(57)【要約】【課題】光の出力ポートへの結合効率の制御の際の結合効率のオーバーシュートの発生を防止できる光路制御装置を提供する。【解決手段】波長選択スイッチ１は、入力ポートＰｉｎからの光を所定波長成分毎に分光する分光素子１３と、分光された光を第１、第２の制御電圧Ｖ１，Ｖ２に応じてそれぞれ第１、第２の方向に偏向させ、分光された光を所定の出力ポートＰｏｕｔに結合するよう偏向するＭＥＭＳミラー１５と、第１、第２の制御電圧Ｖ１，Ｖ２を印加しＭＥＭＳミラー１５の偏向角を制御する制御部２０と、を備える。出力ポートＰｏｕｔから出力される光の結合効率をプロットした場合に、結合効率等高線Ｃ１〜Ｃ４の形状が非円形で、結合効率尾根線Ｅ２１が、Ｙ座標の増加に伴いＸ軸の正負いずれかの向きに傾斜する。制御部２０は、結合効率尾根線Ｅ２１の形状に基づき第１、第２の制御電圧Ｖ１，Ｖ２を変化させ、ＭＥＭＳミラー１５の偏向角を制御する。【選択図】図４
2014215391.tif 000002
【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、
前記制御部は、前記結合効率尾根線の形状に基づいて前記第１及び第２の制御電圧を変化させることにより、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】
前記光偏向素子がＭＥＭＳミラーであり、
前記制御部が、
前記第１の制御電圧を変化させる第１ステップと、
前記第１ステップを実行した後に実行され、前記結合効率尾根線の形状に基づいて前記第１及び第２の制御電圧を変化させる第２ステップと、
を実行することにより前記光偏向素子の偏向角を制御す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】
前記制御部が、前記第１及び第２の制御電圧と、前記結合効率等高線及び前記結合効率尾根線の形状とを対応付けて記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光路制御装置。
【請求項４】
前記第１軸が前記結合効率等高線の短軸に対して傾斜するとともに、前記第２軸が前記結合効率等高線の長軸に対して傾斜してい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。
【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（ラビットイヤーと呼ばれる）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】
特許文献１に記載の光スイッチでは、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て、ポートへの光の結合効率を低下させて損失を増加させる制御が行われている。
【０００４】
特許文献２には、複数の入力ポートがｘ軸と直交するｙ軸方向に複数配列された波長選択スイッチにおける、入力ポートと出力ポートとの間の光の結合効率、すなわち損失の制御について記載されている。この波長選択スイッチは、入力ポートと出力ポートとの間の光路の切り替えを行うためのＭＥＭＳミラー装置を備えている。このＭＥＭＳミラー装置では、ミラーをｘ軸周りに回動させることにより、入力ポートの切り替えが行われるとともに、ミラーをｘ軸周り及びｙ軸周りに回動させることにより、損失制御が行われる。
【０００５】
特許文献２に記載の波長選択スイッチでは、目標とする損失に対応した制御変数を算出し、この制御変数から、ｘ軸周り及びｙ軸周りのそれぞれにミラーを回動させるための駆動電圧を算出し、この駆動電圧を電極に印加してミラーを回動させている。この波長選択スイッチでは、ｘ軸周りにミラーを回動させた場合とｙ軸周りにミラーを回動させた場合とで、光の結合効率の変化の割合が大きく相違する。特許文献２に記載の波長選択スイッチにおける上記の制御は、ミラーの回動方向の相違を含むことによる減衰量の制御の複雑さを解消することを目的としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８４４７２号公報
【特許文献２】特開２０１０−９６９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の光スイッチのように、制御の初期の段階において、ポートの配列方向に平行にビームの入射位置を移動させることとすると、ポートの配列方向に平行にビームの入射位置を移動させるだけでは、隣接するポートにビームの入射位置が近づいた場合に、隣接するポートへのクロストークが増加するため、十分な減衰量を確保できない。そこで、ビームの入射位置をポートの配列方向に平行に移動させた後、ポートの配列方向に垂直に移動させて、減衰量をさらに大きくすることが考えられる。しかしながら、このような制御を行った場合、特許文献２に記載の通り、光の結合効率の変化の割合の、ミラーの回動方向による相違により、減衰量の制御が複雑となる。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、光の出力ポートへの結合効率の制御が複雑化すること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】
【０００９】
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り、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。制御部は、結合効率尾根線の形状に基づいて第１及び第２の制御電圧を変化させることにより、光偏向素子の偏向角を制御する。
【００１０】
本発明に係る光路制御装置によれば、結合効率尾根線の形状に基づいて光偏向素子の偏向角を制御するため、第１及び第２の制御電圧の変化に対する、出力ポートへの光の結合効率の変化の割合がゆるやかとなる。このため、光の結合効率を高精度に制御することが容易となる。
【００１１】
上記の光路制御装置において、光偏向素子がＭＥＭＳミラーであり、制御部が、第１の制御電圧を変化させる第１ステップと、第１ステップを実行した後に実行され、結合効率尾根線の形状に基づいて第１及び第２の制御電圧を変化させる第２ステップと、を実行することにより光偏向素子の偏向角を制御することとしてもよい。
【００１２】
光偏向素子としてＭＥＭＳミラーを用いた場合には、減衰制御の初期の段階から第２の方向に偏向させると、ミラーの端部に入射する光が回折することにより、ラビットイヤーが発生する。しかしながら、制御部が上述のように光偏向素子の偏向角を制御する場合には、制御部が、第１ステップにおいて第１の制御電圧を変化させることにより、分光された光を第１の方向に偏向させる。したがって、上記の光路制御装置によれば、光偏向素子としてＭＥＭＳミラーを用いた場合であっても、ラビットイヤーの発生を防止することができる。
【００１３】
制御部が、第１及び第２の制御電圧と、結合効率等高線及び結合効率尾根線の形状とを対応付けて記憶する記憶部を有していてもよい。この場合には、制御部は、記憶部に記憶された結合効率等高線及び結合効率尾根線の形状に基づいて、光偏向素子の偏向角を制御できる。このため、光偏向素子の偏向角の制御にあたって、記憶部に記憶された情報を読み出すことにより、光偏向素子の偏向角を高速に制御することができる。
【００１４】
第１軸が結合効率等高線の短軸に対して傾斜するとともに、第２軸が結合効率等高線の長軸に対して傾斜していてもよい。この場合には、第１の制御電圧を制御した場合における単位電圧あたりの結合効率の変化が、第１軸が結合効率等高線の短軸に対して傾斜していない場合と比較して小さくなる。このため、結合効率を高精度に制御することが容易となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光の出力ポートへの結合効率の制御が複雑化することを防止できる光路制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】実施形態に係る結合効率の制御について説明するための模式図である。
【図５】実施形態に係る結合効率の制御について説明するための模式図である。
【図６】結合効率等高線と軸の傾きの関係を説明するための図である。
【図７】結合効率の変化の軸の傾きによる差異を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、各分光光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から、光ファイバＦ１，Ｆ３，Ｆ４を介して出力される。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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る。
【００２７】
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、記憶部２５と、を有している。
【００２８】
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Ｌ１１〜Ｌ１３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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
記憶部２５は、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２と、後述する結合効率等高線及び結合効率尾根線の形状とを対応付けて記憶する。演算部２１は、ディジタル指令値Ｓ１及びＳ２の演算にあたり、所望の結合効率の減衰量から、それに対応する第１及び第２の制御電圧Ｖ１，Ｖ２の値を読み出し、読み出された値に基づいてディジタル指令値Ｓ１及びＳ２を演算する。なお、制御部２０が記憶部２５を有さず、演算部２１が記憶部２５に記憶された情報を利用せずにディジタル指令値Ｓ１及びＳ２を演算する構成としてもよい。
【００３２】
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減衰量制御の概念について、図３を参照して説明する。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。図１及び図２を参照して説明した通り、光Ｌ１は、分光素子１３によってＶ軸方向に分光される。
【００３３】
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、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減衰した線である結合効率等高線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を例として示している。
【００３４】
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。
【００３５】
実際には、ＭＥＭＳミラー１５の搭載位置の誤差や表面の精度、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。
【００３６】
図３には、出力ポートＰｏｕｔにおける、結合効率尾根線Ｅ１１も示されている。この結合効率尾根線Ｅ１１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。
【００３７】
以下、このような場合であっても、光の出力ポートへの結合効率の制御が複雑化することを防止できる、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減衰量制御について説明する。
【００３８】
図４（Ａ）に、出力ポートＰｏｕｔにおける、結合効率等高線及び結合効率尾根線を模式的に示す。図４（Ａ）には、４個の略楕円形の結合効率等高線Ｃ１〜Ｃ４が示されている。結合効率等高線Ｃ１〜Ｃ４は、出力ポートＰｏｕｔに対する光の結合強度が、最大値からそれぞれ１０ｄＢ，２０ｄＢ，３０ｄＢ，４０ｄＢ減衰した値となる点を結んで得られる。図４（Ａ）に示した結合効率等高線Ｃ１〜Ｃ４は、楕円の長軸が、Ｙ軸方向の座標の増加に伴ってＸ軸の正の向きに傾斜している。
【００３９】
ここで、Ｘ軸に平行な直線Ｓｃ１に沿って、光の結合効率を走査する。光の結合効率を縦軸にとり、Ｘ座標を横軸にとって、走査の結果をプロットすると、図４（Ｂ）のように、釣鐘型の曲線が得られる。直線Ｓｃ１上において、結合効率は点Ｄ１０で最大となる。Ｘ軸に平行な直線のＹ軸に沿った座標を変えて直線Ｓｃ２〜Ｓｃ６をとり、直線Ｓｃ２〜Ｓｃ６に沿って光の結合効率を走査すると、同様に、直線Ｓｃ２〜Ｓｃ６のそれぞれの上において、結合効率が最大となる点Ｄ１０が得られる。このような点Ｄ１０を結ぶことで、図４（Ａ）に示す結合効率尾根線Ｅ２１が得られる。そして、この結合効率尾根線Ｅ２１に沿って光の結合効率を走査する。光の結合効率を横軸にとり、結合効率尾根線Ｅ２１に沿った距離を縦軸にとって走査の結果をプロットすると、図４（Ｃ）に示す曲線が得られる。
【００４０】
再び図４（Ｂ）を参照すると、結合効率が最大となる点Ｄ１０と比較して、結合効率が一定減衰量だけ減衰した点が、点Ｄ１０に関してＸ軸正方向側とＸ軸負方向側に１点ずつ存在する。このうち、Ｘ軸正方向側の点を点Ｄ２０とし、Ｘ軸負方向側の点を点Ｄ３０とする。このような点Ｄ２０，Ｄ３０は、それぞれ図４（Ａ）の直線Ｓｃ１〜Ｓｃ６上においてそれぞれ１点ずつ存在する。ＸＹ平面上において、直線Ｓｃ１〜Ｓｃ６上の各点Ｄ２０を結んで得られるのが、等減衰量線Ｅ２２である。同様に、直線Ｓｃ１〜Ｓｃ６上の各点Ｄ３０を結んで得られるのが、等減衰量線Ｅ２３である。これらの等減衰量線Ｅ２２及びＥ２３は、結合効率尾根線Ｅ２１に基づいて得られる。そこで、等減衰量線Ｅ２２及びＥ２３に沿って、出力ポートＰｏｕｔにおけるビームスポットを移動させることを、本明細書では、結合効率尾根線の形状に基づいた制御と称する。なお、上記の説明における一定減衰量は、任意の値としてとることができる。等減衰量線Ｅ２２，Ｅ２３も、一定減衰量の値に応じて、ＸＹ平面上の任意の位置にとることができる。等減衰量線Ｅ２２，Ｅ２３に沿った結合効率の変化は、図４（Ｃ）に示した結合効率尾根線Ｅ２１に沿った結合効率の変化と比較すると、結合効率が全体的に一定減衰量だけ低下している。
【００４１】
上記の結合効率尾根線Ｅ２１及び等減衰量線Ｅ２２，Ｅ２３に基づいて、制御部２０は、結合効率尾根線の形状に基づいて、第１及び第２の制御電圧Ｖ１，Ｖ２を変化させることにより、ＭＥＭＳミラー１５の偏向角を以下のように制御する。
【００４２】
まず、制御部２０が、第１の制御電圧Ｖ１を変化させて、図４（Ａ）の矢印Ａ１１で示すように、ビームスポットをＸ軸正方向へ、等減衰量線Ｅ２２上の点Ｄ２まで移動させる（第１ステップ）。これにより、光の結合効率は、図４（Ｂ）に示した一定減衰量だけ減衰する。
【００４３】
次に、制御部２０が、等減衰量線Ｅ２２に沿って、矢印Ａ１２で示すように、ビームスポットを点Ｄ３まで移動させる（第２ステップ）。これにより、光の結合効率は、図４（Ｃ）に示したように、さらに減衰する。
【００４４】
ここで、第１ステップにおいて、制御部２０が、第１の制御電圧Ｖ１を変化させて、図４（Ａ）の矢印Ａ１３で示すように、ビームスポットをＸ軸負方向へ、等減衰量線Ｅ２３上の点Ｄ４まで移動させることとし、第２ステップにおいて、矢印Ａ１４で示すように、等減衰量線Ｅ２３に沿って、ビームスポットを点Ｄ５まで移動させることとしてもよい。矢印Ａ１１，Ａ１２で示すように等減衰量線Ｅ２２に沿ってビームスポットを移動させるか、それとも矢印Ａ１３，Ａ１４で示すように等減衰量線Ｅ２３に沿ってビームスポットを移動させるかについては、どちらを選択してもよい。ただし、Ｕ軸方向において出力ポートＰｏｕｔが不等間隔に並べて配置されている場合には、隣接する出力ポートＰｏｕｔからの距離が離れている側の等減衰量線を選択することが好適である。このようにすれば、隣接する出力ポートＰｏｕｔに漏れる光（クロストーク）をより低減できるため、有利である。
【００４５】
なお、所望の減衰量が決まっている場合に、第１ステップ及び第２ステップのそれぞれに、どのように減衰量を割り振るかは、隣接ポートへの出力や、ビームスポットの移動にかかる時間等に応じて、適宜定めてよい。例えば、結合効率を最大値から３０ｄＢだけ減衰させたい場合に、第１ステップで１０ｄＢ減衰させ、第２ステップで２０ｄＢ減衰させることとしてもよいし、第１ステップで２０ｄＢ減衰させ、第２ステップで１０ｄＢ減衰させることとしてもよい。
【００４６】
記憶部２５は、第１及び第２の制御電圧と、結合効率等高線及び結合効率尾根線の形状とを対応付けて記憶する。一例として、記憶部２５は、表１に示すように、減衰量の値に対して、それに対応する第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２を対応付けて記憶していてもよい。この場合、結合効率尾根線Ｅ２１上に位置する点の座標、すなわち第１及び第２の制御電圧Ｖ２の値を、減衰量が０ｄＢ、１ｄＢ、２ｄＢ・・・となる点ごとに、表１に示すように記憶してもよい。また、結合効率等高線Ｃ１〜Ｃ４上に位置する点の座標、すなわち第１及び第２の制御電圧Ｖ１，Ｖ２の値を、減衰量が０ｄＢ，１ｄＢ，２ｄＢ・・・となる結合効率等高線ごとに、何点かずつ記憶するようにしてもよい。
【００４７】
また、表２に示すように、記憶部２５は、Ｘ軸方向の減衰量とＹ軸方向の減衰量との組に対して、第１の制御電圧Ｖ１及び第２の制御電圧Ｖ２を組にして記憶していてもよい。
【表１】
2014215391.tif 000003
【表２】
2014215391.tif 000004
【００４８】
なお、図５に示したように、結合効率尾根線Ｅ３１がＸＹ平面上において直線とならない場合もある。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、各光学部品の表面の精度等）や、第１及び第２の制御電圧Ｖ１，Ｖ２の相互間の影響等によって生じ得る。しかし、このような場合でも、図４を参照して説明したのと同様の手法により、等減衰量線Ｅ３２，Ｅ３３が得られる。そして、光の結合効率の減衰量の制御も、図４に示した、結合効率尾根線Ｅ２１が直線となる場合と同様に行うことが可能である。
【００４９】
図６に、結合効率等高線Ｃを示す。結合効率等高線Ｃは、短軸ＡＸ１及び長軸ＡＸ２を有する楕円形状である。ここで、２つの座標系を考える。第１の座標系は、結合効率等高線Ｃの短軸ＡＸ１に平行なＸ１軸を第１軸として有し、結合効率等高線Ｃの長軸ＡＸ２に平行なＹ１軸を第２軸として有する。第２の座標系は、結合効率等高線Ｃの短軸ＡＸ１に対して傾斜するＸ２軸を第１軸として有し、結合効率等高線Ｃの長軸ＡＸ２に対して傾斜するＹ２軸を第２軸として有する。
【００５０】
いま、座標系の原点Ｏから、Ｘ１軸と結合効率等高線Ｃとの交点までの距離をｘ１とし、座標系の原点Ｏから、Ｘ２軸と結合効率等高線Ｃとの交点までの距離をｘ２とする。図６からも明らかなように、距離ｘ２は距離ｘ１より長い。したがって、Ｘ２軸に沿った結合効率の勾配は、Ｘ１軸に沿った結合効率の勾配よりもゆるやかである。
【００５１】
図７に、結合効率と、ＸＹ平面上での距離との関係をグラフとして示す。縦軸は、結合効率としての損失であり、横軸は、ＸＹ平面上での累積距離である。最初に、上述の第１の座標系のように、結合効率等高線の短軸及び長軸が、それぞれ第１軸及び第２軸に平行な場合を考える。曲線Ｔ１は、第１ステップにおける結合効率の変化、すなわち図４（Ａ）において矢印Ａ１１で示した経路における結合効率の変化を示す。曲線Ｔ２は、第２ステップにおける結合効率の変化、すなわち図４（Ａ）において矢印Ａ１２で示した経路における結合効率の変化を示す。このとき、曲線Ｔ１は、距離に対して急な傾斜を有している。一方、曲線Ｔ２は、距離に対してゆるやかな傾斜を有している。
【００５２】
次に、上述の第２の座標系のように、結合効率等高線の短軸及び長軸が、それぞれ第１軸及び第２軸に対して傾斜している場合を考える。直線Ｔ３は、第１ステップにおける結合効率の変化を示す。先に述べた通り、Ｘ２軸に沿った結合効率の勾配は、Ｘ１軸に沿った結合効率の勾配よりもゆるやかである。したがって、直線Ｔ３の傾斜は、曲線Ｔ１の傾斜よりもゆるやかとなる。このように、第１軸及び第２軸を、結合効率等高線の短軸及び長軸に対してそれぞれ傾斜させることにより、ＸＹ平面上での距離に対する結合効率等高線の勾配を緩やかにすることができる。これにより、光の結合効率を高精度に制御することが容易となる。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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】
【００５６】
１…光路制御装置、１３…分光素子、１５…ＭＥＭＳミラー（光偏向素子）、２０…制御部、２５…記憶部、Ｃ１〜Ｃ４…結合効率等高線、Ｅ１１，Ｅ２１，Ｅ３１…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…出力ポート、Ｓｃ１〜Ｓｃ６…第１軸に平行な直線、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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