(57)【要約】      （修正有）【課題】  簡易な構成を持ち、任意の波長域光の出力を複数の出力ポートから選べる機能も兼ね備えたアッテネータ装置および光スイッチング装置を提供する。【解決手段】  １つの廃棄用ポートとこの廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された２つの出力用ポートとの３つのポートからなる２組の出力・廃棄手段と、入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する回折手段と、前記回折手段から出力される波長域毎の回折光の一部を前記出力ポートへ出力し、残りを前記廃棄用ポートへ出力するように前記回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段とを備える。【選択図】図１
2006178207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの廃棄用ポートとこの廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された２つの出力用ポートとの３つのポートからなる２組の出力・廃棄手段と、
入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する回折手段と、
前記回折手段から出力される波長域毎の回折光の一部を前記出力ポートへ出力し、残りを前記廃棄用ポートへ出力するように前記回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段とを有することを特徴とするアッテネータ装置。
【請求項２】
1つの廃棄用ポートとこれに隣接して配置された１つの出力ポートとの２つのポートからなる１組のみの出力・廃棄手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアッテネータ装置。
【請求項３】
前記アッテネータ装置が有する出力用ポートの数をｎ個としたとき、
前記ｎが偶数の場合にはｎ／２個、ｎが奇数の場合には（ｎ＋１）／２個の前記廃棄用ポートを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアッテネータ装置。
【請求項４】
前記出力・廃棄ポートを少なくとも３組有し、
前記出力ポートのうちの２つに隣接して配置され、少なくとも１つの波長成分を有する入射光を入力させる入力用ポートを更に備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアッテネータ装置。
【請求項５】
隣接する廃棄用ポートを有さない出力ポートを更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアッテネータ装置。
【請求項６】
１つの廃棄用ポートと該廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された２つの出力用ポートとの３つのポートからなる２組の出力・廃棄手段を含む出力・廃棄手段と、
前記出力ポートのうちの２つに隣接して配置され、少なくとも１つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、
前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第１の回折手段と、
前記第１の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、
前記第１の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第２の回折手段とを有し、
前記出力方向調整手段は、前記波長域毎の回折光が前記複数組の出力・廃棄手段のうちのいずれかの組に向かうように出力方向を調整する共に、
前記各々の回折光の強度とその波長域に応じて、前記回折光が全て前記出力用ポートまたは廃棄用ポートに出力されるように、または、前記回折光の一部が前記出力用ポートへ出力され、残りが前記廃棄用ポートへ出力されるように、前記回折光の出力方向を調節することを特徴とする光スイッチング装置。
【請求項７】
少なくとも１つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、
複数の出力ポートと、
前記複数の出力ポートのうち２つの出力ポートに隣接する廃棄ポートと、
前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第１の回折手段と、
前記回折手段で回折された波長の各々に対応する、チルト可能な複数のミラーを有し、前記第１の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、
前記第１の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第２の回折手段とを有し、
前記出力方向調整手段は、前記廃棄ポートに隣接する２つの入力ポートのそれぞれに向かう波長に対応するミラーが、該波長光のアッテネーションに際して、前記ミラーの並び方向に垂直な軸に関して互いに軸対称な方向に傾くことを特徴とする光スイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアッテネータ装置および光スイッチング装置に関し、特に、逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置および光スイッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置が知られている。逆分散型二重分光器は、逆分散型ダブルモノクロメータまたは零分散分光器と呼ばれることもあり、逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置では、入力光に対して２回の波長分散作用（互いに逆向き）を順に与えると共に、１回目の波長分散作用を受けた後で２回目の波長分散作用を受ける前の回折光に対して、アッテネーション操作を施している。そして、アッテネーション操作後の光に、２回目の波長分散作用を与え、それから外部に出力する。
【０００３】
特許文献１記載の逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置では、マイクロミラーアーアレイを用いてアッテネーション操作を行っている。具体的には、個々のマイクロミラーの径がマイクロミラーアレイに入射する光（操作対象光）のスポット径より小さく、且つ、多数のマイクロミラーが操作対象光のスポット径の中に配置されるように、マイクロミラーアレイを構成している。そして、このスポット径の中に位置する複数のマイクロミラーの一部を出力方向とは異なる方向へ傾斜させ、操作対象光の一部を光路外に導くつまり廃棄することで、アッテネーション操作を行っている。また、そのときに廃棄された光をセンサで検知してスペクトル情報のモニタを行い、このスペクトル情報に基づいて、出力方向とは異なる方向へ傾斜させるマイクロミラーの数を制御する。
【特許文献１】特開２００２-１９６１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１記載の逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置では、個々のマイクロミラーの径がマイクロミラーアレイに入射する光（操作対象光）のスポット径より小さく、且つ、多数のマイクロミラーが操作対象光のスポット径の中に配置されるように、マイクロミラーアレイを構成している。このため、マイクロミラーアレイの構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
また、単一の出力ポートしか想定しておらず、複数出力ポートを選択的に用いるような機能には対応していない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、より簡易な構成を持ち、任意の波長域光の出力を複数の出力ポートから選べる機能も兼ね備えたアッテネータ装置および光スイッチング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の光アッテネータ装置は、１つの廃棄用ポートとこの廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された２つの出力用ポートとの３つのポートからなる２組の出力・廃棄手段と、入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する回折手段と、前記回折手段から出力される波長域毎の回折光の一部を前記出力ポートへ出力し、残りを前記廃棄用ポートへ出力するように前記回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段とを有するものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアッテネータ装置において、1つの廃棄用ポートとこれに隣接して配置された１つの出力ポートとの２つのポートからなる１組のみの出力・廃棄手段をさらに備えるものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のアッテネータ装置であって、前記アッテネータ装置が有する出力用ポートの数をｎ個としたとき、前記ｎが偶数の場合にはｎ／２個、ｎが奇数の場合には（ｎ＋１）／２個の前記廃棄用ポートを有するものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のアッテネータ装置であって、前記出力・廃棄ポートを少なくとも３組有し、前記出力ポートのうちの２つに隣接して配置され、少なくとも１つの波長成分を有する入射光を入力させる入力用ポートを更に備えるものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のアッテネータ装置であって、  隣接する廃棄用ポートを有さない出力ポートを更に備えるものである。
請求項６に記載の光スイッチング装置は、１つの廃棄用ポートと該廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された２つの出力用ポートとの３つのポートからなる２組の出力・廃棄手段を含む出力・廃棄手段と、前記出力ポートのうちの２つに隣接して配置され、少なくとも１つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第１の回折手段と、前記第１の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、前記第１の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第２の回折手段とを有し、前記出力方向調整手段は、前記波長域毎の回折光が前記複数組の出力・廃棄手段のうちのいずれかの組に向かうように出力方向を調整する共に、前記各々の回折光の強度とその波長域に応じて、前記回折光が全て前記出力用ポートまたは廃棄用ポートに出力されるように、または、前記回折光の一部が前記出力用ポートへ出力され、残りが前記廃棄用ポートへ出力されるように、前記回折光の出力方向を調節するものである。
【００１１】
請求項７に記載の光スイッチング装置は、少なくとも１つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、複数の出力ポートと、前記複数の出力ポートのうち２つの出力ポートに隣接する廃棄ポートと、前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第１の回折手段と、前記回折手段で回折された波長の各々に対応する、チルト可能な複数のミラーを有し、前記第１の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、前記第１の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第２の回折手段とを有し、前記出力方向調整手段は、前記廃棄ポートに隣接する２つの入力ポートのそれぞれに向かう波長に対応するミラーが、該波長光のアッテネーションに際して、前記ミラーの並び方向に垂直な軸に関して互いに軸対称な方向に傾くものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な構成を持ち、任意の波長域光の出力を複数の出力ポートから選べる機能も兼ね備えたアッテネータ装置および光スイッチング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
本発明の一実施形態に係る逆分散型二重分光器を用いたアッテネータ装置の概略図を図１に示す。図示するように、本実施形態のアッテネータ装置は、複数の光ファイバ１-１〜１-７と、マイクロレンズアレイ２と、レンズ３と、レンズ４-１、４-２と、回折格子５と、マイクロミラーアレイ７と、センサ８-１、８-２と、マイクロミラーアレイ７を駆動するためのドライバ２３と、センサ８-１、８-２の出力に応じてドライバ２３に指令を与えるプロセッサ２２と、プロセッサ２２が使用する各種プログラム、データを記憶するためのメモリ２１と、を備えて構成されている。
【００１４】
なお、図１において、被分光光Ｌ２のチャネルアッテネータ装置への入射方向を「Ｚ方向」とし、Ｚ方向に直交し、紙面に平行な方向を「Ｘ方向」としている。そして、Ｘ方向、Ｚ方向に直交する方向を「Ｙ方向」としている。したがって、図１に示す座標系は右手座標系となる。
【００１５】
光ファイバ１-１〜１-７は、光源（不図示）からの被分光光をチャネルアッテネータ装置に入射させたり（入力用ポート）、チャネルアッテネータ装置の出力光を外部に導いたり（出力用ポート）、あるいは、チャネルアッテネータ装置の出力光をセンサ８-１、８-２に導いたり（トラップ用ポート）するための部材（例えばシングルモードファイバ）である。光ファイバ１-１〜１-７の光射出部の直径は、例えば１０μｍである。
【００１６】
本実施形態では、光ファイバ１-４を入力用ポート、光ファイバ１-１、１-３、１-５、１-７を出力用ポート、そして、光ファイバ１-２、１-６をトラップ用ポートとして用いるようにしている。そして、入力用ポートとして用いられる光ファイバ１-４の前段に、不図示の光源を配置している。
【００１７】
入力用ポートである光ファイバ１-４から出射された波長多重光（波長域をλ１、λ２、…、λ６とする）Ｌ１は、対応するマイクロレンズ２-４でコリメートされ、コリメート光Ｌ２となる。
【００１８】
出力用ポートである光ファイバ１-１、１-３、１-５、１-７は、それぞれトラップ用ポート１-２、１-６と隣接するように配置されている。つまり、トラップ用ポート１-２およびこれに隣接する出力用ポート１-１、１-３により２組の出力・廃棄ポートが構成されている。また、トラップ用ポート１-6およびこれに隣接する出力用ポート１-５、１-７により、２組の出力・廃棄ポートが構成されている。すなわち、１つのトラップ用ポートを挟み込むように２つの出力用ポートを配置することによって３つのポートで２組の出力・廃棄ポートを構成する。従って、本実施例では４個の出力ポートに対して２個のトラップ用ポートが配置されている。これにより、同じポート数の場合に、トラップ用ポート１つに対して１つの出力用ポートのみが対応する配置よりも、多くの出力用ポートを得ることが可能となる。また、入力ポート１−４は、４つの出力ポートのうち、出力ポート１−３と１−５とに隣接して配置されている。このように配置することにより、後述するマイクロミラーアレイ７のそれぞれのミラーのストロークを小さくすることができる。
【００１９】
トラップ用ポート１-２、１-６には、センサ８-１、８-２が接続されている。センサ８-１、８-２は、トラップ用ポート１-２、１-６に入射した光の光量を検知し、検知信号をプロセッサ２２へ送信する。
【００２０】
マイクロレンズアレイ２は、光ファイバ１-１〜１-７各々に対応して配置された複数のマイクロレンズ２-１〜２-７を有する。マイクロレンズ２-１〜２-７は、光ファイバ１-１〜１-７のＮＡ（開口数）に対して最適化された正の焦点距離を有する。また、マイクロレンズ２-１〜２-７は、自身の焦点位置と自身に対応する光ファイバ１-１〜１-７の入出力部とが一致するように配置されている。このため、入力用ポート１-４から出射された光は対応するマイクロレンズ２-４でコリメートされ、マイクロレンズ２-１〜２-３、２-５〜２-７に入射したコリメート光は対応する光ファイバ（出力用ポート、トラップ用ポート）１-１〜１-３、１-５〜１-７に入射する。
【００２１】
さて、マイクロレンズ２-４から出射されたコリメート光Ｌ２は、レンズ３に入射し収束光Ｌ３ａとなって、レンズ３の焦点位置で中間像Ｉ１を結ぶ。焦点位置を通過後、拡散光Ｌ３ｂとなってビーム径を拡大してレンズ４-１に入射する。
【００２２】
レンズ４-１は、中間像Ｉ１の結像位置を焦点位置に持つように配置されている。このため、拡散光Ｌ３は、レンズ４-１によりコリメートされた光Ｌ４となる。そして、コリメート光Ｌ４は、回折格子５へと入射する。ここで、コリメート光Ｌ４の波長域は、波長多重光Ｌ１と同じλ１、λ２、…λ６である。
【００２３】
回折格子５は、その入射光の波長域λ１、λ２、…λ６各々に対し、波長域の回折角度に応じた方向に向かわせるような、回折作用を与える。ここで、回折格子５は透過型平面回折格子であり、Ｙ方向に細長い多数の溝がＸ方向に対し平行な方向に沿って１次元配列されたものである。なお、多数の溝の配列方向は、回折格子５の波長分散方向に相当する。なお、図１では、光線の分散経路の把握を容易にするために、波長多重光Ｌ１に含まれる波長域のうち波長域λ２の光の経路、及び波長域λ５の経路の2つの経路のみを表示している。
【００２４】
さて、回折格子５に入射したコリメート光Ｌ４は、上述した回折格子５の波長分散作用により、波長域に応じて回折格子５から特定の角度で分散する。これにより、コリメート光Ｌ４は、回折格子５によって波長域毎に異なる角度へ回折され、波長域毎に異なる回折角度を持った回折光Ｌ５に変換されて、レンズ４-２に入射される。
【００２５】
次に、回折格子５で波長域（λ１、λ２、…λ６）毎に異なる角度へ回折された回折光Ｌ５は、レンズ４-２により、収束光Ｌ６としてマイクロミラーアレイ７に集光される。そして、マイクロミラーアレイ７上で中間像Ｉ２を結ぶ。ここで、中間像Ｉ２の結像位置および中間像Ｉ１の結像位置は、レンズ４-１、回折格子５およびレンズ４-２で構成される光学系の共役な位置である。
【００２６】
なお、マイクロミラーアレイ７は、レンズ４−２から出射される収束光Ｌ６が波長域毎に異なるマイクロミラー７-１〜７-６のミラー面に集光するように、つまり、波長域λ１の収束光Ｌ６がマイクロミラー７-１のミラー面に集光され、波長域λ２の収束光Ｌ６がマイクロミラー７-２のミラー面に集光され、...、そして、波長域λ６の収束光Ｌ６がマイクロミラー７-６のミラー面に集光されように、配置されている。
【００２７】
マイクロミラーアレイ７は、複数のマイクロミラー７-１〜７-６がＸ軸方向に沿って配列された装置である。このような装置として、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）方式がある。複数のマイクロミラー７-１〜７-６は、収束光Ｌ６の中間像Ｉ２のスポット径（入力ポート１-４の出力部における被分光光Ｌ１の径）より大きなサイズとなっている。マイクロミラー７-１〜７-６の大きさは、およそ数１０μｍ角〜数１００μｍ角程度である。また、個々のマイクロミラー７-１〜７-６は、ドライバ２３からの駆動信号により、ミラー面の傾斜角度を独立に制御することができる。
【００２８】
ドライバ２３は、プロセッサ２２からの指令に従い、マイクロミラー７-１〜７-６に集光された収束光Ｌ６の反射光Ｌ７が、レンズ４-２を介して、コリメート光Ｌ８に変換された後、回折格子５の所望の領域Ｓ１に到達するように、マイクロミラー７-１〜７-６各々の傾斜角度を調節する。
【００２９】
なお、所望の領域Ｓ１の回折格子５上における位置は、出力用ポートおよびトラップ用ポートとして使用する光ファイバ（１-１，１-２）（１-２，１-３）（１-５，１-６）（１-６，１-７）の組の位置に応じて予め決定されている。プロセッサ２２は、マイクロミラー７-１〜７-６からの波長域（λ１、λ２、…λ６）毎の反射光Ｌ６が、出力用ポートおよびトラップ用ポートとして使用する光ファイバ（１-１，１-２）（１-２，１-３）（１-５，１-６）（１-６，１-７）の組の位置に応じて予め決定された領域Ｓ１に到達するように、マイクロミラー７-１〜７-６の個々の傾斜角度を制御するための指令を出す。
【００３０】
さて、回折格子５の所望の領域Ｓ１に到達したコリメート光Ｌ８は、領域Ｓ１で逆回折し、波長多重されたコリメート光Ｌ９となって、レンズ４-１へ向う。ここで、コリメート光Ｌ９は、回折格子５へ入射するコリメート光Ｌ４と平行となる。
【００３１】
次に、コリメート光Ｌ９は、レンズ４-１に入射し、収束光Ｌ１０ｂとなってレンズ４-１の焦点位置で中間像Ｉ１を結ぶ。焦点位置を通過後、拡散光Ｌ１０ｂとなってレンズ３に入射し、コリメートされて、コリメート光Ｌ１１となる。
【００３２】
次に、コリメート光Ｌ１１は、出力用ポートおよびトラップ用ポートとして使用する光ファイバ１-１〜１-３、１-５〜１-７に対応して配置されたマイクロレンズ２-１〜２-３、２-５〜２-７で収束され、そのマイクロレンズ２-１〜２-３、２-５〜２-７の焦点位置にある出力用ポート１-１、１-３、１-５、１-７およびトラップ用ポート１-２、１-６の受光部に入射する。
【００３３】
図１では、λ２の光の出力用ポートおよびトラップ用ポートとして、出力用ポート１-７およびトラップ用ポート１-６のペアが用いられている。また、λ６の光の出力ポートおよびトラップ用ポートとして、出力用ポート１-５およびトラップ用ポートとして１-６のペアが用いられている。そして、波長域λ２のコリメート光Ｌ１１の一部がマイクロレンズ２-７で収束され、収束光Ｌ１２として出力用ポート１-７の受光部に入射し、波長域λ６のコリメート光Ｌ１１の一部がマイクロレンズ２-５で収束され、収束光Ｌ１２として出力用ポート１-５の受光部に入射する。一方、波長域λ２およびλ６のコリメート光Ｌ１１の残りの部分がマイクロレンズ２-６で収束され、収束光Ｌ１３としてトラップ用ポート１-６の受光部に入射する。すなわち、トラップ用ポート１-６は出力用ポート１-５、１-７の２つのポートに共通する廃棄ポートとなっている。
【００３４】
トラップ用ポート１-６に取り込まれた光Ｌ１３は、センサ８-２によりその光量が検知され、検知信号がプロセッサ２２に送られる。プロセッサ２２は、センサ８-２からの検知信号が示す光量がメモリ２１に格納されている設定値（廃棄する光量に関する情報）に近づく方向へ、マイクロミラー７-１〜７-６の傾斜角度を制御するための指令を生成し、ドライバ２３へ出力する。これを受けて、ドライバ２３は、マイクロミラー７-１〜７-６の傾斜角度を調整する。つまり、本実施形態では、所定のアッテネーションがかかるようにフィードバック制御している。
【００３５】
1つのトラップ用ポートが複数の出力ポートで共用されており、１つのトラップ用ポートに複数の波長の光が入射する場合には、各波長に対応する個々のミラーの角度をチルトさせながら、光強度の変化量をモニタし、変化分のみを考慮することにより、対応する波長に関するフィードバック制御を行うことができる。また、トラップポートの後段に分光器を配置して、波長ごとに強度をモニタしてフィードバック制御を行うこともできる。
【００３６】
次に、本実施形態に係るアッテネータ装置のアッテネーション動作を詳細に説明する。
図２は、本実施形態に係るアッテネータ装置のセンサ８-１、８-２、光ファイバ１-１〜１-７およびマイクロレンズアレイ２を含む部分の拡大図を、出力ポート１-７に向かう光を例にとって示す。図２（Ａ）はアッテネーションをかけていない場合の光路を示しており、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）はアッテネーションをかけている場合の光路を示している。
【００３７】
上述したように、本実施形態に係るチャネルアッテネータ装置では、マイクロミラー７-１〜７-６の傾斜角度を調整することで、レンズ３から出射されるコリメート光Ｌ１１の一部（収束光Ｌ１３）を、トラップ用ポート１-６に入射させ、出力ポート１-７に入射させて外部へ出力する収束光Ｌ１２の光量を減衰させる。
【００３８】
アッテネーションをかけていない場合、図２（ａ）に示すように、光ファイバ１-４から入射された被分光光Ｌ１は、対応するマイクロレンズ２-４でコリメートされ、コリメート光Ｌ２となる。コリメート光Ｌ２は、後段にある不図示の光学系（図１と同様）のうち、回折格子５により分光作用作用を受け、分光された波長域毎にマイクロミラー７-１〜７-６により方向付けがなされる。マイクロミラー７-１〜７-６のうち、例えば、出力ポート１-７に向かうべき波長光に対応するミラーは、ドライバ２３によるこのミラーの反射角度の制御により、この波長光がマイクロレンズ２-７のみに向かうような回折格子５の領域Ｓ２に入射するよう、つまりマイクロレンズ２-７のみに入射する角度に傾けられる。この波長光はレンズ４-１、３によってコリメートされてコリメート光Ｌ１１となる。コリメート光Ｌ１１はアッテネーションを受けずに収束光Ｌ１２となって、出力ポート１-７に入射され、外部へ出力される。
【００３９】
アッテネーションをかけている場合を図２（Ｂ）に示す。光ファイバ１-４から入射された被分光光Ｌ１は、対応するマイクロレンズ２-４でコリメートされ、コリメート光Ｌ２となる。コリメート光Ｌ２は、後段にある不図示の光学系（図１と同様）のうち、回折格子５により分光作用を受け、分光された波長域毎にマイクロミラー７-１〜７-６により方向付けがなされる。マイクロミラー７-１〜７-６のうち、出力ポート１-７に向かうべき波長光に対応するミラーは、ドライバ２３によるこのミラーの反射角度の制御により、波長光のうちの所望量がマイクロレンズ２-７に向かい、その他がマイクロレンズ２-６に向かうような領域Ｓ２に比べて＋のＸ方向に位置する領域Ｓ３に入射するよう、つまり、波長光の所望量がマイクロレンズ２-６に入射し、残りの部分がマイクロレンズ２-７に入射する角度に傾けられる。この波長光はレンズ４-１、３によってコリメートされてコリメート光Ｌ１１となる。したがって、コリメート光Ｌ１１のうちの所望量は、アッテーションされた収束光Ｌ１２となって出力ポート１-７に入射され、外部へ出力される。また、コリメート光Ｌ１１のうち破棄される部分は、収束光Ｌ１３となってトラップ用ポート１-６に入射され、センサ８-２により光量が検知される。
【００４０】
また、所望の波長光を全て廃棄する場合を図２（Ｃ）に示す。光ファイバ１-４から入射された被分光光Ｌ１は、対応するマイクロレンズ２-４でコリメートされ、コリメート光Ｌ２となる。コリメート光Ｌ２は、後段にある不図示の光学系（図１と同様）のうち、回折格子５により分光作用を受け、分光された波長域毎にマイクロミラー７-１〜７-６により方向付けがなされる。マイクロミラー７-１〜７-６のうち、この波長光に対応するミラーは、ドライバ２３による反射角度の制御により、この波長光がマイクロレンズ２-６とマイクロレンズ２-７とに向かうような領域Ｓ３に比べて＋のＸ方向に位置する領域Ｓ４、つまり、マイクロレンズ２-６にのみ入射する角度に傾けられる。この場合、コリメート光Ｌ１１の全てがマイクロレンズ２-６による収束光Ｌ１３となってトラップ用ポート１-６に入射され、センサ８-２により光量が検知される。
【００４１】
出力ポート１-５に出力される光も前記と同様に、トラップ用ポート１-６との組み合わせによる動作により、アッテネーションをかけることができる。
ここで、アッテネーションをかけるためにミラーをチルトさせる方向は、トラップ用ポート１-６に隣接する２つの出力ポート１-５、１-７とで異なる。すなわち、図１において、出力用ポート１−７に向かうλ２の光に関してアッテネートをかけるためには、λ２に対応するミラーを時計周りの方向にチルトさせる。これに対して、出力用ポート１-５に向かうλ６の光に関してアッテネートをかけるためには、λ６に対応するミラーを反時計周りの方向にチルトさせる。したがって、トラップ用ポートを２つの出力用ポートで共用して、３つのポートで２組の出力・トラップ用ポートが構成される場合、２つの出力ポートにそれぞれ向かう光は、アッテネートに際してミラーの並び方向に垂直な軸に関して軸対称にチルトされることになる。
【００４２】
なお、本実施形態では、トラップ用ポート１-６に取り込まれた光Ｌ１３は、センサ８-２によりその光量が検知され、検知信号がプロセッサ２２に送られる。プロセッサ２２は、センサ８-２からの検知信号が示す光量がメモリ２１に格納されている設定値（廃棄する光量に関する情報）に近づく方向へ、マイクロミラー７-１〜７-６の傾斜角度を制御するための指令を生成し、ドライバ２３へ出力する。これを受けて、ドライバ２３は、マイクロミラー７-１〜７-６の傾斜角度を調整する。
【００４３】
上述のように、本実施形態では、１つのトラップ用ポートに対して２つの出力用ポートを隣接させ、２つの出力ポートで１つのトラップ用ポートを共用するようにしたので、アッテネーション機能を有する光スイッチ装置においてポートを有効に使用することができる。従って、出力ポート数を所定数有する光スイッチング装置においては、全体のポート数を減らすことが可能となり、全体のポート数が所定数の光スイッチング装置においては、出力ポート数を増やすことが可能となる。
【００４４】
以上、図１のような光スイッチを例にとり、総ポート数が７個、うち、入力ポート数が１個、出力ポート数が４個の場合について説明したが、以下に任意のポート数での、効率的なポートの配置に関して説明する。
【００４５】
使用できる光ファイバの数（Ｎ）は、光学系の開口数（ＮＡ）や、マイクロミラーの回転可能な角度により制限を受ける。これとは逆に、この種の装置を組込んで運用する側からすると、１つの装置により多くの出力ポートがあった方が、運用効率や拡張性を高くできる。したがって、コンパクトな光ファイバ部材を用いて、出力ポート数をより多く配置できるアッテネーション付き光スイッチング装置を構成することが望まれる。
【００４６】
光スイッチング装置において、所定の光ファイバをトラップ用ポートとして使用してアッテネーションを行うには、トラップ用ポートと出力ポートとが必ず隣接している必要がある。本発明においては、光ファイバを効率的に利用するためにトラップポートの両隣に出力ポートを配置した。つまり、出力ポート、トラップ用ポート、出力ポートという3つのポートからなる1つの光ファイバ組を、複数並べ、１つの廃棄ポートを２つの出力ポートで共用した。このように構成することによりより少ない光ファイバ数で、効率よくポートを使用することができる。
【００４７】
また入力ポートは、光ファイバの並びの、できるだけ中央に配置することが好ましい。以下にその理由を説明する。ＭＥＭＳのようなものでマイクロミラーアレイを構成する場合、何も制御していない状態では各マイクロミラーは、マイクロミラーアレイの並び方向に対しておおむね平行な状態（基準位置）になる。
【００４８】
図３（ａ）、（ｂ）は、隣接して配置された光ファイバのうち中央の光ファイバが入力ポートとなった場合のミラーのチルト範囲を示す図である。（ａ）は、光ファイバのうち一方の端に出力する場合のマイクロミラーの傾き状態、（ｂ）は、光ファイバのうち他端に出力する場合のマイクロミラーの傾き状態を示す。入力ポートから入力された光はミラーの並び方向に対して垂直な方向からミラーに入射するので、ミラーはチルト範囲（ａ）〜（ｂ）で任意の回転角に回転し、何も制御されていない状態のミラーの位置（図中の点線）、すなわち基準位置を中心にして両側に振り分けられる。
【００４９】
これに対して（ｃ）、（ｄ）は、光ファイバのうち最も端の光ファイバを入力ポートとした場合のミラーのチルト範囲を示す図である。この入力ポートに隣接する出力ファイバに出力する場合は（ｃ）に示すようにマイクロミラーをほとんど傾けることないが、光ファイバのうちの他端に配置された出力ポートに光を出力する場合は、（ｄ）に示すようにミラーを大きく傾ける必要がある。すなわち、ミラーの並び方向に平行な状態である何も制御しない状態である基準位置から、非常に大きな回転角をもたせる必要がある。
【００５０】
ＭＥＭＳミラーアレイで、反射光の進む方向を制御する場合、一方にのみ大きく回転させるよりも、何も制御しない状態から振り分けるようにミラーの傾きを制御したほうが、ミラーの回転角のストロークを小さく構成でき、ミラー背面に設けられた電極等により無理のない制御を行うことができる。
【００５１】
以上を考慮して各光ファイバの役割を配分した例を図４、図５、図６に示す。光ファイバの数をＮとし、図４はＮ＝５〜８、図５はＮ＝９〜１２、図６はＮ＝１３〜１６の場合についてそれぞれ示している。図中黒丸はトラップ用ポート、二重丸は入力ポート、白丸はアッテネーション付の出力ポート、三角はアッテネーションなしの出力ポートである。
【００５２】
アッテネーション付の出力ポートを最も効率的に配置するための光ファイバの数Ｎの条件は、Ｎ−１を３で割った余りが０の場合である。
Ｍｏｄ（（Ｎ−１）／３）  ＝  ０
すなわち、Ｎ＝７、１０、１３、１６の場合である。このとき、アッテネーション付出力ポートの数ｎは、以下の値になる。
【００５３】
ｎ  ＝  ２（（Ｎ−１）／３）
また、Ｎ−１を３で割ったあまりが１の場合で、アッテネーション付出力ポート数を最大にとると、アッテネーションなしの出力ポートが１つできる。
【００５４】
さらに、Ｎ−１を３で割ったあまりが２の場合で、アッテネーション付出力ポート数を最大にとると、アッテネーションなしのポートは無くなるが、トラップ用ポート１本と出力ポート1本の組が一つできる。これらのようにＮ−１を３で割った余りが出る場合、アッテネーション付出力ポートの数ｎは、２（（Ｎ−１）／３）の整数部分となる。
【００５５】
逆にいえば、配置すべき必要な出力ポート数をｎとした場合、最も少ない光ファイバ数でアッテネーション機能を有する光スイッチを構成するには、ｎが偶数のとき、ｎ／２個のトラップ用ポートを配置すればよいので、（ｎ×３／２）＋１本の光ファイバがあれば、全ての出力ポートでアッテネーションをかけることが可能な光スイッチを構成できる。また、ｎが奇数の場合には、（ｎ＋１）×３／２＋１本の光ファイバがあれば同様に全ての出力ポートでアッテネーションをかけることが可能な光スイッチを構成できる。
【００５６】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
本実施形態では、出力用ポートとトラップ用ポートとを隣接配置し、マイクロミラー７-１〜７-６の傾斜角度を制御することにより、レンズ３から出力されたコリメート光Ｌ１１のうち、出力用ポートへ出射される収束光Ｌ１２とトラップ用ポートへ出力される収束光Ｌ１３との比率を調節できるようにしている。このため、上記の特許文献１に記載のチャネルアッテネータ装置のように、個々のマイクロミラーの径がマイクロミラーアレイに入射する光（操作対象光）のスポット径より小さく、且つ、多数のマイクロミラーが操作対象光のスポット径の中に配置されるように、マイクロミラーアレイを構成する必要がない。したがって、より簡易な構成を持つアッテネータ装置を提供できる。また、出力用ポートの隣にトラップ用ポートを配置するという簡単な構成で、廃棄した光量をモニタすることができる。
【００５７】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、回折格子５として透過型平面回折格子を用いているが、回折格子５は、例えば反射型平面回折格子であっても構わない。この場合、レンズ４-１、４-２は１つのレンズで構成することも可能である。
【００５８】
また、本実施例において、逆分散型二重分光器に用いた例について述べたが、オプティカルクロスコネクトや、スイッチング素子等にも適用することができる。また、他の広く用いられている分光器にも適用することもできる。また、センサ８−１，８−２のかわりに、光の反射を防ぐ終端器をとりつけ、センサはスプリッタを取り付けた各出力ポートに配置してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係るアッテネータ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアッテネータ装置のセンサ８-１、８-２、光ファイバ１-１〜１-７およびマイクロレンズアレイ２を含む部分の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る入力ポートとマイクロミラーの傾向回転角の関係を示す概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光ファイバの役割の配置例である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光ファイバの役割の配置例である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光ファイバの役割の配置例である。
【符号の説明】
【００６０】
１-１〜１-７…光ファイバ、２…マイクロレンズアレイ、２-１〜２-７…マイ
クロレンズ、３…レンズ、４-１、４-２…レンズ、５…回折格子、７…マイクロ
ミラーアレイ、７-１〜７-７…マイクロミラー、８-１〜８-２…センサ。
【図１】
2006178207.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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