(57)【要約】【課題】光の出力ポートの切り替え時に光の結合効率のオーバーシュートを防止できる光路制御装置を提供すること。【解決手段】制御電圧を印加してＭＥＭＳミラー１５の偏向角を制御する制御部２０が、ビームスポット位置を、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）への結合効率が第１の閾値以下となるまで移動させる第１ステップ、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１又は第２オーバーシュート回避領域ＯＲ１，ＯＲ２の内部へ移動させる第２ステップ、非結合領域ＲＦへ移動させる第３ステップ、非結合領域ＲＦにおいてＸ軸方向における切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）に対応する位置へ移動させる第４ステップ、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第１又は第２オーバーシュート回避領域ＯＲ３，ＯＲ４の内部へ移動させる第５ステップ、及び切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）への光の結合効率が第１の閾値以上となるまで移動させる第６ステップを含むように制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ポートと、
複数の出力ポートと、
前記入力ポートからの光を所定波長成分ごとに分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光に対応して設けられ、前記分光された光を第１の制御電圧に応じて第１の方向に偏向させるとともに、前記分光された光を第２の制御電圧に応じて前記第１の方向と異なる第２の方向に偏向させることにより、前記分光された光を所定の前記出力ポートに結合するように偏向する光偏向素子と、
前記第１及び第２の制御電圧を前記光偏向素子に印加することにより前記光偏向素子の偏向角を制御する制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧を第１軸とし、前記第２の制御電圧を前記第１軸に直交する第２軸とする座標平面上において前記出力ポートから出力される光の結合効率をプロットした場合に、前記結合効率の等しい点を結んだ線を結合効率等高線として、前記結合効率等高線の形状が非円形であり、
前記第１軸に平行な直線上において前記結合効率が最大となる点を、前記第１軸に平行な直線の前記第２軸に沿った座標を変えて結んだ線を結合効率尾根線として、前記結合効率尾根線が、前記第２軸方向の座標の増加に伴って前記第１軸の正負いずれか一方の向きに傾斜しており、
前記出力ポートにおける結合効率が前記第１の閾値となる結合効率等高線を第１オーバーシュート回避線と定義し、
前記一方と異なる他方側で前記出力ポートと隣接する出力ポートにおける結合効率が前記第１の閾値となる点のうち前記第１軸方向において最も前記一方側に位置する点を通り、前記第２軸に平行な直線を第１クロストーク限界線と定義し、
前記第１軸方向において前記第１オーバーシュート回避線と前記第１クロストーク限界線との間に位置する領域を第１オーバーシュート回避領域と定義し、
前記出力ポートにおける結合効率が第１の閾値となる点のうち前記第１軸方向において最も前記一方側に位置する点を通り、前記第２軸に平行な直線を第２オーバーシュート回避線と定義し、
前記一方側で前記出力ポートと隣接する出力ポートにおける、結合効率が前記第１の閾値となる結合効率等高線を第２クロストーク限界線と定義し、
前記第１軸方向において前記第２オーバーシュート回避線と前記第２クロストーク限界線と、の間に位置する領域を第２オーバーシュート回避領域と定義した場合に、
前記制御部は、前記複数の出力ポートのうちの一つである切替元出力ポートから、前記複数の出力ポートのうち前記切替元出力ポートと異なる切替先出力ポートに前記分光された光を結合させるように前記光偏向素子の偏向角を制御する際に、
前記切替元出力ポートへの結合効率が前記第１の閾値以下となるまで前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する第１ステップと、
前記切替元出力ポートの第１オーバーシュート回避領域又は第２オーバーシュート回避領域の内部へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する第２ステップと、
全ての出力ポートについて、当該出力ポートへの前記分光された光の結合効率が第２の閾値以下となる非結合領域へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御する第３ステップと、
前記非結合領域において、前記第１軸方向における前記切替先出力ポートに対応する位置へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧を制御する第４ステップと、
前記切替先出力ポートの前記第１オーバーシュート回避領域又は前記第２オーバーシュート回避領域の内部へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御する第５ステップと、
前記切替先出力ポートへの光の結合効率が前記第１の閾値以上となるまで前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する第６ステップと、
を含んで前記光偏向素子の偏向角を制御することを特徴とする光路制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１ステップにおいて、前記第１の制御電圧を前記第１軸方向において前記他方へ変化させることを特徴とする請求項１に記載の光路制御装置。
【請求項３】
前記切替先出力ポートが、前記切替元出力ポートに対して、前記第１軸方向における前記一方に存在する場合に、
前記制御部は、前記第１ステップにおいて、前記第１の制御電圧を前記第１軸方向における前記一方へ変化させることを特徴とする請求項１に記載の光路制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第５ステップにおいて、前記切替先出力ポートの前記第１オーバーシュート回避領域の内部に前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光路制御装置。
【請求項５】
前記切替先出力ポートが、前記切替元出力ポートに対し、前記第１軸方向における前記他方に存在する場合に、
前記制御部は、前記第５ステップにおいて、前記切替先出力ポートの前記第２オーバーシュート回避領域の内部に前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光路制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１ステップにおいて、前記切替元出力ポートにおける前記分光された光の結合効率が単調減少となるように、前記分光された光のビームスポット位置を移動させることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の光路制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１ステップにおいて、前記分光された光のビームスポット位置を、前記結合効率尾根線に沿って移動させるように、前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項６に記載の光路制御装置。
【請求項８】
前記光偏向素子がＭＥＭＳミラーであり、
前記制御部は、前記第１ステップにおいて、前記切替元出力ポートにおける前記分光された光の前記結合効率が前記第１の閾値以下となるまで前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧を制御し、その後、前記第２の制御電圧を制御することを特徴とする請求項６又は７に記載の光路制御装置。
【請求項９】
第１の出力ポートと第２の出力ポートとが隣接し、前記第２の出力ポートと第３の出力ポートとが隣接する場合に、前記第１の出力ポートと前記第２の出力ポートとの間隔が、前記第２の出力ポートと前記第３の出力ポートとの間隔と異なることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の光路制御装置。
【請求項１０】
入力ポートと、
複数の出力ポートと、
前記入力ポートからの光を所定波長成分ごとに分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光に対応して設けられ、前記分光された光を第１の制御電圧に応じて第１の方向に偏向させるとともに、前記分光された光を第２の制御電圧に応じて前記第１の方向と異なる第２の方向に偏向させることにより、前記分光された光を所定の前記出力ポートに結合するように偏向する光偏向素子と、
前記第１及び第２の制御電圧を前記光偏向素子に印加することにより前記光偏向素子の偏向角を制御する制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧を第１軸とし、前記第２の制御電圧を前記第１軸に直交する第２軸とする座標平面上において前記出力ポートから出力される光の結合効率をプロットした場合に、前記結合効率の等しい点を結んだ線を結合効率等高線として、前記結合効率等高線の形状が非円形であり、
前記第１軸に平行な直線上において前記結合効率が最大となる点を、前記第１軸に平行な直線の前記第２軸に沿った座標を変えて結んだ線を結合効率尾根線として、前記結合効率尾根線が、前記第２軸方向の座標の増加に伴って前記第１軸の正負いずれか一方の向きに傾斜しており、
前記出力ポートにおける結合効率が前記第１の閾値となる結合効率等高線を第１オーバーシュート回避線と定義し、
前記一方と異なる他方側で前記出力ポートと隣接する出力ポートにおける結合効率が前記第１の閾値となる点のうち前記第１軸方向において最も前記一方側に位置する点を通り、前記第２軸に平行な直線を第１クロストーク限界線と定義し、
前記第１軸方向において前記第１オーバーシュート回避線と前記第１クロストーク限界線との間に位置する領域を第１オーバーシュート回避領域と定義し、
前記出力ポートにおける結合効率が第１の閾値となる点のうち前記第１軸方向において最も前記一方側に位置する点を通り、前記第２軸に平行な直線を第２オーバーシュート回避線と定義し、
前記一方側で前記出力ポートと隣接する出力ポートにおける、結合効率が前記第１の閾値となる結合効率等高線を第２クロストーク限界線と定義し、
前記第１軸方向において前記第２オーバーシュート回避線と前記第２クロストーク限界線と、の間に位置する領域を第２オーバーシュート回避領域と定義した場合に、
前記制御部は、前記複数の出力ポートのうちの一つである切替元出力ポートから、前記複数の出力ポートのうち前記切替元出力ポートと異なる切替先出力ポートに前記分光された光を結合させるように前記光偏向素子の偏向角を制御する際に、
前記切替元出力ポートへの結合効率が前記第１の閾値以下となるまで前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する第１ステップと、
前記切替元出力ポートの第１オーバーシュート回避領域又は第２オーバーシュート回避領域の内部へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する第２ステップと、
全ての出力ポートについて、当該出力ポートへの前記分光された光の結合効率が第２の閾値以下となる非結合領域へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御する第３ステップと、
を含んで前記光偏向素子の偏向角を制御することを特徴とする光路制御装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第１ステップにおいて、前記第１の制御電圧を前記第１軸方向において前記他方へ変化させることを特徴とする請求項１０に記載の光路制御装置。
【請求項１２】
前記切替先出力ポートが、前記切替元出力ポートに対して、前記第１軸方向における前記一方に存在する場合に、
前記制御部は、前記第１ステップにおいて、前記第１の制御電圧を前記第１軸方向における前記一方へ変化させることを特徴とする請求項１０に記載の光路制御装置。
【請求項１３】
第１の出力ポートと第２の出力ポートとが隣接し、前記第２の出力ポートと第３の出力ポートとが隣接する場合に、前記第１の出力ポートと前記第２の出力ポートとの間隔が、前記第２の出力ポートと前記第３の出力ポートとの間隔と異なることを特徴とする請求項１０〜１２の何れか一項に記載の光路制御装置。
【請求項１４】
入力ポートと、
複数の出力ポートと、
前記入力ポートからの光を所定波長成分ごとに分光する分光素子と、
前記分光素子により分光された光に対応して設けられ、前記分光された光を第１の制御電圧に応じて第１の方向に偏向させるとともに、前記分光された光を第２の制御電圧に応じて前記第１の方向と異なる第２の方向に偏向させることにより、前記分光された光を所定の前記出力ポートに結合するように偏向する光偏向素子と、
前記第１及び第２の制御電圧を前記光偏向素子に印加することにより前記光偏向素子の偏向角を制御する制御部と、
を備え、
前記第１の制御電圧を第１軸とし、前記第２の制御電圧を前記第１軸に直交する第２軸とする座標平面上において前記出力ポートから出力される光の結合効率をプロットした場合に、前記結合効率の等しい点を結んだ線を結合効率等高線として、前記結合効率等高線の形状が非円形であり、
前記第１軸に平行な直線上において前記結合効率が最大となる点を、前記第１軸に平行な直線の前記第２軸に沿った座標を変えて結んだ線を結合効率尾根線として、前記結合効率尾根線が、前記第２軸方向の座標の増加に伴って前記第１軸の正負いずれか一方の向きに傾斜しており、
前記出力ポートにおける結合効率が前記第１の閾値となる結合効率等高線を第１オーバーシュート回避線と定義し、
前記一方と異なる他方側で前記出力ポートと隣接する出力ポートにおける結合効率が前記第１の閾値となる点のうち前記第１軸方向において最も前記一方側に位置する点を通り、前記第２軸に平行な直線を第１クロストーク限界線と定義し、
前記第１軸方向において前記第１オーバーシュート回避線と前記第１クロストーク限界線との間に位置する領域を第１オーバーシュート回避領域と定義し、
前記出力ポートにおける結合効率が第１の閾値となる点のうち前記第１軸方向において最も前記一方側に位置する点を通り、前記第２軸に平行な直線を第２オーバーシュート回避線と定義し、
前記一方側で前記出力ポートと隣接する出力ポートにおける、結合効率が前記第１の閾値となる結合効率等高線を第２クロストーク限界線と定義し、
前記第１軸方向において前記第２オーバーシュート回避線と前記第２クロストーク限界線と、の間に位置する領域を第２オーバーシュート回避領域と定義した場合に、
前記制御部は、前記複数の出力ポートのうちの一つである切替元出力ポートから、前記複数の出力ポートのうち前記切替元出力ポートと異なる切替先出力ポートに前記分光された光を結合させるように前記光偏向素子の偏向角を制御する際に、
全ての出力ポートについて、当該出力ポートへの前記分光された光の結合効率が第２の閾値以下となる非結合領域において、前記第１軸方向における前記切替先出力ポートに対応する位置へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧を制御する第４ステップと、
前記切替先出力ポートの前記第１オーバーシュート回避領域又は前記第２オーバーシュート回避領域の内部へ前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御する第５ステップと、
前記切替先出力ポートへの光の結合効率が前記第１の閾値以上となるまで前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第１の制御電圧及び前記第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する第６ステップと、
を含んで前記光偏向素子の偏向角を制御することを特徴とする光路制御装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第５ステップにおいて、前記切替先出力ポートの前記第１オーバーシュート回避領域の内部に前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御することを特徴とする請求項１４に記載の光路制御装置。
【請求項１６】
前記切替先出力ポートが、前記切替元出力ポートに対し、前記第１軸に沿った方向における前記他方に存在する場合に、
前記制御部は、前記第５ステップにおいて、前記切替先出力ポートの前記第２オーバーシュート回避領域の内部に前記分光された光のビームスポット位置を移動させるように前記第２の制御電圧を制御することを特徴とする請求項１４に記載の光路制御装置。
【請求項１７】
第１の出力ポートと第２の出力ポートとが隣接し、前記第２の出力ポートと第３の出力ポートとが隣接する場合に、前記第１の出力ポートと前記第２の出力ポートとの間隔が、前記第２の出力ポートと前記第３の出力ポートとの間隔と異なることを特徴とする請求項１４〜１６の何れか一項に記載の光路制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光路制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光スイッチの透過帯域特性の帯域外近傍における光の結合効率の盛り上がりを抑制するための光スイッチの制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この光スイッチは、波長多重光を波長に応じて分光する分光素子と、分光方向に垂直な方向に沿って配列された複数の出力ポートと、分光素子で分光された光が入射されるとともに反射光を複数の出力ポートのいずれかに導く複数のミラーと、を備える。複数のミラーは、それぞれ、２軸動作が可能とされている。すなわち、複数のミラーは、それぞれ分光方向とそれに垂直なポート配列方向との両方に角度を変更可能とされている。
【０００３】
この光スイッチは、いずれかの出力ポートに入射している反射光の入射位置を変更する際、複数のミラーのうち対応するミラーの反射面の角度をミラーの配列方向以外の方向に変化させる。これにより、出力ポートでの透過帯域特性における帯域外近傍での光の結合効率の盛り上がり量を少なくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８４４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、光スイッチにおけるミラー角度の制御の一例として、まず、ポートの配列方向に平行な方向にビームの入射位置を移動させ、次いで、ポートの配列方向に垂直な方向にビームの入射位置を移動させる制御が記載されている。しかしながら、ポートの配列方向に垂直な方向にビームの入射位置を移動させた場合、ビームの入射位置の移動中に、一旦結合効率が増加した後に結合効率が減少する場合がある。このような挙動は、特に、ミラーの２軸それぞれの回転角度に応じてポートからの光の結合効率をプロットすることにより得られる結合効率等高線が例えば楕円形などの非円形となっており、ミラーの回転軸に対して傾斜している場合に生じ得る。
【０００６】
光スイッチからの光の結合効率がこのような挙動を示した場合、光スイッチの後段に設けられる光アンプにより光スイッチからの光が増幅されると、光スイッチ及び光アンプを含む光通信システム全体で上記のような信号光強度の変動が増幅され、信号光の強度の意図しないオーバーシュートが発生するため、好ましくない。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、光の出力ポートの切り替え時に光の結合効率の意図しない上下動を防止できる光路制御装置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】
【０００８】
本発明に係る光路制御装置は、入力ポートと、複数の出力ポートと、入力ポートからの光を所定波長成分ごとに分光する分光素子と、分光素子により分光された光に対応して設けられ、分光された光を第１の制御電圧に応じて第１の方向に偏向させるとともに、分光された光を第２の制御電圧に応じて第１の方向と異なる第２の方向に偏向させることにより、分光された光を所定の出力ポートに結合するように偏向する光偏向素子と、第１及び第２の制御電圧を光偏向素子に印加することにより光偏向素子の偏向角を制御する制御部と、を備える。第１の制御電圧を第１軸とし、第２の制御電圧を第１軸に直交する第２軸とする座標平面上において出力ポートから出力される光の結合効率をプロットした場合に、結合効率の等しい点を結んだ線を結合効率等高線として、結合効率等高線の形状が非円形である。第１軸に平行な直線上において結合効率が最大となる点を、第１軸に平行な直線の第２軸に沿った座標を変えて結んだ線を結合効率尾根線として、結合効率尾根線が、第２軸方向の座標の増加に伴って第１軸の正負いずれか一方の向きに傾斜している。
【０００９】
出力ポートにおける結合効率が第１の閾値となる結合効率等高線を第１オーバーシュート回避線と定義する。一方と異なる他方側で出力ポートと隣接する出力ポートにおける結合効率が第１の閾値となる点のうち第１軸方向において最も一方側に位置する点を通り、第２軸に平行な直線を第１クロストーク限界線と定義する。第１軸方向において第１オーバーシュート回避線と第１クロストーク限界線との間に位置する領域を第１オーバーシュート回避領域と定義する。出力ポートにおける結合効率が第１の閾値となる点のうち第１軸方向において最も一方側に位置する点を通り、第２軸に平行な直線を第２オーバーシュート回避線と定義する。一方側で出力ポートと隣接する出力ポートにおける、結合効率が第１の閾値となる結合効率等高線を第２クロストーク限界線と定義する。第１軸方向において第２オーバーシュート回避線と第２クロストーク限界線と、の間に位置する領域を第２オーバーシュート回避領域と定義する。
【００１０】
この場合に、制御部は、複数の出力ポートのうちの一つである切替元出力ポートから、複数の出力ポートのうち切替元出力ポートと異なる切替先出力ポートに分光された光を結合させるように光偏向素子の偏向角を制御する際に、以下の第１〜第６ステップを含んで光偏向素子の偏向角を制御する。第１ステップでは、切替元出力ポートへの結合効率が第１の閾値以下となるまで分光された光のビームスポット位置を移動させるように第１の制御電圧及び第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する。第２ステップでは、切替元出力ポートの第１オーバーシュート回避領域又は第２オーバーシュート回避領域の内部へ分光された光のビームスポット位置を移動させるように第１の制御電圧及び第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する。第３ステップでは、全ての出力ポートについて、当該出力ポートへの分光された光の結合効率が第２の閾値以下となる非結合領域へ分光された光のビームスポット位置を移動させるように第２の制御電圧を制御する。第４ステップでは、非結合領域において、第１軸方向における切替先出力ポートに対応する位置へ分光された光のビームスポット位置を移動させるように第１の制御電圧を制御する。第５ステップでは、切替先出力ポートの第１オーバーシュート回避領域又は第２オーバーシュート回避領域の内部へ分光された光のビームスポット位置を移動させるように第２の制御電圧を制御する。第６ステップでは、切替先出力ポートへの光の結合効率が第１の閾値以上となるまで分光された光のビームスポット位置を移動させるように第１の制御電圧及び第２の制御電圧の少なくとも一方を制御する。
【００１１】
本発明に係る光路制御装置によれば、第１ステップにおいて、切替元出力ポートへの結合効率が第１の閾値以下とされる。次いで、第２ステップでは、分光された光のビームスポット位置が、切替元出力ポートの第１オーバーシュート回避領域又は第２オーバーシュート回避領域の内部に移動される。ここで、第１及び第２オーバーシュート回避領域は、それぞれ第１及び第２オーバーシュート回避線により区画されている。このため、第１オーバーシュート回避領域中でビームスポット位置を移動させた場合に、切替元出力ポートへの光の結合効率が、第１の閾値を超えて上下動することがない。同時に、第１及び第２オーバーシュート回避領域は、第１及び第２クロストーク限界線により区画されている。このため、第１オーバーシュート回避領域又は第２オーバーシュート回避領域の内部でビームスポット位置を移動させた場合に、切替元出力ポートと隣接する出力ポートへの光の結合効率が第１の閾値を超えることがない。
【００１２】
また、第３ステップにおいて、第２の制御電圧が制御されることにより、分光された光のビームスポットが第２軸方向に移動され、非結合領域へ移動される。第４ステップにおいて、第１の制御電圧が制御されることにより、分光された光のビームスポットが非結合領域において第１軸方向に移動される。非結合領域では、分光された光の結合効率は、全ての出力ポートに対して、第２の閾値以下となる。このため、第３ステップ及び第４ステップにおいても、分光された光は、どの出力ポートに対しても第１の閾値を超えて結合することがない。
【００１３】
また、第５ステップにおいて、分光された光のビームスポット位置が、切替先出力ポートの第１オーバーシュート回避領域又は第２オーバーシュート回避領域の内部に移動される。したがって、上述したのと同様に、第５ステップにおいても、切替先出力ポートへの光の結合効率が、第１の閾値を超えて意図しない上下動をすることがなく、切替先出力ポートに隣接する出力ポートに対して第１の閾値を超えて結合することもない。
【００１４】
このように、本発明に係る光路制御装置によれば、切替元出力ポートから切替先出力ポートに光を結合させるように、光の結合する出力ポートを切り替える場合に、切替元出力ポートおよび切替先出力ポートへの光の結合効率が、第１の閾値を超えて意図しない上下動をすることがなく、また、切替先出力ポートに隣接する出力ポート以外のどの出力ポートに対しても第１の閾値を超えて光が結合することもない。したがって、本発明によれば、光の出力ポートの切り替え時に光の結合効率のオーバーシュートを防止できる光通信システムの実現に寄与する光路制御装置が得られる。
【００１５】
制御部は、第１ステップにおいて、第１の制御電圧を第１軸方向において他方へ変化させることとしてもよい。この場合、第１ステップにおいて、分光された光のビームスポット位置を、結合効率尾根線が傾斜している方向である一方と逆の側である他方に移動させることとなる。この結果、第３ステップにおいて、例えば第２の制御電圧のみを制御し、ビームスポット位置を第２軸方向に移動させた場合においても、切替元出力ポートへの光の結合効率が第１の閾値を超えて意図しない上下動をすることが防止され、出力ポートの切り替え制御の自由度が高まる。
【００１６】
切替先出力ポートが、切替元出力ポートに対して、第１軸方向における一方に存在する場合に、制御部は、第１ステップにおいて、第１の制御電圧を第１軸方向における一方へ変化させることとしてもよい。この場合、第１ステップにおいて、分光された光のビームスポット位置を、切替先出力ポートが位置する一方へ変化させるため、ビームスポット位置が第１軸方向における他方の側へ迂回することなく最短距離で移動し、出力ポートの切り替えを高速に行うことができる。
【００１７】
制御部は、第５ステップにおいて、切替先出力ポートの第１オーバーシュート回避領域の内部に分光された光のビームスポット位置を移動させるように第２の制御電圧を制御してもよい。この場合、第５ステップにおいて、分光された光のビームスポット位置を、結合効率尾根線が傾斜している方向である一方と逆の側である他方に移動させることとなる。この結果、第５ステップにおいて、例えば第２の制御電圧のみを制御し、ビームスポット位置を第２軸方向に移動させた場合においても、切替先出力ポートへの光の結合効率が第１の閾値を超えて意図しない上下動をすることが防止され、出力ポートの切り替え制御の自由度が高まる。
【００１８】
切替先出力ポートが、切替元出力ポートに対し、第１軸方向における他方に存在する場合に、制御部は、第５ステップにおいて、切替先出力ポートの第２オーバーシュート回避領域の内部に分光された光のビームスポット位置を移動させるように第２の制御電圧を制御することとしてもよい。この場合、第５ステップにおいて、分光された光のビームスポット位置を、切替元出力ポートが位置する一方の側に位置する第２オーバーシュート回避領域の内部へ移動させるため、ビームスポット位置が第１軸方向における他方の側へ迂回することなく最短距離で移動し、出力ポートの切り替えを高速に行うことができる。
【００１９】
制御部は、第１ステップにおいて、切替元出力ポートにおける分光された光の結合効率が単調減少となるように、分光された光のビームスポット位置を移動させることとしてもよい。この場合には、切替元出力ポートへの光の結合効率が、第１の閾値を超えて意図しない上下動をすることを確実に防止することができる。
【００２０】
制御部は、第１ステップにおいて、分光された光のビームスポット位置を、結合効率尾根線に沿って移動させるように、第１の制御電圧及び第２の制御電圧の少なくとも一方を制御することとしてもよい。結合効率尾根線に沿ってビームスポット位置を移動させる場合には、第１の制御電圧及び第２の制御電圧の変化に対する、切替元出力ポートにおける結合効率の変化の割合が小さくなる。したがって、結合効率の制御を高精度で行いやすくなる。
【００２１】
光偏向素子がＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）ミラーであり、制御部は、第１ステップにおいて、切替元出力ポートにおける分光された光の結合効率が第１の閾値以下となるまで分光された光のビームスポット位置を移動させるように第１の制御電圧を制御し、その後、第２の制御電圧を制御することとしてもよい。光偏向素子をＭＥＭＳミラーとした場合、第２の制御電圧を制御することにより、切替元出力ポートにおいて、光の波長帯域の端部における光の減衰量が不十分となり、結合効率が大きくなるラビットイヤー現象が生じることがある。そこで、第１ステップにおいて、まず第１の制御電圧を制御することにより、結合効率を第１の閾値以下とした後に、第２の制御電圧を制御することで、ラビットイヤー現象の発生を防止し、切替元出力ポートおよび切替先出力ポートへの光の結合効率が、第１の閾値を超えて意図しない上下動をすることを防止することができる。
【００２２】
上記の光路制御装置において、第１の出力ポートと第２の出力ポートとが隣接し、第２の出力ポートと、第３の出力ポートとが隣接する場合に、第１の出力ポートと第２の出力ポートとの間隔が、第２の出力ポートと第３の出力ポートとの間隔と異なることとしてもよい。この場合、各出力ポート間の間隔が不等間隔とされているため、第２ステップ及び第５ステップにおいて、第１及び第２オーバーシュート回避領域のうち、出力ポートの間隔が広い側の領域を用いてビームスポット位置を移動させることができる。このため、分光された光のビームスポット位置を、切替元出力ポート又は切替先出力ポートに隣接する出力ポートから離して移動させることができる。したがって切替元出力ポート又は切替先出力ポートに隣接する出力ポートに対して第１の閾値を超えて結合することを防止しやすくなり、出力ポートの切り替え制御の自由度が高まる。
【００２３】
なお、上記の光路制御装置において、制御部が第１〜第６ステップのうち、少なくとも第１〜第３ステップを含んで光偏向素子の偏向角を制御することとしてもよい。制御部が、少なくとも第４〜第６ステップを含んで光偏向素子の偏向角を制御することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光の出力ポートの切り替え時に光の結合効率の意図しない上下動を防止できる光路制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る光路制御装置の構成を示す模式的な平面図である。
【図２】実施形態に係る光路制御装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図３】結合効率等高線の形状について説明するための模式図である。
【図４】第１実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【図５】第１実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【図６】第１実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【図７】第１実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【図８】第２実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【図９】第２実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【図１０】第２実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【図１１】第２実施形態におけるビームスポット位置の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る光路制御装置としての波長選択スイッチ１について説明する。図１は、波長選択スイッチ１の構成を示す模式的な平面図である。図２は、波長選択スイッチ１の構成を示す模式的な側面図である。
【００２８】
波長選択スイッチ１は、入力ポートＰｉｎと、複数の出力ポートＰｏｕｔと、を備えている。入力ポートＰｉｎ及び複数の出力ポートＰｏｕｔには、それぞれ、導波部材としての光ファイバＦ０〜Ｆ４が接続されている。入力ポートＰｉｎには、複数の波長成分を含む入力光（例えば波長多重光通信における信号光）Ｌ１が波長選択スイッチ１の外部から、光ファイバＦ０を介して入力される。波長選択スイッチ１は、入力光Ｌ１を波長成分ごとに分光し、分光された各波長成分の光（分光光）を、複数の出力ポートＰｏｕｔから出力する。図１及び図２では、入力光Ｌ１は、分光光Ｌ１１〜Ｌ１３に分光される。各分光光Ｌ１１〜Ｌ１３は、それぞれ出力ポートＰｏｕｔのいずれかから、光ファイバＦ１，Ｆ３，Ｆ４を介して出力される。
【００２９】
複数の出力ポートＰｏｕｔは、所定方向（例えばＵ軸方向）に配列されている。図１に示した例では、複数の出力ポートＰｏｕｔと、入力ポートＰｉｎとが、一列に並んで配置されている。入力ポートＰｉｎから入射する入力光Ｌ１及び出力ポートＰｏｕｔから出射する出力光としての分光光Ｌ１１〜Ｌ１３は、それぞれ、光ファイバＦ０から入射する際、コリメータアレイ１１によってコリメートされるとともに、光ファイバＦ１，Ｆ３，Ｆ４へ出射する際に、コリメータアレイ１１によって光ファイバＦ１，Ｆ３，Ｆ４へ集光される。
【００３０】
波長選択スイッチ１は、さらに、アナモルフィック光学系１２と、分光素子１３と、集光レンズ１４と、光偏向素子としてのＭＥＭＳミラー１５と、を備えている。
【００３１】
アナモルフィック光学系１２は、入力光Ｌ１のビーム径を、出力ポートＰｏｕｔの配列方向であるＵ軸方向に交差（例えば直交）するＶ軸方向に拡大する。これにより、入力光Ｌ１は、光軸に対して垂直な断面において、Ｖ軸方向に延びる扁平な楕円形状となる。このようなアナモルフィック光学系１２を設けることにより、次に述べる分光素子１３でのＶ軸方向への分光角度を大きくすることができる。また、アナモルフィック光学系１２は、ＭＥＭＳミラー１５で反射された分光光Ｌ１１〜Ｌ１３のＶ軸方向でのビーム径の縮小も行う。このようなアナモルフィック光学系１２は、複数のプリズムの組み合わせや、Ｖ軸方向またはＵ軸方向にのみ屈折力を有する光学部品（例えば、シリンドリカルレンズやシリンドリカルミラー）等によって構成され得る。また、Ｖ軸方向にビームを拡大する拡大光学系によって構成しても良いし、Ｕ軸方向にのみ屈折力を有する光学部品等によってＵ軸方向にビームを縮小する縮小光学系によって構成しても良い。
【００３２】
分光素子１３は、入力光Ｌ１を波長成分ごとにＶ軸方向に各波長成分の光に分光し、分光光Ｌ１１〜Ｌ１３とする。分光素子１３としては、例えばバルク型回折格子や導波路型回折格子等が用いられる。
【００３３】
集光レンズ１４は、分光光Ｌ１１〜Ｌ１３を、次に述べるＭＥＭＳミラー１５の各ミラー面に集光する。
【００３４】
ＭＥＭＳミラー１５は、Ｖ軸方向に沿って配列された複数のミラー面を有する。これらのミラー面は、分光光Ｌ１１〜Ｌ１３に対応して設けられる。各ミラー面は、２つの交差する軸によって回転可能に支持されている。各ミラー面には、それぞれアクチュエータが設けられている。各ミラー面は、アクチュエータに第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２が印加されることによって回転される。各ミラー面は、当該ミラー面によって反射される光を第１の制御電圧Ｖ１に応じて第１の方向に偏向させるとともに、当該ミラー面によって反射される光を第２の制御電圧Ｖ２に応じて第２の方向に偏向させる。
【００３５】
ＭＥＭＳミラー１５のミラー面で反射された分光光Ｌ１１〜Ｌ１３は、集光レンズ１４、分光素子１３、アナモルフィック光学系１２を介して、出力ポートＰｏｕｔのいずれかに結合され、出力光として出力される。
【００３６】
波長選択スイッチ１は、さらに制御部２０を備える。制御部２０は、演算部２１と、ＤＡＣ２２ａ，２２ｂと、高電圧増幅部２３ａ，２３ｂと、駆動部２４ａ，２４ｂと、を有している。
【００３７】
演算部２１は、分光光Ｌ１１〜Ｌ１３をどの出力ポートＰｏｕｔに結合させるかという情報、及び結合効率をどの程度減衰させるかという情報に基づき、分光光の出力ポートＰｏｕｔにおけるビームスポット位置を決定するためのディジタル指令値Ｓ１，Ｓ２を演算する。
【００３８】
ＤＡＣ２２ａ，２２ｂは、演算部２１により演算されたディジタル指令値Ｓ１，Ｓ２に基づき、ディジタル・アナログ変換を行い、それぞれアナログ電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２を出力する。
【００３９】
高電圧増幅部２３ａ，２３ｂは、それぞれＤＡＣ２２ａ，２２ｂにより出力されたアナログ電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２を増幅し、アナログ電圧である第１の制御電圧Ｖ１，第２の制御電圧Ｖ２を出力する。駆動部２４ａ，２４ｂは、ＭＥＭＳミラー１５のアクチュエータに、それぞれ第１の制御電圧Ｖ１、第２の制御電圧Ｖ２を印加する。
【００４０】
ここで、本実施形態の波長選択スイッチ１における出力ポートの切り替え制御について説明するのに先立ち、図３を参照して、従来技術による出力ポートの切り替え制御の問題点について説明する。図３は、入力ポートＰｉｎに入射する入力光Ｌ１の光軸方向（すなわちＺ軸正方向）から出力ポートを見た場合の光の結合効率を示す模式図である。ここでは、３つの出力ポートＰｏｕｔがＵ軸方向に一列に並んでいる場合を考える。
【００４１】
図３では、出力ポートＰｏｕｔに加えて、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２に対して、ＭＥＭＳミラー１５で偏向された分光光の出力ポートＰｏｕｔにおける結合効率をプロットしたものを併せて示している。具体的には、第１の制御電圧Ｖ１をＸ軸（第１軸）とし、第２の制御電圧Ｖ２をＸ軸に直交するＹ軸（第２軸）とし、この座標平面上において、出力ポートＰｏｕｔから出力される光の結合効率がプロットされている。以下の説明では、結合効率の等しい点を結んだ線を結合効率等高線（または、単に等高線）と称する。図３には、２つの出力ポートＰｏｕｔについて、結合効率が、それぞれの出力ポートＰｏｕｔにおける結合効率の最大値からそれぞれ１０ｄＢ，２０ｄＢ，３０ｄＢ，４０ｄＢ減衰した線である等高線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を例として示している。
【００４２】
いま、Ｘ軸とＵ軸とが一致し、Ｙ軸とＶ軸とが一致する場合を考える。この場合、ＭＥＭＳミラー１５で偏向された光は、アナモルフィック光学系１２により、Ｖ軸方向のビーム径が縮小される。したがって、ＭＥＭＳミラー１５に対して大きな第２の制御電圧Ｖ２を印加してＹ軸方向に大きく光を偏向したとしても、アナモルフィック光学系１２により、Ｙ軸方向（すなわちＶ軸方向）の光の偏向により付与された出力ポートＰｏｕｔにおけるビームスポット位置のシフト量は縮小される。このため、Ｙ軸方向に対する結合効率の変化は、Ｘ軸方向に対する結合効率の変化と比較して、緩やかなものとなる。このため、ＸＹ平面における結合効率等高線の形状は、Ｙ軸方向（Ｖ軸方向）に長く延び、Ｘ軸方向（Ｕ軸方向）には短い楕円形状となる。すなわち、結合効率等高線の形状は、非円形となっている。
【００４３】
このような状況は、波長選択スイッチ１における光の経路上に存在する光学部品の不均一性（ＭＥＭＳミラー１５の搭載位置の誤差や表面の精度等）、第１の制御電圧と第２の制御電圧の相互間のリーク等により、Ｘ軸とＵ軸は必ずしも一致せず、Ｙ軸とＶ軸も必ずしも一致しない場合がある。すなわち、Ｕ軸及びＶ軸は、Ｘ軸及びＹ軸に対して、ある角度で傾斜する場合がある。このため、Ｘ軸及びＹ軸を基準とした場合、結合効率等高線の形状は、長軸がＹ軸方向に対して傾斜し、短軸がＸ軸方向に対して傾斜した形状となる。
【００４４】
図３には、出力ポートＰｏｕｔにおける、結合効率尾根線Ｅ１１，Ｅ１３も示されている。この結合効率尾根線Ｅ１１，Ｅ１３は、Ｘ軸に平行な直線上において結合効率が最大となる点を、このＸ軸に平行な直線のＹ軸に沿った座標を変えて結んだ線である。図３に示した場合では、この結合効率尾根線Ｅ１１，Ｅ１３は、Ｙ軸に沿った座標の増加に伴って、Ｘ軸の正の向き（一方）に傾斜している。
【００４５】
光が結合される出力ポートを、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）から、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）へと切り替える際、これらの出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ），Ｐｏｕｔ（Ｇ）以外のポートである出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）に光が結合することは、好ましくない。そこで、出力ポートの切り替えの際には、出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）を避けるようにビームスポット位置を移動させることが好適である。
【００４６】
このような目的の下に、次の３つの段階を経て出力ポートを切り替える制御が適用され得る。第１の段階では、例えば結合効率尾根線Ｅ１１より出力ポートＰｏｕｔ側にある点Ｄ１に位置するビームスポットを、矢印Ａ１で示すように、点Ｄ２へと出力ポートＰｏｕｔの列から離れる方向（例えばＹ軸正方向）に移動させる。第２の段階では、矢印Ａ２で示すように、ビームスポットを点Ｄ２から点Ｄ３へ、出力ポートＰｏｕｔの配列方向に概ね沿った方向（例えばＸ軸正方向）に移動させる。第３の段階では、矢印Ａ３で示すように、ビームスポットを点Ｄ３から、例えば結合効率尾根線Ｅ１３より出力ポートＰｏｕｔ側にある点Ｄ４へと、出力ポートＰｏｕｔの列に近づく方向（例えばＹ軸負方向）に移動させる。このようにして、出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）への光の結合強度を小さくしたまま、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）から切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）への切り替えが行われる。
【００４７】
しかしながら、このような、図３の矢印Ａ１〜Ａ３で示した制御を行った場合、次の問題点がある。矢印Ａ１は、途中の点Ｄ５及び点Ｄ６で、同一の等高線Ｃ３と２箇所の点で交差している。これは、ビームスポット位置を矢印Ａ１に沿って移動させた場合に、光の出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）への結合効率が、等高線Ｃ３で表される値を一旦上回った後、この値を再び下回るという挙動を示すことを表している。この場合、出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）からの光の出力強度が単調減少せず、意図されない上下動を示すこととなる。そして、この上下動によって出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）からの出力強度が所定値を越える場合には、光通信システムにおける不具合を引き起こし得る。このような出力強度の所定値を第１の閾値と定義し、例えば、当該出力ポートからの出力光強度の最大値から３０ｄＢ減衰した値である。
【００４８】
矢印Ａ３も、途中の点Ｄ７及びＤ８で、同一の等高線Ｃ３と２箇所の点で交差している。これは、ビームスポット位置を矢印Ａ３に沿って移動させた場合に、光の出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）への結合効率が、等高線Ｃ３で表される値を一旦上回った後、この値を再び下回るという挙動を示すことを表している。この場合、出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）からの光の出力強度が単調増加せず、意図されない上下動を示すこととなる。
【００４９】
以下、上記の問題点を解決する、本実施形態に係る波長選択スイッチ１における出力ポートの切り替え制御について説明する。
【００５０】
図４に、Ｚ軸正方向から見た出力ポートと、各出力ポートの結合強度等高線とを示す。図４に示した場合では、出力ポートＰｏｕｔが、Ｕ軸方向に一列に等間隔に配列されている。以下、切替元出力ポートを出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）、切替先出力ポートを出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）、切換時に光の結合を抑制するべき他の出力ポートをＰｏｕｔ（Ｎ）として説明する。
【００５１】
ここで、各出力ポートに対し、以下の通り用語を定義する。当該出力ポートにおける結合効率が上記第１の閾値となる結合効率等高線を第１オーバーシュート回避線と定義する。
【００５２】
Ｘ軸方向の負方向の側で当該出力ポートと隣接する出力ポートにおける結合効率が第１の閾値となる点のうちＸ軸方向において最も正方向の側に位置する点を通り、Ｙ軸に平行な直線を第１クロストーク限界線と定義する。
【００５３】
Ｘ軸方向において第１オーバーシュート回避線と第１クロストーク限界線との間に位置する領域を第１オーバーシュート回避領域と定義する。
【００５４】
出力ポートにおける結合効率が上記第１の閾値となる点のうちＸ軸方向において最も正方向の側に位置する点を通り、Ｙ軸に平行な直線を第２オーバーシュート回避線と定義する。
【００５５】
Ｘ軸方向の正方向の側で当該出力ポートと隣接する出力ポートにおける、結合効率が上記第１の閾値となる結合効率等高線を第２クロストーク限界線と定義する。
【００５６】
Ｘ軸方向において第２オーバーシュート回避線と第２クロストーク限界線と、の間に位置する領域を第２オーバーシュート回避領域と定義する。
【００５７】
出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）を例にとって、上記の各線及び各領域について具体的に説明する。出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１オーバーシュート回避線（Overshoot  Avoid  Line）は、曲線ＯＡ１である。出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１クロストーク限界線（Crosstalk  Limit  Line）は、直線ＣＬ１である。出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１オーバーシュート回避領域（Overshoot  Avoid  Region）は、Ｘ軸方向において、第１オーバーシュート回避線ＯＡ１と第１クロストーク限界線ＣＬ１との間に位置する領域ＯＲ１である。なお、第１オーバーシュート回避領域ＯＲ１のＹ軸正方向における境界については、適宜定めることができ、ここではＸ軸に平行な直線Ｂ１を第１オーバーシュート回避領域ＯＲ１のＹ軸正方向における境界としている。
【００５８】
出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第２オーバーシュート回避線は、直線ＯＡ２である。出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第２クロストーク限界線は、曲線ＣＬ２である。出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第２オーバーシュート回避領域は、Ｘ軸方向において、第２オーバーシュート回避線ＯＡ２と第２クロストーク限界線ＣＬ２との間に位置する領域ＯＲ２である。なお、第２オーバーシュート回避領域ＯＲ２のＹ軸正方向における境界については、適宜定めることができ、ここではＸ軸に平行な直線Ｂ２を第２オーバーシュート回避領域ＯＲ２のＹ軸正方向における境界としている。
【００５９】
前述のように、第１の閾値としては、例えば、当該出力ポートにおける結合効率の最大値から３０ｄＢ減衰した値を用いることができる。以下の説明では、第１の閾値を、当該出力ポートにおける結合効率の最大値から３０ｄＢ減衰した値とする。また、当該出力ポートにおける結合効率の最大値から３０ｄＢ減衰した値に相当する結合効率等高線（図３では結合効率等高線Ｃ３として示している）を、第１の閾値線と称する。
【００６０】
まず、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）への光の結合を解除する段階について説明する。図４では、Ｘ軸負方向の側を通ってビームスポット位置を移動させる場合について示している。
【００６１】
最初に、制御部２０が、矢印Ａ１１で示すように、ビームスポット位置を、例えば切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）に最大結合効率で結合した点Ｄ１１から、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）への結合効率が第１の閾値以下となる点Ｄ１２まで移動させる（第１ステップ）。図４に示した例では、点Ｄ１２は、出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１の閾値線Ｃ３の上に位置する。このため、ビームスポット位置が点Ｄ１２にある場合の出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）に対する結合効率は、最大値から第１の閾値まで減衰した値となっている。この第１ステップでは、制御部２０は、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２の少なくとも一方を制御して、ビームスポット位置をＸ軸方向とＹ軸方向のいずれに移動させてもよい。
【００６２】
次に、制御部２０が、矢印Ａ１２で示すように、ビームスポット位置を、点Ｄ１２から、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１オーバーシュート回避領域ＯＲ１の内部の点Ｄ１３に移動させる（第２ステップ）。この第２ステップでは、制御部２０は、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２の少なくとも一方を制御して、ビームスポット位置をＸ軸方向とＹ軸方向のいずれに移動させてもよい。
【００６３】
この第１ステップおよび第２ステップにおいては、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）における光の結合効率が単調減少となるように、ビームスポット位置を移動させることとしてもよい。すなわち、ビームスポット位置を結合効率尾根線Ｅｓに沿って移動させるように、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２の少なくとも一方を変化させて、ビームスポット位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に移動させることとしてもよい。このような第１ステップおよび第２ステップとしては、前述のようにまずビームスポット位置をＸ方向に制御して第１の閾値線Ｃ３の上に位置させてから、結合効率尾根線Ｅｓに沿って第１オーバーシュート回避領域ＯＲ１の内部に移動させても良い。また、まずビームスポット位置をＸ方向に制御して第１の閾値線Ｃ３より手前（即ち結合効率が第１の閾値より大きい状態）に移動させ、その後、結合効率尾根線Ｅｓに沿って第１オーバーシュート回避領域ＯＲ１の内部に移動させてもよい。
【００６４】
次に、制御部２０が、矢印Ａ１３で示すように、ビームスポット位置を、点Ｄ１３から、非結合領域ＲＦ内の点Ｄ１４へ移動させる（第３ステップ）。非結合領域ＲＦとは、全ての出力ポートＰｏｕｔについて、当該出力ポートへの光の結合効率が第２の閾値（例えば、最大値から３０ｄＢ減衰した値）以下となる領域をいう。図４では、非結合領域ＲＦを、境界線ＢＦに関して出力ポートＰｏｕｔと逆の側の領域として示している。この第２ステップでは、制御部２０は、第２の制御電圧Ｖ２を制御して、ビームスポット位置をＹ軸方向へ移動させる。
【００６５】
ここで、第２ステップにおいて、ビームスポット位置を、図４に示した切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１オーバーシュート回避領域ＯＲ１に代えて、図５に示すように、第２オーバーシュート回避領域ＯＲ２に移動することとしてもよい。特に、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）が切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）に対して、Ｘ軸正方向の側に存在する場合に、制御部は、第１ステップにおいて、矢印Ａ２１のように第１の制御電圧Ｖ１をＸ軸正方向の側へ変化させることとすれば、ビームスポット位置を、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）が位置するＸ軸正方向の側（一方）へ変化させることとなる。このため、ビームスポット位置が第１軸方向における他方、すなわちＸ軸負方向の側へ迂回することなく最短距離で移動し、出力ポートの切り替えを高速に行うことができる。
【００６６】
なお、図５に示した場合では、制御部はビームスポット位置を、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）に最大結合効率で結合した点Ｄ２１から、矢印Ａ２１に示すようにＸ軸正方向の側に移動させ、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）への結合効率が第１の閾値以下となる点Ｄ２２に移動させる（第１ステップ）。次に、制御部は、矢印Ａ２２で示すように、ビームスポット位置を第２オーバーシュート回避領域ＯＲ２内の点Ｄ２３に移動させる（第２ステップ）。そして、制御部は、矢印Ａ２３で示すようにＹ軸正方向の側に、ビームスポット位置を点Ｄ２４に移動させる。このとき、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）における光の結合効率が単調減少となるように、ビームスポット位置を移動させることとしてもよいことは、前述の通りである。
【００６７】
次に、図６を参照して、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）へ光を結合する段階について説明する。図６では、Ｘ軸負方向の側を通ってビームスポット位置を移動させる場合について示している。
【００６８】
切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第１オーバーシュート回避線は曲線ＯＡ３であり、第１クロストーク限界線は直線ＣＬ３であるから、第１オーバーシュート回避領域は第１オーバーシュート回避線ＯＡ３と第１クロストーク限界線ＣＬ３との間に位置する領域ＯＲ３である。なお、直線Ｂ３を第１オーバーシュート回避領域ＯＲ３のＹ軸正方向における境界としている。
【００６９】
切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第２オーバーシュート回避線は直線ＯＡ４であり、第２クロストーク限界線は曲線ＣＬ４であるから、第２オーバーシュート回避領域は第２オーバーシュート回避線ＯＡ４と第２クロストーク限界線ＣＬ４との間に位置する領域ＯＲ４である。なお、直線Ｂ４を第２オーバーシュート回避領域ＯＲ４のＹ軸正方向における境界としている。
【００７０】
まず、制御部２０が、矢印Ａ３１に示すように、非結合領域ＲＦにおいて、点Ｄ３１から、Ｘ軸方向における切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）に対応する位置の点Ｄ３２へ、ビームスポット位置を移動させる（第４ステップ）。この第４ステップでは、制御部２０は、第１の制御電圧Ｖ１を制御して、ビームスポット位置をＸ軸方向へ移動させる。
【００７１】
次に、制御部２０が、矢印Ａ３２に示すように、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第１オーバーシュート回避領域ＯＲ３の内部の点Ｄ３３にビームスポット位置を移動させる（第５ステップ）。この第５ステップでは、制御部２０は、第２の制御電圧Ｖ２を制御して、ビームスポット位置をＹ軸方向へ移動させる。
【００７２】
次に、制御部２０が、矢印Ａ３３で示すように、光の結合効率が第１の閾値以上となる点Ｄ３４までビームスポット位置を移動させる（第６ステップ）。図６に示した例では、点Ｄ３４は、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第１の閾値線Ｃ３の上に位置する。このため、ビームスポット位置が点Ｄ３４にある場合の切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）に対する結合効率が第１の閾値以上となる。この第６ステップでは、制御部２０は、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２の少なくとも一方を制御して、ビームスポット位置をＸ軸方向とＹ軸方向のいずれに移動させてもよい。
【００７３】
なお、第５ステップにおいて、ビームスポット位置を第１オーバーシュート回避領域ＯＲ３に代えて、第２オーバーシュート回避領域ＯＲ４の内部に移動させることとしてもよい。
【００７４】
図７では、出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）を切替先出力ポートとした場合であって、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）がＸ軸方向において切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）よりもＸ軸正方向にある場合について示している。この場合、制御部２０は、矢印Ａ４１で示すように、ビームスポット位置を、点Ｄ４１から、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第２オーバーシュート回避領域ＯＲ４の内部の点Ｄ４２に移動することとなる。このようにすると、特に切替元出力ポートが切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）に対してＸ軸正方向の側に存在する場合に、ビームスポット位置が第１軸方向における他方、すなわちＸ軸負方向の側へ迂回することなく最短距離で移動し、出力ポートの切り替えを高速に行うことができる。
【００７５】
この第６ステップにおいては、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）における光の結合効率が単調増加となるように、ビームスポット位置を移動させることとしてもよい。すなわち、ビームスポット位置を結合効率尾根線Ｅｓに沿って移動させるように、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２の少なくとも一方を変化させて、ビームスポット位置をＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に移動させることとしてもよい。
【００７６】
［第２実施形態］
図４〜図７を参照して説明した第１実施形態においては、出力ポートＰｏｕｔが、Ｕ軸方向において等間隔に並んでいる。これに対し、図８〜図１１を参照して次に説明する第２実施形態では、出力ポートＰｏｕｔの間隔が不等間隔とされている。すなわち、第１の出力ポートと第２の出力ポートとが隣接し、第２の出力ポートと第３の出力ポートとが隣接する場合に、第１の出力ポートと第２の出力ポートとの間隔が、第２の出力ポートと第３の出力ポートとの間隔と異なっている。図８に、そのような例を示す。図８の出力ポートＰｏｕｔは、図４の出力ポートＰｏｕｔと異なり、Ｕ軸方向に不等間隔で並んでいる。
【００７７】
切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）と、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）にＸ軸負方向の側に隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔は、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）と、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）にＸ軸正方向の側で隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔よりも広い。このような場合、制御部２０は、第２ステップにおいて、出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第１オーバーシュート回避領域ＯＲ５の内部にビームスポット位置を移動させるのが好適である。
【００７８】
この場合、図８に示すように、制御部２０はビームスポット位置を、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）に最大結合効率で結合した点Ｄ５１から、矢印Ａ５１で示すようにＸ軸負方向へ点Ｄ５２に移動させる（第１ステップ）。次に、制御部２０は、矢印Ａ５２で示すように、第１オーバーシュート回避領域ＯＲ５の内部の点Ｄ５３へビームスポット位置を移動させる（第２ステップ）。このとき、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）における光の結合効率が単調減少となるように、ビームスポット位置を移動させることとしてもよいことは、前述の通りである。そして、制御部２０は、矢印Ａ５３で示すようにＹ軸正方向へ、非結合領域ＲＦの内部の点Ｄ５４までビームスポット位置を移動させる（第３ステップ）。
【００７９】
図９では、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）と、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）にＸ軸正方向の側で隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔は、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）と、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）にＸ軸負方向の側で隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔よりも広い。この場合、制御部２０は、第２ステップにおいて、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）の第２オーバーシュート回避領域ＯＲ６の内部にビームスポット位置を移動させるのが好適である。
【００８０】
この場合、図９に示すように、制御部２０は、矢印Ａ６１で示すようにＸ軸正方向へ、点Ｄ６１からビームスポット位置を点Ｄ６２に移動させる（第１ステップ）。次に、制御部２０は、矢印Ａ６２で示すように第２オーバーシュート回避領域ＯＲ６の内部の点Ｄ６３へビームスポット位置を移動させる（第２ステップ）。そして、制御部２０は、矢印Ａ６３で示すように、非結合領域ＲＦの内部の点Ｄ６４までビームスポット位置を移動させる（第３ステップ）。
【００８１】
図８及び図９に示したように、第１オーバーシュート回避領域ＯＲ５及び第２オーバーシュート回避領域ＯＲ６のうち、隣接する出力ポートＰｏｕｔとの間隔が広い側の領域にビームスポットの位置を移動させることで、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｓ）に隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）に対して第１の閾値を超えて光が結合することを防止しやすくなり、出力ポートの切り替え制御の自由度が高まる。
【００８２】
切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）に光を結合させる段階においても、同様である。図１０では、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）と、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）にＸ軸負方向の側で隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔は、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）と、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）にＸ軸正方向の側で隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔よりも広い。
【００８３】
このような場合、第５ステップにおいて、矢印Ａ７２で示すように、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第１オーバーシュート回避領域ＯＲ７の内部にビームスポット位置を移動させるのが好適である。具体的には、制御部２０は、非結合領域ＲＦの内部の点Ｄ７１から、矢印Ａ７１に示すようにＸ軸正方向へ、点Ｄ７２までビームスポット位置を移動させる。次に、制御部２０は、点Ｄ７２から、矢印Ａ７２に示すようにＹ軸負方向へ、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第１オーバーシュート回避領域ＯＲ７の内部の点Ｄ７３までビームスポット位置を移動させる。続いて、制御部２０は、点Ｄ７３から、切替先出力ポートへの光の結合効率が所望の値となる点Ｄ７４まで、ビームスポット位置を移動させる。このとき、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）における光の結合効率が単調増加となるように、ビームスポット位置を移動させることとしてもよいことは、前述の通りである。
【００８４】
図１１では、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）と、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）にＸ軸正方向の側で隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔は、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）と、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）にＸ軸負方向の側で隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔よりも広い。
【００８５】
このような場合、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第２オーバーシュート回避領域ＯＲ８の内部にビームスポットの位置を移動させるのが好適である。具体的には、制御部２０は、非結合領域ＲＦの内部の点Ｄ８１から、矢印Ａ８１に示すようにＸ軸正方向へ、点Ｄ８２までビームスポット位置を移動させる。次に、制御部２０は、点Ｄ８２から、矢印Ａ８２に示すようにＹ軸負方向へ、切替元出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）の第２オーバーシュート回避領域ＯＲ８の内部の点Ｄ８３までビームスポット位置を移動させる。続いて、制御部２０は、矢印Ａ８３で示すように、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）への光の結合効率が所望の値となる点Ｄ８４まで、ビームスポット位置を移動させる。このとき、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）における光の結合効率が単調増加となるように、ビームスポット位置を移動させることとしてもよいことは、前述の通りである。
【００８６】
図１０及び図１１に示したように、第１オーバーシュート回避領域ＯＲ７及び第２オーバーシュート回避領域ＯＲ８のうち、隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）との間隔が広い側の領域にビームスポットの位置を移動させることで、切替先出力ポートＰｏｕｔ（Ｇ）に隣接する出力ポートＰｏｕｔ（Ｎ）に対して第１の閾値を超えて光が結合することを防止しやすくなり、出力ポートの切り替え制御の自由度が高まる。
【００８７】
以上、本発明に係る光路制御装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上記実施形態に限られず、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００８８】
例えば、上記実施形態では、光偏向素子としてＭＥＭＳミラーを用いたが、ＭＥＭＳミラーに代えて、ＬＣＯＳ（Liquid  Crystal  On  Silicon）、ＤＭＤ（Digital  Mirror  Device）、ＤＬＰ（Digital  Signal  Processing、登録商標）などの技術を利用した、印加電圧によって光路を制御することができる素子を用いることとしてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、結合効率尾根線が、Ｙ座標の増加に伴ってＸ軸の正の向きに傾斜しているものとして説明した。しかしながら、結合効率がＹ座標の増加に伴ってＸ軸の負の向きに傾斜している場合についても、各制御段階において、Ｘ軸について極性を反転させて制御を行うことにより、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００９０】
１３…分光素子、１５…ＭＥＭＳミラー（光偏向素子）、２０…制御部、Ｃ１〜Ｃ４…結合効率等高線、ＣＬ１，ＣＬ３…第１クロストーク限界線、ＣＬ２，ＣＬ４…第２クロストーク限界線、Ｅ１１，Ｅ１３，Ｅｓ…結合効率尾根線、Ｌ１…入力光（入力ポートからの光）、Ｌ１１〜Ｌ１３…分光光（分光された光）、Ｐｉｎ…入力ポート、Ｐｏｕｔ，Ｐｏｕｔ（Ｎ）…出力ポート、Ｐｏｕｔ（Ｇ）…切替先出力ポート、Ｐｏｕｔ（Ｓ）…切替元出力ポート、ＯＡ１，ＯＡ３…第１オーバーシュート回避線、ＯＡ２，ＯＡ４…第２オーバーシュート回避線、ＯＲ１，ＯＲ３，ＯＲ５，ＯＲ７…第１オーバーシュート回避領域、ＯＲ２，ＯＲ４，ＯＲ６，ＯＲ８…第２オーバーシュート回避領域、ＲＦ…非結合領域、Ｖ１…第１の制御電圧、Ｖ２…第２の制御電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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