JP4031998B2 - 波長多重処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重（WDM）システムにおいて使用される波長多重処理装置に関し、特に、導波路光学系と空間光学系を組み合わせた波長多重処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットにおける加入者数の増加とアプリケーションの発展を背景に、ＩＰ(Internet Protocol)ネットワークは世界的な急成長を続けている。そのインフラである伝送ネットワークに対する需要が爆発的に増大している。とくにＩＴ（Information Technology）先進国の北米でこの傾向は著しく、通信事業者は、増大する需要に対応する伝送ネットワークとして、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）伝送システムへの投資を活発化させ、これを用いた光ネットワークの構築を急いでいる。
【０００３】
ＷＤＭ伝送システムのネットワーク構成の一例を図７（ａ），図７（ｂ）および図８（ａ），図８（ｂ）に示す。図７（ａ）は、複数のリングネットワークが相互につながれており（図中には２つのリング８０１，８０２のみを示した）、リング８０１，８０２どうしの接続部となる伝送装置８０３には、波長多重処理装置として、例えば図７（ｂ）に示すような、任意の波長の光信号を入れ替え（即ち、クロスコネクト）を行なうためのクロスコネクト装置９００をそなえている。
【０００４】
すなわち、クロスコネクト装置９００は、任意の波長の光信号を入れ替えることができるものであって、図７（ｂ）に示すように、リング８０１，８０２を伝搬する波長多重光信号について波長多重分離処理を行なう多重分離処理部９０１〜９０４および波長分離されたリング８０１，８０２からの各波長の光信号についてリング８０１またはリング８０２へ切り替えて出力しうる光スイッチ９０５をそなえている。
【０００５】
たとえば、図中リング８０１を左回りで入力される波長多重光信号Ｓ１を多重分離処理部９０１にて波長分離するとともに、図中リング８０２を右回りで入力される波長多重光信号Ｓ２を多重分離処理部９０２にて波長分離して、光スイッチ９０５で各波長の光信号の出力先リングが切り替えられる。光スイッチ９０５は、この出力先リングについて波長ごとに任意に設定することができるようになっている。
【０００６】
なお、光スイッチ９０５によりリング８０１に出力される光信号は多重分離処理部９０３で他の波長の光信号と波長多重されてから送出され、光スイッチ９０５によりリング８０２に出力される光信号は多重分離処理部９０４で他の波長の光信号と波長多重されてから送出される。
図８（ａ）は、ＷＤＭ伝送システムのネットワークとしての他の構成例を示すものであるが、この図８（ａ）に示すものにおいては、リングネットワーク８０４に伝送装置８０５を通じて装置８０６がローカル接続されている。この装置８０６においては、伝送装置８０５にそなえられた波長多重処理装置としての光分岐挿入装置９１０を介して、リングネットワーク８０４を伝搬する任意の波長信号を取り出し、同時に同一波長で別の信号光をリングネットワーク８０４に乗せることができるようになっている。
【０００７】
図８（ｂ）は伝送装置８０５における光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ：Optical Add Drop Multiplexer）９１０を示す図であるが、この光分岐挿入装置９１０は、リング８０４を伝搬する波長多重光信号について波長多重分離処理を行なう多重分離処理部９１１，９１２および波長分離されたリング８０４からの各波長の光信号についてリング８０４または装置８０６へ切り替えて出力しうる光スイッチ９１３をそなえている。
【０００８】
たとえば、図中リング８０４を左回りで入力される波長多重光信号Ｓ３を多重分離処理部９１１にて波長分離して、光スイッチ９１３で各波長の光信号の出力先がリングネットワーク８０４又は装置８０６に切り替えられる。光スイッチ９１３は、この出力先について波長ごとに任意に設定することができるようになっている。
【０００９】
ところで、上述のクロスコネクト装置９００又は分岐挿入装置９１０としては、公知技術として、図９に示すような、ＡＷＧ〔Arrayed Waveguide Grating：アレイ導波路型波長合分波器，図１０（ａ），図１０（ｂ）参照〕を２つ（ＡＷＲ１，ＡＷＲ２）用いて実現したものがある（特許文献１参照）。図９に示すものにおいては、波長多重された光信号をＡＷＧおよび透過型平面回折格子を用いて波長分離された複数の光信号に分解し、微小機械傾斜ミラースイッチ６１０の二次元アレイで反射させて、光分岐挿入を行なっている。
【００１０】
すなわち、入力（ＩＮ）ポートから入射された波長多重光のうちで、通過させる波長の光信号についてはレンズ６０８側に反射させて、光サーキュレータ６０１を通じて通過（ＰＡＳＳ）ポートに出力する一方、ドロップさせる波長の光信号についてはレンズ６１１側に反射させて、光サーキュレータ６０２を通じてドロップ（ＤＲＯＰ）ポートに出力するようになっている。又、アド（ＡＤＤ）ポートからアドさせる光信号については、レンズ６０８側に反射させて、光サーキュレータ６０１を通じて通過（ＰＡＳＳ）ポートに出力するようになっている。
【００１１】
さらに、特許文献２には、マイクロティルトミラーとともに回折格子を用いることにより、光分岐挿入を行なう技術について開示されている。
なお、本願発明に関連する技術として、特許文献３にて開示された技術もあるが、この特許文献３にて開示された技術は、光分岐挿入処理やクロスコネクト処理を行なうものではない。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−３４７０６５号公報
【特許文献２】
米国特許第５，９６０，１３３号明細書
【特許文献３】
特開平１１−９５０５１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１にて開示された技術においては、２つのＡＷＧと２つの光サーキュレータが必要であるために装置製造のためのコストが高くなるほか、部品点数が多いため装置サイズが大きくなるという課題がある。
また、特許文献２にて開示された技術においては、クロスコネクト機能を実現することができず、又、波長多重数の増大に対応した配置を実現することが困難である。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、波長合分波を行なうためのＡＷＧを１つだけにして、低コスト、小型化、低損失な波長多重処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の波長多重処理装置は、光信号が入射される第１入力ポートおよび第２入力ポートと、該光信号が出射される第１出力ポートおよび第２出力ポートと、基板上に、該第１入力ポートおよび該第２入力ポートならびに該第１出力ポートおよび該第２出力ポートに接続された複数の入出射導波路と、該複数の入出射導波路に接続された第１スラブ導波路と、該第１スラブ導波路に接続された互いの長さの異なる複数のチャネル導波路とが形成され、波長多重された波長多重光が該第１入力ポートまたは該第２入力ポートを介して該光信号として該複数の入出射導波路に入射された場合に、該波長多重光を該第１スラブ導波路で拡散して、該複数のチャンネル導波路で長さに応じた位相差を生じさせて出射する導波路デバイスと、入射される光の光路に対応して、面方向の角度切替が可能な反射ミラーが配列されたミラーアレイを少なくとも一つ有してなるミラーアレイデバイスと、該導波路デバイスから出射された該波長多重光について光路の異なる波長成分ごとに集光して、該ミラーアレイデバイスにおける該波長成分ごとに対応する反射ミラーへ出射するとともに、該反射ミラーからの反射光を該波長成分ごとに該チャンネル導波路に入射させるレンズデバイスとをそなえ、特定の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させ、該特定の波長成分とは異なる他の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるように、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されたことを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
また、該ミラーアレイを複数そなえて該ミラーアレイデバイスが構成され、特定の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させ、該特定の波長成分とは異なる他の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるように、該複数のミラーアレイのそれぞれの反射ミラーが協働して面方向角度を設定するように構成され、かつ、該レンズデバイスが、該複数のチャンネル導波路から出射される光信号成分の焦点位置上に配置された導波路側レンズにより構成されることとしてもよい（請求項２）。
【００１７】
さらに、該ミラーアレイデバイスが一つのミラーアレイをそなえて構成され、該レンズデバイスが、該複数のチャンネル導波路から出射される光信号成分の焦点位置上に配置された導波路側レンズと、該ミラーアレイをなす反射ミラーに対応して配列された複数の反射ミラー側レンズからなるレンズアレイとにより構成されることとしてもよい（請求項３）。
【００１８】
また、該複数の入出射導波路から入射される光信号成分についてクロスコネクト処理を行なうべく、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されることとしてもよい（請求項４）。
さらに、該複数の入出射導波路のいずれかから入射される光信号成分について、上記光信号成分が入射される導波路以外の導波路を通じて光分岐挿入処理を行なうべく、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されることとしてもよい（請求項５）。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態を説明する。
〔Ａ〕ＡＷＧ（アレイ導波路格子）の説明
以下、本発明の各実施形態における波長多重処理装置の構成についての理解を助けるために、一般的に知られているＡＷＧの構成について説明する。
【００２０】
図１０（ａ）はＡＷＧの構成を模式的に示す上視図で、図１０（ｂ）はＡＷＧの波長分光特性に着目して模式的に示す上視図である。
この図１０（ａ）に示す一般的なＡＷＧ７００は、基板７０１上に、少なくとも１本〔図１０（ａ）中においては４本〕の入力導波路７０２，入力側スラブ導波路７０３，複数本のチャンネル導波路７０４，出力側スラブ導波路７０５および複数本の出力導波路７０６が形成されたものであって、入力導波路７０２のいずれかに、光ファイバなどを通じて外部から波長多重光（例えばλ１〜λ３の波長多重光）が入力されると、波長分離された光はそれぞれ別個の出力導波路７０６から出力されるようになっている。
【００２１】
ここで、入力側スラブ導波路７０３においては、入力導波路７０２から伝搬してきた光を回折により拡散させるもので、各チャンネル導波路７０４は、互いに異なる導波路長の導波路が当該導波路長に応じて順次配列されたものであって、入力側スラブ導波路７０３で拡散した光を伝搬する一方、それぞれ導波路において伝搬する光同士で位相差を生ぜしめるものである。
【００２２】
さらに、出力側スラブ導波路７０５は、各チャンネル導波路７０４からの放射光を互いに干渉せしめ、出力導波路７０６との接続部付近を焦点位置として集光させるものである。この出力導波路７０６との接続部付近での焦点位置としては、一本の入力導波路７０２から波長多重光が入射された場合には、同一波長成分の光が互いに異なる焦点位置で集光される。
【００２３】
換言すれば、チャンネル導波路７０４間の長さの差により生じた位相差により集光する位置は波長によって異なるので、入力導波路７０２から波長多重光を入力すると、結果的に、波長ごとに異なる出力導波路７０６から出力される（分光される）ことになる。これにより、各出力導波路７０６では、上述の出力側スラブ導波路７０５で集光された互いに異なる波長の光を伝搬させることができるようになっている。
【００２４】
なお、図１０（ｂ）に示すように、波長多重光を入力するポート（波長多重光を入射させる入力導波路７０２）を一つだけずらすと、分光される光も１ポートずれる。即ち、各波長の光が出力される出力導波路７０６についても、１つだけずれた出力導波路７０６から出力される。これは、チャンネル導波路７０４群への入射角度が１ポート分ずれるので、角度ずれによる位相整合角度が出射側でも１ポート分の角度だけずれるためである。
【００２５】
たとえば、図１０（ｂ）中上から３番目の入力導波路７０２から波長多重光（Ｐ_{λ１〜λ５}）を入射した場合には、図１０（ｂ）中上から１番目〜５番目の出力導波路７０６からそれぞれ波長分波光Ｐ_λ１〜Ｐ_λ５が出力されるが、図１０（ｂ）中上から２番目の入力導波路７０２から波長多重光（Ｑ_{λ１〜λ５}）を入射した場合には、図１０（ｂ）中上から２番目〜６番目の（ポート位置がずれた）出力導波路７０６からそれぞれ波長分波光Ｑ_λ１〜Ｑ_λ５が出力されるのである。
【００２６】
ＡＷＧ７００は、上述のごとく多重化された波長多重光を波長分離することができるほか、反対側の出力導波路７０６から各波長の信号光を入れることによって入力導波路７０１に波長多重された光を出力することができるようになっている。
この場合において、波長分離光を入力するポートとしての出力導波路７０６を一つだけずらすと、波長多重されて出射される入力導波路７０２についても１ポートずれる。即ち、波長分離光が入射される出力ポート位置によって、波長多重光が出射される入力導波路７０２のポート位置も１つだけずれる。
【００２７】
たとえば、図１０（ｂ）中上から１番目〜５番目の出力導波路７０６からそれぞれ波長分波光Ｐ_λ１〜Ｐ_λ５を入射した場合には、図１０（ｂ）中上から３番目の入力導波路７０２から波長多重光（Ｐ_{λ１〜λ５}）が出力されるが、図１０（ｂ）中上から２番目〜６番目の出力導波路７０６からそれぞれ波長分波光Ｑ_λ１〜Ｑ_λ５を入射した場合には、図１０（ｂ）中上から（ポート位置がずれた）２番目の入力導波路７０２から波長多重光（Ｑ_{λ１〜λ５}）が出力されるのである。
【００２８】
〔Ｂ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図で、この図１に示す波長多重処理装置１００は、２つの入力ポート（第１，第２入力ポート）としての光ファイバ７−１，８−１からの波長多重光についてクロスコネクト処理を施して、２つの出力ポート（第１，第２出力ポート）としての光ファイバ７−２，８−２から出力するものである。
【００２９】
また、この図１に示す波長多重処理装置１００は、光サーキュレータ１，２および光ファイバ７，７−１，７−２，８，８−１，８−２からなる入出力光インターフェイス部９をそなえるとともに、導波路デバイスとしてのＡＷＧ３，レンズ４およびミラーアレイ５，６をそなえて構成されている。
ここで、この図１に示すＡＷＧ３は、２本の入力導波路７０２を有するＡＷＧ７００〔前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）参照〕について、各チャンネル導波路７０４が端面で垂直に分断されるように基板７０１を切断したものと等価である。
【００３０】
すなわち、ＡＷＧ３は、基板３０上に、前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）で示したもの〔符号７０２〜７０４参照〕と基本的に同様の入出射導波路３１，３２，（第１）スラブ導波路３３および複数の〔図１中においては５本の〕チャンネル導波路３４が連続的に一体形成されている。つまり、基板３０上に、光信号が入射または出射される入出射導波路３１，３２と、入出射導波路３１，３２に接続された（第１）スラブ導波路３３と、スラブ導波路３３に接続された互いに長さの異なる複数のチャンネル導波路３４とが形成されている。
【００３１】
また、チャンネル導波路３４は、チャンネル導波路形成端面３０Ａにより垂直に分断され、チャンネル導波路３４の端部が１直線上に並んでいるので、レンズ４との光学的な結合を低損失化させている。
なお、図１において、ＡＷＧ３の入出射導波路３１には、第１入力ポートとしての光ファイバ７−１からの光信号（波長多重光）が入射されるとともに、第１出力ポートとしての光ファイバ７−２に向けてクロスコネクト処理後の光信号（波長多重光）が出射されるようになっており、光ファイバ７および光サーキュレータ（第１サーキュレータ）１を介して第１の入出力ポートとしての光ファイバ７−１，７−２に接続されている。
【００３２】
また、入出射導波路３２には、第２入力ポートとしての光ファイバ８−１からの光信号（波長多重光）が入射されるとともに、第２出力ポートとしての光ファイバ８−２に向けてクロスコネクト処理後の光信号（波長多重光）が出射されるようになっており、光ファイバ８および光サーキュレータ（第２サーキュレータ）２を介して第２の入出力ポートとしての光ファイバ８−１，８−２に接続されている。
【００３３】
また、第１実施形態におけるＡＷＧ３においては、入出射導波路３１，３２からの波長多重光について、スラブ導波路３３で拡散して、チャンネル導波路３４で導波路長に応じた位相差を生じさせているが、この位相差が生じた光は基板３０におけるチャンネル導波路形成端面３０Ａからレンズ４に向けて出射されるようになっている。即ち、スラブ導波路３３およびチャンネル導波路３４が協働することにより、波長多重光を回折および干渉により波長によってそれぞれ異なる方向に分光されて、端面３０Ａから出射されるのである。
【００３４】
さらに、ＡＷＧ３において、後段のレンズ４からチャンネル導波路形成端面３０Ａに入射された光については、入出射導波路３１，３２から出力ポートとしての光ファイバ７−２，８−２に向けて、クロスコネクト処理後の波長多重光として出射されるようになっている。
また、レンズ（導波路側レンズ）４は、複数のチャンネル導波路３４から出射される光信号成分の焦点位置上に配置されたもので、チャンネル導波路形成端面３０Ａから出射された光について、波長毎に異なる位置の焦点位置で集光させるとともに、各波長の光を互いに異なる光路を有する平行光として後段のミラーアレイ５に出射するものである。
【００３５】
また、レンズ４は、後段のミラーアレイ５，６からの反射光についてチャンネル導波路形成端面３０Ａに対して出射するようになっている。従って、ＡＷＧ３のチャンネル導波路形成端面３０Ａとレンズ４とは、入射および出射方向において光学的に接続され、チャンネル導波路形成端面３０Ａとレンズ４との間は、前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）に示す出力側スラブ導波路７０５と同様の機能を有している。
【００３６】
さらに、ミラーアレイ（第１ミラーアレイ）５は、レンズ４と光学的に接続されるとともに、第２ミラーアレイ６との光軸を、少なくとも複数のチャンネル導波路３７の光軸に重ならない向きとなるように配置され、第２ミラーアレイ６は、第１ミラーアレイ５からの入射光を当該第１ミラーアレイ５に反射するように配置されている。
【００３７】
また、ミラーアレイデバイスを構成するミラーアレイ５，６はそれぞれ、入射される光の光路に対応して、面方向切替が可能な反射ミラー（以下、単にミラーと記載する場合がある）５１〜５６，６１〜６６が配列されたものであって、レンズ４からの平行光を反射して、レンズ４に再び戻すものである。
特に、これらのミラー５１〜５６，６１〜６６は、入出力される波長多重光の波長数および入出射導波路３１，３２の本数に応じて配列されて、光路の異なる平行光は互いに異なるミラー５１〜５６，６１〜６６で反射されるようになっている。本実施形態のミラーアレイ５，６においては、波長多重数（３波長）および入出射導波路３１，３２の本数（２本）に基づいて、それぞれ６枚のミラー５１〜５６，６１〜６６が配列されているのである。
【００３８】
換言すれば、前述のレンズ４は、複数の入出射導波路３１，３２に波長多重された光信号が入射された場合に、複数のチャンネル導波路３４から出射された光信号成分について光路の異なる光信号成分ごとに集光して、ミラーアレイデバイス５，６における対応するミラー５１〜５６，６１〜６６へ出射するとともに、これらのミラーからの反射光をチャンネル導波路３４の端面３０Ａに入射させるレンズデバイスとして機能するようになっている。
【００３９】
また、ミラー５１〜５６，６１〜６６は、入出射導波路３１，３２に入射される光信号成分が反射するが、このときのミラー５１〜５６，６１〜６６の面方向角度の切り替え設定により、光クロスコネクト処理のために、これらの入射光に対する反射光を入出射導波路３１，３２のいずれかから出射させるようにしている。
【００４０】
すなわち、入出射導波路３１，３２のうちのいずれかから入射される光信号成分に対する反射光を出射させる導波路を、入出射導波路３１，３２のいずれかに設定すべく、ミラーアレイのそれぞれの反射ミラー５１〜５６，６１〜６６が協働して面方向角度を設定するようになっているのである。
ここで、ミラー５１は、光ファイバ８−１からの波長λ１の分波光Ｐ_λ１をレンズ４から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ６側のミラー６１又は６２に宛てて反射させるものであり、ミラー５２は、光ファイバ７−１からの波長λ１の分波光Ｑ_λ１をレンズ４から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ６側のミラー６１又は６２に宛てて反射させるものである。
【００４１】
ミラー６１，６２は、ミラー５１，５２と協働して面方向の角度が切り替えられて、ミラー５１，５２を通じて入射された光を同一の光路で反射させたり、互いの光路が入れ替わった反射光をレンズ４に出射させたりするためのものである。
なお、図１中においては、分波光Ｐ_λ１についてはミラー５１でミラー６１に向けて反射させ、分波光Ｑ_λ１についてはミラー５２でミラー６１に宛てて反射させるように、ミラー５１，５２の面方向が切り替えられている。更に、ミラー６１については、ミラー５１，５２からの分波光Ｐ_λ１および分波光Ｑ_λ１について、それぞれミラー５２，５１に反射されるように面方向の角度が切り替えられている。
【００４２】
また、ミラー５２で反射されたミラー６１からの分波光Ｐ_λ１については、ＡＷＧ３を通じて光ファイバ７−２に出射される光路でレンズ４に出射され、ミラー５１で反射されたミラー６２からの分波光Ｑ_λ１については、ＡＷＧ３を通じて光ファイバ８−２に出射される光路でレンズ４に出射される。
さらに、ミラー５３は、光ファイバ８−１からの波長λ２の分波光Ｐ_λ２をレンズ４から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ６側のミラー６３又は６４に宛てて反射させるものであり、ミラー５４は、光ファイバ７−１からの波長λ２の分波光Ｑ_λ２をレンズ４から平行光として入射されて、ミラーアレイ６側のミラー６３又は６４に宛てて反射させるものである。
【００４３】
ミラー６３，６４は、ミラー５３，５４と協働して面方向の角度が切り替えられて、ミラー５３，５４を通じて入射された光を同一の光路で反射させたり、互いの光路が入れ替わった反射光をレンズ４に出射させたりするためのものである。
なお、図１中においては、分波光Ｐ_λ２についてはミラー５３でミラー６３に向けて反射させ、分波光Ｑ_λ２についてはミラー５４でミラー６４に宛てて反射させるように、ミラー５３，５４の面方向が切り替えられている。
【００４４】
また、ミラー６３，６４はそれぞれ、ミラー５３，５４からの分波光Ｐ_λ２および分波光Ｑ_λ２について、それぞれもとの光路でレンズ４側に反射されるように面方向の角度が切り替えられている。即ち、ミラー６３に反射された分波光Ｐ_λ２については、ＡＷＧ３を通じて光ファイバ８−２に出射される光路でレンズ４に出射され、ミラー６４に反射された分波光Ｑ_λ２については、ＡＷＧ３を通じて光ファイバ７−２に出射される光路でレンズ４に出射される。
【００４５】
さらに、ミラー５５は、光ファイバ８−１からの波長λ３の分波光Ｐ_λ３をレンズ４から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ６側のミラー６５又は６６に宛てて反射させるものであり、ミラー５６は、光ファイバ７−１からの波長λ３の分波光Ｑ_λ３をレンズ４から平行光として入射されて、ミラーアレイ６側のミラー６５又は６６に宛てて反射させるものである。
【００４６】
ミラー６５，６６は、ミラー５５，５６と協働して面方向の角度が切り替えられて、ミラー５５，５６を通じて入射された光を同一の光路で反射させたり、互いの光路が入れ替わった反射光をレンズ４に出射させたりするためのものである。
なお、図１中においては、分波光Ｐ_λ３についてはミラー５５でミラー６５に向けて反射させ、分波光Ｑ_λ３についてはミラー５６でミラー６６に宛てて反射させるように、ミラー５５，５６の面方向が切り替えられている。
【００４７】
また、ミラー６５，６６はそれぞれ、ミラー５５，５６からの分波光Ｐ_λ３および分波光Ｑ_λ３について、それぞれもとの光路でレンズ４側に反射されるように面方向の角度が切り替えられている。即ち、ミラー６５に反射された分波光Ｐ_λ３については、ＡＷＧ３を通じて光ファイバ８−２に出射される光路でレンズ４に出射され、ミラー６６に反射された分波光Ｑ_λ３については、ＡＷＧ３を通じて光ファイバ７−２に出射される光路でレンズ４に出射される。
【００４８】
これにより、ＡＷＧ３においては、上述のごときレンズ４からの反射光をチャンネル導波路形成端面３０Ａで入射されて、それぞれの反射光の入射角に応じて２組の波長多重光に波長多重されて、それぞれ入出射導波路３１，３２を通じて出射させることができる。
なお、ミラーアレイ６は、レンズ４からミラーアレイ５への平行光に対してほぼ垂直となる角度に配置されている。これにより、ミラーアレイ６をなす反射ミラー６１〜６６の面方向角度を変化させることにより、ＡＷＧ３と反射ミラー５１〜５６，６１〜６６との光結合効率を変化させることにより、波長ごとに任意の光透過強度を形成することができるようになっている。
【００４９】
上述の構成による、本発明の第１実施形態にかかる波長多重処理装置１００の動作について、以下に詳述する。
すなわち、光ファイバ７−１からの波長多重光＜Ｑ_λ１，Ｑ_λ２，Ｑ_λ３＞〔以下においては、波長多重光をなす光信号成分を＜＞内に示す〕は光サーキュレータ１および光ファイバ７を介してＡＷＧ３を構成する入出射導波路３１に、光ファイバ８−１からの波長多重光＜Ｐ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞は光サーキュレータ２および光ファイバ８を介してＡＷＧ３の入出射導波路３２に、それぞれ光クロスコネクト処理用に入射される。
【００５０】
入出力光インターフェイス部９，ＡＷＧ３，レンズ４およびミラーアレイ５，６からなる波長多重処理装置１００においては、上述のごとく入出射導波路３１，３２に入射された２つの波長多重光についてクロスコネクト処理を行なって、例えば波長多重光＜Ｐ_λ１，Ｑ_λ２，Ｑ_λ３＞を入出射導波路３１を通じて出射するとともに、波長多重光＜Ｑ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞を入出射導波路３２を通じて出射する。
【００５１】
すなわち、入出射導波路３１に入射された波長多重光＜Ｑ_λ１，Ｑ_λ２，Ｑ_λ３＞はＡＷＧ３で分波され、各波長成分Ｑ_λ１，Ｑ_λ２，Ｑ_λ３がそれぞれミラー５２，５４，５６で反射する〔図１における点線で示す光路を参照〕。このとき、波長成分Ｑ_λ２，Ｑ_λ３についてはミラー５４，６４，５６，６６が協働することで元の光路を通じて入出射導波路３１から出射されるが、波長成分Ｑ_λ１についてはミラー５２，６１，５１が協働することで入出射導波路８−２へ通じる光路で反射される〔図１におけるミラー５２からミラー５１およびミラー６１に至る一点鎖線で示す光路を参照〕。
【００５２】
また、入出射導波路３２に入射された波長多重光＜Ｐ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞はＡＷＧ３で分波され、各波長成分Ｐ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３がそれぞれミラー５１，５３，５５で反射する〔図１における実線で示す光路を参照〕。このとき、波長成分Ｐ_λ２，Ｐ_λ３についてはミラー５３，６３，５５，６５が協働することで元の光路を通じて入出射導波路３２から出射されるが、波長成分Ｐ_λ１についてはミラー５１，６１，５２が協働することで入出射導波路８−２へ通じる光路で反射される〔図１におけるミラー５１からミラー６１およびミラー５２に至る一点鎖線で示す光路を参照〕。
【００５３】
すなわち、波長多重光の信号成分をクロスコネクト処理により組み替える場合には、ミラーアレイ６において組み替え対象の波長〔図１の場合は波長λ１〕に割り当てられた２つのミラーのうちどちらか一つのミラー〔６１〕のみに光が向くようにミラーアレイ５のミラー〔５１，５２〕の面方向角度を切り替える。更には、ミラーアレイ６のミラー〔６１〕の向きは、ミラーアレイ５のうち１つの反射ミラー〔５１，５２〕からの反射光がもう一つの反射ミラー〔５２，５１〕に向かうように変化させる。
【００５４】
したがって、ミラーアレイ５，６において対象となる波長成分〔Ｐ_λ１，Ｑ_λ１〕の光路が切り替えることにより、入射される波長多重光の信号成分を波長単位に組み替えて、クロスコネクト処理が施された波長多重光として入出射導波路３１，３２から出射することができるのである。λ１の光であるＰ_λ１，Ｑ_λ１以外の波長成分Ｐ_λ２，Ｐ_λ３，Ｑ_λ２，Ｑ_λ３を組み替える場合についても同様である。
【００５５】
なお、ミラーアレイ５，６では、それぞれの波長に分光された波長成分の信号光を反射させ、それぞれの波長に応じて選択的に方向を切り替えているが、反射されるミラー５１〜５６，６１〜６６の角度の調整により、反射光の光強度を適度に減衰させて、ＡＷＧ３に戻すこともできる。このようにすれば、クロスコネクト装置としての機能とともに、波長ごとに光透過強度を可変する機能についても併せ持つ波長多重処理装置を構成することができる。
【００５６】
このように、本発明の第１実施形態にかかる波長多重処理装置によれば、単一のＡＷＧ３を用いて光クロスコネクト機能を実現することができるので、装置を構成するための部品点数を減少させて、製造コストを大幅に削減させるとともに、装置規模の小型化を図ることができる利点がある。
また、第１ミラーアレイ５は、レンズ４と光学的に接続されるとともに、第２ミラーアレイ６との光軸を、少なくとも複数のチャンネル導波路３４の光軸に重ならない向きとなるように配置され、第２ミラーアレイ６は、第１ミラーアレイ５からの入射光を当該第１ミラーアレイ５に反射するように配置されているので、ミラーアレイ６の面方向を導波路アレイ方向（ＡＷＧ３の端部におけるチャンネル導波路３４の形成方向）と垂直な方向に傾けて、導波路と反射ミラーとの光結合効率を変化させることにより、波長ごとに任意の光透過強度を形成することができ、波長等化器としての機能をも持たせることができる。
【００５７】
〔Ｂ１〕第１実施形態の第１変形例の説明
図２は本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重処理装置を示す模式図で、この図２に示す波長多重処理装置１０１は、前述の第１実施形態における波長多重処理装置１００に比して、導波路デバイスとしてのＡＷＧ３−１の構成が異なっている。又、このＡＷＧ３−１以外の構成については、前述の波長多重処理装置１００と同様であり、詳細な説明については省略する。尚、図２中、図１と同様の部分には同一の符号を付してある。
【００５８】
ここで、ＡＷＧ３−１は、図１に示すＡＷＧ３と異なり、基板３０上に、光信号が入射または出射される入出射導波路３１，３２と、入出射導波路３１，３２に接続された（第１）スラブ導波路３３と、スラブ導波路３３に接続された互いに長さの異なる複数のチャンネル導波路３４とともに、チャンネル導波路３４に接続された長方形形状の出力側スラブ導波路（第２スラブ導波路）３５が形成されている。
【００５９】
そして、この出力側スラブ導波路３５は、レンズ４と光学的に接続される端面３０Ｂに沿って形成されており、これにより、ＡＷＧ３―１は、出力側スラブ導波路３５の形成端面３０Ｂを通じてレンズ４と光学的に接続されている。
このような構成による、第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重処理装置１０１においても、第１実施形態にかかる波長多重処理装置１００と同様に、波長多重光についてのクロスコネクト処理を行なうことができる。
【００６０】
したがって、第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重処理装置１０１においても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができるほか、前述の第１実施形態においては、ＡＷＧ３を製造する際に、チャンネル導波路３４を端面３０Ａで垂直となる様な高精度の切断加工が必要となるが、本変形例によれば、各チャンネル導波路３４を高精度な導波路プロセスのみで形成することができるので、各チャンネル導波路３５の長さを高精度かつ容易に製造することができる利点もある。
【００６１】
〔Ｂ２〕第１実施形態の第２変形例の説明
図３は本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重処理装置を示す模式図で、この図３に示す波長多重処理装置１０２は、前述の図２に示す波長多重処理装置１０２に比して、導波路デバイスとしてのＡＷＧ３−２の構成が異なっている。又、このＡＷＧ３−２以外の構成については、前述の波長多重処理装置１００，１０１と同様であり、詳細な説明については省略する。尚、図３中、図１，図２と同様の部分には同一の符号を付してある。
【００６２】
ここで、ＡＷＧ３−２は、図２に示すＡＷＧ３−１と異なり、出力側スラブ導波路３６が、光伝搬方向の長さがスラブ導波路３３よりも短くされている。そして、出力側スラブ導波路３６が、レンズ４と光学的に接続される端面３０Ｃに沿って形成されて、ＡＷＧ３―２が出力側スラブ導波路３５の形成端面３０Ｃを通じてレンズ４と光学的に接続されている。
【００６３】
このような構成による、第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重処理装置１０２においても、第１実施形態にかかる波長多重処理装置１００と同様に、波長多重光についてのクロスコネクト処理を行なうことができる。
したがって、第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重処理装置１０２においても、前述の第１実施形態の第１変形例の場合と同様の利点を得ることができるほか、出力側スラブ導波路３６を、図２の場合の出力側スラブ導波路３５よりも光伝搬方向での長さを短くして形成しているので、レンズ４との焦点距離を短くすることができ、図２に示す波長多重処理装置の場合に比べて装置規模の縮小化を図ることができる利点がある。
【００６４】
なお、上述の第１実施形態および第１実施形態の第１，第２変形例においては、光クロスコネクト機能および波長ごとの光透過強度可変機能を有しているが、光クロスコネクト機能に代えて光分岐挿入機能を持たせることも、もちろん可能である。
〔Ｃ〕第２実施形態の説明
図４は本発明の第２実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図で、この図４に示す波長多重処理装置２００は、前述の第１実施形態における波長多重処理装置１００に比して、クロスコネクト機能及び波長ごとの光透過強度可変機能をそなえている点は共通するが、ＡＷＧ２３０およびミラーアレイ２５０，２６０の構成が異なっており、更に、入出力ポートとしての光ファイバ７−１，７−２，８−１，８−２をＡＷＧ２３０と接続するための光サーキュレータ〔図１における符号１，２参照〕を不要としている。
【００６５】
なお、第２実施形態にかかる波長多重処理装置２００のミラー２４０は、前述の図１〜図３に示すレンズ４と同様の機能を有するものである。
また、ＡＷＧ２３０は、基板２３１上に、４本の入出射導波路２３２〜２３５，スラブ導波路２３６および複数の（図４中では５本の）チャンネル導波路２３７が形成されたものであって、前述のＡＷＧ７００〔前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）参照〕について、各チャンネル導波路７０４が端面で垂直に分断されるように基板７０１を切断したものと等価である。
【００６６】
すなわち、基板２３１上に、光信号が入射または出射される入出射導波路２３２〜２３５と、入出射導波路２３２〜２３５に接続された（第１）スラブ導波路２３６と、スラブ導波路２３６に接続された互いに長さの異なるチャンネル導波路２３７と、が形成されている。又、チャンネル導波路２３７は、チャンネル導波路形成端面３０Ａにより垂直に分断され、複数のチャンネル導波路２３７の端部が１直線上に並んでいるので、レンズ４との光学的な結合を低損失化させている。
【００６７】
また、ＡＷＧ２３０は、前述の図１〜３に示すＡＷＧ３，３−１，３−２とは異なり、４本の入出射導波路２３２〜２３５をそなえているが、スラブ導波路２３６およびチャンネル導波路２３７については、ＡＷＧ３，３−１，３−２におけるスラブ導波路３３およびチャンネル導波路３４と機能的には同様に構成されている。又、ＡＷＧ２３０における４本の入出射導波路２３２〜２３６は、それぞれ光ファイバ７−１，７−２，８−１，８−２に接続されている。
【００６８】
これにより、入出射導波路（第１入出射導波路）２３２は第１入力ポートとしての光ファイバ７−１から波長多重光が入射される入射導波路として構成され、入出射導波路（第２入出射導波路）２３５は第２入力ポートとしての光ファイバ８−１から波長多重光が入射される入射導波路として構成される。同様に、入出射導波路（第３入出射導波路）２３３は第１出力ポートとしての光ファイバ７−２に対してクロスコネクト処理後の第１の波長多重光を出射する出射導波路として構成され、入出射導波路（第４入出射導波路）２３４は第２出力ポートとしての光ファイバ８−２に対してクロスコネクト処理後の第２の波長多重光を出射する出射導波路として構成される。
【００６９】
また、第２実施形態におけるＡＷＧ２３０においても、入射導波路２３２，２３５からの波長多重光について、スラブ導波路２３６で拡散して、チャンネル導波路２３７で導波路長に応じた位相差を生じさせているが、この位相差が生じた光は基板２３１におけるチャンネル導波路形成端面２３０Ａからレンズ２４０に向けて出射されるようになっている。即ち、スラブ導波路２３６および各チャンネル導波路２３７が協働することにより、波長多重光を回折および干渉により波長によってそれぞれ異なる方向に分光して、端面２３０Ａから出射されるようになっている。
【００７０】
さらに、後段のミラーアレイ２５０，２６０からの反射光を、レンズ２４０を介しチャンネル導波路形成端面２３０Ａを通じて入射されると、出射導波路２３３，２３４から出力ポートとしての光ファイバ７−２，８−２に向けて、クロスコネクト処理後の波長多重光として出射されるようになっている。
また、レンズ２４０（導波路側レンズ）は、複数のチャンネル導波路２３７から出射される光信号成分の焦点位置上に配置され、チャンネル導波路形成端面２３０Ａから出射された光について、波長毎に異なる位置の焦点位置で集光させるとともに、各波長の光を互いに異なる光路を有する平行光として後段のミラーアレイ２５０に出射するものである。
【００７１】
さらに、後段のミラーアレイ２５０，２６０からの反射光については、チャンネル導波路形成端面２３０Ａに対して出射するようになっている。従って、ＡＷＧ２３０のチャンネル導波路形成端面２３０Ａとレンズ２４０とは、入射および出射方向において光学的に接続されており、チャンネル導波路形成端面２３０Ａとレンズ２４０とは、前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）に示す出力側スラブ導波路７０５と同様の機能を有している。
【００７２】
また、ミラーアレイ（第１ミラーアレイ）２５０は、レンズ２４０と光学的に接続されるとともに、第２ミラーアレイ２６０との光軸を、少なくとも複数のチャンネル導波路２３７の光軸に重ならない向きとなるように配置され、第２ミラーアレイ２６０は、第１ミラーアレイ２５０からの入射光を当該第１ミラーアレイ２５０に反射するように配置されている。
【００７３】
さらには、ミラーアレイデバイスを構成するミラーアレイ２５０，２６０はそれぞれ、入射される光の光路に対応して面方向切替が可能な反射ミラー（以下、単にミラーと記載する場合がある）２５１−１〜２５１−４，２５２−１〜２５２−４，２５３−１〜２５３−４，２６１〜２６６が配列されたものであって、レンズ２４０からの平行光を反射して、レンズ２４０に再び戻すものである。
【００７４】
特に、これらのミラー５１〜５６，６１〜６６は、入出力される波長多重光の波長数および入出射導波路２３２〜２３５の本数（入出力ポートのポート数）に応じて配列されて、光路の異なる平行光は互いに異なるミラーで反射されるようになっている。
本実施形態のミラーアレイ２５０においては、波長多重数（３波長）および入出射導波路２３２〜２３５の本数（４本）に基づいて、１波長あたり４枚のミラー２５１−１〜２５１−４，２５２−１〜２５２−４，２５３−１〜２５３−４が配列され、ミラーアレイ２６０においては、１波長あたり２枚のミラー２６１〜２６６が配列されているのである。
【００７５】
換言すれば、前述のレンズ２４０は、複数の入射導波路２３２，２３５に波長多重された光信号が入射された場合に、複数のチャンネル導波路２３７から出射された光信号成分について光路の異なる光信号成分ごとに集光して、ミラーアレイ２５０，２６０における対応するミラー２５１−１，２５１−４，２５２−１，２５２−４，２５３−１，２５３−４，２６１〜２６６へ出射するとともに、これらの反射ミラーからの反射光をチャンネル導波路２３７の端面２３０Ａに入射させるレンズデバイスとして機能するようになっている。
【００７６】
また、入射導波路２３２，２３５に入射される光信号成分は反射するミラーアレ２５０，２６０における該当ミラーで反射するが、このときの該当ミラー２５１−１〜２５１−４，２５２−１〜２５２−４，２５３−１〜２５３−４，２６１〜２６６の面方向角度は、光クロスコネクト処理のために、上述の入射光に対する反射光を出射導波路２３３，２３４のいずれかから出射させるように切替設定されている。
【００７７】
すなわち、入出射導波路２３２〜２３５のうちのいずれかから入射される光信号成分に対する反射光を入出射導波路２３２〜２３５のいずれかから出射させるように、ミラーアレイ２５０，２６０のそれぞれの反射ミラー２５１−１〜２５１−４，２５２−１〜２５２−４，２５３−１〜２５３−４，２６１〜２６６が協働して面方向角度を設定するように構成されている。
【００７８】
ここで、ミラー２５１−１は、光ファイバ８−１からの波長λ１の分波光Ｐ_λ１をレンズ２４０から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ２６０側のミラー２６１に宛てて反射させるものであり、ミラー２５１−４は、光ファイバ７−１からの波長λ１の分波光Ｑ_λ１をレンズ２４０から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ２６０側のミラー２６２に宛てて反射させるものである。
【００７９】
ミラー２６１，２６２は、ミラー２５１−２，２５１−２のいずれかと協働して面方向の角度が切り替えられて、ミラー２５１−１，２５１−４を通じて入射された光を、光ファイバ８−２を通じて出射させるための光路で反射させたり、光ファイバ７−２を通じて出射させるための光路で反射させたりするためのものである。
【００８０】
なお、図１中においては、分波光Ｐ_λ１についてはミラー２５１−１でミラー２６１に向けて反射させ、分波光Ｑ_λ１についてはミラー２５１−４でミラー２６２に宛てて反射させるように、ミラー２５１−１，２５１−４の面方向が切り替えられている。更に、ミラー２６１，２６２についてはそれぞれ、ミラー２５１−１，２５１−４からの分波光Ｐ_λ１，Ｑ_λ１について、ミラー２５１−３，２５１−２に反射されるように面方向の角度が切り替えられている。
【００８１】
また、ミラー２５１−３で反射されたミラー２６１からの分波光Ｐ_λ１については、ＡＷＧ２３０を通じて光ファイバ７−２に出射される光路でレンズ２４０に出射され、ミラー２５１−２で反射されたミラー２６２からの分波光Ｑ_λ１については、ＡＷＧ２３０を通じて光ファイバ８−２に出射される光路でレンズ２４０に出射される。
【００８２】
さらに、ミラー２５２−１は、光ファイバ８−１からの波長λ２の分波光Ｐ_λ２をレンズ２４０から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ２６０側のミラー２６３に宛てて反射させるものであり、ミラー２５２−４は、光ファイバ７−１からの波長λ２の分波光Ｑ_λ２をレンズ２４０から平行光として入射されて、ミラーアレイ２６０側のミラー２６４に宛てて反射させるものである。
【００８３】
ミラー２６３，２６４は、ミラー２５２−２，２５２−３と協働して面方向の角度が切り替えられて、ミラー２５２−１，２５２−４を通じて入射された光を、光ファイバ８−２を通じて出射させるための光路で反射させたり、光ファイバ７−２を通じて出射させるための光路で反射させたりするためのものである。
なお、図１中においては、分波光Ｐ_λ２についてはミラー２５２−１でミラー２６３に向けて反射させ、分波光Ｑ_λ２についてはミラー２５２−４でミラー２６４に宛てて反射させるように、ミラー２５２−１，２５２−４の面方向が切り替えられている。
【００８４】
また、ミラー２６３，２６４はそれぞれ、ミラー２５２−１，２５２−４からの分波光Ｐ_λ２および分波光Ｑ_λ２について、それぞれ光ファイバ８−２，７−２に通じた光路でレンズ２４０側に反射されるように面方向の角度が切り替えられている。即ち、ミラー２６３に反射された分波光Ｐ_λ２については、ＡＷＧ２３０を通じて光ファイバ８−２に出射される光路でレンズ２４０に出射され、ミラー２６４に反射された分波光Ｑ_λ２については、ＡＷＧ２３０を通じて光ファイバ７−２に出射される光路でレンズ２４０に出射される。
【００８５】
さらに、ミラー２５３−１は、光ファイバ８−１からの波長λ３の分波光Ｐ_λ３をレンズ２４０から平行光として入射されて、面方向の角度切替により、ミラーアレイ２６０側のミラー２６５に宛てて反射させるものであり、ミラー２５３−４は、光ファイバ７−１からの波長λ３の分波光Ｑ_λ３をレンズ２４０から平行光として入射されて、ミラーアレイ２６０側のミラー２６６に宛てて反射させるものである。
【００８６】
ミラー２６５，２６６は、ミラー２５３−２，２５３−３と協働して面方向の角度が切り替えられて、ミラー２５３−１，２５３−４を通じて入射された光を、光ファイバ８−２を通じて出射させるための光路で反射させたり、光ファイバ７−２を通じて出射させるための光路で反射させたりするためのものである。
なお、図１中においては、分波光Ｐ_λ３についてはミラー２５３−１でミラー２６５に向けて反射させ、分波光Ｑ_λ３についてはミラー２５３−４でミラー２６６に宛てて反射させるように、ミラー２５３−１，２５３−４の面方向が切り替えられている。
【００８７】
また、ミラー２６５，２６６はそれぞれ、ミラー２５３−１，２５３−４からの分波光Ｐ_λ３および分波光Ｑ_λ３について、それぞれ光ファイバ８−２，７−２に通じた光路でレンズ２４０側に反射されるように面方向の角度が切り替えられている。即ち、ミラー２６５に反射された分波光Ｐ_λ３については、ＡＷＧ２３０を通じて光ファイバ８−２に出射される光路でレンズ２４０に出射され、ミラー２６６に反射された分波光Ｑ_λ３については、ＡＷＧ２３０を通じて光ファイバ７−２に出射される光路でレンズ２４０に出射される。
【００８８】
これにより、ＡＷＧ２３０においては、上述のごときレンズ２４０からの反射光をチャンネル導波路形成端面２３０Ａで入射されて、それぞれの反射光の入射角に応じて２組の波長多重光に波長多重されて、それぞれ出射導波路２３３，２３４を通じて出射させることができる。
なお、ミラーアレイ２６０は、レンズ２４０からミラーアレイ２５０への平行光に対してほぼ垂直となる角度に配置されている。これにより、ミラーアレイ２６０をなす反射ミラー２６１〜２６６の面方向角度を変化させることにより、ＡＷＧ２３０と反射ミラー２５１−１〜２５１−４，２５２−１〜２５２−４，２５３−１〜２５３−４，２６１〜２６６との光結合効率を変化させることにより、波長ごとに任意の光透過強度を形成することができるようになっている。
【００８９】
上述の構成により、本発明の第２実施形態にかかる波長多重処理装置２００においても、前述の第１実施形態における波長多重処理装置１００と基本的に同様に、クロスコネクト処理を行なうことができる。
たとえば、光ファイバ７−１からの波長多重光＜Ｑ_λ１，Ｑ_λ２，Ｑ_λ３＞はＡＷＧ２３０を構成する入射導波路２３５に、光ファイバ８−１からの波長多重光＜Ｐ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞はＡＷＧ２３０の入射導波路２３２に、それぞれ光クロスコネクト処理用に入射される。
【００９０】
ＡＷＧ２３０，レンズ２４０およびミラーアレイ２５０，２６０からなる波長多重処理装置２００においては、上述のごとく入射導波路２３２，２３５に入射された２つの波長多重光について、ミラーアレイ２５０，２６０をなす反射ミラー２５１−１〜２５１−４，２５２−１〜２５２−４，２５３−１〜２５３−４，２６１〜２６６の面方向角度を切り替えることでクロスコネクト処理を行なう。
【００９１】
これにより、例えば波長多重光＜Ｐ_λ１，Ｑ_λ２，Ｑ_λ３＞を出射導波路２３３を通じて出射するとともに、波長多重光＜Ｑ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞を出射導波路２３４を通じて出射する。
このように、本発明の第２実施形態にかかる波長多重処理装置によれば、単一のＡＷＧ２３０を用いて光クロスコネクト機能を実現することができるので、装置を構成するための部品点数を減少させて、製造コストを大幅に削減させるとともに、装置規模の小型化を図ることができる利点があるほか、第１実施形態における波長多重処理装置の場合に必要であった光サーキュレータを不要とすることが可能であるため、部品点数を更に減少させ、製造コストの更なる低減化や装置規模の小型化を図るほか、光サーキュレータを光が通過する分の光損失までも低減させることもできる。
【００９２】
また、前述の第１実施形態の場合と同様に、ミラーアレイ２６０の面方向を導波路アレイと垂直な方向に傾けて、導波路と反射ミラーとの光結合効率を変化させることにより、波長ごとに任意の光透過強度を形成することができ、波長等化器としての機能をも持たせることができる。
さらに、ミラーアレイ２５０は、レンズ２４０と光学的に接続されるとともに、第２ミラーアレイ２６０との光軸を、少なくとも複数のチャンネル導波路２３７の光軸に重ならない向きとなるように配置され、第２ミラーアレイ２６０は、第１ミラーアレイ２５０からの入射光を当該第１ミラーアレイ２５０に反射するように配置されているので、ミラーアレイ２５０，２６０における反射ミラーの面方向の切替において、各波長に分波された信号光をスイッチで反射させたときの光ビームを、ミレンズ２４０とミラーアレイ２５０との間の光路方向に垂直な方向に回避してから、光路切り替えを行なっているので、切替先となる出力ポート以外の他のポートへの不要信号の入射を防ぐこともできる。
【００９３】
〔Ｄ〕第３実施形態の説明
図５は本発明の第３実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図で、この図５に示す波長多重処理装置３００は、光サーキュレータ１，２および光ファイバ７，７−１，７−２，８，８−１，８−２からなる入出力光インターフェイス部９をそなえるとともに、導波路デバイスとしてのＡＷＧ３３０，凸形状の第１レンズ３４１，マイクロレンズアレイ３４２およびミラーアレイ３５０をそなえて構成され、波長多重光について光分岐挿入処理を施すものである。
【００９４】
すなわち、第３実施形態にかかる波長多重処理装置３００においては、入力ポートとしての光ファイバ７−１からの波長多重光をなす複数の波長成分の光のうちのいずれかを、分岐ポートとしての光ファイバ８−２から選択的に出射させるとともに（ドロップ）、挿入ポートとしての光ファイバ８−１からの光を、上述の波長多重光をなす残りの波長成分の光と多重（波長多重）して（アド）、出力ポートとしての光ファイバ７−２から出射するようになっている。
【００９５】
ここで、この図５に示すＡＷＧ３３０は、前述の第１実施形態におけるものと同様、基板３３５上に、光信号が入射または出射される入出射導波路３３１，３３２，（第１）スラブ導波路３３３および複数の〔図５中においては５本の〕チャンネル導波路３３４が連続的に一体形成されている。つまり、基板３３５上に、入出射導波路３３１，３３２と、入出射導波路３３１，３３２に接続された（第１）スラブ導波路３３３と、スラブ導波路３３３に接続された互いに長さの異なる複数のチャンネル導波路３３４とが形成されている。
【００９６】
また、チャンネル導波路３３４は、チャンネル導波路形成端面３３０Ａにより垂直に分断され、チャンネル導波路３３４の端部が１直線上に並んでいるので、後段のレンズ３４１との光学的な結合を低損失化させている。
また、ＡＷＧ３３０の入出射導波路３３１には、光ファイバ７および光サーキュレータ１を介して入力ポートとしての光ファイバ７−１および出力ポートとしての光ファイバ７−２が接続されており、入力ポートとしての光ファイバ７−１からの光信号（波長多重光）が入射されるとともに、出力ポートとしての光ファイバ７−２に向けて分岐挿入処理後の光信号（波長多重光）が出射されるようになっている。
【００９７】
さらに、入出射導波路３３２には、光ファイバ８および光サーキュレータ２を介して挿入ポートとしての光ファイバ８−１および分岐ポートとしての光ファイバ８−２が接続されており、光ファイバ８−１から挿入用の光が入射されるとともに、光ファイバ８−２に分岐光が出射されるようになっている。
また、上述の入出射導波路３３１，３３２から入射された光についても、スラブ導波路３３３で拡散して、チャンネル導波路３３４で、その導波路長に応じた位相差を生じさせているが、この位相差が生じた光は基板３３５におけるチャンネル導波路形成端面３３０Ａから第１レンズ３４１に向けて出射されるようになっている。即ち、スラブ導波路３３３およびチャンネル導波路３３４が協働して波長多重光を回折および干渉させて、波長および入射された導波路３３１，３３２によってそれぞれ異なる方向に分光されるのである。
【００９８】
さらに、ＡＷＧ３３０において、後段の第１レンズ３４１からチャンネル導波路形成端面３３０Ａに入射された光については、入出射導波路３３１，３３２から出力ポートとしての光ファイバ７−２または分岐ポートとしての光ファイバ８−２に向けて、分岐挿入処理後の波長多重光として出射されるようになっている。
【００９９】
また、第１レンズ（導波路側レンズ）３４１は、前述の第１実施形態におけるレンズ４と同様に、複数のチャンネル導波路３３４から出射される光信号成分の焦点位置上に配置されている。そして、チャンネル導波路形成端面３３０Ａから出射された光について、波長毎および入射された導波路３３１，３３２によって異なる焦点位置で集光させるとともに、各波長の光を互いに異なる光路を有する平行光として後段のマイクロレンズアレイ３４２側に出射するものであり、更に、後段のマイクロレンズアレイ３４２からの反射光についてチャンネル導波路形成端面３３０Ａに対して出射するようになっている。
【０１００】
したがって、ＡＷＧ３３０のチャンネル導波路形成端面３３０Ａとレンズ３４１とは、入射および出射方向において光学的に接続され、チャンネル導波路形成端面３３０Ａとレンズ４との間は、前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）に示す出力側スラブ導波路７０５と同様の機能を有している。
また、マイクロレンズアレイ３４２は、凸形状に複数の反射ミラー側レンズとしての第２レンズ３４３〜３４５をそなえてなるものである。そして、これらの第２レンズ３４３〜３４５は、入射される波長多重光を構成する波長に対応して、ＡＷＧ３で分光された各波長の光の光路上に配列されている。図５中におけるレンズ３４３〜３４５はそれぞれ、波長λ１〜λ３にそれぞれ対応して、波長λ１〜λ３の光の光路上に配置されたものである。
【０１０１】
すなわち、第２レンズ３４３〜３４５はそれぞれ、入力ポートとしての光ファイバ７−１から入射され分光された光Ｐ_λ１〜Ｐ_λ３と、挿入ポートとしての光ファイバ８−１から入射された光Ｑ_λ１〜Ｑ_λ３とを集光してミラーアレイ３５０に出射するとともに、ミラーアレイ３５０で反射された各波長の光を平行光として第１レンズ３４１に出射するようになっている。
【０１０２】
なお、第１レンズ３４１は分光された信号光すべてを１つの凸部で集光できる大きさであり、第２レンズ３４３〜３４５は分光された波長の光毎に異なるレンズ３４３〜３４５の凸部で集光できる大きさを有している。
ミラーアレイデバイスを構成するミラーアレイ３５０は、入射される光の光路に対応して面方向切替が可能な複数〔３つの〕の反射ミラー３５１〜３５３が配列されたものであって、これらの反射ミラー３５１〜３５３はそれぞれ、第２レンズ３４３〜３４５からの平行光を反射して、第２レンズ３４３〜３４５に再び戻すものである。
【０１０３】
換言すれば、上述の第１レンズ３４１および第２レンズ３４３〜３４５により、複数の入出射導波路３３１，３３２に波長多重された光信号が入射された場合に、複数のチャンネル導波路３３４から出射された光信号成分について光路の異なる光信号成分ごとに集光して、ミラーアレイデバイス３５０における対応するミラー３５１〜３５３へ出射するとともに、これらのミラー３５１〜３５３からの反射光をチャンネル導波路３３４の端面３３０Ａに入射させるレンズデバイスとして機能するようになっている。
【０１０４】
また、入出射導波路３３１，３３２に入射される光信号成分が反射するミラー３５１〜３５３の面方向角度は、光分岐挿入処理のために、これらの入射光に対する反射光を入出射導波路３３１，３３２のいずれかから出射させるように設定されている。
たとえば、入力ポートとしての光ファイバ７−１から出力ポートとしての光ファイバ７−２に光を通す場合には、ミラーアレイ３５０における該当波長光を反射するミラー３５１〜３５３を、光を完全に反対向きに反射させるような面方向角度に設定する。このとき、反射光は元の光路を辿ってＡＷＧ３３０に戻されて、入出射導波路３３１を伝搬するため、光サーキュレータ１を経由して出力ポートとしての光ファイバ７−２へと導かれる。
【０１０５】
また、入力ポートとしての光ファイバ７−１から分岐ポートとしての光ファイバ８−２に光を通す場合には、ミラーアレイ３５０における該当波長光を反射するミラー３５１〜３５３の面角度を切り替えて、反射光の角度が、挿入ポートとしての光ファイバ８−１から入射された同一波長の光が端面３３０Ａから出射される際の角度と同じになるようにしている。
【０１０６】
この場合において、ＡＷＧ３３０に戻された信号光は入出射導波路３３２の方向に回折されるため、反射光は、光サーキュレータ２を経由して分岐ポートとしての光ファイバ８−２へと導かれる。このとき、挿入ポートとしての光ファイバ８−１に入射した光は入出射導波路３３１の方向に回折されるため、光サーキュレータ１を経由して出力ポートとしての光ファイバ７−２へと導かれる。従って、入力ポートから分岐ポートへの分岐スイッチングと、挿入ポートから出力ポートへの挿入スイッチングを同時に実現することができる。
【０１０７】
なお、図５中においては、λ１の光が入力ポートから分岐ポートへの分岐スイッチング〔Ｐ_λ１参照〕がなされるとともに、挿入ポートから出力ポートへの挿入スイッチング〔Ｑ_λ１参照〕がなされる状態〔ルーティング状態〕であり、波長λ２の光と波長λ３の光は、入力ポートから出力ポートへのスイッチングがなされる状態〔ルーティング状態〕である。
【０１０８】
上述の構成による、本発明の第３実施形態にかかる波長多重処理装置３００の動作について、以下に詳述する。
すなわち、光ファイバ７−１からの波長多重光＜Ｐ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞〔以下においては、波長多重光をなす光信号成分を＜＞内に示す〕は光サーキュレータ１および光ファイバ７を介してＡＷＧ３３０を構成する入出射導波路３３１に、光ファイバ８−１からの挿入スイッチング用の光Ｐ_λ１は光サーキュレータ２および光ファイバ８を介してＡＷＧ３３０の入出射導波路３３２に、それぞれ光分岐処理用に入射される。
【０１０９】
入出力光インターフェイス部９，ＡＷＧ３３０，第１レンズ３４１，マイクロレンズアレイ３４２およびミラーアレイ３５０からなる波長多重処理装置３００においては、上述のごとく入出射導波路３３１，３３２に入射された２つの波長多重光について分岐挿入処理を行なって、例えば波長多重光＜Ｑ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞を入出射導波路３３１を通じて出射するとともに、分岐光Ｐ_λ１を入出射導波路３３２を通じて出射する。
【０１１０】
なお、ミラーアレイ３５０では、それぞれの波長に分光された波長成分の信号光を反射させ、それぞれの波長に応じて光分岐挿入処理のためにミラー角度を選択的に切り替えているが、反射されるミラー３５１〜３５３の角度の調整により、反射光の光強度を適度に減衰させて、ＡＷＧ３３０に戻すこともできる。このようにすれば、光分岐挿入装置としての機能とともに、波長ごとに光透過強度を可変する機能についても併せ持つ波長多重処理装置を構成することができる。
【０１１１】
このように、本発明の第３実施形態にかかる波長多重処理装置によれば、単一のＡＷＧ３３０を用いて光分岐挿入機能を実現することができるので、装置を構成するための部品点数を減少させて、製造コストを大幅に削減させるとともに、装置規模の小型化を図ることができる利点がある。
また、ミラーアレイ３５０についても一つだけで構成することができるので、装置を構成するための部品点数を減少させて、製造コストを大幅に削減させるとともに、ミラーアレイ３５０をなす各反射ミラー３５１〜３５３の面方向の角度切替制御についても容易にすることができる利点もある。
【０１１２】
〔Ｅ〕第４実施形態の説明
図６は本発明の第４実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図で、この図６に示す波長多重処理装置４００は、前述の第３実施形態における波長多重処理装置３００に比して、光分岐挿入機能及び波長ごとの光透過強度可変機能をそなえている点は共通するが、ＡＷＧ４３０の構成が異なっており、更に、入出力ポートとしての光ファイバ７−１，７−２，８−１，８−２をＡＷＧ４３０と接続するための光サーキュレータ１，２や光ファイバ７，８を不要としている。
【０１１３】
また、ＡＷＧ４３０は、前述の第２実施形態におけるＡＷＧ２３０と同様の構成を有しており、前述のＡＷＧ７００〔前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）参照〕について、各チャンネル導波路７０４が端面で垂直に分断されるように基板７０１を切断したものと等価である。
すなわち、基板４３１上に、光信号が入射または出射される入出射導波路４３２〜４３５と、入出射導波路４３２〜４３５に接続された（第１）スラブ導波路４３６と、スラブ導波路４３６に接続された互いに長さの異なる複数のチャンネル導波路４３７とが形成されている。又、チャンネル導波路４３７は、チャンネル導波路形成端面３０Ａにより垂直に分断され、チャンネル導波路３４の端部が１直線上に並んでいるので、レンズ４との光学的な結合を低損失化させている。
【０１１４】
ここで、ＡＷＧ４３０は、４本の入出射導波路４３２〜４３５をそなえているが、スラブ導波路４３６およびチャンネル導波路４３７については、ＡＷＧ３，３−１，３−２におけるスラブ導波路３３およびチャンネル導波路３４と機能的には同様に構成されている。又、ＡＷＧ４３０における４本の入出射導波路４３２〜４３６は、それぞれ光ファイバ８−２，７−２，８−１，７−１に接続されている。
【０１１５】
これにより、入出射導波路４３２は分岐ポート（第２出力ポート）としての光ファイバ８−２に対して分岐された光を出射する出射導波路として構成され、入出射導波路４３３は（第１）出力ポートとしての光ファイバ７−２に対して光分岐挿入処理後の波長多重光を出射する出射導波路として構成される。同様に、入出射導波路４３４は挿入ポート（第２入力ポート）としての光ファイバ８−１から挿入処理用の光が入射される入射導波路として構成され、入出射導波路４３５は（第１）入力ポートとしての光ファイバ７−１から波長多重光が入射される入射導波路として構成される。
【０１１６】
したがって、入出射導波路４３２は第２出力ポートに接続された第４導波路として、入出射導波路４３３は第１出力ポートに接続された第３導波路として、入出射導波路４３４は第２入力ポートに接続された第２導波路として、入出射導波路４３５は第１入力ポートに接続された第１導波路として、それぞれ構成される。そして、４本の入出射導波路４３２〜４３５の配列は、第１入出射導波路，第２入出射導波路，第３入出射導波路および第４入出射導波路の順番で相対的に並んでいる。
【０１１７】
また、上述の入出射導波路４３４，４３５から入射された光についても、スラブ導波路４３６で拡散して、チャンネル導波路４３７で、その導波路長に応じた位相差を生じさせているが、この位相差が生じた光は基板４３１におけるチャンネル導波路形成端面４３０Ａから第１レンズ４４１に向けて出射されるようになっている。即ち、スラブ導波路４３６およびチャンネル導波路４３７が協働して波長多重光を回折および干渉させて、波長および入射された導波路３１，３２によってそれぞれ異なる方向に分光されるのである。
【０１１８】
さらに、ＡＷＧ４３０において、第１レンズ４４１からチャンネル導波路形成端面４３０Ａに入射された光については、入出射導波路４３３，４３２から出力ポートとしての光ファイバ７−２または分岐ポートとしての光ファイバ８−２に向けて、分岐挿入処理後の波長多重光として出射されるようになっている。
また、第１レンズ４４１は、前述の第３実施形態におけるレンズ３４１と同様に、複数のチャンネル導波路４３７から出射される光信号成分の焦点位置上に配置されるものである。そして、チャンネル導波路形成端面４３０Ａから出射された光について、波長毎および入射された導波路４３４，４３５によって異なる焦点位置で集光させるとともに、各波長の光を互いに異なる光路を有する平行光として後段のマイクロレンズアレイ４４２側に出射し、更に、後段のマイクロレンズアレイ４４２からの反射光についてはチャンネル導波路形成端面４３０Ａに対して集光して出射するようになっている。
【０１１９】
したがって、ＡＷＧ４３０のチャンネル導波路形成端面４３０Ａとレンズ４４１とは、入射および出射方向において光学的に接続されるとともに、前述の図１０（ａ），図１０（ｂ）に示す出力側スラブ導波路７０５と同様の機能を有している。
また、マイクロレンズアレイ４４２は、凸形状に複数の反射ミラー側レンズとしての第２レンズ４４３〜４４５をそなえてなるものである。そして、これらの第２レンズ４４３〜４４５は、入射される波長多重光を構成する波長に対応して、ＡＷＧ３で分光された各波長の光の光路上に配列されている。図６中におけるレンズ４４３〜４４５はそれぞれ、波長λ１〜λ３にそれぞれ対応して、波長λ１〜λ３の光の光路上に配置されたものである。
【０１２０】
すなわち、第２レンズ４４３〜４４５はそれぞれ、入力ポートとしての光ファイバ７−１から入射され分光された光Ｐ_λ１〜Ｐ_λ３と、挿入ポートとしての光ファイバ８−１から入射された光Ｑ_λ１〜Ｑ_λ３とを集光してミラーアレイ４５０に出射するとともに、ミラーアレイ４５０で反射された各波長の光を平行光として第１レンズ４４１に出射するようになっている。
【０１２１】
なお、第１レンズ４４１は分光された信号光すべてを１つの凸部で集光できる大きさであり、第２レンズ３４３〜３４５は分光された波長の光毎に異なるレンズ４４３〜４４５の凸部で集光できる大きさを有している。
ミラーアレイデバイスを構成するミラーアレイ４５０は、入射される光の光路に対応して面方向切替が可能な複数〔３つの〕の反射ミラー４５１〜４５３が配列されたものであって、これらの反射ミラー４５１〜４５３はそれぞれ、第２レンズ４４３〜４４５からの平行光を反射して、第２レンズ４４３〜４４５に再び戻すものである。
【０１２２】
換言すれば、上述の第１レンズ４４１および第２レンズ４４３〜４４５により、入出射導波路４３５，４３４に光が入射された場合に、複数のチャンネル導波路４３７から出射された光信号成分について光路の異なる光信号成分ごとに集光して、ミラーアレイデバイス４５０における対応するミラー４５１〜４５３へ出射するとともに、これらのミラー４５１〜４５３からの反射光をチャンネル導波路４３７の端面４３０Ａに入射させるレンズデバイスとして機能するようになっている。
【０１２３】
また、入出射導波路４３５，４３４に入射される光信号成分が反射するミラー４５１〜４５３の面方向角度は、光分岐挿入処理のために、これらの入射光に対する反射光を入出射導波路４３２，４３３のいずれかから出射させるように設定されている。
たとえば、入力ポートとしての光ファイバ７−１から出力ポートとしての光ファイバ７−２に光を通す場合には、ミラーアレイ４５０における該当波長光を反射するミラー４５１〜４５３の面角度を切り替えることにより、該当波長の反射光を入出射導波路４３３を伝搬するようにしている。これにより、該当波長光は出力ポートとしての光ファイバ７−２へと導かれる。
【０１２４】
また、入力ポートとしての光ファイバ７−１から分岐ポートとしての光ファイバ８−２に光を通す場合には、ミラーアレイ４５０における該当波長光を反射するミラー４５１〜４５３の面角度を切り替えて、該当波長の反射光を入出射導波路４３２を伝搬するようにしている。これにより、該当波長光は分岐ポートとしての光ファイバ８−２へと導かれる。
【０１２５】
このとき、挿入ポートとしての光ファイバ８−１に入射した光がＡＷＧ４３０，第１レンズ４４１およびマイクロレンズアレイ４４２を通じてミラーアレイ４５０に到達すると、その光は入出射導波路４３３を伝搬するような光路で反射されるので、出力ポートとしての光ファイバ７−２へと導かれる。従って、入力ポートから分岐ポートへの分岐スイッチングと、挿入ポートから出力ポートへの挿入スイッチングを同時に実現することができる。
【０１２６】
なお、図６中においては、λ１の光が入力ポートから分岐ポートへの分岐スイッチング〔Ｐ_λ１参照〕がなされるとともに、挿入ポートから出力ポートへの挿入スイッチング〔Ｑ_λ１参照〕がなされる状態〔ルーティング状態〕であり、波長λ２の光と波長λ３の光は、入力ポートから出力ポートへのスイッチングがなされる状態〔ルーティング状態〕である。
【０１２７】
上述の構成による、本発明の第４実施形態にかかる波長多重処理装置４００の動作の一例について、以下に詳述する。
すなわち、光ファイバ７−１からの波長多重光＜Ｐ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞〔以下においては、波長多重光をなす光信号成分を＜＞内に示す〕はＡＷＧ４３０を構成する入出射導波路４３５に、光ファイバ８−１からの挿入スイッチング用の光Ｑ_λ１はＡＷＧ４３０の入出射導波路４３４に、それぞれ光分岐処理用に入射される。
【０１２８】
波長多重処理装置４００においては、上述のごとく入出射導波路４３５，４３４に入射された光について、ミラー４５１〜４５３の面角度切替により分岐挿入処理を行なって、例えば波長多重光＜Ｑ_λ１，Ｐ_λ２，Ｐ_λ３＞を入出射導波路４３３を通じて出射するとともに、分岐光Ｐ_λ１を入出射導波路４３２を通じて出射する。
【０１２９】
なお、ミラーアレイ４５０では、それぞれの波長に分光された波長成分の信号光を反射させ、それぞれの波長に応じて光分岐挿入処理のためにミラー角度を選択的に切り替えているが、反射されるミラー４５１〜４５３の角度の調整により、反射光の光強度を適度に減衰させて、ＡＷＧ４３０に戻すこともできる。このようにすれば、光分岐挿入装置としての機能とともに、波長ごとに光透過強度を可変する機能についても併せ持つ波長多重処理装置を構成することができる。
【０１３０】
このように、本発明の第４実施形態にかかる波長多重処理装置によれば、単一のＡＷＧ４３０を用いて光分岐挿入機能を実現することができるので、装置を構成するための部品点数を減少させて、製造コストを大幅に削減させるとともに、装置規模の小型化を図ることができる利点がある。
また、ミラーアレイ４５０についても一つだけで構成することができるので、装置を構成するための部品点数を減少させて、製造コストを大幅に削減させるとともに、ミラーアレイ３５０をなす各反射ミラー４５１〜４５３の面方向の角度切替制御についても容易にすることができる利点もある。
【０１３１】
さらに、ＡＷＧ４３０により、第３実施形態における波長多重処理装置の場合に必要であった光サーキュレータを不要とすることが可能であるため、部品点数を更に減少させ、製造コストの更なる低減化や装置規模の小型化を図り、光サーキュレータを光が通過する分の光損失までも低減させることもできる。
〔Ｆ〕その他
上述の各実施形態における波長多重処理装置においては、入射される波長多重光の波長数は３波長である場合について詳述したが、本発明によればこれに限定されるものではなく、４波長以上の波長多重光についても入射して、光クロスコネクト処理や光挿入分岐処理を行なうことももちろん可能である。
【０１３２】
さらに、上述の各実施形態においては、入力ポートおよび出力ポートの数は、それぞれ２つずつとしているが、本発明によればこれに限定されず、２つ以上の入力ポートおよび出力ポートをそなえるように構成することも可能である。
さらに、上述の第２〜第４実施形態においては、ＡＷＧ２３０，３３０，４３０として第２スラブ導波路が形成されていないものを用いているが、本発明によればこれに限定されず、第１実施形態の第１変形例あるいは第２変形例におけるＡＷＧ３−１，３−２のごとく、第２スラブ導波路３５，３６が形成されているものを用いることもでき、このようにすれば、第１実施形態の第１変形例あるいは第２変形例の場合と同様の利点を得ることができる。
【０１３３】
また、上述の各実施形態における態様によらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
製造できる。
〔Ｇ〕付記
（付記１） 基板上に、光信号が入射または出射される複数の入出射導波路と、該複数の入出射導波路に接続された第１スラブ導波路と、該第１スラブ導波路に接続された互いに長さの異なる複数のチャンネル導波路とが形成された導波路デバイスと、
入射される光の光路に対応して、面方向の角度切替が可能な反射ミラーが配列されたミラーアレイを少なくとも一つ有してなるミラーアレイデバイスと、
該複数の入出射導波路に波長多重された光信号が入射された場合に、該複数のチャンネル導波路から出射された光信号成分について光路の異なる光信号成分ごとに集光して、該ミラーアレイデバイスにおける対応する反射ミラーへ出射するとともに、該反射ミラーからの反射光を該チャンネル導波路側の基板端面に入射させるレンズデバイスとをそなえ、
該複数の入出射導波路のうちのいずれかから入射される光信号成分に対する反射光を該複数の入出射導波路のいずれかから出射させるように、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されたことを特徴とする、波長多重処理装置。
【０１３４】
（付記２） 該ミラーアレイを複数そなえて該ミラーアレイデバイスが構成され、該複数の入出射導波路のうちのいずれかから入射される光信号成分に対する反射光を該複数の入出射導波路のいずれかから出射させるように、該複数のミラーアレイのそれぞれの反射ミラーが協働して面方向角度を設定するように構成され、
かつ、該レンズデバイスが、該複数のチャンネル導波路から出射される光信号成分の焦点位置上に配置された導波路側レンズにより構成されたことを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
【０１３５】
（付記３） 該ミラーアレイデバイスが一つのミラーアレイをそなえて構成され、
該レンズデバイスが、該複数のチャンネル導波路から出射される光信号成分の焦点位置上に配置された導波路側レンズと、該ミラーアレイをなす反射ミラーに対応して配列された複数の反射ミラー側レンズからなるレンズアレイとにより構成されたことを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
【０１３６】
（付記４） 該複数の入出射導波路から入射される光信号成分についてクロスコネクト処理を行なうべく、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されたことを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
（付記５） 該複数の入出射導波路のいずれかから入射される光信号成分について、上記光信号成分が入射される導波路以外の導波路を通じて光分岐挿入処理を行なうべく、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されたことを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
【０１３７】
（付記６） 該導波路デバイスが、基板上に、光信号が入射または出射される複数の入出射導波路と、該複数の入出射導波路に接続された第１スラブ導波路と、該スラブ導波路に接続された互いに長さの異なる複数のチャンネル導波路とともに、該チャンネル導波路に接続された第２スラブ導波路が形成され、
かつ、該反射ミラーからの反射光を入射させる該チャンネル導波路側の基板端面には、該第２スラブ導波路が形成されていることを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
【０１３８】
（付記７） 該第２スラブ導波路の導波路長が、該第１スラブ導波路の導波路長よりも短くしてあることを特徴とする、付記６記載の波長多重処理装置。
（付記８） 該複数のチャンネル導波路端部が１直線上に並んでいることを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
（付記９） 該導波路デバイスをなす基板上に形成された複数の入出射導波路として、第１入出射導波路および第２入出射導波路がそなえられ、
該第１入出射導波路には第１光サーキュレータを介して第１入力ポートおよび第１出力ポートが接続され、該第２入出射導波路には第２光サーキュレータを介して第２入力ポートおよび第２出力ポートが接続されていることを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
【０１３９】
（付記１０） 該導波路デバイスをなす基板上に形成された複数の入出射導波路として、上記光信号が入射される第１入出射導波路および第２入出射導波路ならびに光信号が出射される第３入出射導波路および第４入出射導波路をそなえるとともに、
該第１入出射導波路には第１入力ポートが接続され、該第２入出射導波路には第２入力ポートが接続され、該第３入出射導波路には第１出力ポートが接続され、該第４入出射導波路には第２出力ポートが接続されていることを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
【０１４０】
（付記１１） 上記４本の導波路の配列が、該第１入出射導波路、該第２入出射導波路、該第３入出射導波路および該第４入出射導波路の順番で相対的に並んでいることを特徴とする、付記１０記載の波長多重処理装置。
（付記１２） 該第１入力ポートを光挿入分岐処理における入力ポート、該第２入力ポートを光挿入分岐処理における挿入ポート、該第１出力ポートを光挿入分岐処理における出力ポート、該第２出力ポートを光挿入分岐処理における分岐ポートとして構成されたことを特徴とする、付記９〜１１のいずれか１項記載の波長多重処理装置。
【０１４１】
（付記１３） 該複数のミラーアレイが、第１ミラーアレイおよび第２ミラーアレイにより構成され、該第１ミラーアレイが、該レンズデバイスと光学的に接続されるとともに、第２ミラーアレイとの光軸を、少なくとも該複数のチャンネル導波路の光軸に重ならない向きとなるように配置され、
該第２ミラーアレイは、該第１ミラーアレイからの入射光を当該第１ミラーアレイに反射するように配置されていることを特徴とする、付記１記載の波長多重処理装置。
【０１４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の波長多重処理装置によれば、単一の導波路デバイスを用いて光クロスコネクト機能や光分岐挿入機能を実現することができるので、装置を構成するための部品点数を減少させて、製造コストを大幅に削減させるとともに、装置規模の小型化を図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる波長多重処理装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる波長多重処理装置を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図である。
【図６】本発明の第４実施形態にかかる波長多重処理装置を示す模式図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はともにＷＤＭ伝送システムのネットワーク構成の一例を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）はともにＷＤＭ伝送システムのネットワーク構成の一例を示す図である。
【図９】従来例を示す図である。
【図１０】（ａ）はＡＷＧの構成を模式的に示す上視図で、（ｂ）はＡＷＧの波長分光特性に着目して模式的に示す上視図である。
【符号の説明】
１，２ 光サーキュレータ
３，３−１，３−２，２３０，３３０，４３０ ＡＷＧ
４，２４０，３４１，３４３〜３４５，４４１，４４３〜４４５ レンズ（レンズデバイス）
５，６，２５０，２６０，３５０，４５０ ミラーアレイ（ミラーアレイデバイス）
７，８，７−１，７−２，８−１，８−２ 光ファイバ
９ 入出力光インターフェイス部
３０，２３１，３３５，４３１ 基板
３０Ａ〜３０Ｃ，２３０Ａ，３３０Ａ，４３０Ａ 端面
３１，３２，２３２〜２３５，３３１，３３２，４３２〜４３５ 入出射導波路
３３，３５，３６，２３６，３３３，４３６ スラブ導波路
３４，２３７，３３４，４３７ チャンネル導波路
５１〜５６，６１〜６６，２５１−１〜２５１−４，２５２−１〜２５２−４，２５３−１〜２５３−４，２６１〜２６６，３５１〜３５３，４５１〜４５３ 反射ミラー
１００，１０１，１０２，２００ 波長多重処理装置
３４２ マイクロレンズアレイ
６０１，６０２ サーキュレータ
６０８，６１１ レンズ
６１０ 微小機械傾斜ミラースイッチ
７００ ＡＷＧ
７０１ 基板
７０２ 入力導波路
７０３ 入力側スラブ導波路
７０４ チャンネル導波路
７０５ 出力側スラブ導波路
７０６ 出力導波路
８０１，８０２ リング
８０３，８０５ 伝送装置
８０４ リングネットワーク
８０６ 装置
９００ クロスコネクト装置
９０１〜９０４，９１１，９１２ 多重分離処理部
９０５，９１３ 光スイッチ
９１０ 光分岐挿入装置

Claims (5)

1. 光信号が入射される第１入力ポートおよび第２入力ポートと、
   該光信号が出射される第１出力ポートおよび第２出力ポートと、
   基板上に、該第１入力ポートおよび該第２入力ポートならびに該第１出力ポートおよび該第２出力ポートに接続された複数の入出射導波路と、該複数の入出射導波路に接続された第１スラブ導波路と、該第１スラブ導波路に接続された互いの長さの異なる複数のチャネル導波路とが形成され、波長多重された波長多重光が該第１入力ポートまたは該第２入力ポートを介して該光信号として該複数の入出射導波路に入射された場合に、該波長多重光を該第１スラブ導波路で拡散して、該複数のチャンネル導波路で長さに応じた位相差を生じさせて出射する導波路デバイスと、
   入射される光の光路に対応して、面方向の角度切替が可能な反射ミラーが配列されたミラーアレイを少なくとも一つ有してなるミラーアレイデバイスと、
   該導波路デバイスから出射された該波長多重光について光路の異なる波長成分ごとに集光して、該ミラーアレイデバイスにおける該波長成分ごとに対応する反射ミラーへ出射するとともに、該反射ミラーからの反射光を該波長成分ごとに該チャンネル導波路に入射させるレンズデバイスとをそなえ、
   特定の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させ、
   該特定の波長成分とは異なる他の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるように、上記の入射される波長成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されたことを特徴とする、波長多重処理装置。
2. 該ミラーアレイを複数そなえて該ミラーアレイデバイスが構成され、
   特定の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該特定の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させ、
   該特定の波長成分とは異なる他の波長成分に対しては、該第１入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第１出力ポートに出射させるとともに、該第２入力ポートから該導波路デバイスを介して入射される該他の波長成分に対する反射光を、該導波路デバイスを介して該第２出力ポートに出射させるように、該複数のミラーアレイのそれぞれの反射ミラーが協働して面方向角度を設定するように構成され、
   かつ、該レンズデバイスが、該複数のチャンネル導波路から出射される光信号成分の焦点位置上に配置された導波路側レンズにより構成されたことを特徴とする、請求項１記載の波長多重処理装置。
3. 該ミラーアレイデバイスが一つのミラーアレイをそなえて構成され、
   該レンズデバイスが、該複数のチャンネル導波路から出射される光信号成分の焦点位置上に配置された導波路側レンズと、該ミラーアレイをなす反射ミラーに対応して配列された複数の反射ミラー側レンズからなるレンズアレイとにより構成されたことを特徴とする、請求項１記載の波長多重処理装置。
4. 該複数の入出射導波路から入射される光信号成分についてクロスコネクト処理を行なうべく、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されたことを特徴とする、請求項１記載の波長多重処理装置。
5. 該複数の入出射導波路のいずれかから入射される光信号成分について、上記光信号成分が入射される導波路以外の導波路を通じて光分岐挿入処理を行なうべく、上記の入射される光信号成分が反射する反射ミラーの面方向角度を設定するように構成されたことを特徴とする、請求項１記載の波長多重処理装置。

Images