(57)【要約】  入力導波路からの光を集光して細径のビームアレイを形成することが可能な光信号処理装置を提供すること。光信号処理装置は、入力導波路３０２ａ〜３０２ｃと、アレイ導波路３０５と、同一点Ｃを中心とする第一の円弧３０４ａと入力導波路３０２ａ〜３０２ｃが接続され、同一点Ｃを中心とする第二の円弧４０４ｂとアレイ導波路３０５が接続されるスラブ導波路３０４とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された導波路を備える光信号処理装置であって、入力導波路と、アレイ導波路と、同一点を中心とする少なくとも一つの第一の円弧と前記入力導波路が接続され、前記同一点を中心とする第二の円弧と前記アレイ導波路が接続されるスラブ導波路とを備えることを特徴とする光信号処理装置。
【請求項２】
前記入力導波路の出射端は、前記同一点に向かって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項３】
前記入力導波路の出射端は、前記同一点と異なる点に向かって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項４】
前記導波路アレイの各導波路の入射端は、前記同一点に向かって形成されていることを特徴とする請求項１または３に記載の光信号処理装置。
【請求項５】
前記導波路アレイの行路長は、当該導波路アレイ内の導波路に割り当てられる番号に対して多項式で表される長さの分布を持つことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項６】
前記導波路アレイの入射端における導波路の位置、および、前記導波路アレイの出射端における導波路の位置は、一対一の座標変換が可能であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項７】
前記導波路アレイは、前記スラブ導波路の出射端面となる円弧に対し、前記同一点から円弧までの最短距離を変調した位置に接続されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項８】
前記導波路アレイの出射端は、光軸方向に多項式で表される曲線状に配置されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光信号処理装置を複数個基板上に備えたことを特徴とする光信号処理装置。
【請求項１０】
前記入力導波路に接続されるマッハツェンダ干渉計をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項１１】
前記入力導波路に、タップ回路およびパワーモニタをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信ネットワークに用いられる光信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットなどのデータ通信ネットワークの爆発的な広がりにより、光通信ネットワークの大容量化の要求がますます大きくなっている。このようなネットワーク需要の拡大に対応するため波長多重通信が実用化されているが、近年は波長ごとの方路スイッチングを可能にする波長選択スイッチ(WSS: Wavelength Selective Switch)の需要も高まりつつある。従来の波長選択スイッチとして、非特許文献１に開示されたものがある。【０００３】
図１２は、非特許文献１に開示された波長選択スイッチである。非特許文献１に記載の波長選択スイッチでは、ＷＳＳの入力光学系に導波路上に構成されたレンズ光学系を利用して、ＷＳＳの光学系を簡素化して、小型化および低価格化を図る方策が開示されている。
具体的には、基板１００上に形成された光導波路にＷＳＳの入力光学系が集積されている。入力導波路１０１から入力された光信号は、入力スラブ導波路１０２を経由してアレイ導波路１０３へ入射する。アレイ導波路１０３は、それぞれの導波路が等しい長さとなるように形成されており、その出力スラブ導波路１０４での出力端Ｐｏｉｎｔ Ａでは、ガウスビームは幅広になって出力される。【０００４】
ここで、アレイ導波路１０３における入力スラブ導波路１０２側の導波路間のピッチｄ１は、出力スラブ導波路１０４側の導波路間のピッチｄ２と等しい場合、すなわち、ｄ１＝ｄ２の場合、上述した出力端Ｐｏｉｎｔ Ａでのガウスビームの幅Ｗは、入力導波路１０１の導波路モードの幅をｗ0とすると、下記式（１）で表わされる。【０００５】
【数１】
2014050145.tif 000003
【０００６】
式（１）に示したＷの幅を有するコリメートビームは、導波路出力端からも出力される。さらに、入力導波路１０１以外の入力導波路（たとえば、入力導波路１０１ｂ）から入力された光信号は、ビームの中心が上述した出力端Ｐｏｉｎｔ Ａに存在し、入力導波路１０１，１０１ｂ間の距離ｘに対応する傾きを有する波面をもつビームとして、導波路出力端より出力される。【０００７】
図１２に示した基板１００上に形成された入力光学系は、空間光学系が４ｆを有するスイッチ構成の場合に適している。図１２に示すように、４ｆは、４ｆ＝（導波路チップ１００からレンズ１０５ａまでの距離ｆ）＋（レンズ１０５ａから回析格子１０６までの距離ｆ）＋（回析格子１０６からレンズ１０５ｂまでの距離ｆ）＋（レンズ１０５ｂからＬＣＯＳ１０７までの距離ｆ）で示してある。【０００８】
上述した空間光学系は、スイッチ軸方向および波長方向ともに同一の光学パワー素子（レンズ）を用いて波面成形するような光学系である場合に適している。図１２では、基板１００から出力された光信号は、２つのレンズ１０５ａ，１０５ｂおよび回折格子１０６を経由して、光偏向素子としてのＬＣＯＳ１０７へ入射するが、異なる入力ポート、例えば入力ポート１０１，１０１ｂから入力された光信号は、異なる角度でＬＣＯＳ１０７へ入射する。それらのビームの主光線がＬＣＯＳ１０７に到達する位置は同じ点になる。したがって、ＬＣＯＳ１０７でビームを偏向させることで、異なる入力ポートからの光信号を高効率に光結合することができ、スイッチ機能が実現される。【０００９】
図１２に示した光学系では、４ｆの光学系に適しているが、そのほかの構成の光学系には適用することができない。たとえば、図１３に示すような２ｆ光学系の場合、入力ファイバ２０１ａから出力された光信号は、光路２０４を経てレンズ２０２を介して、光偏向素子であるＬＣＯＳ２０３へ入射する。そして、入射光はＬＣＯＳ２０３で偏向され、光路２０５を経て光ファイバ２０１ｂで結合される。この場合、光信号は、ＬＣＯＳ２０３に対してコリメートビームとして入射するのが好ましい。入力ファイバ２０１ａからの光信号は、レンズ２０２の手前（入力ファイバ２０１ａとレンズ２０２との間）では拡散ビーム２０４ａとして伝搬する。【００１０】
２ｆ光学系の場合は、従来の基板上に作成された入力光学系を適用することはできず、光学系の簡素化やアセンブリの簡単化を行うことはできない。２ｆ光学系においては、光ファイバ２０１ａ，２０１ｂからは、その主光線がそれぞれ平行になる比較的小径なビームが出力するのが好ましいが、従来の構成はこのようなビームを形成することに適していない。理想的には、光ファイバからの出力ビームは、レンズの焦点距離ｆだけ伝搬する際には、フラウンホーファ領域となる程度に、小さいのが好ましい。一方、出力ビームが小さすぎる場合には、空間の伝搬中にビームが広がって大きくなりすぎてしまう。このため、図１４に示すように、光ファイバの出力端にそれぞれ、マイクロレンズアレイ２０５を設置することで、ある程度の大きさのビームウェストを持たせ、かつ光ファイバ出力端のビームウェストサイズを抑制し、これにより、開口数を小さくする方策も必要である。【００１１】
このような必要性は、特許文献１に開示の光学系では強くなる。図１５は、特許文献１の図７と同一の図であって、ＬＣＯＳをスイッチング素子として用いる波長選択スイッチの構成を示している。図１５に示す波長選択スイッチでは、ＬＣＯＳ素子に偏波依存性があるため、ＬＣＯＳへの入力光の偏波状態を一方向へそろえる偏波ダイバーシティ光学系が必要となる。このような偏波ダイバーシティの光学系では、偏波分離素子２１５により、各入力ファイバ２０１〜２０５からの光信号（ビーム２９１，２９４参照）を直交する偏波成分のビーム（ビーム２９２〜２９６参照）に分離させる。その後、ガラス２２１とλ／２波長板２２２を梯子状に配置した光素子２２０により、分離後の直交波長成分のビームを同一方向に整列させる。この場合、光素子２２０は、ガラス２２１とλ／２波長板２２２とからなる極小開口を有し、その内部においては入射光が遮られることなく通過するようにする必要がある。【００１２】
なお、図１５において、符号２１０はマイクロレンズアレイ、符号２３０は複屈折ウェッジ素子を示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Kazunori Seno, Kenya Suzuki, Naoki Ooba, Toshio Watanabe, Masayuki Itoh, Tadashi Sakamoto and Tetsuo Takahashi, “Spatial beam transformer for wavelength selective switch consisting of silica-based planar lightwave circuit”, in Optical Fiber Communication Conference and Exposition (OFC) and National Fiber Optic Engineers Conference (NFOEC) (Optical Society of America, Washington, DC, 2012), JTh2A.5.
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第７３９７９８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
２ｆ光学系では、光ファイバからの出力ビームは、各ファイバからの光信号の主光線が平行であり、それぞれのビームウェストサイズがある程度の幅に収まるようにすることが好ましい。このような入力光学系は、光ファイバアレイにマイクロレンズアレイを設置することで実現可能であるが、マイクロレンズアレイと光ファイバアレイとのアライメントの精度が必要となり、製造トレランスが厳しくなるという問題があった。【００１６】
特許文献１の光学系では、光素子２２０は、ガラス２２１とλ／２波長板２２２とからなる極小開口を有し、その内部で入射光が遮られることなく通過するようにする必要がある。しかしながら、その場合には、マイクロレンズアレイ２１０と光ファイバ２０１〜２０５との位置を精密に調整する必要があるため、量産性の観点から大きな問題があった。すなわち、マイクロレンズアレイ２１０と光ファイバ２０１〜２０５との位置合わせは高い精度が要求され、この光学系の量産を困難にさせ得るものであった。【００１７】
そこで本発明は、上記のような問題に対応してなされたものであり、入力導波路からの光を集光して細径のビームアレイを形成することが可能な光信号処理装置を提供することを目的とする。また、量産可能な光信号処理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】
【００１８】
上記問題を解決するために、本発明は、基板上に形成された導波路を備える光信号処理装置であって、入力導波路と、アレイ導波路と、同一点を中心とする少なくとも一つの第一の円弧と前記入力導波路が接続され、前記同一点を中心とする第二の円弧と前記アレイ導波路が接続されるスラブ導波路と、を備える。【００１９】
ここで、前記入力導波路の出射端は、前記同一点に向かって形成されるようにしてもよい。あるいは、前記入力導波路の出射端は、前記同一点と異なる点に向かって形成されるようにしてもよい。【００２０】
前記導波路アレイの各導波路の入射端は、前記同一点に向かって形成されるようにしてもよい。【００２１】
前記導波路アレイの行路長は、当該導波路アレイ内の導波路に割り当てられる番号に対して多項式で表される長さの分布を持つようにしてもよい。【００２２】
前記導波路アレイの入射端における導波路の位置、および、前記導波路アレイの出射端における導波路の位置は、一対一の座標変換が可能であるようにしてもよい。【００２３】
前記導波路アレイは、前記スラブ導波路の出射端面となる円弧に対し、前記同一点から円弧までの距離を変調した位置に接続されるようにしてもよい。【００２４】
前記導波路アレイの出射端は、光軸方向に多項式で表される曲線状に配置されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、入力導波路からの光を集光して細径のビームアレイを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【図２】第６実施形態におけるアレイ導波路の入射端と出射端との位置関係の一例を示す図である。
【図３】第６実施形態におけるスラブ導波路の各円弧面と相対光強度との関係の一例を示す図である。
【図４】第７実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【図５】第８実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【図６】第９実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【図７】第１０実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【図８】第１０実施形態の変形例に係る光信号処理装置において、入力導波路とスラブ導波路との接続部分を拡大した図である。
【図９】第１０実施形態の変形例に係る光信号処理装置において、出力導波路から出力される光信号のビームウェスト位置を示す図である。
【図１０】第１０実施形態の光信号処理装置において、空気および波長板が出力ビームの集光位置を調整するために用いられた場合の集光位置を示す図である。
【図１１】第１１実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【図１２】従来の波長選択スイッチの構成を示す図である。
【図１３】一般的な２ｆ光学系の構成を示す図である。
【図１４】マイクロレンズアレイが光ファイバの出力端側に形成された構成態様を示す図である。
【図１５】従来の他の波長選択スイッチの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の第１〜第１１実施形態である光信号処理装置について説明する。各実施形態に係る光信号処理装置は波長選択スイッチである。
【００２８】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の光信号処理装置の第１実施形態について説明する。
【００２９】
[光信号処理装置の構成]
図１は本発明の第１実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【００３０】
図１に示す光学系では、光信号処理装置は、導波路基板３０１上に形成された光導波路を備える。光導波路は、入力導波路３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃと、スラブ導波路３０４と、アレイ導波路３０５とを含む。
【００３１】
スラブ導波路３０４は、点Ｃを中心とする半径ｒ０の円弧面（第一の円弧）３０４ａと、点Ｃを中心とする半径ｒ１の円弧面（第二の円弧）３０４ｂとを有する。図１では、ｒ０＜ｒ１となるが、ｒ０＞ｒ１、ｒ０＝ｒ１となるようにしてもよい。また、ｒ０≧０である。
【００３２】
入力導波路３０２ａ〜３０２ｃはスラブ導波路３０４の円弧面３０４ａに接続され、入力導波路３０２ａ〜３０２からの光信号は、円弧面３０４ａを介してスラブ導波路３０４に入射するようになっている。ここで、入力導波路３０２ａ〜３０２ｃの各ピッチはすべて、図１に示すように、ｘ０にする。
【００３３】
スラブ導波路３０４の円弧面３０４ａと接続する入力導波路３０２ａ〜３０２ｃの出射端は、それぞれ点Ｃに向かうように配置されている。図１の例では、例えば入力導波路３０２ｂの出射端Ｐが点Ｃに向かっていることを示してある。
【００３４】
アレイ導波路３０５の各導波路は、スラブ導波路３０４の円弧面３０４ｂに接続され、スラブ導波路３０４からの光信号は、円弧面３０４ｂを介してアレイ導波路３０５に入射するようになっている。この実施形態では、アレイ導波路３０５では、それぞれの導波路の光路長差がゼロとなるようにする。また、アレイ導波路３０５の入射端３０４ｂに配置される導波路間の各ピッチはすべてｄ１、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａに配置される導波路間の各ピッチはすべてｄ２にする。すなわち、上述した入射端３０４ｂおよび出射端３０５ａの各ピッチはそれぞれ等しい。
【００３５】
アレイ導波路３０５の各導波路の入射端は、それぞれ点Ｃに向かうように配置されている。
【００３６】
なお、本実施形態の以下の説明では、説明の容易のため、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａは平面であるとする。
【００３７】
[光信号処理装置の動作]
次に、本実施形態の光信号処理装置の動作について再度図１を参照して説明する。
【００３８】
この光信号処理装置では、例えば、入力導波路３０２ｂから入力される光信号によって、幅ｗ２を有するガウスビームを点Ｑに与える例について説明する。
【００３９】
入力導波路３０２ｂからの光信号は、入力導波路３０２ｂの出射端Ｐから、スラブ導波路３０４に入力される。この実施形態では、入力導波路３０２ｂの出射端Ｐは点Ｃの方向に向かうように形成されているので、スラブ導波路３０４へ出力された光信号は、図１の実線で示してあるように、その主光線が点Ｃの近傍を通りかつ拡散しながら、アレイ導波路３０４の円弧面３０４ｂに到達する。アレイ導波路３０４の円弧面３０４ｂでのビーム径は、下記式（２）で表わされる。
【００４０】
【数２】
2014050145.tif 000004
【００４１】
式（２）において、nsはスラブ導波路３０４の屈折率、λは光信号の波長、ｗ０は入力導波路３０２ｂのゼロ次モードのモード径を示す。
【００４２】
図１に示すように、光信号の波面は、点Ｐを中心とする球面形状となるので、波面の両端の成分は波面の中心部分の成分よりもアレイ導波路３０５の入射端３０４ｂに早く到達し、波面の中心部分の成分はその両端の成分よりも遅れてアレイ導波路３０５の入射端３０４ｂに到達する。
【００４３】
したがって、アレイ導波路３０５内の各導波路に対する波面の空間分布は、アレイ導波路の円弧面３０４ｂの円弧を形成する曲率半径と、円弧面３０４ｂにおける波面の位相の空間分布との差となる。具体的には、アレイ導波路３０５の入力側および出力側の境界面の任意の座標Ｘａを、点Ｃを中心とする極形式で（−ｒ１＋ｒ１×ｃｏｓ（θ），ｒ１×ｓｉｎ（θ））で表す。また、アレイ導波路３０５での光信号の入力点、すなわち入力導波路３０２ｂの端部Ｐの座標を（ｚ０，ｘ０）とすると、アレイ導波路３０５内の各導波路に対する波面の空間分布は、下記式（３）で表わされる。
【００４４】
【数３】
2014050145.tif 000005
【００４５】
式（３）において、φ（θ）はアレイ導波路３０５内での位相の分布、βはスラブ導波路内の光信号の伝搬定数（β＝２πｎｓ／λ）を示す。
【００４６】
アレイ導波路３０５の出力端３０５ａにおいて、各導波路が配置される位置の座標は、θに比例するので、式（３）で示される空間分布が自由空間での位相分布そのものとなる。
【００４７】
式（３）に示すθについて、マクローリン展開して２次まで採用すると、下記式（４）で表される。
【００４８】
【数４】
2014050145.tif 000006
【００４９】
式（４）において、点Ｃからアレイ境界３０４ｂ上の点Ｘａをみた角度をθ、アレイ導波路３０５の入射端３０４ｂにおける導波路間のピッチをｄ１とし、アレイ番号をｉとすると、θは下記式（５）で表される。
【００５０】
【数５】
2014050145.tif 000007
【００５１】
この場合、θは、アレイ導波路３０４の出射端３０５ａ側（空間側）の座標xa2に等しい。すなわち、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａにおける導波路間のピッチをｄ２とすると、θは、下記式（６）で表される。
【００５２】
【数６】
2014050145.tif 000008
【００５３】
以上から、式（４）は、出力側の空間での直交座標系における位相の空間分布をそのまま表している。
【００５４】
次に、式（４）に示した空間分布の波面の曲率を求める。一般に、球面波の波面は、その中心を原点とすると、原点からrの位置は、下記式（７）で表される。
【００５５】
【数７】
2014050145.tif 000009
【００５６】
この式（７）を２次までマクローリン展開すると、下記式（８）を得る。
【００５７】
【数８】
2014050145.tif 000010
【００５８】
この式（８）と式（４）とを比較すると、下記式（９）が得られる。
【００５９】
【数９】
2014050145.tif 000011
【００６０】
すなわち、出力側の波面の曲率半径ｒ２は、下記（１０）で表される。
【００６１】
【数１０】
2014050145.tif 000012
【００６２】
光信号は、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａからｒ２離れた位置Ｑに集光する。このとき、集光位置Ｑにおけるビームウェストサイズｗ２は、式（２）に示したＷを用いると、ｒ２が十分長い場合は、下記式（１１）で表される。
【００６３】
【数１１】
2014050145.tif 000013
【００６４】
ところで、入力導波路３０２ｂは、ｒ０＞０の領域に設置される。したがって、光軸と、境界３０４ｂ（スラブ導波路３０４とアレイ導波路３０５との接続面）との交点を結ぶ線上に中心を持つ円弧よりも、外側に入力導波路３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃとスラブ導波路３０４の接続点が配置されるときに、出射端に出力される光信号の波面は収束される。
【００６５】
また、各入力導波路３０２ａ〜３０２ｃからの光信号の各々の空間側の出力波面の主光線が光軸と水平になる条件、すなわちテレセントリック条件は次のようにして求めることができる。一般に、放物線ｙ＝ａｘ2＋ｂｘの軸は、ｘ＝−ｂ／２ａであるから、式（４）の空間側の波面の軸θ0（放物線の頂点）は、下記式（１２）で表される。
【００６６】
【数１２】
2014050145.tif 000014
【００６７】
図１では、ｘ０は負の方向に存在するので、角度θ0は正の値となる（∵ｚ０＞ｒ１）。したがって、点Ｐから式（１２）の方向にビームを発射すると、空間側の出力ではビームの主光線はθ0＞０の側で光軸に平行になる。
【００６８】
上記の説明では、特定の一つのポート（例えば、入力導波路３０２ｂ）から光信号を入力する場合を例にとって説明したが、他のポート（例えば、入力導波路３０２ａ，３０２ｃ）から光信号を入力することで、光導波路出力端３０５ａからｒ２離れた位置に所望のビームサイズをもつコリメータアレイが実現できる。
【００６９】
また、本実施形態のスラブ導波路３０４は、点Ｃを中心とする半径ｒ０の円弧面３０４ａと、点Ｃを中心とする半径ｒ１の円弧面３０４ｂとを有するように形成され、特許文献１におけるマイクロレンズアレイと光ファイバとを備えていない。これにより、特許文献１におけるマイクロレンズアレイと光ファイバとの位置合わせが不要となり、本実施形態の光学系の量産がしやすくなる。
【００７０】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、アレイ導波路３０５の各光路長差をすべてゼロとした場合について説明した。しかしながら、アレイ導波路３０５の各光路長差をゼロとしないことで自由度の高い入力光学系が実現できる。
【００７１】
すなわち、たとえばアレイ導波路３０５の光路長差を、アレイ導波路３０５の中心から２次分布で変化するように設定すると、式（４）に示したθの２次係数を変化させることができる。これは式（４）のθを適当な係数をａとしてθ→ａθと置き換えることである。したがって、式（１０）で示す空間側のビームウェストの位置Ｑを調整することが可能になる。
【００７２】
アレイ導波路３０５の光路長差に対して、２次分布だけでなく、２次よりも高次の分布を与えるようにしてもよい。たとえば、４次の位相分布の成分を与えると、ビームの収束をさらに調整することができ、点Ｑをより効率的に光軸方向に移動させることが可能になる。さらに、３次の位相分を与えることで、収差の補正等も可能になる。
【００７３】
＜第３実施形態＞
第１および第２実施形態では、空間側のアレイ導波路３０５の出射端３０５ａの曲率は無限大、すなわち出射端３０５ａは平面であると仮定して説明した。しかしながら、レイアウト上はアレイ導波路３０５の出射端３０５ａは、曲面を有するように形成するも可能である。たとえば、アレイ導波路３０５の入射端３０５ａを点Ｑからみて凹面とすると、それ自体が集光機能を持つため、集光位置（ビームウェスト位置）を光導波路基板３０１側に移動させることが可能である。
【００７４】
＜第４実施形態＞
図１に示したスラブ導波路３０４の入射端３０４ａ、および、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａの形状は、変更可能である。たとえば、アレイ導波路３０５の各導波路の光路長が一定となるようにアレイ導波路３０５を形成し、さらには、アレイ導波路の出射端３０５ａに、アレイ番号に対して３次または４次の高次の成分を与えることで、第２実施形態と同様の機能を有する入力光学系が実現可能になる。
【００７５】
入力導波路３０２ａ、３０２ｂおよび３０２ｃに対する第一の円弧３０４ａは、同一の中心を持つように保ったまま、それぞれ異なる半径としてもよい。すなわち、入力導波路３０２ａに対する円弧３０４ａの半径と、入力導波路３０２ｂに対する円弧３０４ａの半径と、入力導波路３０２ｃに対する円弧３０４ａの半径を、各々異ならせる。このように設定することで、自由空間側での波面の曲率半径ｒ２を、各入力ごとに異ならせることも可能である。
【００７６】
＜第５実施形態＞
上記各実施形態では、アレイ導波路３０５内の導波路間のピッチは、スラブ導波路３０５の入射端３０４ｂおよび出射端３０５ａでともに等しい場合について説明した。しかしながら、スラブ導波路３０５の入射端３０４ａと出射端３０５ａとで異なる大きさとなるようなピッチを設定することで、式（１１）の左辺のＷを変換することができる。たとえば、入射端３０５ａにおける導波路間のピッチをｄ１、出射端３０５ａにおける導波路間のピッチをｄ２とした場合、式（２）および式（１１）から、下記式（１３）を得ることができる。
【００７７】
【数１３】
2014050145.tif 000015
【００７８】
この場合、ウェストサイズｗ２を任意に調整することができるという効果を得る。
【００７９】
＜第６実施形態＞
アレイ導波路３０５の各端面３０４ａ，３０５ａにおける導波路間のピッチｄ１，ｄ２がそれぞれ一定の間隔となるように設定されていない場合、集光位置（ビームウェスト）Ｑでのビームの形状を変えることも可能である。たとえば、点Ｑでのビーム形状をＳｉｎｃ関数形状にする場合、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａにおける波面形状は、矩形状になるように設定すればよい。出射端３０５ａにおける波面形状と、点Ｑにおける波面形状とは、フーリエ変換の関係にあるからである。
【００８０】
この場合、図８に示した２ｆ光学系において、ＬＣＯＳ２０３上でのビーム形状も矩形にすることができる。ＬＣＯＳ２０３上でビームを矩形にすることで、ガウス形状に比べて、光エネルギーをＬＣＯＳ２０３の中心部に局在させることができ、これによりＬＣＯピクセルを有効に活用することが可能になる。
【００８１】
以下、上述した矩形ビームの形成方法について説明する。理想的には矩形のビームとすることが好ましいが、この実施形態では、高次ガウスビームで矩形形状を代用する例を示してある。アレイ導波路３０５の出射端３０４ｂにおける導波路間のピッチｄ１は等ピッチとし、さらには、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａの位置は可変させる。この場合の高次のガウスビームは、下記式（１４）で表される。
【００８２】
【数１４】
2014050145.tif 000016
【００８３】
式（１４）において、αはガウスビームの次数を示す。
【００８４】
ここで、スラブ導波路３０４の入射端３０４ａに沿った座標軸をｘａ１、スラブ導波路３０４の入射端３０４ａに沿った座標軸をｘａ２とすると、アレイ導波路３０５内の入射端３０４ａにおけるピッチを、アレイ導波路３０５内の出射端３０５ａにおけるピッチに変更することは、ｘａ１の座標系を、ｘａ２の座標系に変換することと同じである。
【００８５】
入射端側の座標系ｘａ１において、光信号はガウスビームとして到達されるので、式（１４）に示すαは、α＝１となるから、座標系ｘａ１からｘａ２への座標変換は、下記式（１５）で表される。
【００８６】
【数１５】
2014050145.tif 000017
【００８７】
この観点から、座標変換は、下記式（１６）で示すように行えばよい。
【００８８】
【数１６】
2014050145.tif 000018
【００８９】
次に、アレイ導波路３０５において、入射端３０４ａの座標と、出射端３０５ａの座標との関係について、図２を参照して説明する。図２は、アレイ導波路３０５の入射端３０４ｂと出射端３０５ａとの位置関係の一例を示す図である。
【００９０】
図２に示すように、アレイ導波路３０５の入射端３０４ｂの座標（−２５０〜＋２５０）と、アレイ導波路３０５の出射端３０５ａの座標（−２５０〜＋２５０）とが示されている。このような座標によって、上述した座標変換が行われる。
【００９１】
このような座標変換が行われる際のアレイ導波路３０５の各導波路ごとの強度分布を図３に示す。図３は、アレイ導波路３０５の各導波路ごとの強度分布の一例を示す図である。図３において、横軸はｘａ１，ｘａ２の座標系、縦軸は相対光強度を表してある。
【００９２】
なお、図３では、ガウスビームの次数αは、α＝８とした場合を示してある。また、入力側プロファイルはアレイ導波路３０５の入射端３０４ｂにおける光強度を意味し、出力側プロファイルはアレイ導波路３０５の出射端３０５ａにおける光強度を意味する。
【００９３】
なお、この実施形態では、上述したピッチｄ１を一定間隔とし、さらには、上述したピッチｄ２を可変としたが、所望の形状となり得る座標変換であれば、変更可能である。例えば、ピッチｄ１を可変、ピッチｄ２を一定間隔になるようにしてもよいし、ピッチｄ１，ｄ２の両方を可変としてもよい。
【００９４】
また、所望の出力波形や波面を得るために、座標系ｘａ１，ｘａ２間の座標変換を行うことに加えて、さらに、アレイ導波路３０５の光路長を変調して位相分布を変化させるようにしてもよい。この場合には、たとえば、ｓｉｎｃ関数状のプロファイルを得るためには、位相分布も変化させるべきであるが、アレイ導波路３０５の長さを光波面の位相の変化に応じて変調してもよい。さらに、入射端３０４ａおよび出射端３０５ａを、単なる円や平面ではなく、任意の形状にすることで、位相分布を変調しても構わないことは明らかである。
【００９５】
さらに、アレイ導波路３０５の入射端３０４ａおよび出射端３０５ａにおいて、開口幅を変えることで、強度分布を変調することも可能である。
【００９６】
＜第７実施形態＞
第７実施形態に係る光信号処理装置は、１つの基板に、図１に示した入力光学系を例えば２組備えるようにしている。図４は第７実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【００９７】
図４に示す光学系では、光信号処理装置は、基板４０１上に形成された２つの入力光学系４０１Ａ，４０１Ｂを備える。各入力光学系４０１Ａ，４０１Ｂは、図４に示すΦの角度が設けられて配置される。
【００９８】
入力光学系４０１Ａは、入力導波路４０２ａと、スラブ導波路４０３ａと、アレイ導波路４１２ａと、コリメータアレイ４０４ａとを含む。入力光学系４０１Ｂは、入力導波路４０２ｂと、スラブ導波路４０３ｂと、アレイ導波路４１２ｂと、コリメータアレイ４０４ｂとを含む。
【００９９】
次に、本実施形態に係る光信号処理装置の動作について再度図４を参照して説明する。
【０１００】
この光信号処理装置では、入力光学系４０１Ａから空間に出力された光信号は、光軸ｚに対して、コリメータアレイ４０４ａの各主光線がφ／２の角度となって出力される。一方、入力光学系４０１Ｂから空間に出力された光信号は、光軸ｚに対して、コリメータアレイ４０４ａの各主光線が−φ／２の角度となって出力される。
【０１０１】
以下、入力光学系４０１Ａ，４０１Ｂの動作について説明する。
【０１０２】
図４では、点Ｑから距離ｆ離れた位置に、焦点距離がｆのレンズ４１３が配置され、さらに、距離ｆだけ離れた位置に、ＬＣＯＳ４１１が配置されている。この場合、その主光線は、光軸ｚから上方に位置するＳ１に届く。このＳ１の位置は、入力光学系４０１Ａにおける入力導波路４０２ａ内のいずれかの導波路から光信号を入射した場合も同じである。
【０１０３】
一方、入力光学系４０１Ｂからの光信号についても、その主光線は、光軸ｚから下方に位置するＳ２に届く。このＳ２の位置は、入力光学系４０１Ｂにおける入力導波路４０２ｂ内のいずれかの導波路から光信号を入射した場合も同じである。
【０１０４】
入力光学系４０１Ａ，４０１Ｂの構成によって、光信号は異なる位置Ｓ１，Ｓ２に到達することになり、これにより一つのＬＣＯＳ４１１を２つの光学系４０１Ａ，４０１Ｂで共有することができる。
【０１０５】
一方、入力光学系４０１Ａからの光入力により、点Ｑでビームウェストを持つ光信号は、レンズ４１３までは拡大しつつ伝搬し、レンズ４１３を通過した後は、平行光となる。そして、平行光は、ＬＣＯＳ４１１の領域４１０ａに入射する。同様の作用により、入力光学系４０１Ｂからの光信号については、図４に示すように、ＬＣＯＳ４１１の領域４１０ｂに入射する。
【０１０６】
このような光学系は、ファイバアレイとマイクロレンズを用いて構成することは困難であり、本実施形態の光学系を適用することで実現することができる。また、本実施態では、２つの入力光学系４０１Ａ，４０１Ｂを適用する場合について説明したが、３つ以上の数の入力光学系を基板に集積することも可能である。
【０１０７】
＜第８実施形態＞
第８実施形態に係る光信号処理装置は、１つの基板に、異なる入力光学系を備えるようにしている。図５は第８実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【０１０８】
図５に示す光信号処理装置は、基板３０１上に形成された２つの入力光学系３０１Ａ，３０１Ｂを備える。
【０１０９】
入力光学系３０１Ａは、図１に示した入力光学系と同様の構成である。すなわち、入力光学系３０１Ａは、導波路基板３０１上に形成された光導波路を備える。光導波路は、入力導波路３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃと、スラブ導波路３０４と、アレイ導波路３０５とを含む。
【０１１０】
一方、入力光学系３０１Ｂは、図１に示した入力光学系と異なる構成である。入力光学系３０１Ｂは、導波路基板３０１上に形成された光導波路を備える。光導波路は、入力導波路４０２と、スラブ導波路４０４と、アレイ導波路４０５とを含む。
【０１１１】
スラブ導波路４０４は、点Ｃ’を中心とする半径ｒ０’の円弧面と、点Ｃ’を中心とする半径ｒ１’の円弧面とを有する。この場合、ｒ０’＜ｒ１’となるが、ｒ０’＞ｒ１’、ｒ０’＝ｒ１’となるようにしてもよい。
【０１１２】
図５において、ｗ２’は集光位置におけるビームウェストサイズを示してある。
【０１１３】
＜第９実施形態＞
第９実施形態の光信号処理装置は、図６に示した入力導波路にマッハツェンダ干渉計を配置するようにしている。図６は第９実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。
【０１１４】
図６では、第１の入力光学系における入力導波路をＡ−１，Ａ−２，…，Ａ−５とし、第２の入力光学系における入力導波路をＢ−１、Ｂ−２，…，Ｂ−５として示してある。図６では、各々の入力導波路を５つとしているが、その数は変更可能である。
【０１１５】
図６において、入力導波路Ａ−５，Ｂ−１には、それぞれマッハツェンダ干渉計によるスイッチ５０１ａ，５０１ｂが設置され、さらに、それらの片方のポートは、互いに接続されている。これらのマッハツェンダ干渉計によるスイッチ５０１ａ，５０１ｂはともにスルー状態のときに、スラブ導波路４０３ａを有する入力光学系、および、スラブ導波路４０３ｂを有する入力光学系はともに独立した１×４スイッチとして動作する。これをPattern Aと称する。その状態を、図６のPattern Aの矢印で示してある。
【０１１６】
一方、マッハツェンダ干渉計によるスイッチ５０１ａ，５０１ｂがともにクロス状態のときは、１×７スイッチとして動作する。この状態をPattern Bと称する。その状態も、図６のPattern Bの矢印で示してある。
【０１１７】
Pattern Bの場合、入力導波路Ａ−３から入力された光信号は、入力導波路Ａ−１，Ａ−２，Ａ−４，Ａ−５のいずれかにルーティングされる。入力導波路Ａ−５にルーティングされた場合は、スラブ導波路４０３ｂを有する入力光学系の光信号処理装置に縦列に接続され、その入力光学系が入力導波路Ｂ−１を入力とし、入力導波路Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４，Ｂ−５へとルーティングする光信号処理装置として動作するため、結果として、１×７スイッチとして動作する。
【０１１８】
このように、マッハツェンダ干渉計を入力導波路に配置することで、スイッチ規模を可変とする光信号処理装置が実現される。
【０１１９】
図６に示すように、光信号処理装置はさらに、入力導波路Ａ−１〜Ａ−５，Ｂ−１〜Ｂ−５に、それぞれマッハツェンダ干渉計による可変減衰器５０２を設置することも可能である。この場合、マッハツェンダ干渉計の４つの入出力ポートのうち片方ずつを、入力導波路Ａ−１〜Ａ−５，Ｂ−１〜Ｂ−５に接続することで実現される。
【０１２０】
図６に示すように、光信号処理装置はさらに、光パワーモニタ機能を付加することも可能である。図６において、入力導波路Ａ−１にマッハツェンダ干渉計によるタップ回路５０３を付加し、その出力にフォトダイオード５０４を設置する。この構成では、たとえば光信号の入力を入力導波路Ａ−３として、入力導波路Ａ−１にルーティングした場合、入力導波路Ａ−３に入力された光信号の強度をモニタすることができる。さらに、従来例に示されている光学系のように、空間光学部分に波長選択機能が含まれている場合は、その波長選択機能を使って波長ごとのパワーモニタが可能になる。このような機能は、光チャネルモニタ、光パフォーマンスモニタとして知られているものであり、光信号処理装置の機能を拡張するものである。
【０１２１】
＜第１０実施形態＞
第１０実施形態の光信号処理装置は、図１５に示した従来例の光学系を簡略化した構成を実現するものである。図７は第１０実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。なお、この光信号処理装置の構成は、図１および図５に示したものと同一である。本実施形態の以下の説明では、特に記述しない限り、図１および図５の説明で用いた符号等をそのまま用いる。
【０１２２】
図７の例では、図１および図５の場合と異なり、光導波路３０１から出力されるビームが複数存在する場合について明示されている。すなわち、図１および図５では、ビームウェストが一つ、位置Ｑにおいて形成される例を示した。これとは別に、図７では、複数のビームウェストが点Ｑ，Ｑ１，Ｑ２で形成される例として、入力導波路３０２ａ〜３０２ｃから入射された光信号が光導波路３０１の外側で形成されるための例が示してある。図７は図１から図５までのものと同様であり、図１から図５までの構成でも同様の機能を実現可能であるが、図７ではその機能を明示した。
【０１２３】
なお、図７において、点Ｑ，Ｑ１，Ｑ２は、光導波路端面３０５ａからの距離がｒ２の位置である。
【０１２４】
この場合も、入力導波路３０２ａ，３０２ｃからの光信号は、入力導波路３０２ｂからの光信号と同様に、スラブ導波路３０４内の点Ｃに対して、光信号の主光線が通るように調整される。これにより、それらの入力導波路３０２ａ，３０２ｃからの出力光はともに、光導波路３０１からの出力時において、入力導波路３０２ｂからの出力光と同じ方向に向けるようにすることができる。
【０１２５】
本実施形態において、偏波ダイバーシティを実現するために、上述のＱ，Ｑ１，Ｑ２の位置とアレイ導波路出力端３０５ａとを結ぶ直線（図７の実線）の位置に、特許文献１のものと同様の光素子２２０を設置することになるが、この場合の構成は、簡便に実現される。これは、本実施形態で例示した光学系の構成では、マイクロレンズアレイと光ファイバとの位置合わせは、光導波路３０１の作製時におけるフォトリソグラフィ工程で行えばよいからである。このため、マイクロレンズアレイと光ファイバとの位置合わせの精度を高くすることができる。
【０１２６】
（変形例）
次に、第１０実施形態の変形例について説明する。
【０１２７】
図７において、入力導波路３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃとスラブ導波路３０４との接続点は、点Ｃを中心とする半径ｒ０の位置に設定される場合について説明した。しかしながら、隣接する入力導波路に対応する半径ｒ０の値が異なるように複数の入力導波路を形成してもよい。この場合、ビームウェストが形成される位置（図７では、Ｑ，Ｑ１，Ｑ２）が変わる。
【０１２８】
図８は、かかる変形例における入力導波路３０２ａ〜３０２ｅとスラブ導波路３０４との接続点を拡大した様子を示す。
【０１２９】
図８の例では、図７に示した入力導波路３０２ａ〜３０２ｃに加えて、入力導波路３０２ｄ，３０２ｅが追加してある。図８に示すように、各入力導波路３０２ａ，３０２ｃ，３０２ｅは、点Ｃを中心とする半径ｒ０の円弧上において、スラブ導波路３０４と接続される。
【０１３０】
一方、入力導波路３０２ｂ，３０２ｄは、点Ｃを中心とする半径ｒ０´の円弧上においてスラブ導波路３０４と接続される。この場合、入力導波路３０２ａ〜３０２ｅからの光信号は、図７に示したものと同様に、光導波路３０１の外側でビームウェストが形成されることになる。
【０１３１】
図９は、かかるビームウェストが形成される位置を例示している。図９に示した５つの出力光３１１ａ〜３１１ｅは、それぞれ、入力導波路３０２ａ，３０２ｄ，３０２ｅ，３０２ｂ，３０２ｃからの光信号に対応している。
【０１３２】
図９において、出力光３１１ｂ，３１１ｄのビームウェストは、アレイ導波路出力端３０５ａから距離ｒ２の位置に形成される。そして、出力光３１１ａ，３１１ｃ，３１１ｅのビームウェストは、アレイ導波路出力端３０５ａから距離ｒ２´の位置に形成される。すなわち、光信号３１１ａ〜３１１ｅのビームウェストは、異なる位置に設定される。
【０１３３】
このように、本実施形態の変形例によれば、入力導波路３０１ａ〜３０１ｅとスラブ導波路３０４との間の接続点と、点Ｃとの距離（図８に示した例では、ｒ０，ｒ０´）を変えることで、出力光３１１ａ〜３１１ｅが集光する位置を任意に調整することができる。
【０１３４】
また、上述した変更例の光信号処理装置において、特許文献１のものと同様の光素子２２０を設置する場合に、特許文献１に示された光素子の構成（ガラス／波長板／ガラス／波長板／・・・）の代わりに、空気と波長板とからなる光素子（空気／波長板／空気／波長板／・・・）を適用するようにすることが好ましい。
【０１３５】
図１０にかかる光素子の内部の構成例を示す。図１０の光素子内において、波長板領域３１２と空気領域３１３とを有する。
【０１３６】
図１０には、波長板領域３１２を透過する光信号３１１ｃと、空気領域３１３を透過する光信号３１１ｂとが示してある。
【０１３７】
例えば、波長板領域３１２を通過する光信号３１１ｃのビームウェストの位置Ｑ１と、空気領域３１３を通過する光信号３１１ｂのビームウェストの位置とが同じになるように設定される場合には、スネルの法則により、光信号３１１ｃのビームウェストの位置は、図１０中の右側、すなわちＱ１よりも、光導波路から離れるｚ方向の位置に設定される。
【０１３８】
一方、波長板領域３１２を通過する光信号３１１ｃのビームウェストの位置が、あらかじめＱ２（図１０）になるように設定される場合は、上述したスネルの法則により、光信号３１１ｃのビームウェストの位置はｚ方向にずれ、Ｑ１と同じ中心位置になる。すなわち、空気と波長板とからなる光素子の場合は、光信号３１１ｂ，３１１ｃのビームウェストの位置を調整することによって、光素子内の狭小な開口内に光信号３１１ｂ，３１１ｃを効果的に通過させることができる。
【０１３９】
＜第１１実施形態＞
上記各実施形態および変形例では、光導波路からの複数の光信号（ビーム）が平行に出力される場合について説明した。しかしながら、各光信号が異なる向きに出力されるようにすることもできる。なお、以下の説明では、説明の簡略のため、光線は主光線のみを示している。
【０１４０】
図１１は、第１１実施形態に係る光信号処理装置の構成例を示す図である。図１１は、波長選択スイッチのスイッチ光学系を例示している。
【０１４１】
図１１に例示したスイッチ光学系では、光導波路３０１上に、前述した実施形態のものと同様に、入力導波路５０２ａ〜５０２ｆ，５０３ａ〜５０３ｆ、スラブ導波路３０４およびアレイ導波路３０５が形成されている。
【０１４２】
図１１において、アレイ導波路３０５のうちの中心に位置する導波路と、スラブ導波路３０４との交点（接続点）をＣ’、この交点Ｃ’を中心とする任意の半径の円弧を５０５、この円弧５０５上の点Ｃと異なる２点をＳ１，Ｓ２とする。ここでは、簡単のため円弧５０５の半径をｒ１とする。このとき、入力導波路５０２ａ〜５０２ｆを介して入力される光信号は、その主光線がＳ１を通過するように設定される。また、入力導波路５０３ａ〜５０３ｆを介して入力される光信号は、その主光線がＳ２を通過するように設定される。Ｓ１、Ｓ２は円弧５０５上の任意の点である。
【０１４３】
さらに、このスイッチ光学系では、入力導波路５０２ａ，５０３ｆからの各光信号の主光線は、アレイ導波路３０５のうちの同一の導波路に入射するように設定される。また、入力導波路５０２ｂ，５０３ｅからの各光信号の主光線は、アレイ導波路３０５のうちの同一の導波路に入射するように設定される。
【０１４４】
入力導波路５０２ｃ，５０３ｄからの各光信号の主光線は、アレイ導波路３０５のうちの同一の導波路に入射するように設定される。入力導波路５０２ｄ，５０３ｃからの各光信号の主光線は、アレイ導波路３０５のうちの同一の導波路に入射するように設定される。
【０１４５】
入力導波路５０２ｅ，５０３ｂからの各光信号の主光線は、アレイ導波路３０５のうちの同一の導波路に入射するように設定される。入力導波路５０２ｆ，５０３ａからの各光信号の主光線は、アレイ導波路３０５のうちの同一の導波路に入射するように設定される。
【０１４６】
このように光信号処理装置を形成することによって、光信号が光導波路３０１から出力される際に、入力導波路５０２ａ〜５０２ｆからの光信号はそれぞれ光線５０４ａ〜５０４ｆとなり、入力導波路５０３ａ〜５０３ｆからの光信号はそれぞれ光線５０５ａ〜５０５ｆとなる。導波路を出射した直後は、光線５０４ａ〜５０４ｆはそれぞれ互いに平行であり、光線５０５ａ〜５０５ｆはそれぞれ平行である。
【０１４７】
さらに、図１１において、（１）光線５０４ａ，５０５ｆは光導波路の同一の点、（２）光線５０４ｂ，５０５ｅは光導波路の同一の点、（３）光線５０４ｃ，５０５ｄは光導波路の同一の点、（４）光線５０４ｄ，５０５ｃは光導波路の同一の点、（５）光線５０４ｅ，５０５ｂは光導波路の同一の点、（６）光線５０４ｆ，５０５ａは光導波路の同一の点からそれぞれ出力される。
【０１４８】
各光線５０４ａ〜５０４ｆ，５０５ａ〜５０５ｆは、レンズ４１３により光路変換されＬＣＯＳ４１１へ入射する。ここで、レンズ４１３の焦点距離はｆとする。また、光導波路端面３０５ａからレンズ４１３までの距離、レンズ４１３からＬＣＯＳ４１１までの距離はともにｆとする。
【０１４９】
レンズ４１３により光路変換された光線５０４ａ〜５０４ｆは、ＬＣＯＳ４１１上の点Ｔ１に、光線５０５ａ〜５０５ｆはＬＣＯＳ４１１上の点Ｔ２に着弾する。図１１においては、点Ｔ１に着弾する光線群を点線、点Ｔ２に着弾する光線群を実線でそれぞれ表してある。
【０１５０】
本実施形態によれば、第７実施形態に示したものと同様に、２つの光学系を一つのＬＣＯＳで共有することが可能となる。
【０１５１】
なお、本実施形態では、２つの光学系を集積する場合を例にとって説明したが、入力導波路の配置を変更して、図１１に示した円弧５０５上の点をＳ１，Ｓ２，Ｓ３，…と増やすことで、２つ以上の光学系を集積することも可能である。
【０１５２】
なお、上記各実施形態および変形例の光信号処理装置は、任意に組み合わせて適用することができる。
【図１】
2014050145.tif 000019
【図２】
2014050145.tif 000020
【図３】
2014050145.tif 000021
【図４】
2014050145.tif 000022
【図５】
2014050145.tif 000023
【図６】
2014050145.tif 000024
【図７】
2014050145.tif 000025
【図８】
2014050145.tif 000026
【図９】
2014050145.tif 000027
【図１０】
2014050145.tif 000028
【図１１】
2014050145.tif 000029
【図１２】
2014050145.tif 000030
【図１３】
2014050145.tif 000031
【図１４】
2014050145.tif 000032
【図１５】
2014050145.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月24日(2015.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記問題を解決するために、本発明は、基板上に形成された導波路を備える光信号処理装置であって、入力導波路と、アレイ導波路と、同一点を中心とする少なくとも一つの第一の円弧と前記入力導波路が接続され、前記同一点を中心とする第二の円弧と前記アレイ導波路が接続されるスラブ導波路と、を備え、前記アレイ導波路の各導波路の入射端は、前記同一点に向かって形成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
前記アレイ導波路の行路長は、当該アレイ導波路内の導波路に割り当てられる番号に対して多項式で表される長さの分布を持つようにしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
前記アレイ導波路の入射端における導波路の位置、および、前記アレイ導波路の出射端における導波路の位置は、一対一の座標変換が可能であるようにしてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
前記アレイ導波路は、前記スラブ導波路の出射端面となる円弧に対し、前記同一点から円弧までの距離を変調した位置に接続されるようにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
前記アレイ導波路の出射端は、光軸方向に多項式で表される曲線状に配置されるようにしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された導波路を備える光信号処理装置であって、入力導波路と、アレイ導波路と、同一点を中心とする少なくとも一つの第一の円弧と前記入力導波路が接続され、前記同一点を中心とする第二の円弧と前記アレイ導波路が接続されるスラブ導波路とを備え、
前記アレイ導波路の各導波路の入射端は、前記同一点に向かって形成されていることを特徴とする光信号処理装置。
【請求項２】
前記入力導波路の出射端は、前記同一点に向かって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項３】
前記入力導波路の出射端は、前記同一点と異なる点に向かって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光信号処理装置。
【請求項４】
前記アレイ導波路の行路長は、当該アレイ導波路内の導波路に割り当てられる番号に対して多項式で表される長さの分布を持つことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項５】
前記アレイ導波路の入射端における導波路の位置、および、前記アレイ導波路の出射端における導波路の位置は、一対一の座標変換が可能であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項６】
前記アレイ導波路は、前記スラブ導波路の出射端面となる前記第二の円弧側の円弧面において、前記同一点から前記第一の円弧までの最短距離を延長した位置で接続されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項７】
前記アレイ導波路の出射端は、光軸方向に多項式で表される曲線状に配置されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光信号処理装置を複数個基板上に備えたことを特徴とする光信号処理装置。
【請求項９】
前記入力導波路に接続されるマッハツェンダ干渉計をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【請求項１０】
前記入力導波路に、タップ回路およびパワーモニタをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の光信号処理装置。
【国際調査報告】
2014050145.tif 000034
2014050145.tif 000035
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