JP5306781B2 - 波長選択デバイス - Google Patents

Description

本発明は、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ:Dense Wavelength Division Multiplexing）伝送方式などの光ファイバ通信に用いる波長選択デバイスに関する。

近年、ブロードバンドの急速な普及を背景に、光伝送システムの高速化への検討が盛んに行われている。このような光伝送システムでは、合波機能と分波機能を有する波長選択スイッチ（ＷＷＳ: Wavelength Selective Switch）が使用される。波長選択スイッチは、波長の異なる複数の光信号が多重された波長多重光を、波長毎に分離して複数のポートから出力させたり、或いは、複数のポートからそれぞれ入力される波長の異なる複数の光を、多重して、波長多重光を一つの共通ポートから出力させたりする波長選択デバイスである。このような波長選択デバイスとして、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。
特開２００７−１８３３７０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたような従来技術では、複数の入出力ポートのどのポートからどのような波長の光が入力されたかをモニタすることができない。また、共通ポートから入力された波長多重光に、どのような波長の光が含まれるかをモニタすることができない。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は合波や分波の波長選択スイッチ機能を果たすと共に、全ポートの波長情報を瞬時にモニタすることができ、構造が簡単で小型の波長選択デバイスを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る波長選択デバイスは、一列に整列して配置された一つの共通ポートおよび複数の入出力ポートと、前記共通ポートおよび複数の入出力ポートにそれぞれ対応して配置され、各ポートからの入射光をコリメート光にする複数のコリメータと、各コリメータからのコリメート光を分光する分光素子と、前記分光素子で分光された光を集光する集光レンズと、該集光レンズの焦点位置に配置され、複数のＭＥＭＳミラーを備えたＭＥＭＳミラーアレイと、該ＭＥＭＳミラーアレイの後方に配置され、前記複数のＭＥＭＳミラーを透過した光を受ける二次元イメージセンサと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、複数の入出力ポートからそれぞれ異なる波長の光が入力されると、各入射光は、コリメート光にされて分光素子に入射し、分光素子により波長に応じた角度でそれぞれ進み、複数のＭＥＭＳミラーのうちの異なるＭＥＭＳミラーにそれぞれ入射する。異なるＭＥＭＳミラーにそれぞれ入射した複数の光は、ＭＥＭＳミラーで反射されると共に、ＭＥＭＳミラーを透過する。ＭＥＭＳミラーで反射された複数の光は、集光レンズで集光された後、分光素子により波長に応じた角度でそれぞれ進み、共通ポートに結合し、波長の異なる複数の光が多重された波長多重光が共通ポートから出射される（合波機能）。一方、複数のＭＥＭＳミラーを透過した複数の光は、二次元イメージセンサ上の異なる位置に入射する。複数の光が二次元イメージセンサ上に入射する位置は、複数の光がそれぞれ入力される入出力ポートのポート番号と、波長とにより決まる。これにより、二次元イメージセンサの出力信号に基づき、複数の入出力ポートからそれぞれ入力された光の波長とポート番号とを特定してモニタすることができる。つまり、異なる波長の光がそれぞれ入力された複数の入出力ポート全ての波長情報を瞬時に計測して特定することができる。

一方、波長の異なる複数の光が多重された波長多重光が共通ポートに入力されると、この波長多重光は、コリメート光にされて分光素子に入射し、分光素子により波長毎に分離され、分離された各波長の光は波長に応じた角度でそれぞれ進み、複数のＭＥＭＳミラーのうちの異なるＭＥＭＳミラーにそれぞれ入射する。異なるＭＥＭＳミラーにそれぞれ入射した複数の光は、ＭＥＭＳミラーで反射されると共に、ＭＥＭＳミラーを透過する。ＭＥＭＳミラーで反射された複数の光は、集光レンズで集光された後、分光素子により波長に応じた角度でそれぞれ進み、複数のコリメータを通って複数の入出力ポートに結合し、波長の異なる複数の光が対応する入出力ポートからそれぞれ出射される（分波機能）。一方、複数のＭＥＭＳミラーを透過した複数の光は、二次元イメージセンサ上の異なる位置に入射する。複数の光が二次元イメージセンサ上に入射する位置は、波長により決まる。これにより、二次元イメージセンサの出力信号に基づき、共通ポートから入力される波長多重光にどのような波長の光が含まれているかをモニタすることができる。つまり、波長多重光の波長情報を瞬時に計測して特定することができる。

このように、合波や分波の波長選択スイッチ（ＷＷＳ: Wavelength Selective Switch）機能を果たすと共に、全ポートの波長情報を瞬時に計測して特定することができる。しかも、波長情報のモニタ機能を、ＭＥＭＳミラーアレイの後方に配置した二次元イメージセンサで、複数のＭＥＭＳミラーを透過した光を受けるという簡単な構造で実現している。従って、モニタ機構を有し、構造が簡単で小型の波長選択デバイスを実現することができる。

本発明の他の態様に係る波長選択デバイスは、前記二次元イメージセンサは、二次元ＣＣＤアレイであることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る波長選択デバイスは、前記分光素子は透過型の回折格子であることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る波長選択デバイスは、前記複数のＭＥＭＳミラーは、シリコン（Si）基板と、該シリコン基板の前記集光レンズ側表面に形成された高反射膜と、前記シリコン基板の前記二次元イメージセンサ側表面に形成された反射防止膜とからそれぞれ構成されることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る波長選択デバイスは、前記高反射膜は、略９８％の反射率を有する誘電体多層膜であることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る波長選択デバイスは、前記複数のＭＥＭＳミラーは、反射角度をそれぞれ独立して調節可能であることを特徴とする。この構成によれば、複数のＭＥＭＳミラーの反射角度を調節することにより、分光素子で分光された波長の異なる複数の光を共通ポートへ向けて反射させたり、複数の入出力ポートへ向けて反射させたりすることができる。

本発明によれば、合波や分波の波長選択スイッチ機能を果たすと共に、全ポートの波長情報を瞬時にモニタすることができ、構造が簡単で小型の波長選択デバイスを実現することができる。

次に、本発明を具体化した波長選択デバイスの一実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
図１は本発明の一実施形態に係る波長選択デバイスの概略構成を示す斜視図で、合波で使用する場合の説明図である。図２は図１と同じ波長選択デバイスの概略構成を示す斜視図で、分波で使用する場合の説明図である。図３は９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）と一つの共通ポート(COM port)の各ポートから同一波長の光を入射させた場合の説明図である。図４は図１に示す波長選択デバイスで用いるＭＥＭＳミラーアレイの一つのＭＥＭＳミラーを示す断面図である。図５は、図４に示すＭＥＭＳミラーを傾けた（煽った）状態を示す断面図である。

波長選択デバイス１０は、図１に示すように、一つの共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）と、共通ポートおよび９つの入出力ポートにそれぞれ対応して配置され、各ポート(COM port, １^stport〜９^thport)からの入射光をコリメート光（平行ビーム）にする１０個のコリメータ１１〜２０と、を備える。さらに、波長選択デバイス１０は、各コリメータ１１〜２０からのコリメート光を分光する分光素子としての透過型の回折格子２１と、回折格子２１で分光された光を集光する集光レンズ２２と、集光レンズ２２の焦点位置に配置され、複数のＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical System)ミラー２３_１〜２３_４５を備えたＭＥＭＳミラーアレイ２４と、を備えている。さらに、波長選択デバイス１０は、ＭＥＭＳミラーアレイ２４の後方に配置され、複数のＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５をそれぞれ透過した光を受ける二次元ＣＣＤアレイ２５を備えている。

共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）は一列に整列して配置されており、各ポートからの入射光が、コリメータ１１〜２０の内の対応するコリメータにそれぞれ入射するように構成されている。具体的には、共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）は、図１の紙面内でＹ軸方向に整列して配置されている。共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）の各ポートは、Ｙ軸方向に整列して配置された複数の（１０本の）光ファイバ（図示省略）の一端部である。また、これら１０本の光ファイバの他端部は、コリメータ１１〜２０と所定間隔を置いてそれぞれ対向している。これにより、共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）からそれぞれ入射した光は、光ファイバを介してコリメータ１１〜２０にそれぞれ入射し、コリメータ１１〜２０によりコリメート光にそれぞれ変換されて、回折格子２１に入射するようになっている。

この波長選択デバイス１０では、合波の場合には、９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）の内の複数のポートにそれぞれ波長の異なる光を入射させ、分波の場合には、波長の異なる複数の光が多重された波長多重光を共通ポート(COM port)に入射させる。
本実施形態では、例えば、１．５μｍ帯の光で、５０ＧＨｚ間隔の４５種類（４５ｃｈ）の光、つまり、波長が０．４ｎｍずつ異なるλ１，λ２，・・・，λｉ，・・・，λ４４，λ４５の４５種類（４５ｃｈ）の光を使用する。

図１は、λ１の光を入出力ポート（１^stport）に、λ３の光を入出力ポート（２^ndport）に、λ１０の光を入出力ポート（４^thport）に、λ２０の光を入出力ポート（６^thport）に、そして、λ４５の光を入出力ポート（９^thport）にそれぞれ入射させる例（合波の場合）を示している。一方、図２は、λ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光が多重された波長多重光を共通ポート(COM port)に入射させる例（分波の場合）を示している。

ＭＥＭＳミラーアレイ２４は、図１でＸ軸方向に一列に配置された複数のＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５を備えている。本実施形態では、一例としてλ１〜λ４５の４５種類（４５ｃｈ）の光（信号波長）を使用するので、ＭＥＭＳミラーアレイ２４は、Ｘ軸方向に一列に配置された４５個のＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５を備えている。各ＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５は、入射光を複数の入出力ポートの内の任意の入出力ポートへ反射させるように、角度を個別に調節可能になっている。

各ＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５は同じ構成を有しているので、ＭＥＭＳミラー２３_１の構成を図４および図５に基づき説明する。ＭＥＭＳミラー２３_１は近赤外光を透過させるシリコン（Si）基板３０と、シリコン基板３０の集光レンズ２２側表面に形成された高反射膜（ＨＲコート）３１と、シリコン基板３０の二次元ＣＣＤアレイ２５側表面に形成された反射防止膜（ＡＲコート）３２とからそれぞれ構成されている。シリコン（Si）基板３０の厚みは薄いので、ＭＥＭＳミラー２３_１の透過光の光路は変化しない。

二次元イメージセンサとしての二次元ＣＣＤアレイ２５は、行方向（図１のＸ軸方向）および列方向（図１のＹ軸方向）の二次元に配列され、入射光の強度に応じた電荷を蓄積する複数の画素（単位セル）を有する。本実施形態では、二次元ＣＣＤアレイ２５は、行方向にλ１〜λ４５にそれぞれ対応する４５個の画素を有し、列方向に共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）にそれぞれ対応する１０個の画素を有する。この二次元ＣＣＤアレイ２５は、例えば、一般的なインターライン転送型（ＩＴ−ＣＣＤ）の構成を有し、各画素に設けられたフォトダイオードと、垂直ＣＣＤと、水平ＣＣＤと、出力アンプとによって構成されている。各画素のフォトダイオードで光電変換された信号電荷は、垂直ＣＣＤおよび水平ＣＣＤを転送された後、出力アンプで電圧に変換され電圧信号として外部へ出力される。

なお、二次元イメージセンサとして、ＣＣＤ（電荷蓄積素子）を用いた二次元ＣＣＤアレイ２５に代えて、二次元に配置された各画素のフォトダイードで発生した電荷を出力するための転送機構としてＣＭＯＳ素子を用いた二次元ＣＭＯＳイメージセンサを用いてもよい。

また、集光レンズ２２は、共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）のいずれのポートから、λ１〜λ４５のいずれの波長の光が入射した場合でも、各ポートからの光が通過する口径を有している。つまり、集光レンズ２２は、λ１〜λ４５のいずれの波長の光が共通ポート(COM port)および９つの入出力ポート（１^stport〜９^thport）のいずれのポートから入射した場合でも、その光をＭＥＭＳミラーアレイ２４のＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５のいずれかに入射させるのに十分大きな口径を有している。

<モニタ機能>
次に、以上の構成を有する波長選択デバイス１０の動作を説明する。
まず、入出力ポート（１^stport〜９^thport）と共通ポート(COM port)の各ポートから同一波長（λ１）の光を入射させた場合の動作（モニタ機能）を、図３に基づいて説明する。
この場合、波長λ１の入射光は、各コリメータ１１〜２０によりコリメート光に変換されて回折格子２１に入射する。回折格子２１に入射する１０個の光はそれぞれ同じ波長λ１の光であるので、各入射光は回折格子２１によりその波長λ１に応じた同じ角度で曲げられて進み、集光レンズ２２により集光されて複数のＭＥＭＳミラーのうち、波長λ１に対応するＭＥＭＳミラー２３_１にそれぞれ入射し、ＭＥＭＳミラー２３_１を透過する。

ＭＥＭＳミラー２３_１を透過した１０個の光は、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、第１列にある１０個の画素にそれぞれ入射する。このとき、図３に示すように、入出力ポート（１^stport）からの光は第１列第１０行の画素に、入出力ポート（２^ndport）からの光は第１列第９行の画素に、・・・入出力ポート（９^thport）からの光は第１列第２行の画素に、そして、共通ポート(COM port)からの光は第１列第１行の画素にそれぞれ入射する。

図３において、入出力ポート（１^stport）からλ２の光を入射させると、その光は、回折格子２１によりその波長λ２に応じた角度で曲げられることにより、集光レンズ２２により集光されてＭＥＭＳミラー２３_２に入射し、このＭＥＭＳミラー２３_２を透過して、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、第２列第１０行の画素に入射する。同様に、入出力ポート（１^stport）からλ４５の光を入射させると、その光は、回折格子２１によりその波長λ４５に応じた角度で曲げられることにより、集光レンズ２２により集光されてＭＥＭＳミラー２３_４５に入射し、このＭＥＭＳミラー２３_４５を透過して、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、第４５列第１０行の画素に入射する。

同様に、入出力ポート（２^ndport）からλ１の光を入射させると、その光は、ＭＥＭＳミラー２３_１に入射し、このＭＥＭＳミラー２３_１を透過して、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、第１列第９行の画素に入射する。入出力ポート（２^ndport）からλ２の光を入射させると、その光は、ＭＥＭＳミラー２３_２に入射し、このＭＥＭＳミラー２３_２を透過して、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、第２列第９行の画素に入射する。同様に、入出力ポート（２^ndport）からλ４５の光を入射させると、その光はＭＥＭＳミラー２３_４５に入射し、このＭＥＭＳミラー２３_４５を透過して、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、第４５列第９行の画素に入射する。

このように、入出力ポート（１^stport〜９^thport）および共通ポート(COM port)のいずれかのポートから入射した光が二次元ＣＣＤアレイ２５上の、どの画素に入射するかは、その光が入力される入出力ポートのポート番号と、波長とにより決まる。二次元ＣＣＤアレイ２５のいずれかの画素のフォトダイオードで光電変換された信号電荷は、垂直ＣＣＤおよび水平ＣＣＤを転送された後、出力アンプで電圧に変換され電圧信号として外部へ出力される。二次元ＣＣＤアレイ２５の出力信号に基づき、入出力ポート（１^stport〜９^thport）および共通ポート(COM port)のうち、どのポートからどのような波長の光が入射されたかを、複数の画素の列番号と行番号からなるアドレスにより特定してモニタすることができる。

<波長選択スイッチ機能およびモニタ機能>
次に、波長選択デバイス１０を合波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能およびモニタ機能を、図１に基づいて説明する。
図１に示す例では、λ１の光を入出力ポート（１^stport）に、λ３の光を入出力ポート（２^ndport）に、λ１０の光を入出力ポート（４^thport）に、λ２０の光を入出力ポート（６^thport）に、そして、λ４５の光を入出力ポート（９^thport）にそれぞれ入射させている。

これらλ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の各入射光は、対応するコリメータ１１，１２，１４，１６および１９によりコリメート光にそれぞれ変換されて回折格子２１に入射し、回折格子２１により波長に応じた角度に曲げられて進み、集光レンズ２２により集光されて複数のＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５のうちの異なるＭＥＭＳミラーにそれぞれ入射する。ここでは、λ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の各入射光は、図１に示すように、ＭＥＭＳミラー２３_１、２３_３、２３_１０、２３_２０および２３_４５にそれぞれ入射する。ＭＥＭＳミラー２３_１、２３_３、２３_１０、２３_２０および２３_４５にそれぞれ入射した光は、これらのＭＥＭＳミラーで反射されると共に、これらのＭＥＭＳミラーを透過する。

ＭＥＭＳミラー２３_１、２３_３、２３_１０、２３_２０および２３_４５でそれぞれ反射されたλ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光は、集光レンズ２２で集光された後、回折格子２１により波長に応じた角度でそれぞれ進み、コリメータ２０を通って共通ポート(COM port)に結合し、波長の異なる複数の光（λ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光）が多重された波長多重光が共通ポート(COM port)から出射される。これにより、合波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能が実行される。

一方、ＭＥＭＳミラー２３_１、２３_３、２３_１０、２３_２０および２３_４５をそれぞれ透過したλ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光は、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、異なる画素にそれぞれ入射する。ここでは、ＭＥＭＳミラー２３_１を透過したλ１の光は、第１列第１０行の画素に、ＭＥＭＳミラー２３_３を透過したλ３の光は第３列第９行の画素に、ＭＥＭＳミラー２３_１０を透過したλ１０の光は第１０列第７行の画素に、ＭＥＭＳミラー２３_２０を透過したλ２０の光は第２０列第５行の画素に、そして、ＭＥＭＳミラー２３_４５を透過したλ４５の光は第４５列第２行の画素にそれぞれ入射する。このとき得られる二次元ＣＣＤアレイ２５の出力信号に基づき、入出力ポート（１^stport〜９^thport）および共通ポート(COM port)のうち、どのポートからどのような波長の光が入射されたかを、複数の画素の列番号と行番号からなるアドレスにより瞬時に計測して特定することができる。

このようにして、合波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能およびモニタ機能が同時に実行される。

次に、波長選択デバイス１０を分波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能およびモニタ機能を、図２に基づいて説明する。
図２に示す例では、λ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光が多重された波長多重光を共通ポート(COM port)から入射させている。

共通ポート(COM port)から入射された波長多重光は、コリメータ２０によりコリメート光に変換されて回折格子２１に入射し、回折格子２１により波長毎に分離され、分離された各波長の光は波長に応じた角度でそれぞれ進み、複数のＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５のうちの異なるＭＥＭＳミラーにそれぞれ入射する。具体的には、図２に示すように、λ１の光はＭＥＭＳミラー２３_１に、λ３の光はＭＥＭＳミラー２３_３に、λ１０の光はＭＥＭＳミラー２３_１０に、λ２０の光はＭＥＭＳミラー２３_２０に、そして、λ４５の光はＭＥＭＳミラー２３_４５にそれぞれ入射する。

ＭＥＭＳミラー２３_１、２３_３、２３_１０、２３_２０および２３_４５にそれぞれ入射した光は、これらのＭＥＭＳミラーで反射されると共に、これらのＭＥＭＳミラーを透過する。
ＭＥＭＳミラー２３_１、２３_３、２３_１０、２３_２０および２３_４５でそれぞれ反射されたλ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光は、集光レンズ２２で集光された後、回折格子２１により波長に応じた角度でそれぞれ進み、コリメータ１１，１２，１４，１６および１９を通って入出力ポート（１^stport）、入出力ポート（２^ndport）、入出力ポート（４^thport）、入出力ポート（６^thport）、および入出力ポート（９^thport）にそれぞれ結合する。これにより、λ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光が、入出力ポート（１^stport）、入出力ポート（２^ndport）、入出力ポート（４^thport）、入出力ポート（６^thport）、および入出力ポート（９^thport）からそれぞれ出射される。これにより、分波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能が実行される。

一方、ＭＥＭＳミラー２３_１、２３_３、２３_１０、２３_２０および２３_４５をそれぞれ透過したλ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光は、二次元ＣＣＤアレイ２５上の、異なる画素にそれぞれ入射する。ここでは、ＭＥＭＳミラー２３_１を透過したλ１の光は、第１列第１０行の画素に、ＭＥＭＳミラー２３_３を透過したλ３の光は第３列第９行の画素に、ＭＥＭＳミラー２３_１０を透過したλ１０の光は第１０列第７行の画素に、ＭＥＭＳミラー２３_２０を透過したλ２０の光は第２０列第５行の画素に、そして、ＭＥＭＳミラー２３_４５を透過したλ４５の光は第４５列第２行の画素にそれぞれ入射する。このとき得られる二次元ＣＣＤアレイ２５の出力信号に基づき、共通ポート(COM port)から入射された波長多重光にλ１、λ３、λ１０、λ２０およびλ４５の光が含まれていることを、複数の画素の列番号と行番号からなるアドレスにより瞬時に計測して特定することができる。

このようにして、分波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能およびモニタ機能が同時に実行される。

以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
・複数の入出力ポートからそれぞれ異なる波長の光が入力される場合、波長の異なる複数の光が多重された波長多重光を共通ポートから出射させることができる（合波機能）。

・複数の入出力ポートからそれぞれ異なる波長の光が入力される場合、異なる波長の光がそれぞれ入力された複数の入出力ポート全ての波長情報を瞬時に計測して特定することができる。

・波長の異なる複数の光が多重された波長多重光が共通ポートに入力される場合、波長の異なる複数の光を対応する入出力ポートからそれぞれ出射させることができる（分波機能）。

・波長の異なる複数の光が多重された波長多重光が共通ポートに入力される場合、共通ポートから入力される波長多重光にどのような波長の光が含まれているかをモニタすることができる。つまり、波長多重光の波長情報を瞬時に計測して特定することができる。

・このように、合波や分波の波長選択スイッチ（ＷＷＳ）機能を果たすと共に、全ポートの波長情報を瞬時に計測して特定することができる。しかも、波長情報のモニタ機能を、ＭＥＭＳミラーアレイの後方に配置した二次元イメージセンサで、複数のＭＥＭＳミラーを透過した光を受けるという簡単な構造で実現している。従って、モニタ機構を有し、構造が簡単で小型の波長選択デバイスを実現することができる。

・複数のＭＥＭＳミラー２３_１〜２３_４５を有するＭＥＭＳミラーアレイ２４と二次元ＣＣＤアレイ２５を組み合わせることで、高帯域かつ高ダイナミックレンジを実現できる。２０ｄＢ以上の高ダイナミックレンジを実現できる。

・合分波に用いる透過型の回折格子２１を波長モニタにも兼用することで、波長選択デバイス１０全体を小型にすることができる。
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。

・上記一実施形態では、入出力ポート（１^stport〜９^thport）の数を「９」としているが、そのポート数は「９」に限らず、そのポート数を「９」以外にした波長選択デバイスにも本発明は適用可能である。

・上記一実施形態では、１．５μｍ帯の光で、５０ＧＨｚ間隔、つまり、波長が０．４ｎｍずつ異なるλ１〜λ４５（λ４５＞λ１）の４５種類（４５ｃｈ）の光を使用しているが、使用する光のチャネル数（波長の異なる光の種類）は「４５」に限らず、そのチャネル数を「４５」以外にした波長選択デバイスにも本発明は適用可能である。

本発明の一実施形態に係る波長選択デバイスの概略構成を示す斜視図。 図１と同じ波長選択デバイスの概略構成を示す斜視図。 ９つの入出力ポートと共通ポートの各ポートから同一波長の光を入射させた場合の説明図。 図１に示す波長選択デバイスで用いるＭＥＭＳミラーアレイの一つのＭＥＭＳミラーを示す断面図。 図４に示すＭＥＭＳミラーを傾けた（煽った）状態を示す断面図。

符号の説明

１０…波長選択デバイス
１１〜２０…コリメータ
２１…回折格子
２２…集光レンズ
２３_１〜２３_４５…ＭＥＭＳミラー
２４…ＭＥＭＳミラーアレイ
２５…二次元ＣＣＤアレイ
３０…シリコン（Si）基板
３１…高反射膜（ＨＲコート）
３２…反射防止膜（ＡＲコート）
COM port…共通ポート
１^stport〜９^thport…入出力ポート

Claims (6)

1. 一列に整列して配置された一つの共通ポートおよび複数の入出力ポートと、前記共通ポートおよび複数の入出力ポートにそれぞれ対応して配置され、各ポートからの入射光をコリメート光にする複数のコリメータと、各コリメータからのコリメート光を分光する分光素子と、前記分光素子で分光された光を集光する集光レンズと、該集光レンズの焦点位置に配置され、複数のＭＥＭＳミラーを備えたＭＥＭＳミラーアレイと、該ＭＥＭＳミラーアレイの後方に配置され、前記複数のＭＥＭＳミラーを透過した光を受ける二次元イメージセンサと、を備え、
   前記二次元イメージセンサは、行方向には前記各ＭＥＭＳミラーに対応した画素を有し、列方向には前記各コリメータに対応した画素を有するとともに、
   前記二次元イメージセンサの出力信号に基づき、前記複数の入出力ポートそれぞれからの入射光の波長とポート番号とを特定するまたは前記共通ポートからの入射光にどのような波長の光が含まれているかを特定する波長モニタ機能を有することを特徴とする波長選択デバイス。
2. 前記二次元イメージセンサは、二次元ＣＣＤアレイであることを特徴とする請求項１に記載の波長選択デバイス。
3. 前記分光素子は透過型の回折格子であることを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択デバイス。
4. 前記複数のＭＥＭＳミラーは、シリコン（Si）基板と、該シリコン基板の前記集光レンズ側表面に形成された高反射膜と、前記シリコン基板の前記二次元イメージセンサ側表面に形成された反射防止膜とからそれぞれ構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の波長選択デバイス。
5. 前記高反射膜は、略９８％の反射率を有する誘電体多層膜であることを特徴とする請求項４に記載の波長選択デバイス。
6. 前記複数のＭＥＭＳミラーは、反射角度をそれぞれ独立して調節可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の波長選択デバイス。

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