(57)【要約】      （修正有）【課題】ＷＤＭ光の各チャネル間に光路長差を与えることのできる低損失な光波長選択スイッチを実現する。【解決手段】光波長選択スイッチ１は、入力ポートＰｉｎからのＷＤＭ光を分光素子１４で波長に応じて角度分散し、第１集光デバイス１５により各チャネルを集光して第１可動ミラー部１６に与える。第１可動ミラー部１６は、所要のチャネルを遅延光学系に送り、その他のチャネルを分光素子１４側に戻す。遅延光学系は、第１，２集光デバイス１５，１７および第２可動ミラー部１８によりリレー光学系を形成しており、該遅延光学系を往復した光を第１可動ミラー部１６で再度反射し、第１集光デバイス１５および分光素子１４を介して出力先のポートに導く。【選択図】図１０
2010134342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの入力ポートおよび少なくとも１つの出力ポートが第１方向に配列された入出力部と、
前記入力ポートに与えられる波長の異なる複数の光を、波長に応じて前記第１方向とは異なる第２方向に角度分散させる分光素子と、
前記分光素子から出力される各波長の光を集光する第１集光デバイスと、
前記第１集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有する第１ミラー部と、
前記第１集光デバイスと共にリレー光学系を形成する第２集光デバイスおよび第２ミラー部を有し、前記第１ミラー部で反射された光が前記第１および第２集光デバイスを介して前記第２ミラー部に入射され、該第２ミラー部の反射光が前記第２および第１集光デバイスを介して前記第１ミラー部に戻されるように構成された遅延光学系と、を備え、
前記第１ミラー部の各可動ミラーは、前記入力ポートから前記分光素子および前記第１集光デバイスを介して与えられる入力光を、前記分光素子の方向に反射する第１の状態および前記遅延光学系の方向に反射する第２の状態のいずれかとなるように、各々の反射面の角度が調整され、前記第１の状態では、前記入力光の反射光が前記第１集光デバイスおよび前記分光素子を介して当該波長の出力先に設定された出力ポートに導かれ、前記第２の状態では、前記入力光の反射光が前記遅延光学系を往復し、該遅延光学系から前記第１ミラー部に戻された光の反射光が前記第１集光デバイスおよび前記分光素子を介して当該波長の出力先に設定された出力ポートに導かれることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第２ミラー部は、前記第２集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有し、該各可動ミラーの反射面の角度が、入射される光の出力先に設定された出力ポートの配置に対応させて調整されることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第１ミラー部は、前記複数の可動ミラーのうち、出力先が特定の出力ポートに設定された波長に対応する可動ミラーが前記第２の状態となり、他の可動ミラーが前記第１の状態となるように、各々の反射面の角度が調整され、
前記第２ミラー部は、前記第２集光デバイスで集光された光を所定の角度に固定された反射面で反射することを特徴とする光波長選択スイッチ。
【請求項４】
請求項１に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第１ミラー部は、隣接する波長に対応した前記可動ミラーが交互に前記第１および第２の状態となるように各々の反射面の角度が調整されると共に、前記第２の状態となる可動ミラーの反射面が前記遅延光学系の方向に対応した角度で固定され、
前記第２ミラー部は、前記第２集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有し、該各可動ミラーの反射面の角度が、入射される光の出力先に設定された出力ポートの配置に対応させて調整されることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【請求項５】
請求項４に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第２ミラー部の各可動ミラーは、前記第２方向についてのミラー幅が、前記第１ミラー部の各可動ミラーの前記第２方向についてのミラー幅の２倍であることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の光波長選択スイッチであって、
前記遅延光学系は、前記第１ミラー部で反射され前記第１集光デバイスを通過した光を、前記第１方向に傾いた固定の反射面で反射して前記第１集光デバイスに戻す折り返しミラーを有し、該折り返しミラーで反射され前記第１集光デバイスで集光された光の集光位置に前記第２ミラー部が配置され、前記第１集光デバイスが前記第２集光デバイスとしての機能を兼ね備えたことを特徴とする光波長選択スイッチ。
【請求項７】
波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重光を伝送する光通信システムであって、
少なくとも１つの入力ポートおよび少なくとも１つの出力ポートが第１方向に配列された入出力部と、
前記入力ポートに与えられる波長の異なる複数の光を、波長に応じて前記第１方向とは異なる第２方向に角度分散させる分光素子と、
前記分光素子から出力される各波長の光を集光する第１集光デバイスと、
前記第１集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有する第１ミラー部と、
前記第１集光デバイスと共にリレー光学系を形成する第２集光デバイスおよび第２ミラー部を有し、前記第１ミラー部で反射された光が前記第１および第２集光デバイスを介して前記第２ミラー部に入射され、該第２ミラー部の反射光が前記第２および第１集光デバイスを介して前記第１ミラー部に戻されるように構成された遅延光学系と、
を備える光波長選択スイッチを伝送路上に含み、該光波長選択スイッチにおいて波長多重光の各波長の光信号間に光路長差を与えることを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）を利用した光通信システムに用いられ、ＷＤＭ光の各チャネルを波長ごとに選択して入出力経路の切り替えを行う光波長選択スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ光通信において、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号（チャネル）毎に、伝送距離、容量およびコストを最適に設計するためには、各々のチャネル間で伝送速度が異なるＷＤＭ光（例えば、４０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号と１０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号とが混載されたＷＤＭ光など）に対応する必要がある。
【０００３】
このような異なる伝送速度のチャネルが混載されたＷＤＭ光の通信では、伝送路中での相互位相変調（Cross-Phase Modulation：ＸＰＭ）により信号劣化が発生することが知られている。例えば、下記の非特許文献１では、４０Ｇｂｉｔ／ｓおよび１０Ｇｂｉｔ／ｓの混載において、特に４０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号の劣化が問題となることが報告されている。
【０００４】
上記のようなＸＰＭによる信号劣化を低減するためには、例えば、伝送速度の異なる光信号間の光路長を光ファイバ網の複数の場所で変えることにより、ＸＰＭの影響を分散させる手法が有効である。光信号間の光路長を変える方法としては、例えば、下記の特許文献１に開示されているようなデバイスを光伝送路上の複数の場所に挿入することが考えられる。このデバイスでは、隣接チャネル間で偏波直交性を有するＷＤＭ光が、インターリーバやアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）等を用いてチャネル毎に分波され、該各チャネルが光路長の異なる光導波路にそれぞれ与えられた後に合波される。
【０００５】
【非特許文献１】G. Charlet et al., "Nonlinear interaction between 10Gb/s NRZ channels and 40Gb/s channels with RZ-DQPSK or PSBT format over low-dispersion fiber", ECOC 2006 Mo.3.2.6）
【特許文献１】特開２００２−１８５４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようなデバイスを利用して光信号間の光路長を変えるようにした場合、新たなデバイスが光ファイバ網の複数の場所に付加されることになるため、該デバイス自体のコストに加えて、各デバイスの挿入損失を補うために追加される光アンプのコストも必要になり、光通信システムの高コスト化が課題となる。また、上記デバイスでは、各チャネルの分波に使用されるインターリーバやＡＷＧ等のフィルタ特性により、各々のチャネルの帯域が制限される可能性があり、ＸＰＭとは異なる要因でＷＤＭ光の伝送特性が劣化し得るという問題もある。
【０００７】
ところで、近年の光ファイバ網では、光波長の違いを利用したサービスメニューの拡大や、柔軟な帯域利用により、ＷＤＭ光通信システムの付加価値の向上、運用コストの低減などの効果が期待されている。このような光波長の利用を可能にするデバイスの一つとして、ＷＤＭ光の各チャネルを波長ごとに光のまま選択して入出力経路の切り替えを行う光波長選択スイッチ（Optical Wavelength Selective Switch）がある。
【０００８】
図１は、一般的な光波長選択スイッチの構成例を示した図である。
図１において、光波長選択光スイッチ１００は、入出力ファイバ部１０１、コリメータ部１０２、ビーム拡大光学系１０３、分光素子１０４、集光デバイス１０５、可動ミラー部１０６から構成される。入出力ファイバ部１０１は、複数本の光ファイバが一方向（Ｘ方向）に配置されており、ここでは１つの入力ポートＰｉｎおよびＮ個の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎを構成している。入力ポートＰｉｎには、図示しない伝送路等を伝搬したＷＤＭ光が入力され、該ＷＤＭ光は、コリメータ部１０２の対応するコリメータで平行ビームとされた後、該ビーム径がビーム拡大光学系１０３で所要の大きさに拡大される。ビーム拡大光学系１０３を通過したＷＤＭ光は、分光素子１０４により、入出力ポートの配列方向に垂直な方向（Ｙ方向）について、波長に応じて異なる角度で分離された後、各波長の光が集光デバイス１０５により異なる位置に集光される。各波長の光の集光位置には、ＷＤＭ光の波長数に対応したＭ個の可動ミラーを有する可動ミラー部１０６が配置されている。可動ミラー部１０６に到達した各波長の光は、各可動ミラーの反射面の角度に応じた方向に折り返される。このとき、各可動ミラーの反射面が、入力される光の出力先に設定されたいずれか１つの出力ポートの位置に対応した所定の角度に制御されることにより、各々の可動ミラーで折り返された各波長の光は、集光デバイス１０５、分光素子１０４、ビーム拡大光学系１０３およびコリメータ部１０２を順に通って、目的の出力ポートＰｏｕｔにそれぞれ導かれる。
【０００９】
図２は、上記光波長選択光スイッチ１００の機能を説明するための概念図である。図２の上段に示すように、光波長選択光スイッチ１００では、波長λ１〜λＭの光信号を含んだＷＤＭ光が入力ポートＰｉｎに与えられると、該ＷＤＭ光の各チャネルは、Ｎ個の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎのうちで出力先に設定された出力ポートにそれぞれ振り分けられる。この場合、光波長選択光スイッチ１００は１×Ｎのスイッチとして機能する。また、図２の下段に示すように、上記の場合とは入出力の関係を逆にして、各波長λ１〜λＭの光信号がＮ個の入力ポートに与えられ、各光信号を１つに合波したＷＤＭ光が１つの出力ポートより出力されるようにしてもよく、この場合には、光波長選択光スイッチ１００はＮ×１のスイッチとして機能することになる。
【００１０】
上記のような光波長選択スイッチ１００は、光ファイバ網上のＯＡＤＭ（Optical Add Drop Multiplexer）ノード等で各チャネルの分岐または挿入を行うのに利用されており、その挿入損失は、前述したインターリーバやＡＷＧ等を用いたデバイスの挿入損失よりも小さい。光波長選択スイッチ１００内における各チャネルに対応した光路長は、図１に示した構成例では基本的に同じになるため、このままでは各チャネル間に光路長差を与えてＸＰＭの低減を図ることはできないが、光学系に別途工夫を施すことにより各チャネル間の光路長を変えることは原理的に可能である。この点に着目すると、ＸＰＭによる信号劣化を低損失かつ低コストで抑えるための手段として、光波長選択スイッチの利用は非常に有効である。
【００１１】
そこで、本発明は、ＷＤＭ光の各チャネル間に光路長差を与えることのできる低損失な光波長選択スイッチを実現すると共に、該光波長選択スイッチを利用することによりＷＤＭ光におけるＸＰＭによる信号劣化を低コストで低減できる光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため本光波長選択スイッチの一態様は、少なくとも１つの入力ポートおよび少なくとも１つの出力ポートが第１方向に配列された入出力部と、前記入力ポートに与えられる波長の異なる複数の光を、波長に応じて前記第１方向とは異なる第２方向に角度分散させる分光素子と、前記分光素子から出力される各波長の光を集光する第１集光デバイスと、前記第１集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有する第１ミラー部と、前記第１集光デバイスと共にリレー光学系を形成する第２集光デバイスおよび第２ミラー部を有し、前記第１ミラー部で反射された光が前記第１および第２集光デバイスを介して前記第２ミラー部に入射され、該第２ミラー部の反射光が前記第２および第１集光デバイスを介して前記第１ミラー部に戻されるように構成された遅延光学系と、を備える。また、前記第１ミラー部の各可動ミラーは、前記入力ポートから前記分光素子および前記第１集光デバイスを介して与えられる入力光を、前記分光素子の方向に反射する第１の状態および前記遅延光学系の方向に反射する第２の状態のいずれかとなるように、各々の反射面の角度が調整される。前記第１の状態では、前記入力光の反射光が前記第１集光デバイスおよび前記分光素子を介して当該波長の出力先に設定された出力ポートに導かれる。一方、前記第２の状態では、前記入力光の反射光が前記遅延光学系を往復し、該遅延光学系から前記第１ミラー部に戻された光の反射光が前記第１集光デバイスおよび前記分光素子を介して当該波長の出力先に設定された出力ポートに導かれる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のような光波長選択スイッチでは、第１ミラー部において第１の状態とされた可動ミラーで反射されて分光素子側に戻された光の光路長よりも、第２の状態とされた可動ミラーで反射されて遅延光学系に送られた光の光路長の方が、遅延光学系の往復分の光路長だけ長くなり、該光路長差を発生させている遅延光学系は、第１および第２ミラー部の各反射面におけるビームサイズが同じになるリレー光学系となっているので、挿入損失の増大および帯域の劣化が実質的に生じない。よって、本光波長選択スイッチは、各波長の光の入出力経路を切り替えるという本来の光学特性を良好に保ったまま、ＷＤＭ光の各チャネル間に低損失で光路長差を与えることが可能である。このような光波長選択スイッチを光通信システムの伝送路上に配置してＷＤＭ光の各チャネル間に光路長差を与えるようにすれば、ＸＰＭによる信号劣化を低損失かつ低コストで低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
前述したように、ＷＤＭ光の各チャネル間に低損失で光路長差を与える手段として、図１に示したような光波長選択スイッチを利用することは有効である。本出願人は、先願である特願２００７−９９８９４３号において、ＷＤＭ光の隣接チャネル間に異なる光路長差を与えることが可能な光波長選択スイッチを既に提案している。しかしながら、この先願発明による光波長選択スイッチについては、各チャネルにおける焦点距離のずれに起因した課題が残されている。以下、本発明を理解する上で有用であるので、先願発明の概要とその課題について簡単に説明する。
【００１５】
図３〜図６は、上記先願発明による光波長選択スイッチの構成例を示した斜視図である。図３の構成では、集光デバイス１０５と、ＷＤＭ光の各波長λ１，λ２，λ３…に対応した可動ミラー部１０６の各可動ミラーとの距離が隣接ミラー間で異なるように、各々の可動ミラーのＺ方向の配置が決められている。また、図４の構成では、集光デバイス１０５に対して可動ミラー部１０６の各可動ミラーを階段状に配置することで、各々のチャネル間に光路長差が与えられるようにしている。さらに、図５の構成では、集光デバイス１０５と可動ミラー部１０６の各可動ミラーとの間に、隣接チャネルを異なる方向に振り分けるための可動ミラー部１０７およびレンズ１０８Ａ，１０８Ｂを設け、各レンズ１０８Ａ，１０８Ｂの集光位置に可動ミラー部１０６Ａ，１０６Ｂをそれぞれ配置して各チャネルを折り返すことで、隣接チャネル間に光路長差を与えるようにしている。また、図６の構成では、集光デバイス１０５と可動ミラー部１０６との間で、各チャネルが導かれる共通ポートに対応した光路上に、隣接チャネルを直進経路と迂回経路に振り分けるためのミラー１０９Ａ〜１０９Ｃを配置することで、隣接チャネル間に光路長差を与えるようにしている。
【００１６】
上記のような先願発明の各構成のうちの図３および図４の構成については、各チャネルで共通の集光デバイス１０５が使用されているため、各チャネルの焦点位置に対して可動ミラーの配置が一致していないものが存在する。このことは、各チャネルについての挿入損失および帯域幅が異なることを意味しており、ＷＤＭ光の劣化要因になり得るという問題点がある。
【００１７】
ここで、上記の問題点について詳しく説明する。図７は、光波長選択スイッチにおけるビーム径の変化を例示した図である。可動ミラーを用いた波長選択スイッチでは、集光デバイス１０５が理想的な焦点レンズになっている場合、図７に示したように、分光素子１０４で分光された各チャネルの焦点は、Ｙ方向の同一直線上に並ぶため、通常、当該直線上に可動ミラー部１０６の各可動ミラーが並べて配置される。これにより、各々の可動ミラーに入射する光のビーム径が最も小さくなり、該ミラーの反射面が所要の角度傾けられていても該反射面内にビームが納まる、つまり、可動ミラーに対する入射光のビーム径と、出射光（反射光）のビーム径とが一致するため、可動ミラーでの損失が最小となる。
【００１８】
これに対して、例えば図８に示すように、可動ミラー部１０６の任意の可動ミラーの配置が、集光デバイス１０５で集光された各チャネルの焦点が並ぶ直線上からずれると、該可動ミラーに入射する光のビーム径は、焦点位置に配置されているときよりも大きくなる。この場合、可動ミラーの傾けられた反射面内にビームが納まりきらず、その一部がミラーの端で蹴られる、つまり、可動ミラーに対する入射光のビーム径と、出射光（反射光）のビーム径とが異なるようになり、可動ミラーでの損失が増大することになる。
【００１９】
また、光波長選択スイッチにおける各チャネルの帯域幅に関しては、図９の概念図に示すように、各チャネルに対応した可動ミラー間のピッチ（隣り合う可動ミラーのＹ方向についての中心軸間の距離）に対するミラー幅（各可動ミラーの反射面のＹ方向についての幅）の関係と、該ミラー幅に対する入射光のＹ方向のビーム径の関係とに応じて、各チャネルに対応した透過強度の波長特性が決まる。図９の右側に示すように、ミラー幅に対してＹ方向のビーム径が大きい場合、該ビームの可動ミラーへの入射位置が光波長に応じてＹ方向にシフトして可動ミラーのＹ方向の中心からのずれが大きくなると、ミラーで反射されない光成分が増大する。このため、入射位置が可動ミラーの端に近くなる波長ほど、可動ミラーにおける損失が大きくなる。よって、可動ミラーの配置が対応するチャネルの焦点位置からずれ、該可動ミラーへの入射光のＹ方向のビーム径が大きくなると、当該チャネルの透過帯域幅が狭くなり、帯域の劣化が発生することになる。
【００２０】
上記のような問題点に関して、前述した図５の構成は、図３および図４の構成と比べて、可動ミラー部１０７およびレンズ１０８Ａ，１０８Ｂを用いて焦点距離を調整している点で改善されており、各チャネルの中心波長における損失差の低減が図られている。しかし、集光デバイス１０５と該集光デバイス１０５の本来の焦点位置との間に可動ミラー部１０７が配置されているため、図８の下段に示した場合と同様に可動ミラー部１０７の各可動ミラーへの入射光のビーム径が大きくなった状態にあり、前述した場合と同様の理由により帯域の劣化が問題になる。また、図６の構成についても、上記図５の構成と同様に集光デバイス１０５と当該焦点位置との間にミラー１０９Ａ〜１０９Ｃが配置されているため、帯域の劣化が問題になる。
【００２１】
上記のように先願発明の各構成では、各チャネル間の光路長を異ならせることができるようになるが、挿入損失の増大および帯域の劣化という課題が残る。そこで、本発明は、この課題を解決した光波長選択スイッチを実現する。以下、本発明による光波長選択スイッチの実施形態について詳しく説明する。
【００２２】
図１０は、第１実施形態による光波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
図１０において、本実施形態の光波長選択スイッチ１は、例えば、入出力ファイバ部１１、コリメータ部１２、ビーム拡大光学系１３、分光素子１４、第１集光デバイス１５、第１可動ミラー部１６、第２集光デバイス１７および第２可動ミラー部１８を備えている。
【００２３】
入出力ファイバ部１１は、複数本の光ファイバが一方向（Ｘ方向）に所要の間隔で配置されており、ここでは１つの入力ポートＰｉｎおよびＮ個の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎを構成している。図中で最下方に位置する入力ポートＰｉｎには、図示しない伝送路等を伝搬したＷＤＭ光が入力され、該ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号（チャネル）の経路が光波長選択スイッチ１内で切り替えられ、各々のチャネルが所望の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎから出力される。
【００２４】
なお、本実施形態では、光波長選択スイッチ１が１入力Ｎ出力（１×Ｎ）のスイッチとして機能する一例を示すが、前述の図２を参照しながら説明した場合と同様に、入出力の関係を逆にして、各チャネルがＮ個の入力ポートに与えられ、各チャネルを１つに合波したＷＤＭ光が１つの出力ポートより出力される、Ｎ入力１出力（Ｎ×１）のスイッチとして、光波長選択スイッチ１を機能させることも可能である。また、１つの入力ポートとＮ個の出力ポートのうちの１つを共通とし、当該ポートに図示しない光サーキュレータ等を接続して入力光と出力光とを分離するようにしてもよい。
【００２５】
コリメータ部１２は、入出力ファイバ部１１の各光ファイバの一端近傍にそれぞれ配置された複数のコリメータを有する。このコリメータ部１２は、入力ポートＰｉｎに対応した光ファイバ１１の一端から出射されるＷＤＭ光を平行光にしてビーム拡大光学系１３に送ると共に、ビーム拡大光学系１３を逆方向に通過した平行光を各出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎに対応した光ファイバ１１の一端面に集光して光結合させる。
【００２６】
ビーム拡大光学系１３は、コリメータ部１２からの平行光のビームサイズを予め定めたビーム径まで拡大するための光学系であり、ここでは２つのレンズの組合せにより所要のビーム径を実現している。なお、ビーム拡大光学系１３の構成は、上記の一例に限定されるものではない。また、ビーム拡大光学系１３は省略することも可能であり、ビーム拡大光学系１３を設けるか否かは、コリメータ部１２からの平行光のビームサイズと分光素子１４以降の光学系の特性との関係に応じて適宜に決めればよい。
【００２７】
分光素子１４は、ビーム拡大光学系１３を通過したＷＤＭ光（図１０中のＬ１）を波長に応じて、入出力ポートの配列方向（Ｘ方向）とは異なる方向（ここでは、Ｘ方向に直交するＹ方向とする）に角度分散させるものである。この分光素子１４の具体例としては、回折格子、プリズム、アレイ導波路回折格子（Arrayed Waveguide Grating：ＡＷＧ）などが挙げられる。なお、図１０では透過型の回折格子を用いる一例を示したが、反射型の回折格子を用いることも可能である。
【００２８】
第１集光デバイス１５は、分光素子１４でＹ方向に角度分散された各波長の光（図１０中のＬ２１，Ｌ２Ｍ参照）を、第１可動ミラー部１６の対応する可動ミラー上にそれぞれ集光させると共に、第１可動ミラー部１６の各可動ミラーで反射されて分光素子１４側に戻されてきた光（図１０中のＬ７１，Ｌ３Ｍ参照）を分光素子１４上に集光させる。また、この第１集光デバイス１５は、後で詳しく説明する遅延光学系の一構成要素となっており、第１可動ミラー部１６の各可動ミラーで遅延光学系側に反射された光（図１０中のＬ３１参照）を、第２集光デバイス１７との組合せにより第２可動ミラー部１８の対応する可動ミラー上に集光させる。上記のような光学特性は、公知のレンズや凹面鏡などを使用して実現可能である。
【００２９】
第１可動ミラー部１６は、光波長選択スイッチ１に入力されるＷＤＭ光の最大チャネル数（ここではＭチャネルとする）に対応したＭ個の可動ミラーがＹ方向に所要のピッチで配置されている。第１可動ミラー部１６の具体例としては、ＭＥＭＳミラーアレイや液晶デバイスなどを使用することが可能である。ＭＥＭＳミラーは、マイクロマシン（ＭＥＭＳ）技術を用いて形成された微小ミラーであり、ここでは反射面の角度がＹ方向の軸を中心にして制御可能な構造を持つものを使用する。液晶デバイスは、例えば、ＬＣＯＳ（liquid crystal on silicon）等を用いて格子ピッチを可変できる回折格子によりビーム偏向を行うデバイスである。
【００３０】
第２集光デバイス１７は、第１可動ミラー部１６で遅延光学系側に反射され第１集光デバイス１５を通過した光を、第２可動ミラー部１８の対応する可動ミラー上に集光させる（図１０中のＬ４１参照）と共に、第２可動ミラー部１８で反射された光（図１０中のＬ５１参照）を、第１集光デバイス１５との組合せにより第１可動ミラー部１６の対応する可動ミラー上に集光させる。このような光学特性も、第１集光デバイス１５と同様に、公知のレンズや凹面鏡などを使用して実現可能である。
【００３１】
第２可動ミラー部１８は、上記第１可動ミラー部１６と同様に、光波長選択スイッチ１に入力されるＷＤＭ光の最大チャネル数に対応したＭ個の可動ミラーがＹ方向に所要のピッチで配置されており、ＭＥＭＳミラーアレイや液晶などを使用して実現されている。この第２可動ミラー部１８と、第１，２集光デバイス１５，１７とから遅延光学系が構成されている。遅延光学系は、第１，２集光デバイス１５，１７の組み合わせによって、第１，２可動ミラー部１６，１８間に所謂リレー光学系を形成している。リレー光学系では、第１集光デバイス１５によって第１可動ミラー部１６に形成される像と同じ像（ただし上下反転）が、第２集光デバイス１７によって第２可動ミラー部１８に形成される。
【００３２】
次に、上記光波長選択スイッチ１の動作について図１１および図１２を参照しながら詳しく説明する。図１１は、図１０の構成を側方（Ｙ方向）から見たときの光路の一例を示している。また、図１２は、図１０の構成を上方（Ｘ方向）から見たときの光路の一例を入出力光学系および遅延光学系に分けて示している。
【００３３】
本実施形態の光波長選択スイッチ１では、各波長λ１〜λＭの光信号（チャネル）が波長多重されたＷＤＭ光が入力ポートＰｉｎに与えられる。該ＷＤＭ光は、入力ファイバ１１の一端から出射されてコリメータ１２で平行光とされた後に、ビーム拡大光学系１３で所要のビームサイズまで拡大される。ビーム拡大光学系１３を通過したＷＤＭ光Ｌ１は、分光素子１４に与えられ、波長に応じて異なる角度で分光素子１４から出射されることにより、ＷＤＭ光の各チャネルが分離される。そして、各々のチャネルは、第１集光デバイス１５を通過することにより、第１可動ミラー部１６の対応する可動ミラー上に集光される。
【００３４】
第１可動ミラー部１６では、各チャネルに対応した可動ミラーの反射面の角度が適切に制御されることにより、遅延光学系に送るチャネルと、遅延光学系に送らずに出力先のポート方向に戻すチャネルとの振り分けが行われる。具体的に、図１０〜図１２には、遅延光学系に送るチャネルの一例として、波長λ１に対応したチャネルの経路が一点鎖線で示してあり、また、遅延光学系に送らないチャネルの一例として、波長λＭに対応したチャネルの経路が破線で示してある。なお、遅延光学系に送るか否かの設定はチャネル毎に任意に行うことが可能である。
【００３５】
図１３は、第１可動ミラー部１６で反射される光の入出力状態をＹ方向から見た拡大図である。遅延光学系に送られる波長λ１に対応したチャネルについては、図１３の上段に示すように、第１集光デバイス１５からの入力光Ｌ２１の入射角度が遅延光学系の方向に対応させて比較的大きくなるように可動ミラー１６１の反射面の角度が調整されており、該入力光Ｌ２１の反射光が遅延入力光Ｌ３１として遅延光学系の方向に導かれる。そして、遅延光学系を往復して戻ってきた遅延帰還光Ｌ６１が、可動ミラー１６１で再度反射されることにより出力先のポートの配置に対応した方向に進む出力光Ｌ７１となる。
【００３６】
一方、遅延光学系に送られない波長λＭに対応したチャネルについては、図１３の下段に示すように、第１集光デバイス１５からの入力光Ｌ２Ｍの入射角度が出力先のポートの配置に対応させて比較的小さくなるように可動ミラー１６Ｍの反射面の角度が調整されており、前記入力光Ｌ２Ｍが可動ミラー１６Ｍで反射されることにより出力先のポートの配置に対応した方向に進む出力光Ｌ３Ｍとなる。該出力光Ｌ３Ｍは、第１集光デバイス１５、分光素子１４およびビーム拡大光学系１３に順に送られ、該戻り光Ｌ４Ｍがコリメータ部１２を通過して出力先のポートに対応した光ファイバの一端に結合される。なお、可動ミラー１６Ｍの反射面の角度を最適値から微調整することにより、所要の出力ポートからの光出力パワーを制御（減衰）することも可能である。
【００３７】
第１可動ミラー部１６で反射され遅延光学系に送られた波長λ１のチャネルは、図１１の上部および図１２の下段に示すように、第１，２集光デバイス１５，１７を順に通過した後、第２可動ミラー部１８の波長λ１に対応した可動ミラーで反射され、該反射光が第２集光デバイス１７に戻される。このとき、遅延光学系の構成がリレー光学系となっていることで、第１，２集光デバイス１５，１７が収差等の影響がない理想的なデバイスである場合、第１可動ミラー部１６で反射される各チャネルのビーム形状と、第２可動ミラー部１８で反射される各チャネルのビーム形状とは同じになる。
【００３８】
なお、図１２の下段には、第１集光デバイス１５の焦点距離と第２集光デバイス１７の焦点距離が一致するようにした遅延光学系の構成例を示したが、第１，２集光デバイス１５，１７の各焦点距離は異なっていても構わない。ただし、後述する他の実施形態のように、第１，２集光デバイスの焦点距離を一致させることにより、第１，２集光デバイスを共通化する応用が可能になり、光波長選択スイッチの小型化を図り易くなる。
【００３９】
図１４は、所要のチャネルが遅延光学系に接続された状態において、第１，２可動ミラー部１６，１８でそれぞれ反射される光の入出力状態をＹ方向から見た拡大図である。前述の図１３で説明したように、第１可動ミラー部１６への入力光Ｌ２は対応する可動ミラーで反射されて遅延入力光Ｌ３となり、第１，２集光デバイス１５，１７を通過した後、第２可動ミラー部１８への入射光Ｌ４となる。第２可動ミラー部１８の対応する可動ミラーは、Ｎ個の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎのうちで当該チャネルの出力先に設定されているポートの配置に対応させて反射面の角度が調整されており、入射光Ｌ４が該反射面で反射されることにより、出力先のポートの配置に応じて異なる方向に進む反射光Ｌ５が第２集光デバイス１７に戻される。図１４には、出力先が出力ポートＰｏｕｔ＿１の場合の反射光Ｌ５＿１が実線矢印、出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎの場合の反射光Ｌ５＿Ｎが点線矢印で示してある。遅延光学系を往復して第１可動ミラー部１６に戻された遅延帰還光Ｌ６は、第１可動ミラー部１６の対応する可動ミラーで反射されることにより、該反射光が出力先のポートの配置に対応した方向に進む出力光Ｌ７となる。該出力光Ｌ７は、第１集光デバイス１５、分光素子１４およびビーム拡大光学系１３に順に送られ、該戻り光Ｌ８がコリメータ部１２を通過して出力先のポートに対応した光ファイバの一端に結合される。なお、第２可動ミラー部１８の反射面の角度を最適値から微調整することにより、所要の出力ポートから出力される光パワーを制御（減衰）することも可能である。
【００４０】
上記のような光波長選択スイッチ１においては、遅延光学系に送られたチャネルの光路長が、遅延光学系に送られないチャネル光路長よりも、遅延光学系の往復分（第１，２可動ミラー部１６，１８間の光路長の２倍）だけ長くなる。このような光路長差をチャネル間に与えている遅延光学系は、リレー光学系となっているので、前述の図８および図９で説明したような挿入損失の増大および帯域の劣化が回避されている。よって、本光波長選択スイッチ１は、その本来の光学特性を良好に保ったまま、ＷＤＭ光の任意のチャネル間に低損失で光路長差を与えることが可能である。このような光波長選択スイッチ１をＷＤＭ光通信システムのＯＡＤＭノード等に適用し、当該ノードで処理されるＷＤＭ光の各チャネル間に光路長差を与えるようにすれば、ＸＰＭによる信号劣化を低損失かつ低コストで低減することが可能になる。この場合にＸＰＭを抑圧するのに必要となる光路長差に関しては、一般的に、ＷＤＭ光の各チャネルの伝送速度がαＧｂｉｔ／ｓ（ただし、αは０以上の整数）のとき、第１可動ミラー部１６の反射面と第２可動ミラー部１８の反射面との間の距離が２０／α［ｃｍ］以上となるように遅延光学系を設計すればよく、そのような遅延光学系の実現は十分に可能である。
【００４１】
次に、光波長選択スイッチの第２実施形態について説明する。
上述した第１実施形態においては、遅延光学系に送られるチャネルについて、第２可動ミラー部の対応する可動ミラーの角度を調整することにより、Ｎ個の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎのうちのいずれか１つを出力先として任意に選択できるようにした。このような構成は、任意のポートに出力される任意のチャネルの光路長を変えることができ自由度が高いが、遅延光学系の両端に可動ミラーを配置して各々を制御する必要があり、コスト高になる欠点がある。また、第１集光デバイス１５のＸ方向の高さを全てのポートに対応させて拡大する必要もあり、光波長選択スイッチのサイズの面でも不利な点がある。光波長選択スイッチが実際に適用されるＷＤＭ光通信システムを考えると、特定の１ポート（例えば、伝送距離が最も長くなるパスに接続されるポートなど）について伝送特性の改善が図られていればよい場合がある。このような場合、光波長選択スイッチの低コスト化および小型化を図ることが可能であり、その応用例を第２実施形態で説明する。
【００４２】
図１５は、第２実施形態による光波長選択スイッチを側方（Ｙ方向）から見たときの光路の一例を示している。ここでは、Ｎ個の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎのうち、ポート配列方向（Ｘ方向）について遅延光学系の最も近くに位置する出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎを出力先とするチャネルだけが遅延光学系に送られる。つまり、本光波長選択スイッチ１’は、出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎに接続されるパスに送られるチャネルの伝送特性が最低限改善されればよいようなＷＤＭ光通信システムへの適用を想定している。このような構成では、遅延光学系を伝搬する光の経路が１つの往復パターンに限られるようになるので、第１，２集光デバイス１５，１７のＸ方向の高さが第１実施形態の構成（図１１参照）と比べて減少する。また、第１可動ミラー部１６における反射面の角度を、遅延光学系の方向だけでなく出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎの配置に対応させて調整することにより、遅延光学系の反対側の端部で光を反射するミラーの反射面を固定にすることができる。ここでは、第１実施形態で用いた第２可動ミラー部１８に代えて、第２集光デバイス１７の各チャネルに対応した焦点位置をカバーする反射面を持つ固定ミラー１８’が設けられている。
【００４３】
図１６は、出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎを出力先とするチャネルが遅延光学系に接続された状態において、第１可動ミラー部１６および固定ミラー１８’でそれぞれ反射される光の入出力状態をＹ方向から見た拡大図である。第１可動ミラー部１６への入力光Ｌ２＿Ｎは、遅延光学系を往復した後の光が出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎの方向に導かれるように反射面の角度が最適化された可動ミラーで反射されて遅延入力光Ｌ３＿Ｎとなる。遅延入力光Ｌ３＿Ｎは、第１，２集光デバイス１５，１７を通過した後、固定ミラー１８’への入射光Ｌ４＿Ｎとなり、その反射光入射光Ｌ５＿Ｎが第２集光デバイス１７に戻される。遅延光学系を往復して第１可動ミラー部１６に戻された遅延帰還光Ｌ６＿Ｎは、対応する可動ミラーで反射されることにより、該反射光が出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎの配置に対応した方向に進む出力光Ｌ７＿Ｎとなる。
【００４４】
上記のような第２実施形態の光波長選択スイッチ１’によれば、入力ポートＰｉｎに与えられるＷＤＭ光の各チャネルのうち、出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎを出力先とする任意のチャネルの光路長を、他の出力ポートを出力先とするチャネルの光路長よりも遅延光学系の往復分だけ長くすることができ、該遅延光学系はリレー光学系となっているので、挿入損失の増大や帯域の劣化が生じることもない。特に、遅延光学系の折り返し端の固定ミラー１８’は、チャネル毎に個別に動かすことが不要であり、第１実施形態における第２可動ミラー部１８のように隣り合うミラー間に隙間を設ける必要がなくなるため、遅延入力光が固定ミラー１８’に入射されるまでの間に、その集光位置がＹ方向に変動した場合でも、当該チャネル成分が前記ミラー間の隙間により蹴られて帯域が劣化するといった不具合が発生しない。また、遅延光学系の折り返し端に固定ミラーを使用できると共に、第１，２集光デバイス１５，１７のＸ方向の高さが最小になるので、光波長選択スイッチの低コスト化および小型化が可能になる。
【００４５】
なお、上記第２実施形態では、Ｎ個の出力ポートＰｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎのうち、遅延光学系に最も近い出力ポートＰｏｕｔ＿Ｎを出力先とするチャネルを遅延光学系に送るようにする一例を示したが、遅延光学系に送るチャネルとして、他の１つの出力ポートを出力先とするチャネルを設定することも可能である。また、遅延光学系に送るチャネルの出力先のポートとして、２つ以上の出力ポートを設定の対象にしてもよい。例えば、ＷＤＭ光に伝送速度の異なるチャネルが混載されている場合に、伝送速度の高いチャネルが伝送速度の低いチャネルからのＸＰＭの影響を受け易く、逆に伝送速度の低いチャネルはＸＰＭの影響を受け難いことが知られている。このような場合、高速のチャネルに隣接する低速度のチャネルを遅延光学系に送って光路長差を与える（若しくはその逆）ことにより、ＸＰＭの影響を低減することが可能になる。
【００４６】
上記のようなＸＰＭの低減効果は、各チャネルの伝送速度に関わらず、ＷＤＭ光の隣接チャネルを交互に遅延光学系に送って隣接チャネル間に光路長差を与えるようにしても同様に得られるので、例えば図１７の上段に示すような構成の第１可動ミラー部１６’を適用するのも有効である。この第１可動ミラー部１６’は、櫛歯状の固定ミラー１６Ａの各歯の間に可動ミラー１３Ｂが形成されている。固定ミラー１６Ａの反射面の角度は、遅延光学系の方向に対応させて決められており、各可動ミラー１３Ｂの反射面の角度は、出力先のポートの配置に対応させて制御される。第１集光デバイス１５から第１可動ミラー部１６’に入力されるＷＤＭ光は、隣接チャネルが交互に固定ミラー１６Ａの各歯の部分で反射されて遅延光学系に送られる。遅延光学系の折り返し端には、図１７の下段に示すような第２可動ミラー部１８’’を第２集光デバイス１７の焦点位置に配置するのがよい。この第２可動ミラー部１８’’は、第１可動ミラー部１６’の可動ミラー１３Ｂのミラー幅Ｗに対して２倍のミラー幅を有する可動ミラーが、ＷＤＭ光のチャネル数の１／２の個数分だけＹ方向に配列されている。上記第２可動ミラー部１８’’の各可動ミラーは、上述した第１実施形態の場合と同様に、各々の反射面の角度が出力先のポートの配置に対応させて制御される。
【００４７】
上記のような図１７の構成では、第１可動ミラー部１６’の各チャネルに対応したミラーの半数を固定ミラーにできる代わりに、遅延光学系の折り返し端の各ミラーを可動にする必要があるが、第２可動ミラー部１８’’の各可動ミラーは、Ｙ方向の幅を２Ｗに広げることができる。このため、第２可動ミラー部１８’’の可動ミラー間の隙間の位置が、遅延光学系に送られてくる各チャネルの中間位置付近となるように、第２可動ミラー部１８’’の配置を決めておくことで、遅延光学系への入力光が第２可動ミラー部１８’’の対応する可動ミラーに入射されるまでの間に、その集光位置がＹ方向に変動した場合でも、当該チャネル成分が可動ミラーの端で蹴られて帯域が劣化するような不具合は実質的に生じない。
【００４８】
次に、光波長選択スイッチの第３実施形態について説明する。
上述した第１，２実施形態およびその応用例では、遅延光学系に送られるチャネルの光路長と、遅延光学系に送られないチャネルの光路長との差は、遅延光学系の往復の光路長で固定となっていた。第３実施形態では、ＷＤＭ光の各チャネル間に異なる光路長差を与えることが可能な応用例を説明する。
【００４９】
図１８は、第３実施形態による光波長選択スイッチを側方（Ｙ方向）から見たときの光路を示している。この光波長選択スイッチ１’’では、遅延光学系を光学的に直列に接続した構成が適用されている。具体的には、例えば上述した第１実施形態の場合と同様なｎ個の第１集光デバイス１５−１〜１５−ｎおよびｎ個の第１可動ミラー部１６−１〜１６−ｎを組み合わせることにより、光学的に直列に接続されたｎ−１段の遅延光学系が形成され、最後のｎ段目の遅延光学系の折り返し部分に、第２集光デバイス１７および第２可動ミラー部１８が配置されている。
【００５０】
各段の遅延光学系の第１可動ミラー部１６−１〜１６−ｎでは、前段の遅延光学系から送られてくる各チャネルを次段の遅延光学系に送るか否かに応じて、各々のチャネルに対応した可動ミラーの角度が調整される。例えば、あるチャネルについて３段の遅延光学系を往復させたい場合には、各第１可動ミラー部１６−１，１６−２，１６−３の対応する可動ミラーの反射面が後段の遅延光学系の方向に対応した角度に調整され、第１可動ミラー部１６−４の対応する可動ミラーの反射面が当該チャネルの出力先のポートの配置に対応した角度に調整されるようにすればよい。
【００５１】
上記のような光波長選択スイッチ１’’によれば、上述した第１実施形態の場合と同様の効果に加えて、ＷＤＭ光の任意のチャネルに対し、１段の遅延光学系の往復分からｎ段の遅延光学系の往復分までに対応した光路長差を段階的に与えることが可能になる。
【００５２】
次に、光波長選択スイッチの第４実施形態について説明する。ここでは上述した各実施形態における遅延光学系の変形例を示す。
図１９は、第４実施形態による光波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。また、図２０は、図１９の構成を側方（Ｙ方向）から見たときの光路の一例を示している。さらに、図２１は、図１９の構成を上方（Ｘ方向）から見たときの光路の一例を入出力光学系および遅延光学系に分けて示している。
【００５３】
図１９〜図２１に示すように本実施形態の光波長選択スイッチ１’’’は、例えば、上述した第１実施形態の構成について、遅延光学系におけるＺ方向の略中央部分に折り返しミラー１９を配置することにより、遅延光学系の第１，２集光デバイス１５，１７を共通化している。なお、第４実施形態における遅延光学系以外の構成は第１実施形態の場合と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００５４】
折り返しミラー１９は、図２０に示すように、第１可動ミラー部１６で遅延光学系側に反射され集光デバイス１５を通過してきた各チャネルをカバーする反射面を有し、該反射面はＸ方向の下方に若干傾けた状態で固定されている。この折り返しミラー１９で反射された光は、集光デバイス１５を再度通過した後、第１可動ミラー部１６の下方に位置する第２可動ミラー部１８に入射する。第２可動ミラー部１８の各可動ミラーは、図２１の下段に示すように、集光デバイス１５を通過した各チャネルの焦点位置に配置されている。
【００５５】
上記のように折り返しミラー１９を用いて集光デバイスを共通化した遅延光学系も、上述したリレー光学系と等価な構成になっており、第１，２可動ミラー部１６，１８でそれぞれ反射される各チャネルのビーム形状が同じになる。集光デバイスの共通化により、一般的な構成の光波長選択スイッチ（図１参照）について、そのサイズを大幅に変更することなく、遅延光学系を内部に組み込むことができるようになる。このため、ＷＤＭ光の任意のチャネル間に低損失で光路長差を与えることが可能な光波長選択スイッチを比較的容易に実現することが可能である。
【００５６】
なお、上記第４実施形態においては、折り返しミラー１９をＸ方向の下方に傾け、第１可動ミラー部１６の下方に第２可動ミラー部１８を配置する構成例を示したが、折り返しミラー１９をＸ方向の上方に傾け、第１可動ミラー部１６の上方に第２可動ミラー部１８を配置するようにしてもよい。ただし、この場合には集光デバイス１５のＸ方向の高さが増すので、光波長選択スイッチの小型化を考慮すると、折り返しミラー１９を下方に傾けた構成の方が有利である。また、上記第４実施形態では、第１実施形態の構成について折り返しミラーを利用した遅延光学系を適用した一例を示したが、他の実施形態の構成についても上記と同様の遅延光学系を応用することが可能である。
【００５７】
以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
【００５８】
（付記１）  少なくとも１つの入力ポートおよび少なくとも１つの出力ポートが第１方向に配列された入出力部と、
前記入力ポートに与えられる波長の異なる複数の光を、波長に応じて前記第１方向とは異なる第２方向に角度分散させる分光素子と、
前記分光素子から出力される各波長の光を集光する第１集光デバイスと、
前記第１集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有する第１ミラー部と、
前記第１集光デバイスと共にリレー光学系を形成する第２集光デバイスおよび第２ミラー部を有し、前記第１ミラー部で反射された光が前記第１および第２集光デバイスを介して前記第２ミラー部に入射され、該第２ミラー部の反射光が前記第２および第１集光デバイスを介して前記第１ミラー部に戻されるように構成された遅延光学系と、を備え、
前記第１ミラー部の各可動ミラーは、前記入力ポートから前記分光素子および前記第１集光デバイスを介して与えられる入力光を、前記分光素子の方向に反射する第１の状態および前記遅延光学系の方向に反射する第２の状態のいずれかとなるように、各々の反射面の角度が調整され、前記第１の状態では、前記入力光の反射光が前記第１集光デバイスおよび前記分光素子を介して当該波長の出力先に設定された出力ポートに導かれ、前記第２の状態では、前記入力光の反射光が前記遅延光学系を往復し、該遅延光学系から前記第１ミラー部に戻された光の反射光が前記第１集光デバイスおよび前記分光素子を介して当該波長の出力先に設定された出力ポートに導かれることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００５９】
（付記２）  付記１に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第２ミラー部は、前記第２集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有し、該各可動ミラーの反射面の角度が、入射される光の出力先に設定された出力ポートの配置に対応させて調整されることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６０】
（付記３）  付記１に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第１ミラー部は、前記複数の可動ミラーのうち、出力先が特定の出力ポートに設定された波長に対応する可動ミラーが前記第２の状態となり、他の可動ミラーが前記第１の状態となるように、各々の反射面の角度が調整され、
前記第２ミラー部は、前記第２集光デバイスで集光された光を所定の角度に固定された反射面で反射することを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６１】
（付記４）  付記３に記載の光波長選択スイッチであって、
前記特定の出力ポートは、複数の出力ポートのうちで前記遅延光学系の最も近くに位置することを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６２】
（付記５）  付記１に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第１ミラー部は、隣接する波長に対応した前記可動ミラーが交互に前記第１および第２の状態となるように各々の反射面の角度が調整されると共に、前記第２の状態となる可動ミラーの反射面が前記遅延光学系の方向に対応した角度で固定され、
前記第２ミラー部は、前記第２集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有し、該各可動ミラーの反射面の角度が、入射される光の出力先に設定された出力ポートの配置に対応させて調整されることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６３】
（付記６）  付記５に記載の光波長選択スイッチであって、
前記第２ミラー部の各可動ミラーは、前記第２方向についてのミラー幅が、前記第１ミラー部の各可動ミラーの前記第２方向についてのミラー幅の２倍であることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６４】
（付記７）  付記１〜６のいずれか１つに記載の光波長選択スイッチであって、
前記第１ミラー部に対して複数の前記遅延光学系が光学的に直列に接続されていることを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６５】
（付記８）  付記１〜７のいずれか１つに記載の光波長選択スイッチであって、
前記第２集光デバイスは、前記第１集光デバイスの焦点距離に一致した焦点距離を有することを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６６】
（付記９）  付記１〜８のいずれか１つに記載の光波長選択スイッチであって、
前記遅延光学系は、前記第１ミラー部で反射され前記第１集光デバイスを通過した光を、前記第１方向に傾いた固定の反射面で反射して前記第１集光デバイスに戻す折り返しミラーを有し、該折り返しミラーで反射され前記第１集光デバイスで集光された光の集光位置に前記第２ミラー部が配置され、前記第１集光デバイスが前記第２集光デバイスとしての機能を兼ね備えたことを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６７】
（付記１０）  付記１〜７のいずれか１つに記載の光波長選択スイッチであって、
前記第２集光デバイスは、前記第１集光デバイスの焦点距離と異なる焦点距離を有することを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６８】
（付記１１）  付記１〜１０のいずれか１つに記載の光波長選択スイッチであって、
前記入出力部は、１つの入力ポートおよび複数の出力ポートを有することを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００６９】
（付記１２）  付記１〜１０のいずれか１つに記載の光波長選択スイッチであって、
前記入出力部は、複数の入力ポートおよび１つの出力ポートを有することを特徴とする光波長選択スイッチ。
【００７０】
（付記１３）  波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重光を伝送する光通信システムであって、
少なくとも１つの入力ポートおよび少なくとも１つの出力ポートが第１方向に配列された入出力部と、
前記入力ポートに与えられる波長の異なる複数の光を、波長に応じて前記第１方向とは異なる第２方向に角度分散させる分光素子と、
前記分光素子から出力される各波長の光を集光する第１集光デバイスと、
前記第１集光デバイスで集光された各波長の光の集光位置に角度可変の反射面が配置された複数の可動ミラーを有する第１ミラー部と、
前記第１集光デバイスと共にリレー光学系を形成する第２集光デバイスおよび第２ミラー部を有し、前記第１ミラー部で反射された光が前記第１および第２集光デバイスを介して前記第２ミラー部に入射され、該第２ミラー部の反射光が前記第２および第１集光デバイスを介して前記第１ミラー部に戻されるように構成された遅延光学系と、
を備える光波長選択スイッチを伝送路上に含み、該光波長選択スイッチにおいて波長多重光の各波長の光信号間に光路長差を与えることを特徴とする光通信システム。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】一般的な光波長選択スイッチの構成例を示した図である。
【図２】図１の光波長選択光スイッチの機能を説明するための概念図である。
【図３】先願発明による光波長選択スイッチの構成例を示した斜視図である。
【図４】先願発明による光波長選択スイッチの他の構成例を示した斜視図である。
【図５】先願発明による光波長選択スイッチの別の構成例を示した斜視図である。
【図６】先願発明による光波長選択スイッチの更に別の構成例を示した斜視図である。
【図７】通常の光波長選択スイッチにおけるビーム径の変化を例示した図である。
【図８】可動ミラーの配置が集光ビームの焦点位置からずれたときのビーム径を例示した図である。
【図９】一般的な光波長選択スイッチにおける各チャネルの帯域幅を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による光波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０の構成を側方から見たときの光路の一例を示す図である。
【図１２】図１０の構成を上方から見たときの光路の一例を示す図である。
【図１３】上記第１実施形態の第１可動ミラー部で反射される光の入出力状態をＹ方向から見た拡大図である。
【図１４】上記第１実施形態の遅延光学系接続状態において、第１，２可動ミラー部で反射される光の入出力状態をＹ方向から見た拡大図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による光波長選択スイッチを側方から見たときの光路の一例を示す図である。
【図１６】上記第２実施形態の遅延光学系接続状態において、第１可動ミラー部および固定ミラーで反射される光の入出力状態をＹ方向から見た拡大図である。
【図１７】上記第２実施形態に関連した応用例に用いられる第１，２可動ミラー部の構成を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態による光波長選択スイッチを側方から見たときの光路の一例を示す図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による光波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
【図２０】図１９の構成を側方から見たときの光路の一例を示す図である。
【図２１】図１９の構成を上方から見たときの光路の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１，１’，１’’，１’’’…光波長選択スイッチ
１１…入出力ファイバ部
１２…コリメータ部
１３…ビーム拡大光学系
１４…分光素子
１５，１５−１〜１５−ｎ…第１集光デバイス
１６，１６’，１６−１〜１６−ｎ…第１可動ミラー部
１６Ａ，１８’…固定ミラー
１６Ｂ…可動ミラー
１７…第２集光デバイス
１８，１８’’…第２可動ミラー部
１９…折り返しミラー
Ｐｉｎ…入力ポート
Ｐｏｕｔ＿１〜Ｐｏｕｔ＿Ｎ…出力ポート
【図１】
2010134342.tif 000003
【図２】
2010134342.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010134342.tif 000008
【図７】
2010134342.tif 000009
【図８】
2010134342.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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