(57)【要約】    【課題】  逆線分散値の誤差を調整して出力される信号光の強度の減衰を抑えた波長選択スイッチを得る。    【解決手段】  ベース２上に配置したグレーティング４をＹ軸周りへ回転させてグレーティング４の位置を変え、ファイバアレイ１１、マイクロレンズアレイ１２及びフォーカシングレンズ１３をモジュール化し、このモジュールのベース２上の位置を変えることによって逆線分散値を調整する。【選択図】  図１
2006343628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の光を伝送する第１，２の光伝送路と、
前記第１の光伝送路から出射されてコリメートするコリメート光学系と、
前記コリメート光学系によってコリメートされた光を入射して分光する回折格子と、
前記コリメート光学系の一部を構成する集光レンズを共有し、前記回折格子によって分光された光を入射して所定位置に前記第１の光伝送路の出射側端面の像を結像させる集光光学系と、
前記所定位置に配置され、前記集光光学系を介して入射した光を偏向する偏向部材と、
前記第１，２の光伝送路、前記コリメート光学系、前記回折格子及び前記集光光学系が配置されるベースと、
前記第１の光伝送路の前記ベース上の位置を調整する第１の光伝送路位置調整部材と、
前記回折格子の前記ベース上の位置を調整して前記回折格子への前記コリメートされた光の入射角度を変更する回折格子調整部材と
を備えていることを特徴とする波長選択スイッチ。  
【請求項２】
前記回折格子調整部材は、前記回折格子の背面に固定された凸面部と、前記ベース上に固定され、前記凸面部を回転可能に支持する支持部材とを有することを特徴とする請求項１記載の波長選択スイッチ。
【請求項３】
複数の波長の光を伝送する第１，２の光伝送路と、
前記第１の光伝送路から出射されてコリメートするコリメート光学系と、
前記コリメート光学系によってコリメートされた光を入射して分光する回折格子と、
前記コリメート光学系の一部を構成する集光レンズを共有し、前記回折格子によって分光された光を入射して所定位置に前記第１の光伝送路の出射側端面の像を結像させる集光光学系と、
前記所定位置に配置され、前記集光光学系を介して入射した光を偏向する偏向部材と、
前記第１，２の光伝送路、前記コリメート光学系、前記回折格子及び前記集光光学系が配置されるベースと、
前記第１の光伝送路の前記ベース上の位置を調整する第１の光伝送路位置調整部材と、
前記集光レンズの前記ベース上の位置を調整するレンズ位置調整部材と
を備えていることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記レンズ位置調整部材は前記ベースに設けられ、前記集光レンズの光軸方向の位置を決める第１のピンと、前記ベースに設けられ、前記集光レンズの前記光軸方向と直交する方向の位置を決める第２ピンとを有することを特徴とする請求項３記載の波長選択スイッチ。
【請求項５】
前記第１の光伝送路位置調整部材は、前記第１，２の光伝送路と前記コリメート光学系を構成する前記集光レンズ以外のレンズとを保持するプレートと、このプレートに設けられたボルト通し孔を介して前記ベースに設けられたねじ穴に螺合されるボルトとを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の波長選択スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は波長選択スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サブモジュールＡとサブモジュールＢとで構成される光分波モジュールが知られている。サブモジュールＡは入力ファイバ及び受光素子アレイを保持し、サブモジュールＢはコリメータレンズ及び回折格子を保持する。この光分波モジュールの調芯は次のように行なわれる。まず、受光素子アレイの配列基準線が水平になるようにサブモジュールＡを調芯治具に固定する。次に、回折格子の溝方向が垂直方向になるようにサブモジュールＢを調芯治具に固定する。その後、サブモジュールＢが固定された調芯治具を所定方向へ動かして受光素子アレイの出力が最大になるように調芯する(特開２０００−１９６１９５号公報参照)。
【特許文献１】特開２０００−１９６１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、コリメータレンズの製造誤差（焦点距離の誤差）等によって逆線分散値（波長幅／像幅）に誤差が生じることがある。ここに、波長幅とは２つの所定波長の波長の間隔をいい、像幅とは受光素子面における前記２つの所定波長の像の間隔をいう。逆線分散値に誤差が生じた場合、受光素子アレイに集光する光のピッチが変わり、予め設計された位置に集光させることができなくなり、出力する信号光の強度が減衰するという問題が生じる。
【０００４】
上記調芯方法では上記問題を解決することができなかった。
【０００５】
特に、波長選択スイッチにおいては回折格子の後段に各波長光を偏向させるアレイを有するため、アレイへの入射位置に設計値からのずれを生じ、信号光の波長のゆらぎによって出力される信号光の強度が減衰する。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は逆線分散値の誤差を調整して出力される信号光の強度の減衰を抑えた波長選択スイッチを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、複数の波長の光を伝送する第１，２の光伝送路と、前記第１の光伝送路から出射されてコリメートするコリメート光学系と、前記コリメート光学系によってコリメートされた光を入射して分光する回折格子と、前記コリメート光学系の一部を構成する集光レンズを共有し、前記回折格子によって分光された光を入射して所定位置に前記第１の光伝送路の出射側端面の像を結像させる集光光学系と、前記所定位置に配置され、前記集光光学系を介して入射した光を偏向する偏向部材と、前記第１，２の光伝送路、前記コリメート光学系、前記回折格子及び前記集光光学系が配置されるベースと、前記第１の光伝送路の前記ベース上の位置を調整する第１の光伝送路位置調整部材と、前記回折格子の前記ベース上の位置を調整して前記回折格子への前記コリメートされた光の入射角度を変更する回折格子調整部材とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の波長選択スイッチにおいて、前記回折格子調整部材は、前記回折格子の背面に固定された凸面部と、前記ベース上に固定され、前記凸面部を回転可能に支持する支持部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、複数の波長の光を伝送する第１，２の光伝送路と、前記第１の光伝送路から出射されてコリメートするコリメート光学系と、前記コリメート光学系によってコリメートされた光を入射して分光する回折格子と、前記コリメート光学系の一部を構成する集光レンズを共有し、前記回折格子によって分光された光を入射して所定位置に前記第１の光伝送路の出射側端面の像を結像させる集光光学系と、前記所定位置に配置され、前記集光光学系を介して入射した光を偏向する偏向部材と、前記第１，２の光伝送路、前記コリメート光学系、前記回折格子及び前記集光光学系が配置されるベースと、前記第１の光伝送路の前記ベース上の位置を調整する第１の光伝送路位置調整部材と、前記集光レンズの前記ベース上の位置を調整するレンズ位置調整部材とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の波長選択スイッチにおいて、前記レンズ位置調整部材は前記ベースに設けられ、前記集光レンズの光軸方向の位置を決める第１のピンと、前記ベースに設けられ、前記集光レンズの前記光軸方向と直交する方向の位置を決める第２ピンとを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の波長選択スイッチにおいて、前記第１の光伝送路位置調整部材は、前記第１，２の光伝送路と前記コリメート光学系を構成する前記集光レンズ以外のレンズとを保持するプレートと、このプレートに設けられたボルト通し孔を介して前記ベースに設けられたねじ穴に螺合されるボルトとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、逆線分散値の誤差を調整して出力される信号光の強度の減衰を抑えた波長選択スイッチを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
【００１４】
図１はこの発明の第１実施形態に係る波長選択スイッチの平面図、図２は図１のII−II線に沿う断面を示す概念図である。
【００１５】
図１,２中、Ｚ軸はリトローレンズ（集光レンズ）３の光軸方向、Ｘ軸はグレーティング（回折格子）４により分光された焦点２１ａの並び方向、Ｙ軸はＸ,Ｚ軸に直交する軸である。なお、Ｘ軸とＺ軸とは直交するとは限らない。
【００１６】
この波長選択スイッチはファイバモジュール１０とミラー５とリトローレンズ３とグレーティング４とＭＥＭＳモジュール（偏向部材）２０とベース２とを備えている。
【００１７】
ファイバモジュール１０はファイバアレイ１１とマイクロレンズアレイ１２とフォーカシングレンズ１３と、これら１１，１２，１３が配置されるプレート１０ａとで構成されている。
【００１８】
ファイバモジュール１０は位置調整用のシム１５を介してベース２上にボルト１４で固定されている。ボルト１４はプレート１０ａに設けられたボルト通し孔（図示せず）を介してベース２に設けられたねじ穴（図示せず）に螺合される。ボルト通し孔の内径はボルト１４の胴部の外径より十分に大きいので、プレート１０ａのベース２上の位置をＸ，Ｚ方向へ調整することができる。第１の光伝送路位置調整部材はプレート１０ａとボルト１４とで構成される。なお、位置調整用のシム１５を用いずに、別の治具によりファイバモジュール１０の位置を調整した後、ファイバモジュール１０をベース２上に直接ねじ止めしたり、接着剤を用いて固定したりしてもよい。
【００１９】
更に、ファイバモジュール１０をファイバアレイ１１とマイクロレンズアレイ１２とフォーカシングレンズ１３の他にミラー５を加えた構成としてもよい。
【００２０】
マイクロレンズアレイ１２はファイバアレイ１１の第１の光伝送路１１ａからの光を入射してコリメートする。
【００２１】
フォーカシングレンズ１３はマイクロレンズアレイ１２によってコリメートされた光を集光してミラー５に焦点を結ばせる。ミラー５は例えば接着剤によってベース２上に固定されている。
【００２２】
リトローレンズ３はミラー５からの光を入射してコリメートし、グレーティング４に導く。グレーティング４はミラー５で反射された多波長成分を有する光を帯状（Ｘ軸方向）に分光する。マイクロレンズアレイ１２とフォーカシングレンズ１３とリトローレンズ３とでコリメート光学系を構成する。リトローレンズ３はグレーティング４によって分光された光を入射して所定位置に第１の光伝送路１１ａの出力側端面の像を結像させる集光光学系を構成する。
【００２３】
リトローレンズ３のＺ方向の位置決めはベース２に直立するように設けられたピン３４，３５とリトローレンズ３との間に挟む板４０，４１の厚さを変えることによって行なわれる。このとき、リトローレンズ３の基準面３ａが板４０，４１の基準面３４ａ，３５ａに当接し、リトローレンズ３のＹ軸周りの位置ずれは生じない。位置決め後、リトローレンズ３は例えば接着剤によってベース２に固定される。接着の際のリトローレンズ３のＸ方向へのずれを防止するため、ベース２にはリトローレンズ３の側面３ｂを当接させるピン３３が設けられている。
【００２４】
なお、ピン３３，３４，３５に代え、ベース２から直立する板状の凸部を形成してもよい。
【００２５】
グレーティング４は１ｍｍ当り２００〜３０００本の細かい等間隔スリット又は溝状の格子構造を有する光学素子である。回折格子４の背面には半円筒状の凸面部３６が固定されている。凸面部３６はベース２上に固定された支持部材３７によってＹ軸周りへ回転可能に支持される。但し、凸面部３６は半円筒状に限定されない。
【００２６】
グレーティング４の位置を調整した後、凸面部３６は支持部材３７に接着材やねじを用いて固定される。凸面部３６と支持部材３７とで回折格子調整部材が構成される。なお、凸面部３６、支持部材３７を用いることなく、グレーティング４を接着材やねじを用いて直接ベース２に固定するようにしてもよい。
【００２７】
ＭＥＭＳモジュール２０はリトローレンズ３とグレーティング４とで帯状に分光された光の波長に対応する複数のＭＥＭＳミラーアレー２２ａを一列に配置したものである。ＭＥＭＳモジュール２０はねじ２３によってベース２上に固定されている。
【００２８】
ファイバアレイ１１の第１の光伝送路１１ａから出射した多波長成分の光は焦点６で焦点を結び、ミラー５で反射される。光はリトローレンズ３を透過し、グレーティング４で反射される。グレーティング４で反射された光はリトローレンズ３を透過し、ＭＥＭＳモジュール２０のＭＥＭＳミラーアレー２２ａに入射する。このとき、光は波長毎に焦点２１ａで焦点を結び、ＭＥＭＳミラーアレー２２ａの各ミラーの中心に集光する。ＭＥＭＳモジュール２０のＭＥＭＳミラーアレー２２ａで反射された光はリトローレンズ３を経てコリメートされ、グレーティング４で同じ光伝送路に向かう光同士が分波されるような分光作用を受ける。グレーティング４で分光作用を受けた光はリトローレンズ３を経て集光され、焦点６に集光し、ミラー５で反射される。光はフォーカシングレンズ１３、マイクロレンズアレイ１２を介してファイバアレイ１１の第２の光伝送路１１ｂの入射側端面に入射する。
【００２９】
波長選択スイッチを組み立てるとき、以下の調整が行われる。
【００３０】
ＭＥＭＳミラーアレー２２ａのミラー面へリトローレンズ３の焦点位置を一致させる調整は、ＭＥＭＳミラーアレー２２ａのＺ軸方向の位置調整、リトローレンズ３のＺ方向の位置調整及びファイバモジュール１０のＸ方向の位置調整のうちの少なくとも１つを行わせる又はそれぞれの位置調整方法を組み合わせて行われる。また、焦点２１ａのＹ軸方向の高さ調整は、ファイバモジュール１０のＹ方向の位置を調整して行われる。
【００３１】
逆線分散値の誤差は、リトローレンズ３の焦点距離の誤差やグレーティング４の溝本数の誤差等に起因して生じるので、フォーカシングレンズ１３の焦点６のＸ方向の位置とグレーティング４のＹ軸周りの回転角度とを補正することによって、逆線分散値を所定の値に調整する。
【００３２】
次に、逆線分散値の調整方法を説明する。
【００３３】
図３は逆線分散値の調整方法を説明するための図である。なお、図３において、αは入射光線の角度、βは特定波長における反射光線の回折角度を示す。
【００３４】
１．像位置（焦点２１ａ）、リトローレンズ３が固定されている場合
１−１  グレーティング４を先に調整するとき：
（ａ）特定波長の像の位置Ｙβが設計上の位置になるようにファイバモジュール１０を動かして入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの位置を変えるとともにＹ軸周りへグレーティング４を回転させてグレーティング４の法線Ｌに対する角度θを調整する。
【００３５】
（ｂ）逆線分散値を測定し、グレーティング４の角度θの補正値Δθを求める。補正値Δθだけグレーティング４をＹ軸周りへ回転させる。
【００３６】
（ｃ）特定波長の像のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙβが設計上の位置になるようにファイバモジュール１０を動かして入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαを変える。
【００３７】
（ｄ）再度、逆線分散値を測定し、逆線分散値が許容範囲外であるときには、上記調整作業（ｂ），（ｃ）を逆線分散値が許容範囲内になるまで繰り返す。
【００３８】
１−２  入射点を先に調整するとき：
（ｅ）特定波長の像の位置Ｙβが設計上の位置になるようにファイバモジュール１０を動かして入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの位置を変えるとともに、Ｙ軸周りへグレーティング４を回転させてグレーティング４の法線Ｌに対する角度θを調整する。
【００３９】
（ｆ）逆線分散値を測定し、入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの補正値ΔＹαを求め、補正値ΔＹαだけ入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαを変える。
【００４０】
（ｇ）特定波長の像のベース基準軸からの位置Ｙβが設計上の位置になるようにグレーティング４の法線Ｌに対する角度θを調整する。
【００４１】
（ｈ）再度、逆線分散値を測定し、逆線分散値が許容範囲外であるときには、上記調整作業（ｆ），（ｇ）を逆線分散値が許容範囲内になるまで繰り返す。
【００４２】
２．像位置（焦点２１ａ）、グレーティング４が固定されている場合
２−１  レンズ偏心を先に調整するとき：
（ａ）特定波長の像の位置Ｙβが設計上の位置になるようにファイバモジュール１０を動かして入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの位置を変えるとともに、リトローレンズ３を動かしてベース基準軸ＳＬからのリトローレンズ３の偏心Ｙ１を調整する。
【００４３】
（ｂ）逆線分散値を測定し、リトローレンズ３の偏心Ｙｌの補正値ΔＹｌを求める。補正値ΔＹｌだけリトローレンズ３を動かす。
【００４４】
（ｃ）特定波長の像のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙβが設計上の位置になるようにファイバモジュール１０を動かして入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαを変える。
【００４５】
（ｄ）再度、逆線分散値を測定し、逆線分散値が許容範囲外であるときには、上記調整作業（ｂ），（ｃ）を逆線分散値が許容範囲内になるまで繰り返す。
【００４６】
２−２  入射点を先に調整するとき：
（ｅ）特定波長の像の位置Ｙβが設計上の位置になるようにファイバモジュール１０を動かして入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの位置を変えるとともに、リトローレンズ３を動かしてベース基準軸ＳＬからのリトローレンズ３の偏心Ｙｌを調整する。
【００４７】
（ｆ）逆線分散値を測定し、入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの補正値ΔＹαを求め、補正値ΔＹαだけ入射点のベース基準軸からの位置Ｙαを変える。
【００４８】
（ｇ）特定波長の像のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙβが設計上の位置になるようにリトローレンズ３を動かしてベース基準軸ＳＬからのリトローレンズ３の偏心Ｙｌを調整する。
【００４９】
（ｈ）再度、逆線分散値を測定し、逆線分散値が許容範囲外であるときには、上記調整作業（ｆ），（ｇ）を逆線分散値が許容範囲内になるまで繰り返す。
【００５０】
３．リトローレンズ３、グレーティング４が固定されている場合
（ａ）特定波長の像の位置Ｙβが設計上の位置になるようにファイバモジュール１０を動かして入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの位置を変える。
【００５１】
（ｂ）逆線分散値を測定し、入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαの補正値ΔＹαを求め、補正値ΔＹαだけ入射点のベース基準軸ＳＬからの位置Ｙαを変える。
【００５２】
（ｃ）再度、逆線分散値を測定し、逆線分散値が許容範囲外であるときには、上記調整作業（ｂ），（ｃ）を逆線分散値が許容範囲内になるまで繰り返す。
【００５３】
この実施形態によれば、リトローレンズ３の焦点距離の誤差やグレーティング４の溝本数の誤差等に起因して生じる逆線分散値の誤差を容易に調整することができ、出力される信号光の強度の減衰を抑えた波長選択スイッチを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態に係る波長選択スイッチの平面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面を示す概念図である。
【図３】図３は逆線分散値の調整方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
２：ベース、３：リトローレンズ（集光レンズ）、４：グレーティング（回折格子）、１０：ファイバモジュール、１０ａ：プレート、１１：ファイバアレイ、１１ａ：第１の光伝送路、１１ｂ：第１の光伝送路、１２：マイクロレンズアレイ、１３：フォーカシングレンズ、１４：ボルト、２０：ＭＥＭＳモジュール（偏向部材）、３３，３４，３５：ピン、３６：凸面部、３７：支持部材（回折格子調整部材）、４０：板。
【図１】
2006343628.tif 000003
【図２】
2006343628.tif 000004
【図３】
2006343628.tif 000005