過率を基準となる光透過率よりも低くすることによって、「開状態」を実現できる。すなわち、高光透過率状態に制御された領域の光透過率は、基準となる光透過率（例えば、５０％）よりも高ければよく、１００％であることを要さない。同様に、低光透過率状態に制御された領域の光透過率は、基準となる光透過率（例えば、５０％）よりも低ければよく、０％であることを要さない。   Note that controlling an area in the optical shutter layer as the first area to the “open state” means that the optical shutter layer in that area is in a state in which light can travel. For example, the “open state” can be realized by making the local light transmittance of the optical shutter layer higher than the reference light transmittance. Similarly, controlling a certain region as the second region in the optical shutter layer to the “closed state” means that the optical shutter layer in the region is in a suppressed state in which light does not easily travel. For example, the “open state” can be realized by making the local light transmittance of the optical shutter layer lower than the reference light transmittance. That is, the light transmittance of the region controlled to be in the high light transmittance state may be higher than the reference light transmittance (for example, 50%), and does not need to be 100%. Similarly, the light transmittance of the region controlled to the low light transmittance state may be lower than the reference light transmittance (for example, 50%), and does not need to be 0%.

なお、光シャッタ素子は光透過率の制御に限定されず、光シャッタ層の任意の領域において、光の進行を可能とする状態と光の進行を抑制する状態とを切り換えることができる素子であればよい。   Note that the optical shutter element is not limited to the control of the light transmittance, and may be an element that can switch between a state in which light can proceed and a state in which the progress of light is suppressed in an arbitrary region of the optical shutter layer. That's fine.

また、光シャッタ層において閉状態に制御する第２領域は、信号光毎に選択された出力ポートに至る各信号光の光路が交差する第１領域に属さない領域の全部であってもよいし一部であってもよい。前者の場合に最も効果的にクロストークを低減することができるが、後者の場合であっても、一定のクロストーク低減効果を得られる。   In addition, the second region that is controlled to be closed in the optical shutter layer may be the entire region that does not belong to the first region where the optical paths of the signal lights that reach the output port selected for each signal light intersect. It may be a part. Although the crosstalk can be reduced most effectively in the former case, a constant crosstalk reduction effect can be obtained even in the latter case.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチは、各信号光を信号光毎に選択された出力ポートに応じた方向に反射する光偏向素子を更に備えており、上記光シャッタ素子は、（１）上記光シャッタ層において、上記光偏向素子に至る、上記光偏向素子にて反射される前の各信号光の入射光路と交差する第３領域、および、信号光毎に選択された出力ポートに至る、上記光偏向素子にて反射された後の各信号光の反射光路と交差する第４領域を、上記第１領域として開状態に制御し、（２）上記光シャッタ層において、上記第３領域および上記第４領域以外の領域を、上記第２領域として閉状態に制御することが好ましい。   The wavelength selective switch according to an aspect of the present invention further includes an optical deflecting element that reflects each signal light in a direction corresponding to an output port selected for each signal light, and the optical shutter element includes (1 ) In the optical shutter layer, to the optical deflection element, the third region intersecting the incident optical path of each signal light before being reflected by the optical deflection element, and the output port selected for each signal light And the fourth region intersecting with the reflection optical path of each signal light after being reflected by the light deflection element is controlled to be opened as the first region. (2) In the optical shutter layer, the third region is controlled. It is preferable to control the region other than the region and the fourth region to be closed as the second region.

上記の構成によれば、光偏向素子を備えた波長選択スイッチにおいて生じ得るクロストークを低減することができる。   According to the above configuration, it is possible to reduce crosstalk that can occur in a wavelength selective switch including an optical deflection element.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチは、上記光偏向素子および上記光シャッタ素子を制御する制御部を更に備え、上記制御部は、（Ａ）各信号光を出力する出力ポートを、上記複数の出力ポートから信号光毎に選択すると共に、（Ｂ）上記光偏向素子が各信号光を反射する方向を、信号光毎に選択された出力ポートに応じた方向に切り替え、（Ｃ）上記光シャッタ層において、上記入射光路および上記反射光路に応じて、上記第２領域、上記第３領域および上記第４領域を選択的に切り替えることが好ましい。   The wavelength selective switch according to an aspect of the present invention further includes a control unit that controls the optical deflection element and the optical shutter element, and the control unit includes (A) an output port that outputs each signal light, and (B) switching the direction in which the light deflection element reflects each signal light to a direction corresponding to the output port selected for each signal light; In the optical shutter layer, it is preferable that the second region, the third region, and the fourth region are selectively switched according to the incident light path and the reflected light path.

上記の構成によれば、クロストークを低減する効果を保ったまま、各信号光を出力する出力ポートを自在に切り替えることができる。   According to said structure, the output port which outputs each signal light can be switched freely, maintaining the effect of reducing crosstalk.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチにおいて、上記光シャッタ素子は、各信号光の光路上に配置された複数の光学部品よりも、光学的に上記光偏向素子の最も近くに配置されていてもよい。   In the wavelength selective switch according to one aspect of the present invention, the optical shutter element is optically disposed closer to the optical deflection element than a plurality of optical components disposed on the optical path of each signal light. May be.

上記の構成によれば、各信号光について、その信号光の光偏向素子で反射される前の入射光路上に配置された各光学部品に存在する傷若しくは欠け又は付着した異物により生じた迷光が光偏向素子の所定の領域以外の領域に入射し、選択された出力ポートに応じた方向以外の方向に反射されることを防ぐことができる。また、各信号光について、光偏向素子に存在する傷若しくは欠け又は付着した異物により生じた迷光が選択された出力ポート以外の出力ポートに入射することを防ぐことができる。したがって、各信号光について、その信号光に由来する迷光が、選択された出力ポート以外の出力ポートに入射することを更に効果的に防ぐことができる。   According to the above configuration, for each signal light, stray light generated by scratches or chips present in each optical component arranged on the incident optical path before the signal light is reflected by the light deflecting element, or foreign matter attached thereto. It can be prevented that the light is incident on a region other than the predetermined region of the light deflection element and reflected in a direction other than the direction corresponding to the selected output port. In addition, with respect to each signal light, stray light generated by scratches or chips present in the light deflection element or attached foreign matter can be prevented from entering the output ports other than the selected output port. Therefore, stray light derived from the signal light can be more effectively prevented from entering each output port other than the selected output port.

また、各信号光は光偏向素子に集光されるようになっていることが一般的である。すなわち、光偏向素子上に形成される信号光のビームスポットは、単位面積あたりの光強度が高い。このため、光偏向素子上に付着しているゴミによって、信号光のビームが反射、散乱、屈折または回折されて生じた迷光は、途中の光路に配された光学部品によって生じた迷光よりも高い光強度を持ちやすい。したがって、光偏向素子上に付着しているゴミ等によって生じた迷光を遮る、または吸収することができるなら、クロストークの抑制効果を高めることができる。   In general, each signal light is focused on an optical deflection element. That is, the beam spot of the signal light formed on the light deflection element has a high light intensity per unit area. For this reason, the stray light generated when the signal light beam is reflected, scattered, refracted or diffracted by the dust adhering to the light deflection element is higher than the stray light generated by the optical component arranged in the optical path in the middle. Easy to have light intensity. Therefore, if stray light generated by dust or the like adhering to the light deflection element can be blocked or absorbed, the effect of suppressing crosstalk can be enhanced.

上記の構成によれば、光シャッタ素子は、光学的に光偏向素子の最も近くに配された光学部品であり、光シャッタ素子と光偏向素子との間には、光学部品が何も存在していない。したがって、光シャッタ素子は、光偏向素子で生じた、光強度の高い迷光を、光学部品に達する前に遮る、または吸収することができる。この結果、クロストークの抑制効果を高めることができる。   According to the above configuration, the optical shutter element is an optical component that is optically disposed closest to the optical deflection element, and there is no optical component between the optical shutter element and the optical deflection element. Not. Therefore, the optical shutter element can block or absorb stray light having a high light intensity generated by the light deflection element before reaching the optical component. As a result, the crosstalk suppression effect can be enhanced.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチにおいて、上記光シャッタ素子と同じ働きをする少なくとも１つの他の光シャッタ素子を更に備え、上記他の光シャッタ素子は、上記複数の光学部品のいずれかと上記出力ポートとの間に配置されていてもよい。   The wavelength selective switch according to an aspect of the present invention may further include at least one other optical shutter element that functions in the same manner as the optical shutter element, and the other optical shutter element includes any one of the plurality of optical components. You may arrange | position between the said output ports.

上記の構成によれば、他の光シャッタ素子は、複数の光学部品のうち、出力ポートに一番近い光学部品と当該出力ポートとの間に配置されるか、あるいは、複数の光学部品に属する或る光学部品と他の光学部品との間に配置される。したがって、他の光シャッタ素子は、複数の光学部品の少なくとも１つにおいて発生した迷光を遮る、または吸収することができる。したがって、クロストークの抑制効果を高めることができる。   According to said structure, another optical shutter element is arrange | positioned between the optical component nearest to an output port, and the said output port among several optical components, or belongs to several optical components. It is arranged between one optical component and another optical component. Therefore, the other optical shutter element can block or absorb stray light generated in at least one of the plurality of optical components. Therefore, the effect of suppressing crosstalk can be enhanced.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチは、上記光シャッタ素子は、上記光シャッタ層において開状態に制御された上記第１領域を透過した各信号光を、そのまま当該光シャッタ素子の外部に出射する透過型の素子であってもよい。   In the wavelength selective switch according to one aspect of the present invention, the optical shutter element is configured to directly pass the signal light transmitted through the first region controlled to be open in the optical shutter layer to the outside of the optical shutter element. It may be a transmissive element that emits light.

上記の構成によれば、透過型の光シャッタ素子には反射層を設ける必要がないので、反射層を設ける反射型の光シャッタ素子と比べて、波長選択スイッチをより安価に実現することができる。   According to the above configuration, since it is not necessary to provide a reflective layer in the transmissive optical shutter element, the wavelength selective switch can be realized at a lower cost compared to the reflective optical shutter element in which the reflective layer is provided. .

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチにおいて、上記光シャッタ素子は、上記複数の出力ポートの光入射端面と正対しないように配置されていてもよい。   In the wavelength selective switch according to one aspect of the present invention, the optical shutter element may be disposed so as not to face the light incident end faces of the plurality of output ports.

光シャッタ素子の光入射面にて反射された信号光が迷光となって、選択された出力ポート以外の出力ポートに入射することがある。例えば、光シャッタ層の表面がガラス層により保護されている構成では、特に、ガラス層で反射された迷光が発生しやすい。上記の構成によれば、光シャッタ素子の光入射面にて反射された信号光は、出力ポートが存在しない方向に向けられるので、選択された出力ポート以外の出力ポートに入射する可能性を低減することができる。   The signal light reflected by the light incident surface of the optical shutter element may become stray light and may enter an output port other than the selected output port. For example, in the configuration in which the surface of the optical shutter layer is protected by the glass layer, stray light reflected by the glass layer is particularly likely to be generated. According to the above configuration, since the signal light reflected by the light incident surface of the optical shutter element is directed in the direction where the output port does not exist, the possibility of entering the output port other than the selected output port is reduced. can do.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチにおいて、上記光シャッタ素子は、上記光シャッタ層と対向する反射層を更に有しており、上記光シャッタ層において開状態に制御された上記第１領域を透過した各信号光を、上記反射層にて反射した後、当該光シャッタ素子の外部に出射する反射型の素子であってもよい。   In the wavelength selective switch according to an aspect of the present invention, the optical shutter element further includes a reflective layer facing the optical shutter layer, and the first region is controlled to be open in the optical shutter layer. A reflection type element that reflects each of the signal light transmitted through the reflection layer and then emits the signal light to the outside of the optical shutter element may be used.

上記の構成によれば、上記光シャッタ素子が折り返しミラーの役割を果たすので、波長選択スイッチ内の光路を折り曲げることができるため、クロストークが低減された波長選択スイッチをより小型に実現することができる。   According to the above configuration, since the optical shutter element serves as a folding mirror, the optical path in the wavelength selective switch can be bent, so that the wavelength selective switch with reduced crosstalk can be realized in a smaller size. it can.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチにおいて、上記光シャッタ素子が上記反射型の素子である場合、上記複数の出力ポートが上記信号光を受光する面の有効径、および上記複数の出力ポートの配列において隣り合う出力ポート間の空隙の少なくとも一方よりも、上記光シャッタ層の厚みが薄いことが好ましい。   In the wavelength selective switch according to one aspect of the present invention, when the optical shutter element is the reflective element, the plurality of output ports receive an effective diameter of a surface that receives the signal light, and the plurality of output ports In the arrangement, it is preferable that the optical shutter layer is thinner than at least one of the gaps between the adjacent output ports.

上記の構成によれば、反射型の光シャッタ素子に備えられた光シャッタ層において、開状態に制御される第１領域の光入射面で、或る特定の出力ポートに至る信号光が反射されたとしても、その反射された信号光は、その特定の出力ポートによって受光される。あるいは、その反射された信号光は、その特定の出力ポートと隣りの出力ポートとの間の空隙に入射し、隣りの出力ポートには受光されない。これは、光シャッタ層の第１領域を通り反射層で反射された本来の信号光が出力ポートに至る光路と、第１領域の光入射面で反射された信号光が出力ポートに至る光路との間隔が、出力ポートの有効径、または隣り合う出力ポート間の空隙より小さくなるからである。   According to the above configuration, in the optical shutter layer provided in the reflective optical shutter element, the signal light reaching the specific output port is reflected by the light incident surface of the first region controlled to be in the open state. Even so, the reflected signal light is received by the specific output port. Alternatively, the reflected signal light enters the gap between the specific output port and the adjacent output port, and is not received by the adjacent output port. This is because the original signal light reflected by the reflection layer through the first region of the optical shutter layer reaches the output port, and the signal path reflected by the light incident surface of the first region reaches the output port. This is because the interval is smaller than the effective diameter of the output port or the gap between adjacent output ports.

したがって、光シャッタ層の光入射面にて反射された信号光が迷光となって、選択された出力ポート以外の出力ポートに入射する可能性を一層低減することができる。   Therefore, the possibility that the signal light reflected by the light incident surface of the optical shutter layer becomes stray light and enters the output port other than the selected output port can be further reduced.

本発明の一態様に係る上記波長選択スイッチにおいて、上記信号光は、単一の入力ポートを介して入力された波長多重された信号光であり、上記信号光を上記複数の信号光に分光する分光素子を更に備えていてもよい。   In the wavelength selective switch according to one aspect of the present invention, the signal light is wavelength-multiplexed signal light input through a single input port, and the signal light is split into the plurality of signal lights. A spectroscopic element may be further provided.

上記の構成によれば、波長多重された信号光に含まれる各信号光を信号光毎に選択された出力ポートを介して出力することが可能な波長選択スイッチを実現することができる。   According to said structure, the wavelength selective switch which can output each signal light contained in the wavelength multiplexed signal light via the output port selected for every signal light is realizable.

本発明の一態様に係る波長選択方法は、波長の異なる複数の信号光の各々を複数の出力ポートの何れかを介して出力する波長選択方法において、各出力ポートに至る各信号光の光路と交差する光シャッタ層の開閉を制御する工程であって、（１）上記光シャッタ層において、信号光毎に選択された出力ポートに至る各信号光の光路と交差する第１領域を開状態に制御し、（２）上記光シャッタ層において、当該第１領域以外の第２領域を閉状態に制御する工程を含んでいることを特徴とする。   The wavelength selection method according to an aspect of the present invention includes: a wavelength selection method for outputting each of a plurality of signal lights having different wavelengths via any of a plurality of output ports; and an optical path of each signal light reaching each output port; (1) In the optical shutter layer, the first region that intersects the optical path of each signal light reaching the output port selected for each signal light is opened. And (2) including a step of controlling the second region other than the first region in the closed state in the optical shutter layer.

上記の方法によれば、各信号光について、その信号光が選択された出力ポートに入射することを阻むことなく、その信号光に由来する迷光が、選択された出力ポート以外の出力ポートに入射することを防ぐことができる。これにより、波長選択において生じ得るクロストークを低減することができる。   According to the above method, for each signal light, stray light derived from the signal light is incident on an output port other than the selected output port without preventing the signal light from entering the selected output port. Can be prevented. Thereby, crosstalk that may occur in wavelength selection can be reduced.

本発明によれば、波長の異なる複数の信号光の各々を複数の出力ポートの何れかを介して出力する場合に、複数の信号光間のクロストークを低減できる波長選択スイッチおよび波長選択方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a wavelength selective switch and a wavelength selection method capable of reducing crosstalk between a plurality of signal lights when outputting each of a plurality of signal lights having different wavelengths via any of a plurality of output ports. Can be provided.

本発明の第１の実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the wavelength selective switch which concerns on the 1st Embodiment of this invention. （ａ）（ｂ）は、上記波長選択スイッチが備えている透過率制御素子および光偏向素子の並びにおける入射光路および反射光路を、分光された複数の光毎に示す説明図である。(A) (b) is explanatory drawing which shows the incident optical path and reflected optical path in the arrangement | sequence of the transmittance | permeability control element with which the said wavelength selection switch is equipped, and an optical deflection | deviation element for every some light which carried out spectroscopy. （ａ）（ｂ）は、図２に示す反射光路の向きが変化した場合に、透過率制御素子を通過する反射光路の位置が変化することを示す説明図である。(A) and (b) are explanatory views showing that the position of the reflected light path passing through the transmittance control element changes when the direction of the reflected light path shown in FIG. 2 changes. 本発明の第２の実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the wavelength selective switch which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the wavelength selective switch which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the wavelength selective switch which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 従来の波長選択スイッチの構成を示す図であり、（ａ）は波長選択スイッチの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿う側面断面図である。It is a figure which shows the structure of the conventional wavelength selective switch, (a) is a top view of a wavelength selective switch, (b) is side surface sectional drawing which follows the AA line shown to (a).

≪第１の実施形態≫
〔波長選択スイッチの構成〕
本発明の第１の実施形態に係る波長選択スイッチ１の構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は、波長選択スイッチ１の構成を示す説明図である。図２の（ａ）（ｂ）は、上記波長選択スイッチが備えている透過率制御素子および光偏向素子の並びにおける入射光路および反射光路を、分光された複数の光毎に示す説明図である。図１に示す波長選択スイッチ１は、例えば光ネットワークのノードに適用され、波長多重された信号光の分光によって生成された複数の波長成分の要素信号光を選別する構成を備えている。 << First Embodiment >>
[Configuration of wavelength selective switch]
The configuration of the wavelength selective switch 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the wavelength selective switch 1. FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing the incident light path and the reflected light path in the arrangement of the transmittance control element and the light deflection element provided in the wavelength selective switch for each of a plurality of dispersed light beams. . A wavelength selective switch 1 shown in FIG. 1 is applied to, for example, a node of an optical network, and has a configuration for selecting element signal light of a plurality of wavelength components generated by spectrum of wavelength-multiplexed signal light.

具体的には、波長選択スイッチ１は、筐体２の内部に、入力ポート３および出力ポート４ａ〜４ｃで構成された入出力ポート群５と、分光素子６（光学部品）と、集光光学系７（光学部品）と、光シャッタ素子８と、光偏向素子９と、制御部１０とを備えている。なお、制御部１０は、波長選択スイッチ１の構成要素として設けられる必要はなく、波長選択スイッチ１の外部に、波長選択スイッチ１とは別の構成として設けられていてもよい。   Specifically, the wavelength selective switch 1 includes an input / output port group 5 including an input port 3 and output ports 4a to 4c, a spectroscopic element 6 (optical component), and condensing optics. A system 7 (optical component), an optical shutter element 8, an optical deflection element 9, and a control unit 10 are provided. Note that the control unit 10 does not need to be provided as a component of the wavelength selective switch 1 and may be provided outside the wavelength selective switch 1 as a configuration different from the wavelength selective switch 1.

ここで、三次元直交軸としてのＸＹＺ軸および各軸の正方向を次のように定義する。図１に示すように、まず、Ｚ軸を集光光学系７の光軸と平行に取り、入力ポート３から光偏向素子９に向かう方向をＺ軸の正方向とする。Ｘ軸の正方向は、入力ポート３および出力ポート４ａ〜４ｃがこの順に配列された方向とする。Ｙ軸はＸ軸およびＺ軸に対し直交しており、その正方向は、Ｘ軸の正方向からＺ軸の正方向へ回転する右ネジの進行方向とする。   Here, the XYZ axis as a three-dimensional orthogonal axis and the positive direction of each axis are defined as follows. As shown in FIG. 1, first, the Z axis is taken in parallel with the optical axis of the condensing optical system 7, and the direction from the input port 3 toward the light deflection element 9 is defined as the positive direction of the Z axis. The positive direction of the X axis is a direction in which the input port 3 and the output ports 4a to 4c are arranged in this order. The Y-axis is orthogonal to the X-axis and the Z-axis, and the positive direction is the traveling direction of the right screw that rotates from the positive direction of the X-axis to the positive direction of the Z-axis.

（入射光路）
入力ポート３（単一の入力ポート）には、波長多重された信号光が入力される。その信号光は入力ポート３を通って分光素子６に到達し、分光素子６によって分光される。図２の（ｂ）に示すように、分光素子６において、複数の波長成分に対応した複数の要素信号光Ｓ０，Ｓ１、Ｓ２等が生成される。複数の要素信号光Ｓ０，Ｓ１、Ｓ２等は、ＹＺ平面内でＹ軸に沿って開いた扇の骨状に分散するように分光素子６から出射される。 (Incoming optical path)
Wavelength multiplexed signal light is input to the input port 3 (single input port). The signal light reaches the spectroscopic element 6 through the input port 3 and is split by the spectroscopic element 6. As shown in FIG. 2B, in the spectroscopic element 6, a plurality of element signal lights S0, S1, S2, etc. corresponding to a plurality of wavelength components are generated. A plurality of element signal lights S0, S1, S2 and the like are emitted from the spectroscopic element 6 so as to be dispersed in the shape of a fan opened along the Y axis in the YZ plane.

その複数の要素信号光のうちの或る要素信号光は、集光光学系７および光シャッタ素子８を通って光偏向素子９の受光面に到達する。このとき、その要素信号光は集光光学系７によって光偏向素子９の受光面上の特定位置に集光される。図１では、複数の要素信号光の１つを代表的に図示しているが、実際には、図２の（ｂ）に示すように、複数の要素信号光Ｓ０，Ｓ１、Ｓ２等が光偏向素子９の受光面上において、ＹＺ平面内でＹ軸に沿った異なる位置に集光される。   Certain element signal light of the plurality of element signal lights reaches the light receiving surface of the light deflection element 9 through the condensing optical system 7 and the optical shutter element 8. At this time, the element signal light is condensed at a specific position on the light receiving surface of the light deflection element 9 by the condensing optical system 7. In FIG. 1, one of the plurality of element signal lights is representatively illustrated, but actually, as shown in FIG. 2B, the plurality of element signal lights S0, S1, S2, etc. are light beams. On the light receiving surface of the deflecting element 9, the light is condensed at different positions along the Y axis in the YZ plane.

このように、入力ポート３から、分光素子６、集光光学系７および光シャッタ素子８を経て、光偏向素子９に至る光の経路が、光偏向素子９を基準とした入射光路である。   Thus, the light path from the input port 3 through the spectroscopic element 6, the condensing optical system 7 and the optical shutter element 8 to the light deflection element 9 is an incident optical path with the light deflection element 9 as a reference.

（反射光路）
光偏向素子９は、あとで説明するように、その受光面に入射した光を所望の角度で反射する機能を備えている。上記所望の角度は、光偏向素子９の上記特定位置に集光された或る要素信号光を例えば要素信号光Ｓ０とすると、要素信号光Ｓ０を、出力ポート４ａ〜４ｃのいずれに導きたいかによって決められる。光偏向素子９で反射された要素信号光Ｓ０は、光シャッタ素子８、集光光学系７および分光素子６を通って、出力ポート４ａ〜４ｃのいずれかである特定の出力ポートに導かれる。このとき、要素信号光Ｓ０は集光光学系７によって特定の出力ポートに集光される。また、要素信号光Ｓ１は、要素信号光Ｓ０が集光される出力ポートとは異なる出力ポートに集光され、要素信号光Ｓ２は、要素信号光Ｓ０、Ｓ１が集光されるそれぞれの出力ポートとは異なる出力ポートに集光される。すなわち、複数の要素信号光Ｓ０，Ｓ１、Ｓ２等は、要素信号光毎に制御部１０によって選択された出力ポートに導かれる。 (Reflected light path)
As will be described later, the light deflection element 9 has a function of reflecting light incident on its light receiving surface at a desired angle. As for the desired angle, if an element signal light condensed at the specific position of the light deflecting element 9 is, for example, an element signal light S0, which element signal light S0 is to be guided to any of the output ports 4a to 4c? It is decided by. The element signal light S0 reflected by the light deflection element 9 passes through the optical shutter element 8, the condensing optical system 7, and the spectroscopic element 6, and is guided to a specific output port that is one of the output ports 4a to 4c. At this time, the element signal light S0 is condensed on a specific output port by the condensing optical system 7. The element signal light S1 is condensed on an output port different from the output port on which the element signal light S0 is condensed, and the element signal light S2 is output to each of the element signal lights S0 and S1. Focused on a different output port. That is, the plurality of element signal lights S0, S1, S2, etc. are guided to the output port selected by the control unit 10 for each element signal light.

このように、光偏向素子９から、光シャッタ素子８、集光光学系７および分光素子６を経て、特定の出力ポートに至る光の経路が、光偏向素子９を基準とした反射光路である。   As described above, the light path from the light deflection element 9 to the specific output port through the light shutter element 8, the condensing optical system 7, and the spectroscopic element 6 is a reflected light path based on the light deflection element 9. .

（入出力ポート）
入力ポート３および出力ポート４ａ〜４ｃは、それぞれが光ファイバのような光導波部材で構成されている。図１に示す例では、入力ポート３および出力ポート４ａ〜４ｃがＸ軸の正方向に沿って１次元的に配列されているが、入力ポート３を取り囲むように出力ポート４ａ〜４ｃを立体的に配置してもよい。すなわち、入力ポート３および出力ポート４ａ〜４ｃの各長手方向が互いに平行、または略平行になっており、かつ、それぞれの配設位置を特定できればよく、入力ポート３に対して出力ポート４ａ〜４ｃをどのように配置するかは任意である。また、出力ポートの数は３に限られず、例えば１０以上であってもよい。 (I / O port)
Each of the input port 3 and the output ports 4a to 4c is configured by an optical waveguide member such as an optical fiber. In the example shown in FIG. 1, the input port 3 and the output ports 4 a to 4 c are arranged one-dimensionally along the positive direction of the X axis, but the output ports 4 a to 4 c are three-dimensionally surrounded by the input port 3. You may arrange in. That is, it is only necessary that the longitudinal directions of the input port 3 and the output ports 4a to 4c are parallel or substantially parallel to each other, and the arrangement positions of the input ports 3 and the output ports 4a to 4c can be specified. It is arbitrary how to arrange. Further, the number of output ports is not limited to 3, and may be 10 or more, for example.

（分光素子および集光光学系）
分光素子６は、プリズム、回折格子、またはこれらの組み合わせであってよい。集光光学系７は、入射光路および反射光路に沿って進行する光のビーム形状を整形する光学素子を含んでいてよい。図１に示す集光光学系７は、１つの凸レンズによって模式的に図示されているが、実際には、集光光学系７は複数の光学部品によって構成されている。また、分光素子６と集光光学系７との位置関係も模式的に図示しているに過ぎない。 (Spectroscopic element and condensing optical system)
The spectroscopic element 6 may be a prism, a diffraction grating, or a combination thereof. The condensing optical system 7 may include an optical element that shapes the beam shape of the light traveling along the incident optical path and the reflected optical path. The condensing optical system 7 shown in FIG. 1 is schematically illustrated by one convex lens, but actually, the condensing optical system 7 is configured by a plurality of optical components. Further, the positional relationship between the spectroscopic element 6 and the condensing optical system 7 is only schematically illustrated.

（透過率制御素子）
光シャッタ素子８は、各出力ポート４ａ〜４ｃに至る各要素信号光の光路と交差する光シャッタ層を有し、光シャッタ層の任意の二次元的位置における局所領域の光に対する開閉状態を制御する。より具体的には、光シャッタ素子８は、上記光シャッタ層において、要素信号光毎に選択された出力ポートに至る各要素信号光の光路と交差する第１領域（図２の（ｂ）に示す領域８ａおよび８ｂ）を開状態に制御する。また、光シャッタ素子８は、上記光シャッタ層において、当該第１領域以外の第２領域（図２の（ｂ）に示す領域８ｃ）を閉状態に制御する。 (Transmittance control element)
The optical shutter element 8 has an optical shutter layer that intersects the optical path of each component signal light reaching each output port 4a to 4c, and controls the open / closed state of light in a local region at an arbitrary two-dimensional position of the optical shutter layer. To do. More specifically, the optical shutter element 8 has a first region (in FIG. 2B) that intersects the optical path of each element signal light reaching the output port selected for each element signal light in the optical shutter layer. The indicated regions 8a and 8b) are controlled in the open state. Further, the optical shutter element 8 controls the second region (the region 8c shown in FIG. 2B) other than the first region to be closed in the optical shutter layer.

光シャッタ素子８として、例えば複数の微小領域をマトリクス状に配列した液晶光シャッタのように、微小領域毎に光の透過率を高光透過率状態および低光透過率状態のどちらの状態にも制御できる透過率制御素子を採用することができる。なお、上記第１領域のうち、上記入射光路が交差する、言い換えると入射光路を辿って進行する第１の光が入射する「微小領域、または複数の微小領域が集合した領域」を第３領域とする。したがって、図２の（ｂ）に示す領域８ａを、以下では第３領域８ａと呼ぶ。また、上記反射光路が交差する、言い換えると反射光路を辿って進行する第２の光が入射する「微小領域、または複数の微小領域が集合した領域」を第４領域とする。したがって、図２の（ｂ）に示す領域８ｂを、以下では第４領域８ｂと呼ぶ。なお、第３領域および第４領域以外の領域は、上記第２領域なので、以下では、図２の（ｂ）に示す領域８ｃを第２領域８ｃと呼ぶ。そうすると、光シャッタ素子８は、光シャッタ層において、第１領域に属する第３領域および第４領域を高光透過率状態（または最大透過率状態）に制御し、第２領域を低光透過率状態（または最少透過率状態）に制御する。   As the optical shutter element 8, for example, a liquid crystal optical shutter in which a plurality of minute regions are arranged in a matrix, the light transmittance is controlled in either a high light transmittance state or a low light transmittance state for each minute region. A possible transmittance control element can be employed. In addition, among the first regions, the “micro region or a region where a plurality of micro regions are gathered” where the incident light paths intersect, in other words, the first light traveling along the incident light path is incident is the third region. And Therefore, the region 8a shown in FIG. 2B is hereinafter referred to as a third region 8a. The fourth region is defined as “a minute region or a region where a plurality of minute regions are gathered” where the reflected light paths intersect, in other words, the second light traveling along the reflected light path is incident. Therefore, the region 8b shown in FIG. 2B is hereinafter referred to as a fourth region 8b. Since the area other than the third area and the fourth area is the second area, the area 8c shown in FIG. 2B is hereinafter referred to as a second area 8c. Then, the optical shutter element 8 controls the third region and the fourth region belonging to the first region to the high light transmittance state (or the maximum transmittance state) and the second region to the low light transmittance state in the optical shutter layer. (Or minimum transmittance state).

また、入射光路および反射光路は、要素信号光の波長および波長に応じて選択される出力ポート４ａ〜４ｃの切り換えに応じて変化する。したがって、第１領域および第２領域の二次元的位置は変動するので、光シャッタ素子８は第１領域および第２領域の二次元的位置の変動に連動して開状態および閉状態を制御する。   In addition, the incident optical path and the reflected optical path change according to the wavelength of the element signal light and the switching of the output ports 4a to 4c selected according to the wavelength. Accordingly, since the two-dimensional positions of the first region and the second region vary, the optical shutter element 8 controls the open state and the closed state in conjunction with the variation of the two-dimensional positions of the first region and the second region. .

上記の働きをする光シャッタ素子８としては、液晶光シャッタに限られず、液晶光シャッタと類似した光シャッタであればよく、例えばＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）光シャッタを採用してもよい。また、光シャッタ素子８は光透過率の制御に限定されず、光シャッタ層の任意の領域において、光の進行を可能とする状態と光の進行を抑制する状態とを切り換えることができる素子であればよい。   The optical shutter element 8 having the above function is not limited to a liquid crystal optical shutter, and may be an optical shutter similar to a liquid crystal optical shutter. For example, a PLZT (lead lanthanum zirconate titanate) optical shutter may be adopted. . Further, the optical shutter element 8 is not limited to the control of the light transmittance, and is an element capable of switching between a state in which light can proceed and a state in which the progress of light is suppressed in an arbitrary region of the optical shutter layer. I just need it.

液晶光シャッタの場合、例えば、透明電極付きの２枚のガラス基板の間にＴＮ（twisted nematic）液晶またはＳＴＮ（super-twisted nematic）液晶を挟み、その両外側に偏光板を配置したＴＮ液晶装置またはＳＴＮ液晶装置を採用することができる。ＴＮ液晶装置およびＳＴＮ液晶装置は、電界が同一平面内で振動する直線偏光を出射する。液晶光シャッタを用いる場合、２枚の偏光板をその偏光方向が直交するように配置することによって、通過する光の偏波方向を９０度変える(１／２波長板としての役割を兼ねる)ことができる。   In the case of a liquid crystal optical shutter, for example, a TN liquid crystal device in which a TN (twisted nematic) liquid crystal or STN (super-twisted nematic) liquid crystal is sandwiched between two glass substrates with transparent electrodes, and polarizing plates are arranged on both outer sides thereof. Alternatively, an STN liquid crystal device can be employed. The TN liquid crystal device and the STN liquid crystal device emit linearly polarized light whose electric field vibrates in the same plane. When using a liquid crystal light shutter, the polarization direction of light passing therethrough is changed by 90 degrees (also serves as a half-wave plate) by arranging two polarizing plates so that their polarization directions are orthogonal to each other. Can do.

（光偏向素子）
分光素子６、集光光学系７および光シャッタ素子８を含む各種の光学部品を通った要素信号光は、光偏向素子９の受光面に集光され、光偏向素子９によって所望の反射角を与えられ出力ポート４ａ〜４ｃ側に折り返される。 (Light deflection element)
Element signal light that has passed through various optical components including the spectroscopic element 6, the condensing optical system 7, and the optical shutter element 8 is condensed on the light receiving surface of the optical deflection element 9, and a desired reflection angle is obtained by the optical deflection element 9. Given, it is turned back to the output ports 4a to 4c side.

光偏向素子９として、代表的には、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）またはＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）を用いることができる。ＤＭＤは、ＭＥＭＳ（Micro-Electromechanical system）ミラーとも呼ばれている。ＤＭＤでは、多数の微小鏡面が二次元的に配列されており、制御信号が印加されていない非動作状態の微小鏡面の法線方向に対する各微小鏡面の角度を制御信号によって変えることができる。ＬＣＯＳは、一般的に反射型電極層、液晶層および透過型電極層から構成されている。ＬＣＯＳに入射した要素信号光は液晶層を通過し、反射電極層で反射される。ＬＣＯＳに入射した要素信号光の等位相面は、液晶層を通過することで液晶層の屈折率に応じた遅延を受ける。液晶層の屈折率は電圧によって変化するので、ピクセル状に細分化された反射電極の電圧値を個別に設定することで、反射する要素信号光の等位相面を空間的に変調し、反射角を変えることが可能になっている。   As the light deflection element 9, typically, a DMD (Digital Micromirror Device) or LCOS (Liquid Crystal on Silicon) can be used. The DMD is also called a micro-electromechanical system (MEMS) mirror. In the DMD, a large number of micromirror surfaces are two-dimensionally arranged, and the angle of each micromirror surface with respect to the normal direction of the non-operating micromirror surface to which no control signal is applied can be changed by the control signal. LCOS is generally composed of a reflective electrode layer, a liquid crystal layer, and a transmissive electrode layer. Element signal light incident on the LCOS passes through the liquid crystal layer and is reflected by the reflective electrode layer. The equiphase surface of the element signal light incident on the LCOS is delayed according to the refractive index of the liquid crystal layer by passing through the liquid crystal layer. Since the refractive index of the liquid crystal layer changes depending on the voltage, by setting the voltage value of the reflective electrode subdivided into pixels, the equiphase surface of the reflected element signal light is spatially modulated, and the reflection angle Can be changed.

ＬＣＯＳは偏光依存性を有しているので、入力光のうちＬＣＯＳの液晶分子の配列と同じ方向に電界が振動する偏光成分のみが、位相変化の影響を受ける。したがって、ＬＣＯＳに入射する光は、液晶分子の配列と同じ方向に電界が振動する偏光であることが好ましい。上述したように、ＴＮ液晶装置またはＳＴＮ液晶装置は、電界が同一平面内で振動する直線偏光を出射するので、ＬＣＯＳに対するＴＮ液晶装置またはＳＴＮ液晶装置の設け方を調整することによって、ＬＣＯＳの偏光依存性に適切に対応することができる。   Since LCOS has polarization dependence, only the polarization component of the input light whose electric field oscillates in the same direction as the LCOS liquid crystal molecule alignment is affected by the phase change. Therefore, the light incident on the LCOS is preferably polarized light whose electric field oscillates in the same direction as the alignment of liquid crystal molecules. As described above, since the TN liquid crystal device or the STN liquid crystal device emits linearly polarized light whose electric field oscillates in the same plane, the polarization of the LCOS can be adjusted by adjusting how the TN liquid crystal device or the STN liquid crystal device is provided with respect to the LCOS. Dependencies can be handled appropriately.

（制御部）
制御部１０は、（Ａ）各要素信号光を出力する出力ポートを、上記複数の出力ポート４ａ〜４ｃから要素信号光毎に選択する。また、制御部１０は、（Ｂ）光偏向素子９が各要素信号光を反射する方向（反射角）を、要素信号光毎に選択された出力ポートに応じた方向（角度）に切り替える。さらに、制御部１０は、（Ｃ）上記光シャッタ層において、上記入射光路および上記反射光路に応じて、上記第３領域８ａ、上記第４領域８ｂおよび上記第２領域８ｃを選択的に切り替える。したがって制御部１０は、光シャッタ素子８による領域に応じた開閉状態の選択的制御と、光偏向素子９による反射角の制御とを連動させる。 (Control part)
The control unit 10 (A) selects an output port for outputting each element signal light from the plurality of output ports 4a to 4c for each element signal light. Further, the control unit 10 switches (B) the direction (reflection angle) in which the light deflection element 9 reflects each element signal light to the direction (angle) corresponding to the output port selected for each element signal light. Further, (C) in the optical shutter layer, the control unit 10 selectively switches the third region 8a, the fourth region 8b, and the second region 8c according to the incident optical path and the reflected optical path. Therefore, the control unit 10 links the selective control of the open / closed state according to the region by the optical shutter element 8 and the control of the reflection angle by the optical deflection element 9.

この制御を実行するためには、制御部１０は、波長多重された信号光がどのような波長成分の要素信号光に分光されるかと、要素信号光を導く出力ポートの位置とを把握していればよい。これにより、制御部１０は、要素信号光が第１の光として光シャッタ素子８の二次元的領域のどこを第３領域８ａ（第１領域）として通過するのかという、二次元的領域上の位置情報と、第３領域８ａに入射した第１の光が光偏向素子９のどこに導かれるのかという光偏向素子９上の位置情報とを、第１の光の波長に基づいて光学的に特定することができる。また、光偏向素子９で反射された要素信号光が第２の光として二次元的領域のどこを第４領域８ｂ（第１領域）として通過するのかという、二次元的領域上の位置情報を、特定の出力ポートに結合させる第２の光の波長および反射角に基づいて光学的に特定することができる。   In order to execute this control, the control unit 10 knows what wavelength component of the wavelength-division signal light is split into the element signal light and the position of the output port that guides the element signal light. Just do it. Thereby, the control unit 10 on the two-dimensional region where the element signal light passes as the third region 8a (first region) in the two-dimensional region of the optical shutter element 8 as the first light. Based on the wavelength of the first light, the position information and the position information on the light deflection element 9 indicating where the first light incident on the third region 8a is guided to the optical deflection element 9 are optically specified. can do. Further, position information on the two-dimensional area indicating where the element signal light reflected by the light deflecting element 9 passes as the second light passes through the two-dimensional area as the fourth area 8b (first area). , And can be optically determined based on the wavelength and reflection angle of the second light coupled to the specific output port.

〔波長選択スイッチの動作〕
波長選択スイッチ１の動作について、図２および図３も参照しながら説明する。図３の（ａ）（ｂ）は、図２に示す反射光路の向きが変化した場合に、光シャッタ素子８を通過する反射光路の位置が変化することを示す説明図である。 [Operation of wavelength selective switch]
The operation of the wavelength selective switch 1 will be described with reference to FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing that the position of the reflected light path passing through the optical shutter element 8 changes when the direction of the reflected light path shown in FIG. 2 changes.

まず、図１に示すように、入力ポート３から出射された信号光が分光素子６によって分光されて生じた或る１つの要素信号光Ｓ０が集光光学系７に入射する。集光光学系７を構成する或る光学部品の表面に欠けのような傷１１またはゴミのような異物が存在し、要素信号光Ｓ０が傷１１または異物に当たったとすると、要素信号光Ｓ０の一部が屈折または散乱されるため、ノイズ光Ｌ１が発生する。   First, as shown in FIG. 1, one element signal light S <b> 0 generated by the signal light emitted from the input port 3 being split by the spectroscopic element 6 enters the condensing optical system 7. If there is a flaw 11 such as a chip or a foreign substance such as dust on the surface of a certain optical component constituting the condensing optical system 7, and the element signal light S0 hits the flaw 11 or the foreign substance, the element signal light S0 Since part of the light is refracted or scattered, noise light L1 is generated.

なお、分光素子６として回折格子を採用した場合、回折格子に光が入射すると、通常、０次光、±１次光、±２次光、・・・といった複数の光成分が発生する。このうち１次光の光強度が最も強いため、出力ポートには＋１次光を結合させる。ただし、−１次光は、＋１次光とは対称的な出射角で発生するため、入出力ポート群５の配置によっては−１次光がノイズ光となり得る。   When a diffraction grating is employed as the spectroscopic element 6, when light enters the diffraction grating, a plurality of light components such as 0th order light, ± 1st order light, ± 2nd order light,. Of these, the primary light has the strongest light intensity, and the + first-order light is coupled to the output port. However, since the −1st order light is generated at an emission angle symmetrical to that of the + 1st order light, the −1st order light may be noise light depending on the arrangement of the input / output port group 5.

図２の（ａ）（ｂ）に示すように、ノイズ光Ｌ１は規定の入射光路から外れた迷光となるために、入射光路が交差する光シャッタ素子８の第３領域８ａではなく、第２領域８ｃによって受光される。第２領域８ｃは閉状態（低光透過率状態）に制御されているので、ノイズ光Ｌ１は第２領域８ｃによって吸収される。   As shown in FIGS. 2A and 2B, since the noise light L1 becomes stray light deviating from the specified incident optical path, the noise light L1 is not the third region 8a of the optical shutter element 8 where the incident optical path intersects but the second light. Light is received by the region 8c. Since the second region 8c is controlled to be in a closed state (low light transmittance state), the noise light L1 is absorbed by the second region 8c.

光シャッタ素子８の第３領域８ａを通過した要素信号光Ｓ０は、光偏向素子９の受光面に到達する。光偏向素子９の受光面にゴミのような異物１２または傷が存在し、要素信号光Ｓ０が異物１２または傷に当たったとすると、要素信号光Ｓ０の一部が散乱されるため、ノイズ光Ｌ２が発生する。   The element signal light S0 that has passed through the third region 8a of the optical shutter element 8 reaches the light receiving surface of the optical deflection element 9. If there is a foreign substance 12 such as dust or a flaw on the light receiving surface of the optical deflecting element 9 and the element signal light S0 hits the foreign substance 12 or the flaw, a part of the element signal light S0 is scattered, so the noise light L2 Will occur.

図２の（ａ）（ｂ）に示すように、このノイズ光Ｌ２は規定の反射光路から外れた迷光となるために、反射光路が交差する光シャッタ素子８の第４領域８ｂではなく、第２領域８ｃによって受光される。したがって、ノイズ光Ｌ１と同様にノイズ光Ｌ２は第２領域８ｃによって吸収される。   As shown in FIGS. 2A and 2B, since the noise light L2 becomes stray light deviating from the prescribed reflected light path, the noise light L2 is not the fourth region 8b of the optical shutter element 8 where the reflected light paths intersect but the first area 8b. Light is received by the two regions 8c. Therefore, like the noise light L1, the noise light L2 is absorbed by the second region 8c.

このように、ノイズ光Ｌ１およびノイズ光Ｌ２等のノイズ光は、いずれも光シャッタ素子８の第２領域８ｃによって吸収されるので、出力ポート４ａ〜４ｃのどれかに到達してクロストークを発生させる不具合が回避される。   Thus, noise light such as noise light L1 and noise light L2 is absorbed by the second region 8c of the optical shutter element 8, and thus reaches any one of the output ports 4a to 4c to generate crosstalk. The trouble to make is avoided.

なお、図２の（ｂ）に示すように、分光された他の要素信号光Ｓ１が、光シャッタ素子８において、第３領域８ａのＹ軸正方向側の領域に到達する場合には、その領域が、第３領域８ａと同時に開状態に制御される。また、さらに他の要素信号光Ｓ２が、光シャッタ素子８において、第３領域８ａのＹ軸負方向側の領域に到達する場合であっても、要素信号光Ｓ２を出力させたくない場合には、その領域を閉状態に制御すればよい。   As shown in FIG. 2B, when the other component signal light S1 that has been dispersed reaches the area on the Y axis positive direction side of the third area 8a in the optical shutter element 8, The region is controlled to be in an open state simultaneously with the third region 8a. Further, when the other element signal light S2 does not want to output the element signal light S2 in the optical shutter element 8 even if it reaches the area on the Y axis negative direction side of the third area 8a. The region may be controlled to be closed.

図１および図２は、要素信号光Ｓ０が例えば出力ポート４ｂに結合される反射光路を示しているのに対し、図３は、要素信号光Ｓ０が出力ポート４ｃに結合される反射光路を示している。出力ポート４ｃは、出力ポート４ｂよりも、入力ポート３からＸ軸の正方向に離れているので、光偏向素子９で制御された反射角は、図２に示す反射角より大きくなっている。この反射角の拡大に連動して、図２に示す第４領域８ｂはＸ軸の正方向に移動され、図３では第２領域８ｂ’となっている。   1 and FIG. 2 show a reflected optical path where the element signal light S0 is coupled to the output port 4b, for example, while FIG. 3 shows a reflected optical path where the element signal light S0 is coupled to the output port 4c. ing. Since the output port 4c is further away from the input port 3 in the positive direction of the X axis than the output port 4b, the reflection angle controlled by the light deflection element 9 is larger than the reflection angle shown in FIG. In conjunction with the expansion of the reflection angle, the fourth region 8b shown in FIG. 2 is moved in the positive direction of the X axis, and becomes the second region 8b ′ in FIG.

（透過率制御素子の好ましい配設位置）
光シャッタ素子８は、分光素子６と光偏向素子９との間に配置すると、分光された複数の要素信号光のアイソレーション（分離性）を高める上で好ましい。また、入力ポート３から光偏向素子９を経て出力ポート４ａ〜４ｃのいずれかに至る光路上に配された複数の光学部品よりも、光学的に光偏向素子９の最も近くに配置されることが更に好ましい。 (Preferred arrangement position of transmittance control element)
The optical shutter element 8 is preferably disposed between the spectroscopic element 6 and the optical deflecting element 9 in order to improve the isolation (separation) of the plurality of component signal lights that have been split. Further, the optical deflector 9 is optically disposed closest to the optical deflector 9 rather than a plurality of optical components arranged on the optical path from the input port 3 through the optical deflector 9 to any one of the output ports 4a to 4c. Is more preferable.

これにより、各要素信号光について、光偏向素子９で反射される前の入射光路上に配置された各光学部品に存在する傷若しくは欠け又は付着した異物により生じた迷光が光偏向素子９の所定の領域以外の領域に入射し、選択された出力ポートに応じた方向以外の方向に反射されることを防ぐことができる。また、各要素信号光について、光偏向素子９に存在する傷若しくは欠け又は付着した異物により生じた迷光が選択された出力ポート以外の出力ポートに入射することを防ぐことができる。したがって、各要素信号光に由来する迷光が、選択された出力ポート以外の出力ポートに入射することを更に効果的に防ぐことができる。   As a result, stray light generated by scratches or chips present in the respective optical components arranged on the incident optical path before being reflected by the light deflecting element 9 or foreign matter attached to each element signal light is predetermined in the light deflecting element 9. It is possible to prevent the light from entering the region other than the region and being reflected in the direction other than the direction corresponding to the selected output port. Further, with respect to each element signal light, it is possible to prevent stray light caused by scratches or chips present in the light deflection element 9 or adhering foreign matter from entering an output port other than the selected output port. Therefore, it is possible to more effectively prevent stray light derived from each element signal light from entering an output port other than the selected output port.

また、要素信号光は光偏向素子９に集光されるため、光偏向素子９上に形成される要素信号光のビームスポットは、単位面積あたりの光強度が高い。このため、光偏向素子９上に付着している異物１２または傷等によって、要素信号光のビームが反射、散乱、屈折または回折されて生じた迷光は、途中の光路に配された光学部品によって生じた迷光よりも高い光強度を持ちやすい。そこで、光シャッタ素子８を、光学的に光偏向素子９の最も近くに配置する。この場合、光シャッタ素子８と光偏向素子９との間には、他の光学部品が何も存在していない。したがって、光偏向素子９で生じた、光強度の高い迷光を、他の光学部品に達する前に、光シャッタ素子８が吸収することができる。この結果、クロストークの抑制効果を高めることができる。   Further, since the element signal light is condensed on the light deflection element 9, the beam spot of the element signal light formed on the light deflection element 9 has a high light intensity per unit area. For this reason, stray light generated when the beam of element signal light is reflected, scattered, refracted or diffracted by a foreign matter 12 or a flaw adhering to the optical deflecting element 9 is caused by an optical component arranged in the optical path on the way. It is easy to have higher light intensity than the generated stray light. Therefore, the optical shutter element 8 is optically disposed closest to the optical deflection element 9. In this case, there are no other optical components between the optical shutter element 8 and the optical deflection element 9. Therefore, stray light with high light intensity generated in the light deflection element 9 can be absorbed by the optical shutter element 8 before reaching other optical components. As a result, the crosstalk suppression effect can be enhanced.

（光シャッタ素子の好ましい動作モード）
光シャッタ素子８として、微小領域の光透過率状態を高光透過率状態と低光透過率状態との間で、印加電圧に応じてスイッチングできる素子を採用した場合、電圧を印加しないときには、低光透過率状態（黒状態）になり電圧を印加すると高光透過率状態（白状態）となるノーマリブラックモードで動作する素子が好ましい。 (Preferred operation mode of optical shutter element)
When an element capable of switching the light transmittance state of a minute region between a high light transmittance state and a low light transmittance state between the high light transmittance state and the low light transmittance state is adopted as the optical shutter element 8, An element that operates in a normally black mode that is in a transmittance state (black state) and in a high light transmittance state (white state) when a voltage is applied is preferable.

なぜなら、ノーマリブラックモードで動作する光シャッタ素子８を用いた波長選択スイッチ１の電気系統に故障が生じた場合、ノーマリホワイトモードで動作する光シャッタ素子８と比較して、その故障を素早く検知できるからである。つまり、ノーマリブラックモードで動作する光シャッタ素子８に印加される電圧が故障によって遮断されると、光シャッタ素子８の全領域が低光透過率状態（黒状態）となるため、出力ポート４ａ〜４ｃから出力される光信号が遮断されて０になる。したがって、出力されるはずの光信号の遮断によって、故障の発生が素早く検知されることになる。また、波長選択スイッチ１の非動作時に、出力ポート４ａ〜４ｃから光信号が出力されないようにすることができる。   This is because when a failure occurs in the electrical system of the wavelength selective switch 1 using the optical shutter element 8 operating in the normally black mode, the failure is quickly compared with the optical shutter element 8 operating in the normally white mode. This is because it can be detected. That is, when the voltage applied to the optical shutter element 8 operating in the normally black mode is cut off due to a failure, the entire area of the optical shutter element 8 is in a low light transmittance state (black state), and thus the output port 4a. The optical signals output from ˜4c are cut off and become zero. Therefore, the occurrence of a failure is quickly detected by blocking the optical signal that should be output. Further, it is possible to prevent optical signals from being output from the output ports 4a to 4c when the wavelength selective switch 1 is not operating.

これに対して、光シャッタ素子８がノーマリホワイトモードで動作する場合、光シャッタ素子８に印加される電圧が故障によって遮断されると、光シャッタ素子８の全領域が高光透過率状態（白状態）となるため、出力ポート４ａ〜４ｃから光信号が出力され続けててしまう。その光信号に複数の波長成分が不適切に混合されていることが検知されて初めて、故障の発生が検知されることになり、故障の検知にタイムラグが発生する。また、波長選択スイッチ１の非動作時にも光シャッタ素子８の全領域に電圧を印加して低光透過率状態（黒状態）を得る必要があり、無駄な電圧の印加を要する。   On the other hand, when the optical shutter element 8 operates in the normally white mode, when the voltage applied to the optical shutter element 8 is interrupted due to a failure, the entire area of the optical shutter element 8 is in a high light transmittance state (white Therefore, the optical signal continues to be output from the output ports 4a to 4c. Only when it is detected that a plurality of wavelength components are improperly mixed in the optical signal, the occurrence of a failure is detected, and a time lag occurs in the detection of the failure. Further, even when the wavelength selective switch 1 is not in operation, it is necessary to apply a voltage to the entire region of the optical shutter element 8 to obtain a low light transmittance state (black state), and it is necessary to apply a useless voltage.

≪第２の実施形態≫
〔波長選択スイッチの構成〕
本発明の第２の実施形態に係る波長選択スイッチ１Ａの構成について、図４を参照して説明する。図４は、波長選択スイッチ１Ａの構成を示す説明図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。 << Second Embodiment >>
[Configuration of wavelength selective switch]
The configuration of the wavelength selective switch 1A according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the wavelength selective switch 1A. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

波長選択スイッチ１Ａが波長選択スイッチ１と異なる点は、光シャッタ素子８Ａの設け方にある。前記波長選択スイッチ１では、光シャッタ素子８は入出力ポート群５に正対するように設けられている。言い換えると、光シャッタ素子８の入射光路に対する光入射面と、入力ポート３の光出射端面および出力ポート４ａ〜４ｃの各光入射端面とが正対している。さらに言い換えると、光シャッタ素子８の入射光路に対する光入射面と、集光光学系７の光軸、言い換えるとＺ軸とが直交している。これに対して、波長選択スイッチ１Ａでは、光シャッタ素子８Ａは、光シャッタ素子８の設置状態を基準として、その設置状態から傾けられ、少なくとも出力ポート４ａ〜４ｃの各光入射端面と光シャッタ素子８の上記光入射面とが正対しないように設けられている。図４では、光シャッタ素子８ＡはＹ軸の周りに回転した傾きを有しているが、光シャッタ素子８ＡのＸＹＺ軸のそれぞれに対する傾斜角度は任意であってよい。   The wavelength selective switch 1A is different from the wavelength selective switch 1 in the way of providing the optical shutter element 8A. In the wavelength selective switch 1, the optical shutter element 8 is provided so as to face the input / output port group 5. In other words, the light incident surface with respect to the incident light path of the optical shutter element 8 faces the light emitting end surface of the input port 3 and the light incident end surfaces of the output ports 4a to 4c. In other words, the light incident surface with respect to the incident light path of the optical shutter element 8 is orthogonal to the optical axis of the condensing optical system 7, in other words, the Z axis. On the other hand, in the wavelength selective switch 1A, the optical shutter element 8A is tilted from the installation state with respect to the installation state of the optical shutter element 8, and at least each light incident end face of the output ports 4a to 4c and the optical shutter element. 8 is provided so as not to face the light incident surface. In FIG. 4, the optical shutter element 8A has an inclination rotated around the Y axis, but the inclination angle of the optical shutter element 8A with respect to each of the XYZ axes may be arbitrary.

〔波長選択スイッチの動作〕
光シャッタ素子８Ａは、光シャッタ素子８において発生するおそれのある不具合を解消することができる。具体的には、光シャッタ素子８では、入力ポート３から入射光路を辿って進行する要素信号光が、光シャッタ素子８に入射するときに、光シャッタ素子８の光入射面によって反射光Ｌ’がわずかに発生する。発生した反射光Ｌ’は、光シャッタ素子８に正対している出力ポート４ａ〜４ｃのいずれかに結合されるおそれがある。 [Operation of wavelength selective switch]
The optical shutter element 8A can eliminate a problem that may occur in the optical shutter element 8. Specifically, in the optical shutter element 8, when element signal light traveling along the incident optical path from the input port 3 enters the optical shutter element 8, the reflected light L ′ is reflected by the light incident surface of the optical shutter element 8. Slightly occurs. The generated reflected light L ′ may be coupled to any one of the output ports 4 a to 4 c facing the optical shutter element 8.

なお、光シャッタ素子、光学部品（分光素子および集光光学系）、光偏向素子および入出力ポート群の各光入出射面を含むあらゆる光入出射面には、ＡＲ膜（Anti-reflection膜；反射防止膜）を設け、各光入出射面の反射率を極力抑えることが好ましい。しかし、各光入出射面にＡＲ膜を設けたとしても、例えば光シャッタ素子８の光入出射面によって反射光Ｌ’がわずかに発生し、迷光になり得る。   It should be noted that an AR film (Anti-reflection film; an optical reflection element; optical shutter elements, optical components (spectral elements and condensing optical systems), optical deflecting elements, and input / output surfaces including light input / output surfaces of the input / output ports. It is preferable to provide an antireflection film and suppress the reflectance of each light incident / exit surface as much as possible. However, even if the AR film is provided on each light incident / exit surface, the reflected light L ′ is slightly generated by the light incident / exit surface of the optical shutter element 8, for example, and may become stray light.

一方、光シャッタ素子８Ａは、入出力ポート群５に正対する設置状態から傾けられているので、上記反射光Ｌ’を入出力ポート群５から離れた方向へ向けやすくなる。これにより、クロストークの抑制効果を高めることができる。なお、筐体２の内面に光吸収膜等を形成しておくことによって、迷光となった反射光Ｌ’を筐体２の内面で吸収することができる。この点は、全ての実施形態に共通する。   On the other hand, since the optical shutter element 8A is tilted from the installation state facing the input / output port group 5, the reflected light L 'can be easily directed away from the input / output port group 5. Thereby, the suppression effect of crosstalk can be heightened. In addition, by forming a light absorption film or the like on the inner surface of the housing 2, the reflected light L ′ that has become stray light can be absorbed by the inner surface of the housing 2. This point is common to all the embodiments.

≪第３の実施形態≫
本発明の第３の実施形態に係る波長選択スイッチ１Ｂについて、図５を参照して説明する。図５は、波長選択スイッチ１Ｂの構成を示す説明図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。 << Third Embodiment >>
A wavelength selective switch 1B according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the wavelength selective switch 1B. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

波長選択スイッチ１Ｂが波長選択スイッチ１と異なる点は、光シャッタ素子８に加えて光シャッタ素子８Ｂを設けたことにある。光シャッタ素子８Ｂは光シャッタ素子８と同じく制御部１０によって制御され、光シャッタ素子８と同じ働きをする。また、光シャッタ素子８および光シャッタ素子８Ｂは、いずれも入出力ポート群５に正対して設けられている。ただし、光シャッタ素子８Ｂを図４に示す光シャッタ素子８Ａのように傾けてもよい。   The wavelength selective switch 1B is different from the wavelength selective switch 1 in that an optical shutter element 8B is provided in addition to the optical shutter element 8. The optical shutter element 8 </ b> B is controlled by the control unit 10 similarly to the optical shutter element 8, and functions in the same manner as the optical shutter element 8. Further, both the optical shutter element 8 and the optical shutter element 8B are provided facing the input / output port group 5. However, the optical shutter element 8B may be tilted like the optical shutter element 8A shown in FIG.

入力ポート３から入射光路および反射光路を辿って出力ポート４ａ〜４ｃのいずれかに至る光路に沿って、光シャッタ素子８と、複数の光学部品としての分光素子６および集光光学系７とが配置されている。この光路において、上記複数の光学部品のいずれかと、入出力ポート群５との間に光シャッタ素子８Ｂを設ければよい。図５に示す一例では、光シャッタ素子８Ｂを分光素子６の入出力ポート群５側に設けることによって、分光素子６の光入射面で発生したノイズ光Ｌ４を光シャッタ素子８Ｂに吸収させている。したがって、光シャッタ素子８のみを設けている構成と比べて、クロストークの抑制効果を高めることができる。   An optical shutter element 8, a spectroscopic element 6 as a plurality of optical components, and a condensing optical system 7 are provided along an optical path from the input port 3 to the output ports 4a to 4c following the incident optical path and the reflected optical path. Has been placed. In this optical path, an optical shutter element 8B may be provided between any of the plurality of optical components and the input / output port group 5. In the example shown in FIG. 5, by providing the optical shutter element 8B on the input / output port group 5 side of the spectroscopic element 6, noise light L4 generated on the light incident surface of the spectroscopic element 6 is absorbed by the optical shutter element 8B. . Therefore, the effect of suppressing crosstalk can be enhanced as compared with the configuration in which only the optical shutter element 8 is provided.

なお、複数の光学部品のいずれかと、入出力ポート群５との間のどこか１箇所に１つの光シャッタ素子８Ｂを追加するとすれば、反射光路の上流側、すなわち光偏向素子９に近い側に光シャッタ素子８Ｂを設ける方が、反射光路の下流側に光シャッタ素子８Ｂを設けるよりも、分光された複数の要素信号光のアイソレーションを高める上で好ましい。また、追加する透過率制御素子の数は１つに限られず、複数の光学部品のそれぞれの下流側に、光シャッタ素子８と同じ働きをする透過率制御素子を設け、各光学部品で発生する迷光を各透過率制御素子に吸収させることもできる。   If one optical shutter element 8B is added somewhere between any one of the plurality of optical components and the input / output port group 5, the upstream side of the reflected light path, that is, the side close to the optical deflection element 9 It is more preferable to provide the optical shutter element 8B in order to increase the isolation of the plurality of separated component signal lights than to provide the optical shutter element 8B on the downstream side of the reflected light path. Further, the number of transmittance control elements to be added is not limited to one, and a transmittance control element having the same function as the optical shutter element 8 is provided on the downstream side of each of the plurality of optical components, and is generated in each optical component. Stray light can be absorbed by each transmittance control element.

≪第４の実施形態≫
〔波長選択スイッチの構成〕
本発明の第４の実施形態に係る波長選択スイッチ１Ｃの構成について、図６を参照して説明する。図６は、波長選択スイッチ１Ｃの構成を示す説明図である。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。 << Fourth Embodiment >>
[Configuration of wavelength selective switch]
The configuration of a wavelength selective switch 1C according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the wavelength selective switch 1C. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

波長選択スイッチ１Ｃが波長選択スイッチ１，１Ａ，１Ｂと異なる点は、波長選択スイッチ１，１Ａ，１Ｂでは光シャッタ素子８，８Ａ，８Ｂが光透過型の素子であるのに対して、波長選択スイッチ１Ｃに設けられた光シャッタ素子２０は光反射型の素子であることにある。   The wavelength selective switch 1C is different from the wavelength selective switches 1, 1A, 1B in that the wavelength selective switches 1, 1A, 1B are wavelength selective while the optical shutter elements 8, 8A, 8B are light transmission type elements. The optical shutter element 20 provided in the switch 1C is a light reflection type element.

光シャッタ素子２０は、例えば反射型液晶装置であり、透明電極層とともに液晶層（光シャッタ層）を挟む反射電極層２１（反射層）を備えている。すなわち、反射電極層２１は液晶層と対向している。なお、光シャッタ素子２０の光入射面と反射電極層２１の光入射面との間隔を液晶層（光シャッタ層）の厚みとみなし、その厚みを図６に示すように、ｔとする。光シャッタ素子２０は、複数の微小領域ごとに液晶層に印加される電圧が制御され、その複数の微小領域が集合した二次元的領域を備えている。その二次元的領域において、入射光路を辿って進行する第１の光が入射する第１領域に属する第３領域２０Ａを構成する１つの微小領域または複数の微小領域に対応する液晶層に電圧が印加されることによって、第３領域２０Ａは高光透過率状態になる。また、反射光路を辿って進行する第２の光が入射する第１領域に属する第４領域２０Ｂを構成する１つの微小領域または複数の微小領域に対応する液晶層に電圧が印加されることによって、第４領域２０Ｂは高光透過率状態になる。二次元的領域において、第３領域２０Ａと第４領域２０Ｂとを除く領域である第２領域２０Ｃは、対応する液晶層に電圧が印加されないことによって、低光透過率状態になる。   The optical shutter element 20 is, for example, a reflective liquid crystal device, and includes a reflective electrode layer 21 (reflective layer) sandwiching a liquid crystal layer (optical shutter layer) together with a transparent electrode layer. That is, the reflective electrode layer 21 faces the liquid crystal layer. Note that the distance between the light incident surface of the optical shutter element 20 and the light incident surface of the reflective electrode layer 21 is regarded as the thickness of the liquid crystal layer (optical shutter layer), and the thickness is t as shown in FIG. The optical shutter element 20 includes a two-dimensional region in which the voltage applied to the liquid crystal layer is controlled for each of a plurality of minute regions, and the plurality of minute regions are aggregated. In the two-dimensional region, a voltage is applied to the liquid crystal layer corresponding to one minute region or a plurality of minute regions constituting the third region 20A belonging to the first region where the first light traveling along the incident light path is incident. By being applied, the third region 20A enters a high light transmittance state. Further, by applying a voltage to the liquid crystal layer corresponding to one minute region or a plurality of minute regions constituting the fourth region 20B belonging to the first region where the second light traveling along the reflected light path is incident, The fourth region 20B is in a high light transmittance state. In the two-dimensional region, the second region 20C, which is a region excluding the third region 20A and the fourth region 20B, is in a low light transmittance state when no voltage is applied to the corresponding liquid crystal layer.

なお、光偏向素子９の設け方も、波長選択スイッチ１，１Ａ，１Ｂと、波長選択スイッチ１Ｃとでは異なっている。波長選択スイッチ１，１Ａ，１Ｂでは、光偏向素子９の光受光面はＸＹ平面に平行であり、入出力ポート群５に正対している。これに対し、波長選択スイッチ１Ｃでは、光偏向素子９の光受光面はＹＺ平面に平行である。これにより、光シャッタ素子２０によってＺ軸の正方向からＸ軸の正方向に折り曲げられた入射光路と光偏向素子９の光受光面とが交差するようになっている。   The way of providing the optical deflection element 9 is also different between the wavelength selective switches 1, 1A, 1B and the wavelength selective switch 1C. In the wavelength selective switches 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B, the light receiving surface of the light deflection element 9 is parallel to the XY plane and faces the input / output port group 5. On the other hand, in the wavelength selective switch 1C, the light receiving surface of the light deflection element 9 is parallel to the YZ plane. Thus, the incident light path bent by the optical shutter element 20 from the positive direction of the Z-axis to the positive direction of the X-axis and the light receiving surface of the light deflecting element 9 intersect each other.

〔波長選択スイッチの動作〕
波長選択スイッチ１Ｃにおいて、入射光路を辿って第３領域２０Ａから光シャッタ素子２０内に進入した要素信号光Ｓ０（第１の光）は、反射電極層２１によって反射され、要素信号光Ｓ０ｒ１となって光偏向素子９によって受光される。また、光偏向素子９によって所望の反射角で反射された要素信号光Ｓ０ｒ２（第２の光）は、反射光路を辿って第４領域２０Ｂから光シャッタ素子２０内に進入し、反射電極層２１によって反射され、要素信号光Ｓ０ｒ３となって特定の出力ポートに導かれる。 [Operation of wavelength selective switch]
In the wavelength selective switch 1C, the element signal light S0 (first light) that has entered the optical shutter element 20 from the third region 20A along the incident optical path is reflected by the reflective electrode layer 21, and is combined with the element signal light S0 r1 . And is received by the light deflection element 9. The element signal light S0 r2 (second light) reflected by the light deflection element 9 at a desired reflection angle follows the reflection optical path and enters the optical shutter element 20 from the fourth region 20B, and the reflection electrode layer 21 is reflected into the element signal light S0 r3 and guided to a specific output port.

例えば、集光光学系７を構成する或る光学部品の傷１１によって生じたノイズ光Ｌ１は、光シャッタ素子２０の第２領域２０Ｃに入射し第２領域２０Ｃによって吸収される。また、光偏向素子９の光入射面に存在する異物１２によって生じたノイズ光Ｌ２も、光シャッタ素子２０の第２領域２０Ｃに入射し第２領域２０Ｃによって吸収される。   For example, noise light L1 generated by a flaw 11 of an optical component constituting the condensing optical system 7 enters the second region 20C of the optical shutter element 20 and is absorbed by the second region 20C. Further, the noise light L2 generated by the foreign matter 12 existing on the light incident surface of the light deflection element 9 is also incident on the second region 20C of the optical shutter element 20 and absorbed by the second region 20C.

更に、第３領域２０Ａの光入射面（例えばガラス基板の光入射面）によって、第３領域２０Ａに入射した要素信号光Ｓ０の一部が反射された結果生じるノイズ光Ｌ３は、反射電極層２１によって反射された要素信号光Ｓ０ｒ１とは異なる光路を進行して光偏向素子９に入射するため、迷光となり得る。なお、要素信号光Ｓ０ｒ１の光路に対するノイズ光Ｌ３の光路のずれは、光シャッタ層の上記厚みｔに応じて変化する。したがって、光シャッタ層の上記厚みｔを充分に薄く設定することによって、要素信号光Ｓ０ｒ１とノイズ光Ｌ３とを１つの光とみなせる程度に、要素信号光Ｓ０ｒ１の光路とノイズ光Ｌ３の光路とを近寄らせることができる。この場合には、ノイズ光Ｌ３は迷光にならずに済む。 Further, the noise light L3 generated as a result of the part of the element signal light S0 incident on the third region 20A being reflected by the light incident surface of the third region 20A (for example, the light incident surface of the glass substrate) is reflected electrode layer 21. Since the light travels on an optical path different from the element signal light S0 r1 reflected by the light and enters the light deflecting element 9, it can become stray light. The deviation of the optical path of the noise light L3 from the optical path of the element signal light S0 r1 changes according to the thickness t of the optical shutter layer. Therefore, by setting sufficiently thin the thickness t of the light shutter layer, and a component signal light S0 r1 and noise light L3 to the extent that can be regarded as one light, the optical path of the optical path and noise light L3 element signal light S0 r1 Can be approached. In this case, the noise light L3 does not have to be stray light.

また、光偏向素子９から光シャッタ素子２０の第４領域２０Ｂに進入する要素信号光Ｓ０ｒ２の一部は、第４領域２０Ｂの光入射面によって反射される結果、ノイズ光Ｌ４が生じる。しかし、光シャッタ層の上記厚みｔを以下のように適切に設定することによって、ノイズ光Ｌ４がクロストークを発生させる迷光になることを防止できる。すなわち、複数の出力ポート４ａ〜４ｃの各光入射端面の有効径（入射端面において信号光を受光できる最大径）、および複数の出力ポート４ａ〜４ｃの配列において隣り合う出力ポート間の空隙の少なくとも一方よりも、上記厚みｔを薄く設定する。これにより、要素信号光Ｓ０ｒ２が反射電極層２１によって反射されて生じた要素信号光Ｓ０ｒ３と、ノイズ光Ｌ４とは、それぞれの光路が近寄るので、同じ出力ポートに入射することができる。あるいは、要素信号光Ｓ０ｒ３が、出力ポートの縁に入射したとしても、ノイズ光Ｌ４は、隣り合う出力ポート間の空隙に入射するので、クロストークの原因にならずに済む。 Further, a part of the element signal light S0 r2 entering the fourth region 20B of the optical shutter element 20 from the light deflecting element 9 is reflected by the light incident surface of the fourth region 20B, and as a result, noise light L4 is generated. However, by appropriately setting the thickness t of the optical shutter layer as follows, it is possible to prevent the noise light L4 from becoming stray light that causes crosstalk. That is, at least an effective diameter of each light incident end face of the plurality of output ports 4a to 4c (maximum diameter capable of receiving signal light at the incident end face), and a gap between adjacent output ports in the array of the plurality of output ports 4a to 4c. The thickness t is set thinner than one. Thereby, the element signal light S0 r3 generated by the reflection of the element signal light S0 r2 by the reflective electrode layer 21 and the noise light L4 can approach the same output port because their optical paths are close to each other. Alternatively, even if the element signal light S0 r3 is incident on the edge of the output port, the noise light L4 is incident on the gap between the adjacent output ports, and thus does not cause crosstalk.

なお、波長選択スイッチ１Ｃは、波長選択スイッチ１，１Ａ，１Ｂよりも小型化しやすい。なぜなら、波長選択スイッチ１Ｃの方が、波長選択スイッチ１，１Ａ，１Ｂよりも光学系全体をコンパクトにレイアウトしやすいからである。具体的に説明すると、透過型の光シャッタ素子８，８Ａ，８Ｂを備えた波長選択スイッチ１，１Ａ，１Ｂでは、入力ポート３から光シャッタ素子８，８Ａ，８Ｂを経て光偏向素子９に至る入射光路は、Ｚ軸方向に長く直線的に構成される。これに対して、反射型の光シャッタ素子２０を備えた波長選択スイッチ１Ｃでは、入力ポート３から光シャッタ素子２０に至る入射光路に対して、光シャッタ素子２０から光偏向素子９に至る入射光路を９０度近く折り曲げることができる。この結果、波長選択スイッチ１Ｃの光学系のＺ軸に沿った長さを縮めることができる。   The wavelength selective switch 1C is easier to miniaturize than the wavelength selective switches 1, 1A, 1B. This is because the wavelength selective switch 1C is easier to lay out the entire optical system more compactly than the wavelength selective switches 1, 1A, 1B. More specifically, in the wavelength selective switches 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B provided with the transmissive optical shutter elements 8, 8 </ b> A, 8 </ b> B, the input port 3 reaches the optical deflection element 9 through the optical shutter elements 8, 8 </ b> A, 8 </ b> B. The incident optical path is long and linear in the Z-axis direction. On the other hand, in the wavelength selective switch 1 </ b> C including the reflective optical shutter element 20, the incident optical path from the optical shutter element 20 to the optical deflection element 9 with respect to the incident optical path from the input port 3 to the optical shutter element 20. Can be bent nearly 90 degrees. As a result, the length along the Z axis of the optical system of the wavelength selective switch 1C can be reduced.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 波長選択スイッチ
３ 入力ポート
４ａ，４ｂ，４ｃ 出力ポート
５ 入出力ポート群
６ 分光素子（光学部品）
７ 集光光学系（光学部品）
８，８Ａ 光シャッタ素子
８Ｂ 光シャッタ素子（他の光シャッタ素子）
８ａ 第３領域（第１領域の一部）
８ｂ，８ｂ’ 第４領域（第１領域の一部）
８ｃ 第２領域
９ 光偏向素子
１０ 制御部
２０ 光シャッタ素子
２０Ａ 第３領域（第１領域の一部）
２０Ｂ 第４領域（第１領域の一部）
２０Ｃ 第２領域
２１ 反射電極層（反射層）
Ｓ０，Ｓ０ｒ１，Ｓ０ｒ２，Ｓ０ｒ３，Ｓ１，Ｓ２ 要素信号光（信号光）
ｔ 厚み（光シャッタ層の厚み） 1, 1A, 1B, 1C Wavelength selective switch 3 Input port 4a, 4b, 4c Output port 5 Input / output port group 6 Spectroscopic element (optical component)
7 Condensing optical system (optical components)
8, 8A Optical shutter element 8B Optical shutter element (other optical shutter elements)
8a 3rd area | region (a part of 1st area | region)
8b, 8b ′ fourth region (part of the first region)
8c 2nd area | region 9 Optical deflection | deviation element 10 Control part 20 Optical shutter element 20A 3rd area | region (a part of 1st area | region)
20B 4th area (part of 1st area)
20C Second region 21 Reflective electrode layer (reflective layer)
S0, S0r1 , S0r2 , S0r3 , S1, S2 Element signal light (signal light)
t Thickness (thickness of optical shutter layer)

Claims (11)

波長の異なる複数の信号光の各々を複数の出力ポートの何れかを介して出力する波長選択スイッチにおいて、
各出力ポートに至る各信号光の光路と交差する光シャッタ層を有し、（１）上記光シャッタ層において、信号光毎に選択された出力ポートに至る各信号光の光路と交差する第１領域を開状態に制御し、（２）上記光シャッタ層において、当該第１領域以外の第２領域を閉状態に制御する光シャッタ素子を備えている、
ことを特徴とする波長選択スイッチ。 In a wavelength selective switch that outputs each of a plurality of signal lights having different wavelengths via any of a plurality of output ports,
An optical shutter layer that intersects the optical path of each signal light reaching each output port; (1) a first that intersects the optical path of each signal light reaching the output port selected for each signal light in the optical shutter layer; (2) the optical shutter layer includes an optical shutter element that controls a second region other than the first region in a closed state.
A wavelength selective switch characterized by that. 各信号光を信号光毎に選択された出力ポートに応じた方向に反射する光偏向素子を更に備えており、
上記光シャッタ素子は、（１）上記光シャッタ層において、上記光偏向素子に至る、上記光偏向素子にて反射される前の各信号光の入射光路と交差する第３領域、および、信号光毎に選択された出力ポートに至る、上記光偏向素子にて反射された後の各信号光の反射光路と交差する第４領域を、上記第１領域として開状態に制御し、（２）上記光シャッタ層において、上記第３領域および上記第４領域以外の領域を、上記第２領域として閉状態に制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。 It further comprises an optical deflecting element that reflects each signal light in a direction corresponding to the output port selected for each signal light,
The optical shutter element includes: (1) a third region in the optical shutter layer that reaches the optical deflection element and intersects an incident optical path of each signal light before being reflected by the optical deflection element; A fourth region that intersects with the reflected light path of each signal light after being reflected by the light deflection element reaching the output port selected every time is controlled to be in the open state as the first region; (2) In the optical shutter layer, a region other than the third region and the fourth region is controlled to be closed as the second region.
The wavelength selective switch according to claim 1. 上記光偏向素子および上記光シャッタ素子を制御する制御部を更に備え、
上記制御部は、（Ａ）各信号光を出力する出力ポートを、上記複数の出力ポートから信号光毎に選択すると共に、（Ｂ）上記光偏向素子が各信号光を反射する方向を、信号光毎に選択された出力ポートに応じた方向に切り替え、（Ｃ）上記光シャッタ層において、上記入射光路および上記反射光路に応じて、上記第２領域、上記第３領域および上記第４領域を選択的に切り替える、
ことを特徴とする請求項２に記載の波長選択スイッチ。 A control unit for controlling the optical deflection element and the optical shutter element;
The control unit selects (A) an output port for outputting each signal light for each signal light from the plurality of output ports, and (B) determines a direction in which the light deflection element reflects each signal light as a signal. (C) In the optical shutter layer, the second region, the third region, and the fourth region are switched according to the incident optical path and the reflected optical path in the optical shutter layer. Switch selectively,
The wavelength selective switch according to claim 2. 上記光シャッタ素子は、各信号光の光路上に配置された複数の光学部品よりも、光学的に上記光偏向素子の最も近くに配置されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の波長選択スイッチ。 The optical shutter element is optically disposed closest to the light deflection element, rather than a plurality of optical components disposed on the optical path of each signal light.
The wavelength selective switch according to claim 2 or 3, wherein 上記光シャッタ素子と同じ働きをする少なくとも１つの他の光シャッタ素子を更に備え、
上記他の光シャッタ素子は、上記複数の光学部品のいずれかと上記出力ポートとの間に配置されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の波長選択スイッチ。 And further comprising at least one other optical shutter element having the same function as the optical shutter element,
The other optical shutter element is disposed between any one of the plurality of optical components and the output port.
The wavelength selective switch according to claim 4. 上記光シャッタ素子は、上記光シャッタ層において開状態に制御された上記第１領域を透過した各信号光を、そのまま当該光シャッタ素子の外部に出射する透過型の素子である、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長選択スイッチ。 The optical shutter element is a transmissive element that emits each signal light transmitted through the first region controlled in the open state in the optical shutter layer to the outside of the optical shutter element as it is.
The wavelength selective switch according to any one of claims 1 to 5, wherein: 上記光シャッタ素子は、上記複数の出力ポートの光入射端面と正対しないように配置されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の波長選択スイッチ。 The optical shutter element is disposed so as not to face the light incident end faces of the plurality of output ports.
The wavelength selective switch according to claim 6. 上記光シャッタ素子は、上記光シャッタ層と対向する反射層を更に有しており、上記光シャッタ層において開状態に制御された上記第１領域を透過した各信号光を、上記反射層にて反射した後、当該光シャッタ素子の外部に出射する反射型の素子である、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長選択スイッチ。 The optical shutter element further includes a reflective layer facing the optical shutter layer, and the signal light transmitted through the first region controlled in the open state in the optical shutter layer is transmitted to the reflective layer. It is a reflective element that is reflected and then emitted to the outside of the optical shutter element.
The wavelength selective switch according to any one of claims 1 to 5, wherein: 上記複数の出力ポートが上記信号光を受光する面の有効径、および上記複数の出力ポートの配列において隣り合う出力ポート間の空隙の少なくとも一方よりも、上記光シャッタ層の厚みが薄い、
ことを特徴とする請求項８に記載の波長選択スイッチ。 The optical shutter layer is thinner than at least one of the effective diameter of the surface where the plurality of output ports receive the signal light and the gap between the adjacent output ports in the array of the plurality of output ports.
The wavelength selective switch according to claim 8. 上記信号光は、単一の入力ポートを介して入力された波長多重された信号光であり、
上記信号光を上記複数の信号光に分光する分光素子を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の波長選択スイッチ。 The signal light is wavelength-multiplexed signal light input through a single input port,
A spectral element that splits the signal light into the plurality of signal lights;
The wavelength selective switch according to any one of claims 1 to 9, wherein: 波長の異なる複数の信号光の各々を複数の出力ポートの何れかを介して出力する波長選択方法において、
各出力ポートに至る各信号光の光路と交差する光シャッタ層の開閉を制御する工程であって、（１）上記光シャッタ層において、信号光毎に選択された出力ポートに至る各信号光の光路と交差する第１領域を開状態に制御し、（２）上記光シャッタ層において、当該第１領域以外の第２領域を閉状態に制御する工程を含んでいる、
ことを特徴とする波長選択方法。 In the wavelength selection method for outputting each of a plurality of signal lights having different wavelengths via any of a plurality of output ports,
A step of controlling the opening and closing of the optical shutter layer intersecting the optical path of each signal light reaching each output port, and (1) in the optical shutter layer, each signal light reaching the output port selected for each signal light A step of controlling the first region intersecting the optical path to an open state, and (2) controlling the second region other than the first region to a closed state in the optical shutter layer.
And a wavelength selection method.
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