(57)【要約】【課題】波長可変のオプティカルアドドロップ装置において、複数の波長を同時にアドドロップでき、波長選択に要する時間が波長選択肢の多少によらずに一定の短時間でできるものとする。【解決手段】合分波部材１１，１２は、一部に光反射領域を有する反射部２及び特定波長の光を選択的に透過するフィルタ３１を有する選択透過部３を平行配置して多重反射空間Ｓ１を形成する。光路切替部材４は、入射面４ａに入射する平行光の光路を入れ替えて出射面４ｂから出射する。合分波部材１１，１２は、選択透過部３を対向させて光路切替空間Ｓ２を隔てて平行に配置され、光路切替部材４は、光路切替空間Ｓ２に挿入離脱自在に配置される。合分波部材１１は波長多重光を特定波長毎に光路を分けた分波光とし、光路切替部材４は、分波光を任意に選択して光路の切替を行い、合分波部材１２は分波光を統合し、光路を切り替えられた光がアドドロップされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重光から所定の波長成分光を分波、又は、波長多重光に所定の波長成分光を合波するオプティカルアドドロップ装置であって、
少なくとも一部に光透過率の低い光反射領域を有する平面状の反射部及び特定波長の光を選択的に透過するフィルタを有する平面状の選択透過部を平行配置し、前記反射部と選択透過部との間で光を多重反射させる多重反射空間を形成した２つの合分波部材と、
入射面及出射面を有し、２つの光路に沿って前記入射面に入射する平行光に対し互いの光路を入れ替えた平行光の状態にしてそれらの平行光を前記出射面から出射させる光路切替部材と、を備え、
前記２つの合分波部材は、それぞれの選択透過部を互いに対向させるとともに所定の光路切替空間を隔てて平行に配置され、
前記光路切替部材は、前記光路切替空間に挿入離脱自在に配置され、
単一光路に沿って進む波長多重光又は互いに異なる光路に沿って進む平行光からなる入射光が一方の合分波部材における多重反射空間に入射し、当該合分波部材の反射部と選択透過部の間で多重反射する際に選択透過部において特定波長の光毎に分波されるとともに光路が分離されて前記選択透過部から互いに光路の異なる平行光となって出射して前記光路切替空間に入射し、
当該光路切替空間に入射した各平行光は、当該空間に挿入された前記光路切替部材によって光路が切り替えられ、又は、前記光路切替部材が離脱された当該空間を素通りして、他方の合分波部材の選択透過部に互いに平行光となって入射し、
他方の合分波部材の選択透過部から入射して当該合分波部材の多重反射空間に入射した前記各平行光は、当該合分波部材の反射部と選択透過部の間で多重反射する間に光路が統合されることにより、
前記光路切替空間において光路を切り替えられた光は、元の波長多重光からなる入射光から分波され、又は、互いに異なる光路に沿って進む平行光からなる入射光の一部と合波されることを特徴とするオプティカルアドドロップ装置。
【請求項２】
前記合分波部材は、板ガラスの一方の面に特定波長の光を選択的に透過するフィルタを備えて選択透過部を形成し、他方の面に透過防止膜を備えて反射部を形成し、当該板ガラスの内部を多重反射空間として形成され、
前記光路切替部材は、断面が平行四辺形となる４面を有するプリズムの互いに隣り合う１対の２面を入射面とし、他の一対の２面を出射面として形成され、
前記合分波部材に光を入射、又は前記合分波部材から出射される光を受光するための光ファイバと、前記光ファイバに光結合した光コリメート用のコリメートレンズと、前記光ファイバ、コリメートレンズ、及び合分波部材を実装するシリコン製の光学ベンチと、前記プリズムからなる光路切替部材を前記光路切替空間に対し挿入又は離脱するための駆動装置と、前記光路切替部材及び前記駆動装置を実装する駆動部基板と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項３】
前記光路切替部材は、前記プリズムに代えて、光路切替用のレンズからなることを特徴とする請求項２に記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項４】
前記光ファイバとコリメートレンズは、それらの実装場所が設けられた基板に実装されて投受光ユニットを構成し、前記光ファイバとコリメートレンズが、前記投受光ユニットの状態で前記光学ベンチに実装されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項５】
前記光ファイバとコリメートレンズとを位置合わせして光結合するためのミラーを備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項６】
前記光ファイバとコリメートレンズに代えて、レンズ付き光ファイバを用いたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項７】
前記合分波部材とコリメートレンズとが対向する空間に、光路を曲げるための偏向プリズムを備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項８】
前記駆動装置は、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項９】
前記駆動部基板は、ＭＥＭＳ技術を含む半導体の微細加工技術を用いて精密成形された基板であることを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置。
【請求項１０】
前記シリコン製の光学ベンチに代えて、ＬＩＧＡ技術を含む精密成形技術を用いて形成された樹脂製の光学ベンチを用いたことを特徴とする請求項２乃至請求項９のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変のオプティカルアドドロップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光通信システムにおいて光波長多重分割及び伝送技術が用いられている。このような光通信システムでは、波長多重化された光信号から任意の分岐ノードにおいて所望の波長の光を取り出し（ドロップ）又は所望の波長の光を加える（アッド）、いわゆるオプティカルアドドロップ（Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ）を行って波長多重光の伝送が行われる。この、アドドロップを行う従来の装置の例と動作の例を、図１７（ａ）（ｂ）を参照して説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このオプティカルアドドロップ装置は、図１７（ａ）に示すように、透明基板の一方の面に波長多重光の各波長成分λ１，λ２，λ３にそれぞれ対応した特定波長のみを透過するフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３を配置し、他方の面に、これらのフィルタと対になる同一特性のフィルタＧ１，Ｇ２，Ｇ３を配置した光フィルタ素子９を備えている。光ファイバ９１を介して光フィルタ素子９のフィルタＧ１に向けて多重波長Σλの光と波長λ１の光からなる多重波長（Σλ＋λ１）の光を入射すると、光ファイバ９３に波長λ１の光が分波（ドロップ）される。ドロップされた波長λ１の光は、光信号処理装置９５で受光されて信号処理される。
【０００４】
また、光信号処理装置９５は、波長λ１の光を光ファイバ９２を介して光フィルタ素子９のフィルタＦ１に向けて入射する。光フィルタ素子９に入射された波長λ１の光は、光ファイバ９１を介して入射され、フィルタＧ１，Ｆ１によって反射された多重波長Σλの光に合波（アッド）されて、光ファイバ９４に入射され、次段の処理が行われる。
【０００５】
また、波長λ２の光をアッドドロップして波長λ２の光を光信号処理装置９５で信号処理する場合は、図１７（ｂ）に示すように、光ファイバ９１〜９４と光フィルタ素子９の相対位置をずらす。矢印９０で示すように、光フィルタ素子９を直線的に移動することによって、所定のフィルタの対（Ｆ１，Ｇ１），（Ｆ２，Ｇ２），（Ｆ３，Ｇ３）が選択され、アドドロップする所定の波長の光が選択される。すなわち、この装置は、アドドロップ光の波長が可変である波長可変オプティカルアドドロップ装置となっている。
【特許文献１】特開２００３−１２１７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した図１７（ａ）（ｂ）や特許文献１に示されるようなオプティカルアドドロップ装置においては、複数の波長の光を同時にドロップしたりアッドしたりできない。また、波長の選択肢が多い場合、光フィルタ素子９を直線的に移動す移動量が大きくなるので、切り替えに時間がかかる。さらに、移動時に光フィルタ素子９が傾いたりすると、フィルタの特性を出せなくなるので、位置精度を確保して再現性良く長距離を移動する必要があり、このような装置を容易に製造できるとは言い難い。
【０００７】
本発明は、上記課題を解消するものであって、複数の波長を同時にアドドロップでき、波長選択に要する時間が波長選択肢の多少によらずに一定の短時間で行える波長可変のオプティカルアドドロップ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】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、波長多重光から所定の波長成分光を分波、又は、波長多重光に所定の波長成分光を合波するオプティカルアドドロップ装置であって、少なくとも一部に光透過率の低い光反射領域を有する平面状の反射部及び特定波長の光を選択的に透過するフィルタを有する平面状の選択透過部を平行配置し、前記反射部と選択透過部との間で光を多重反射させる多重反射空間を形成した２つの合分波部材と、入射面及出射面を有し、２つの光路に沿って前記入射面に入射する平行光に対し互いの光路を入れ替えた平行光の状態にしてそれらの平行光を前記出射面から出射させる光路切替部材と、を備え、前記２つの合分波部材は、それぞれの選択透過部を互いに対向させるとともに所定の光路切替空間を隔てて平行に配置され、前記光路切替部材は、前記光路切替空間に挿入離脱自在に配置され、単一光路に沿って進む波長多重光又は互いに異なる光路に沿って進む平行光からなる入射光が一方の合分波部材における多重反射空間に入射し、当該合分波部材の反射部と選択透過部の間で多重反射する際に選択透過部において特定波長の光毎に分波されるとともに光路が分離されて前記選択透過部から互いに光路の異なる平行光となって出射して前記光路切替空間に入射し、当該光路切替空間に入射した各平行光は、当該空間に挿入された前記光路切替部材によって光路が切り替えられ、又は、前記光路切替部材が離脱された当該空間を素通りして、他方の合分波部材の選択透過部に互いに平行光となって入射し、他方の合分波部材の選択透過部から入射して当該合分波部材の多重反射空間に入射した前記各平行光は、当該合分波部材の反射部と選択透過部の間で多重反射する間に光路が統合されることにより、前記光路切替空間において光路を切り替えられた光は、元の波長多重光からなる入射光から分波され、又は、互いに異なる光路に沿って進む平行光からなる入射光の一部と合波されるものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記合分波部材は、板ガラスの一方の面に特定波長の光を選択的に透過するフィルタを備えて選択透過部を形成し、他方の面に透過防止膜を備えて反射部を形成し、当該板ガラスの内部を多重反射空間として形成され、前記光路切替部材は、断面が平行四辺形となる４面を有するプリズムの互いに隣り合う１対の２面を入射面とし、他の一対の２面を出射面として形成され、前記合分波部材に光を入射、又は前記合分波部材から出射される光を受光するための光ファイバと、前記光ファイバに光結合した光コリメート用のコリメートレンズと、前記光ファイバ、コリメートレンズ、及び合分波部材を実装するシリコン製の光学ベンチと、前記プリズムからなる光路切替部材を前記光路切替空間に対し挿入又は離脱するための駆動装置と、前記光路切替部材及び前記駆動装置を実装する駆動部基板と、を備えたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記光路切替部材は、前記プリズムに代えて、光路切替用のレンズからなるものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記光ファイバとコリメートレンズは、それらの実装場所が設けられた基板に実装されて投受光ユニットを構成し、前記光ファイバとコリメートレンズが、前記投受光ユニットの状態で前記光学ベンチに実装されているものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記光ファイバとコリメートレンズとを位置合わせして光結合するためのミラーを備えたものである。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項２又は請求項３に記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記光ファイバとコリメートレンズに代えて、レンズ付き光ファイバを用いたものである。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項２乃至請求項６のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記合分波部材とコリメートレンズとが対向する空間に、光路を曲げるための偏向プリズムを備えたものである。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項２乃至請求項７のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記駆動装置は、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されているものである。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項２乃至請求項８のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記駆動部基板は、ＭＥＭＳ技術を含む半導体の微細加工技術を用いて精密成形されたものである。
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項２乃至請求項９のいずれかに記載のオプティカルアドドロップ装置において、前記シリコン製の光学ベンチに代えて、ＬＩＧＡ技術を含む精密成形技術を用いて形成された樹脂製の光学ベンチを用いたものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、２つの合分波部材の一方の合分波部材によって特定波長毎に光路を分けた分波光とし、光路切替空間における光路切替部材によって必要な分波光を任意に選択してその光路の切替を行い、光路の切り替えられた光を他方の合分波部材によってアドドロップする構成となっているので、分波光毎に必要数の光路切替部材を設けて、それぞれ独立に操作してこれらを挿入離脱することにより複数の波長を同時にアドドロップでき、波長選択に要する時間が波長選択肢の多少によらずに一定の短時間で行うことができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、光学ベンチや駆動部基板を用いるので、これらの光学ベンチや駆動部基板上に必要な光学部品をパッシプアライメント実装でき、簡単かつ精度良く実装することができる。駆動装置は、例えば、一般的に使われているメカリレーを用いて、メカリレーの稼働接点部材に光路切り替え用のプリズムを実装して構成できる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、プリズムを用いた場合と同様の効果を奏することができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、レンズ固定凹部や光ファイバ固定用Ｖ溝などを設けたユニット用の基板を用いて、コリメート光を投受光する投受光ユニットを簡単かつ精度良く構成でき、このような投受光ユニットの作り置きや、他の製造工程（例えばフィルタの実装やプリズムの実装などの製造工程）と平行進行する工程による製造ができる。また、投受光ユニットだけ別に広いオープンスペースで製造して光ファイバとコリメートレンズの光軸調整などの調整ができるので、光学ベンチ上でこれらの調整をする場合とは異なり、他の光学部品との物理的干渉や調整のための治具構造に対する制約などなく、これらの調整が容易である。これらのことは、ポート数（光ファイバとコリメートレンズの対の個数）が増えれば増える程、その効果が発揮される。
【００２２】
請求項５の発明によれば、位置合わせ用のミラーを設けた合分波部材を光学ベンチに実装することにより、そのミラーを用いて投受光ユニットにおける光ファイバとコリメートレンズの位置調整をすることができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、光ファイバとコリメートレンズを用いた場合と同様の効果を奏することができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、コリメートレンズの寸法からの制約により狭めることができない光路の間隔を、偏向プリズムを用いることによってさらに狭めたり、逆に、狭い光路の間隔を広げてコリメートレンズの間隔に合わすことができるので、合分波部材におけるフィルタの面積を小さくできてコストを下げることができ、フィルタの間隔を狭めることができて合分波部材が小型化でき、従って、オプティカルアドドロップ装置を小型化できる。また、ポート数（光ファイバとコリメートレンズの対の個数）が増えれば増える程、その効果が発揮される。
【００２５】
請求項８の発明によれば、半導体加工技術を使うことができるので、光路切替部材（プリズム）の実装位置を高精度かつ容易に設定でき、ポート数の増加によって駆動装置数が増加したとしても製造工数は殆ど増加しないという利点がある。また、複数のプリズムを個々に同時に制御できるので、波長選択の切替え時間を短くできる。また、駆動装置を小型化できるので、装置全体を小型化できる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、加工精度の優れた駆動部基板を容易に形成できる。
【００２７】
請求項１０の発明によれば、例えば、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ  Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ  Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）技術によって作成した金型を用いて、ＭＥＭＳ同様の高い位置決め精度や寸法精度を有する光学ベンチを、低コスト材料を使って形成できる。このような成型技術を用いることにより、高い生産性のもとで低コストに光学ベンチを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係る波長可変のオプティカルアドドロップ装置について、図面を参照して説明する。図１は本発明のオプティカルアドドロップ装置１の構成を概念的に示す。オプティカルアドドロップ装置１は、波長多重光から所定の波長成分光を分波、又は、波長多重光に所定の波長成分光を合波する装置であり、２つの合分波部材１１，１２と、複数の光路切替部材４と、を備えている。
【００２９】
合分波部材１１，１２は、少なくとも一部に光透過率の低い光反射領域を有する平面状の反射部２及び特定波長の光を選択的に透過するフィルタ３１を有する平面状の選択透過部３を平行配置し、反射部２と選択透過部３との間で光を多重反射させる多重反射空間Ｓ１を形成する。反射部２や選択透過部３には、反射膜２１、反射防止膜３０、フィルタ３１、バンドパスフィルタ３０ａが設けられている。反射膜２１は光を透過させずに反射し、反射防止膜３０は入射する光を全て透過し、フィルタ３１は特定の波長の光を透過させて他の波長の光は反射し、バンドパスフィルタ３０ａは特定の波長の光を反射して他の波長の光を透過する。これらの膜やフィルタは、後述するように、各合分波部材１１，１２の用い方に応じて、反射部２と選択透過部３の所定位置に配置される。
【００３０】
光路切替部材４は、入射面４ａ及出射面４ｂを有し、異なる２つの光路に沿って入射面４ａに入射する平行光に対し互いの光路を入れ替えた平行光の状態にしてそれらの平行光を出射面４ｂから出射させる。
【００３１】
２つの合分波部材１１，１２は、それぞれの選択透過部３を互いに対向させるとともに所定の光路切替空間Ｓ２を隔てて平行に配置され、光路切替部材４は、図示しない駆動装置によって、光路切替空間Ｓ２に挿入離脱自在に配置される。
【００３２】
そして、単一光路に沿って進む波長多重光又は互いに異なる光路に沿って進む平行光からなる入射光が一方の合分波部材１１における多重反射空間Ｓ１に入射し、合分波部材１１の反射部２と選択透過部３の間で多重反射する際に選択透過部３において特定波長の光毎に分波されるとともに光路が分離されて選択透過部３から互いに光路の異なる平行光となって出射して光路切替空間Ｓ２に入射する。複数の光入射ポートＰが、合分波部材１１の反射部２や選択透過部３にを設けられ、これらの光入射ポートＰから多重反射空間Ｓ１に光が入射される。
【００３３】
光路切替空間Ｓ２に入射した各平行光は、この空間Ｓ２に挿入された光路切替部材４によって光路が切り替えられ、又は、光路切替部材４が離脱された空間Ｓ２を素通りして、他方の合分波部材１２の選択透過部３に互いに平行光となって入射する。
【００３４】
他方の合分波部材１２の選択透過部３から入射して合分波部材１２の多重反射空間Ｓ１に入射した各平行光は、合分波部材１２の反射部２と選択透過部３の間で多重反射する間に光路が統合される。これにより、光路切替空間Ｓ２において光路を切り替えられた光は、元の波長多重光からなる入射光から分波（ドロップ）され、又は、互いに異なる光路に沿って進む平行光からなる入射光の一部と合波（アッド）される。複数の光出射ポートＱが、合分波部材１２の反射部２や選択透過部３にを設けられ、アッド又はドロップされた光が多重反射空間Ｓ１からこれらの光出射ポートＱを介して外部へと出射される。
【００３５】
上述のオプティカルアドドロップ装置１は、２つの合分波部材１１，１２の一方の合分波部材１１によって波長多重光を特定波長毎に光路を分けた分波光とし、光路切替空間Ｓ２における光路切替部材４によって必要な分波光を任意に選択してその光路の切替を行うことができる。そして、光路の切り替えられた光を他方の合分波部材１２によって統合してアドドロップする構成となっているので、分波光毎に必要数の光路切替部材４を設けて、それぞれ独立に光路切替部材４を操作してこれらを光路切替空間Ｓ２に対して挿入離脱することができ、これにより複数種類の波長の光を選択し、選択した光を同時にアドドロップでき、波長選択に要する時間が波長選択肢の多少によらずに一定の短時間で行うことができる。また、このオプティカルアドドロップ装置１は、波長選択が可能であるので、いわゆる波長可変の装置となっている。
【００３６】
次に、図２乃至図５を参照して上述のオプティカルアドドロップ装置１の具体的な実施形態とアドドロップ動作の例を説明する。これらの図に示すオプティカルアドドロップ装置１は、１種類の波長λ１の光のみをアッドドロップする（波長非可変）装置である。波長選択可能な可変の装置については後述する。このオプティカルアドドロップ装置１の合分波部材１１，１２は、図２に示すように、板ガラス１０の一方の面に特定波長の光を選択的に透過するフィルタ３１を備えて選択透過部３を形成し、他方の面に透過防止膜つまり反射膜２１を備えて反射部２を形成し、板ガラス１０の内部を多重反射空間Ｓ１として形成している。
【００３７】
合分波部材１１の選択透過部３には、光入射ポートＰ１，Ｐ２が設けられ、光が入射するガラス１０の表面には反射防止膜３０が設けられている。この光入射用の反射防止膜３０に隣接してフィルタ３１が設けられている。このフィルタ３１は、波長λ１の光を透過し、他の光を反射する。合分波部材１１の選択透過部３には、さらにフィルタ３１に隣接して、多重反射空間Ｓ１から光路切替空間Ｓ２に光を出射するための反射防止膜３０が設けられている。
【００３８】
また、合分波部材１２の選択透過部３には、波長λ１の光を選択透過するフィルタ３１、波長λ１の光のみを反射し他の波長の光を透過するバンドパスフィルタ３０ａ、及び反射防止膜３０が、この順に所定の配置で設けられている。なお、合分波部材１２におけるフィルタ３１は、反射防止膜３０で置き換えてもよい。
【００３９】
光路切替部材４は、断面が平行四辺形となる４面を有するプリズムの互いに隣り合う１対の２面を入射面４ａとし、他の一対の２面を出射面４ｂとして形成されている。光路切替部材４は、２つ設けられ、それぞれ図示しない駆動装置によって保持されるとともに、光路切替空間Ｓ２に対して挿入離脱される。図２に示す状態では、フィルタ３１を透過する光の光路を切り替える光路切替部材４が光路上に挿入されており、他の１つの光路切替部材４は光路上から離脱されている。
【００４０】
次に、図２に示すオプティカルアドドロップ装置１の動作を説明する。なお、以下の説明において、符号Σλによって多重波長Σλの波長多重光を表し、符号λ１によって波長λ１の光を表し、符号Σλ，λ１によってこれらの光を含む波長多重光を表す。
【００４１】
入射ポートＰ１から斜め入射された波長多重光Σλ，λ１は、反射防止膜３０を通過し（光路が実線で示されている）て多重反射空間Ｓ１に入射し、反射膜２１で反射されてフィルタ３１に向う。フィルタ３１において、光Σλは反射され、光λ１は透過する。二手に分かれた一方の光である透過光λ１は、光路切替空間Ｓ２において、光λ１の光路上に挿入されている光路切替部材４であるプリズムによって光路が切り替えられる。光λ１は、合分波部材１２のフィルタ３１を透過して合分波部材１２の多重反射空間Ｓ１に入射し、反射膜２１による２回の反射とバンドパスフィルタ３０ａによる１回の反射ののち、反射防止膜３０を透過して出射ポートＱ２から出射される。
【００４２】
他方の光Σλは、反射膜２１で反射して反射防止膜３０を透過して光路切替空間Ｓ２に入射し、光路切替空間Ｓ２を素通りしてバンドパスフィルタ３０ａを透過して合分波部材１２の多重反射空間Ｓ１に入射し、反射膜２１で反射した後、反射防止膜３０を透過して出射ポートＱ１から出射される。すなわち、入射ポートＰ１から入射された波長多重光Σλ，λ１における光λ１がドロップされたことになる。
【００４３】
図２に示す光路切替部材４の挿入離脱状態において、入射ポートＰ１から入射する光Σλ，λ１と同時に、入射ポートＰ２から光λ１を入射する（不図示、点線の光路参照）と、上述の入射ポートＰ１から光Σλとともに入射された光λ１と同様に光路変更と反射を受けて、出射ポートＱ２から出射される。すなわち、上記により、入射ポートＰ１の光λ１はドロップされ、入射ポートＰ２の光λ１はアッドされたことになる。
【００４４】
図３乃至図５に示すオプティカルアドドロップ装置１は、図２に示したオプティカルアドドロップ装置１とは２つの光路切替部材４の挿入離脱状態、又は、どの入射ポートにどのような光を入射するかという点が異なるのみであり、装置構成は図２に示したものと同様である。図３に示す装置状態は、２つの光路切替部材４の挿入離脱の状態が図２の場合とは逆になっており、このため、出射ポートＱ１，Ｑ２からそれぞれ出射される光が、図２に示したのとは逆になっている。すなわち、図２と図３では、出射ポートが切り替えられている。
【００４５】
図４に示す装置状態は、図２に示したものとは、２つの光路切替部材４の挿入離脱の状態が逆になっており、さらに、入射ポートＰ１に光Σλを入射し、入射ポートＰ２に光λ１を入射している点が異なる。入射ポートＰ２に入射された光λ１は、入射ポートＰ１に入射された光Σλにアッドされて、出射ポートＱ２から出射される。
【００４６】
図５に示す装置状態は、図２に示したものとは、入射ポートＰ１に光λ１を入射し、入射ポートＰ２に光Σλを入射している点が異なる。入射ポートＰ１に入射された光λ１は、入射ポートＰ２に入射された光Σλにアッドされて、出射ポートＱ２から出射される。
【００４７】
上述の図２乃至図５に示すように、２つ備えた光路切替部材４の一方を光路切替空間Ｓ２に挿入し、他方を光路切替空間Ｓ２から離脱した状態にすると、光λ１を光Σλにアッド、又は光Σλ，λ１から光λ１をドロップすることができる。すなわち、図示省略するが、光λ１と光Σλ，λ１を互いに異なる入射ポートから同時に入射すると、２つの光λ１が互いに入れ替わり、アドドロップが行われることになる（点線の光路参照）。
【００４８】
次に、図６乃至図１０を参照して他の具体的な実施形態とアドドロップ動作の例を説明する。これらの図に示すオプティカルアドドロップ装置１は、２種類の波長の光λ１，λ２からいずれか１つの波長の光を選択してアッドドロップすることができる波長選択可能な、いわゆる波長可変の装置である。図６に示すオプティカルアドドロップ装置１は、図２に示した装置１において、波長λ２の光のみを選択的に透過するフィルタ３２を追加し、図２におけるバンドパスフィルタ３０ａを、波長λ１，λ２の光を反射して他の光を透過するバンドパスフィルタ３０ｂに変え、光λ２に対する光路切替部材４を１つ追加した構成になっている。
【００４９】
図６に示すオプティカルアドドロップ装置１は、光λ１に対する光路切替部材４が光路上に挿入状態になっており、他の２つの光路切替部材４は、離脱状態となっている。この状態で、入射ポートＰ１に光Σλ，λ１，λ２を入射すると、出射ポートＱ１に光Σλと光λ２が出射され、出射ポートＱ２に光λ１が出射される。また、図示省略するが、入射ポートＰ１に光Σλ，λ１，λ２を入射するとともに、入射ポートＰ２に光λ１を入射すると、この光λ１は、出射ポートＱ１に光Σλ，λ２とともに出射される。つまり、波長λ１の光が選択されて、アドドロップされたことになる。
【００５０】
図７に示すオプティカルアドドロップ装置１は、光λ２に対する光路切替部材４が光路上に挿入状態になっており、他の２つの光路切替部材４は、離脱状態となっている。この状態で、入射ポートＰ１に光Σλ，λ１，λ２を入射すると、上述の図６の場合における光λ１，λ２が入れ替わって出射ポートから出射される。すなわち、出射ポートＱ１に光Σλ，λ１が出射され、出射ポートＱ２に光λ２が出射される。また、図示省略するが、入射ポートＰ１に光Σλ，λ１，λ２を入射するとともに、入射ポートＰ２に光λ２を入射すると、この光λ２は、出射ポートＱ１に光Σλ，λ１とともに出射される。つまり、波長λ２の光が選択されて、アドドロップされたことになる（点線の光路参照）。
【００５１】
図８に示すオプティカルアドドロップ装置１は、光λ１，λ２に対する２つの光路切替部材４が光路上に挿入状態になっており、残り１つの光路切替部材４は、離脱状態となっている。この状態で、入射ポートＰ１に光Σλ，λ１，λ２を入射すると、出射ポートＱ１に光Σλのみが出射され、出射ポートＱ２に光λ１，λ２が出射される。また、図示省略するが、入射ポートＰ１に光Σλ，λ１，λ２を入射するとともに、入射ポートＰ２に光λ１，λ２を入射すると、これらの光λ１，λ２は、出射ポートＱ１に光Σλとともに出射される。つまり、波長λ１，λ２の２つの光が選択されて、アドドロップされたことになる（点線の光路参照）。
【００５２】
また、図９は、光λ１を光Σλ，λ２にアッドする様子を示し、図１０は、光Σλ，λ２から光λ２をドロップし、光λ１を光Σλにアッドする様子を示す。これらの動作は上述と同様であり説明は省略する。
【００５３】
次に、図１１（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明のオプティカルアドドロップ装置１のより具体的な実施形態と一動作例を説明する。このオプティカルアドドロップ装置１は、上述の図２に示したオプティカルアドドロップ装置１に加えて、合分波部材１１に光を入射、又は合分波部材１２から出射される光を受光するための光ファイバ５１と、光ファイバ５１に光結合した光コリメート用のコリメートレンズ５２と、光ファイバ５１、コリメートレンズ５２、及び合分波部材１１，１２を実装するシリコン製の光学ベンチ６０と、プリズムからなる光路切替部材４を光路切替空間Ｓ２に対し挿入又は離脱するための駆動装置４１と、光路切替部材４及び駆動装置４１を実装する駆動部基板４０と、を備えたものである。また、合分波部材１１，１２は、それぞれの一面にミラーＭを備えている（その用途は後述）。
【００５４】
また、上述の光ファイバ５１とコリメートレンズ５２は、それらの実装場所が設けられたユニット化のための基板５０に実装されて投受光ユニット５を構成し、光ファイバ５１とコリメートレンズ５２が、投受光ユニット５の状態となって光学ベンチ６０に実装されている。
【００５５】
また、オプティカルアドドロップ装置１は、合分波部材１１，１２とコリメートレンズ５２とが対向する空間に、光路を曲げるための偏向プリズム１３を備えている。偏向プリズム１３は、上述の他の光学部材と同様に光学ベンチ６０に実装されている。
【００５６】
上述の駆動部基板４０と光学ベンチ６０は、互いに独立にそれぞれの光学部材の実装が行われた後に、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、位置決めスペーサ７０を介して所定位置に位置精度良く組み立てられている。光学ベンチ６０上の各光学部材は、それぞれ光学ベンチ６０の上面に設けられた位置決め凹部６１，６２，６３に配置することにより位置決めできるいわゆるパッシブアライメント実装されている。駆動部基板４０上の駆動装置４１も凹部４３にパッシブアライメント実装されている。また、駆動部基板４０と光学ベンチ６０は、それぞれに設けられた凹部４２，６４を用いて位置決めスペーサ７０と嵌合して組み立てられている。各位置決めされた光学部材は、それぞれの場所に接着や溶接、陽極接合、拡散接合、シリコンフュージョンボンディングなどの手段によって固定されている。
【００５７】
上述のように、オプティカルアドドロップ装置１は、光学ベンチ６０や駆動部基板４０を用いているので、これらの光学ベンチ６０や駆動部基板４０上に必要な光学部品をパッシプアライメント実装でき、簡単かつ精度良く実装することができる。駆動装置４１は、例えば、一般的に使われているメカリレーを用いて、メカリレーの稼働接点部材に光路切り替え用のプリズム（光路切替部材４）を実装して構成できる。図１１（ａ）は、光路切替部材４を光路切替空間Ｓ２に挿入している状態を示し、図１１（ｃ）は光路切替部材４を光路切替空間Ｓ２から離脱している状態を示している。
【００５８】
また、上述の投受光ユニット５は、レンズ固定凹部５２ａや光ファイバ固定用Ｖ溝５１ａなどを設けたユニット用の基板５０を用いて、コリメート光を投受光するように簡単かつ精度良く構成できる。このような投受光ユニット５は、その作り置きや、他の製造工程（例えばフィルタの実装やプリズムの実装などの製造工程）と平行進行する工程による製造ができる。また、投受光ユニット５だけを別に広いオープンスペースで製造して光ファイバ５１とコリメートレンズ５２の光軸調整などの調整ができる。従って、光学ベンチ６０上でこれらの調整をする場合とは異なり、他の光学部品との物理的干渉や調整のための治具構造に対する制約などのない状態でこれらの調整が容易でとなる。このような点は、ポート数（光ファイバとコリメートレンズの対の個数）が増えれば増える程、その効果が発揮される。
【００５９】
また、上述の偏向プリズム１３は、コリメートレンズ５２の寸法からの制約により狭めることができない平行光路の間隔を、偏向プリズム１３を用いることによってさらに狭めたり、逆に、狭い光路の間隔を広げてコリメートレンズ５２の間隔に合わす機能を有する。従って、偏向プリズム１３を用いることによって合分波部材１１，１２におけるフィルタ３１等の面積を小さくできてコストを下げることができる。また、フィルタの間隔を狭めることができて合分波部材が小型化でき、従って、オプティカルアドドロップ装置１を小型化できる。また、ポート数（光ファイバ５１とコリメートレンズ５２の対の個数）が増えれば増える程、その効果が発揮される。
【００６０】
上述の光学ベンチ６０、投受光ユニット用基板５０、駆動部基板４０等は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を含む半導体の微細加工技術を用いて精密成形することができる。また、これらのベンチや基板として、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ  Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ  Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）技術を含む精密成形技術を用いて形成した、樹脂製の光学ベンチ６０、投受光ユニット用基板５０、駆動部基板４０等を用いることができる。例えば、ＬＩＧＡ技術によって作成した金型を用いて、樹脂成形することにより、ＭＥＭＳ同様の高い位置決め精度や寸法精度を有する光学ベンチ６０、投受光ユニット用基板５０、駆動部基板４０等を、低コスト材料を使って容易に形成できる。このような成型技術を用いることにより、高い生産性のもとで低コストにオプティカルアドドロップ装置１を製造できる。
【００６１】
次に、図１２（ａ）〜（ｃ）を参照して、図１１（ａ）〜（ｃ）に示した投受光ユニット５の光ファイバ５１の位置調整手順を説明する。オプティカルアドドロップ装置１の各合分波部材１１，１２は、光ファイバ５１とコリメートレンズ５２とを位置合わせして光結合するためのミラーＭをその表面に備えている。このミラーＭは、図１２（ａ）、及び前述の図１１（ａ）、に示すように、板ガラス１０のコリメートレンズ５２に対向する側の面とは反対の面（板ガラス１０の奥側の面）に設けられている。光ファイバ５１の位置調整に際し、まず、図１１（ａ）に示すように、投受光ユニット用基板５０にコリメートレンズ５２を実装し、この投受光ユニット用基板５０を、光学ベンチ６０（不図示）上に仮配置する。光学ベンチ６０上には、既に合分波部材１１（又は１２）が実装されており、投受光ユニット用基板５０の仮配置の位置は、偏向プリズム１３、及び投受光ユニット用基板５０を配置したときの、例えば、反射膜２１までの光路長を再現（シミュレート）する配置とする。
【００６２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、投受光ユニット用の基板５０に設けられた光ファイバ固定用Ｖ溝５１ａに光ファイバ５１を仮配置し、図示しない光ファイバ５１の末端から位置調整用の光ＬＢを入射する。ミラーＭによって反射した光ＬＢの強度を光ファイバ５１の末端においてモニタし、例えばその強度が最大となるようにコリメートレンズ５２とコリメートレンズ５２に対向している光ファイバ５１の端面との距離を調整する。位置調整されて位置決めされた光ファイバ５１は、光ファイバ固定用Ｖ溝５１ａに、例えば接着剤によって固定される。
【００６３】
このようにして形成された投受光ユニット５は、光学ベンチ６０上の仮配置した位置から本来の位置に移動され、図１２（ｃ）及び前述の図１１（ａ）に示すように、偏向プリズム１３とともに光学ベンチ６０上に本実装される。このように、位置合わせ用のミラーＭを設けた合分波部材１１，１２を光学ベンチ６０に実装し、そのミラーＭを用いて光ファイバ５１とコリメートレンズ５２とのとの位置調整を容易に行うことができる。このような方法により形成される投受光ユニット５は、まとめて作り置くことも可能である。全ての部品をパッシプアライメントによって実装することが可能であり、アドドロップする波長数が増えても製造工数は殆ど増えない。
【００６４】
次に、オプティカルアドドロップ装置１のいくつかの他の実施形態を説明する。図１３に示すオプティカルアドドロップ装置１は、２つの投受光ユニット５が、合分波部材１１，１２の同じ側に配置されたものである。また、図１４に示すオプティカルアドドロップ装置１は、図１１（ａ）に示したオプティカルアドドロップ装置１における偏向プリズム１３を除いたものである。これらのオプティカルアドドロップ装置１は、それぞれ光ファイバの導出方向や、全体のサイズ、選択の対象とされる波長数の多少等に応じて適宜選択することができる。
【００６５】
また、図１５に示すオプティカルアドドロップ装置１は、光路切替部材４として、プリズムの代わりにレンズを用いたものである。光路切替部材４として入手し易さや製造コストなどの観点から、プリズム式かレンズ式かを選択して使用できる。
【００６６】
また、投受光ユニット５（図１１、図４、図５など参照）における光ファイバ５１とコリメートレンズ５２に代えて、レンズ付き光ファイバを用いることもできる（不図示）。レンズ付き光ファイバは、光ファイバの先端を研磨してレンズを形成したもの、光ファイバの先端を溶融してレンズを形成したもの、光ファイバの先端に微小レンズを接合してレンズを形成したもの等を用いることができる。
【００６７】
次に、図１６（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明のオプティカルアドドロップ装置１に用いられる光路切替部材４を挿入離脱するための駆動装置４１を説明する。この駆動装置４１は、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されている。この駆動装置４１は、図１６（ａ）に示すように、静電気力によって駆動されるカンチレバ構造の駆動装置であり、電極４１ａと、電極４１ａに電気的に接続されたカンチレバ４１ｃと、カンチレバ４１ｃに対向する電極面を有する電極４１ｂとを備えており、カンチレバ４１ｃの先端に光路切替部材４が実装される。図１６（ｂ）は、電極４１ａ，４１ｂ間に電圧が印加されていない状態であり、光路切替部材４を光路切替空間に挿入した動作状態となっている。
【００６８】
電極４１ａ，４１ｂ間に電圧を印加すると、図１６（ｃ）に示すように、カンチレバ４１ｃが電極４１ｂに吸引されて屈曲することにより光路切替部材４が光路切替空間から離脱した動作状態となる。このようなＭＥＭＳ技術を用いて形成する駆動装置４１は、その形成において半導体加工技術を使うことができるので、光路切替部材４の実装位置を高精度かつ容易に設定でき、ポート数の増加によって駆動装置数が増加したとしても一括製造ができるので、製造工数は殆ど増加しないという利点がある。また、複数のプリズムを個々に同時に制御できるので、波長選択の切替え時間を短くできる。また、駆動装置を小型化できるので、装置全体を小型化できる。
【００６９】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。上述のオプティカルアドドロップ装置１において、選択される波長をλ１とλ２の２種類として説明したが、特定波長の光を選択的に透過するフィルタを、さらにλ３，λ４，・・・に対応するように増やすことにより、多数種類の波長の光をアドドロップできるオプティカルアドドロップ装置１を構成することができる。また、上述したように、光路切替部材４とその駆動装置４１を各選択波長に対応させてそれぞれ設け、各光路切替部材４を任意に組み合わせてアドドロップすることができる。その動作の時間は上述したように、選択波長の数や、動作する光路切替部材の数によらずに一定の短時間とすることができる。また、入出射ポート数（光ファイバの本数）は、上述した４つ（Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２）に限らずさらに増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明のオプティカルアドドロップ装置の概念説明図。
【図２】同上装置の実施形態と一動作例を示す平面図。
【図３】図２に示した装置の他の動作例を示す平面図。
【図４】図２に示した装置のさらに他の動作例を示す平面図。
【図５】図２に示した装置のさらに他の動作例を示す平面図。
【図６】本発明のオプティカルアドドロップ装置の他の実施形態と一動作例を示す平面図。
【図７】図６に示した装置の他の動作例を示す平面図。
【図８】図６に示した装置のさらに他の動作例を示す平面図。
【図９】図６に示した装置のさらに他の動作例を示す平面図。
【図１０】図６に示した装置のさらに他の動作例を示す平面図。
【図１１】（ａ）は本発明のオプティカルアドドロップ装置のさらに他の実施形態と一動作例を示す平面図、（ｂ）は挿入状態の光路切替部材を図示した（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は離脱状態の光路切替部材を図示した（ａ）のＡ−Ａ先断面図、。
【図１２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は投受光ユニットの光ファイバの位置調整手順を説明する平面図。
【図１３】本発明のオプティカルアドドロップ装置のさらに他の実施形態と一動作例を示す平面図。
【図１４】本発明のオプティカルアドドロップ装置のさらに他の実施形態と一動作例を示す平面図。
【図１５】本発明のオプティカルアドドロップ装置においてレンズを光路切替部材として用いた例を示す平面図。
【図１６】（ａ）は本発明のオプティカルアドドロップ装置に用いられる駆動装置の斜視図、（ｂ）は光路切替部材を挿入状態とした駆動装置の動作を説明する断面図、（ｃ）は光路切替部材を離脱状態とした駆動装置の動作を説明する断面図。
【図１７】（ａ）は従来のオプティカルアドドロップ装置の一動作例を示す平面図、（ｂ）は同装置の他の動作例を示す平面図。
【符号の説明】
【００７１】
１    オプティカルアドドロップ装置
２    反射部
３    選択透過部
４    光路切替部材
５    投受光ユニット
１０    板ガラス
１１，１２    合分波部材
１３    偏向プリズム
２１    透過防止膜（反射膜）
３１    フィルタ
４０    駆動部基板
４１    駆動装置
５０    投受光ユニット用基板
５１    光ファイバ
５２    コリメートレンズ
６０    光学ベンチ
Ｍ    ミラー
Ｓ１    多重反射空間
Ｓ２    光路切替空間
【図１】
2006292798.tif 000003
【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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【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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