(57)【要約】入力ポート（２１０）からの多波長光信号を複数のスペクトルチャンネルに分離するための回折格子（２０１）、スペクトルチャンネルを２つのチャンネルグループに交互に配置するためのチャンネルインターリーブ組立品（２３０）（例えば、プリズムのアレイ）、および、交互に配置されたチャンネルグループをそれぞれ２つの分離したチャンネルマイクロミラーアレイ（２０３Ａ、２０３Ｂ）へ中継するための「増補リレーシステム」（２４０）を使用した新規の波長ルーティング装置。チャンネルマイクロミラーは、スペクトルチャンネルを複数の出力ポート（２１０）へ反射するために、個々に制御可能および旋回可能である。本発明による波長ルーティング装置は、スペクトルチャンネルをチャンネル単位でルーティングすることができ、また、任意のチャンネルを出力ポート（２１０）の任意の１つに結合することができる。さらに、このチャンネルインターリーブ方式は、チャンネル間隔を効果的に「拡大」し、それによって、それぞれのアレイ内のチャンネルマイクロミラーを相当により大きくかつより高い信頼性でもって製造することができ、それによって、チャンネルフィルタリング特性を大きく改善し、かつ、よりロバストな動作を保証する。
2005502080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）多波長光信号のための１つの入力ポートおよび複数の出力ポートと、
ｂ）前記多波長光信号を波長によって複数のスペクトルチャンネルに分離する波長分離器と、
ｃ）前記スペクトルチャンネルを焦点に集めるビーム集束器と、
ｄ）前記スペクトルチャンネルを少なくとも第１および第２のチャンネルグループに交互に配置するチャンネルインターリーブ組立品と、
ｅ）少なくとも第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイであり、前記少なくとも第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイが、それぞれ、前記少なくとも第１および第２のチャンネルグループに対応するように配置され、それによって、それぞれのチャンネルマイクロミラーが、前記スペクトルチャンネルの中のただ１つだけを受光し、前記チャンネルマイクロミラーが、個々に制御可能であり、それによって、前記スペクトルチャンネルの方向を前記出力ポートの中の選択された１つに向けることができる、前記少なくとも第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイと、
を備えた、装置。
【請求項２】
前記ビーム集束器が、前記スペクトルチャンネルを前記チャンネルインターリーブ組立品上の対応するスペクトルスポットに集め、前記装置が、増補リレーシステムをさらに備え、前記増補リレーシステムが、前記少なくとも第１および第２のチャンネルグループを、それぞれ、前記チャンネルインターリーブ組立品から前記少なくとも第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイに中継するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記増補リレーシステムが、第２および第３のリレーレンズがそれぞれ前記第１および第２のチャンネルグループに対応するように構成された第１、前記第２、および、前記第３のリレーレンズを備えた、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記増補リレーシステムが、第１および第２のリレーレンズと、前記第１のリレーレンズと前記第２のリレーレンズとの間に光学的に挿入された第１および第２のビーム偏向エレメントとを備え、前記第１および第２のビーム偏向エレメントがそれぞれ前記第１および第２のチャンネルグループに対応するように構成された、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１および第２のビーム偏向エレメントのどちらもが、プリズムを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記増補リレーシステムが、第１、第２、第３、および、第４のリレーレンズを備え、前記第１および第２のリレーレンズが前記第１のチャンネルグループに対応しかつ前記第３および第４のリレーレンズが前記第２のチャンネルグループに対応するように構成された、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記チャンネルインターリーブ組立品が、前記スペクトルチャンネルと一対一に対応して互い違いに配置されたビーム偏向エレメントのアレイを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ビーム偏向エレメントのアレイが、回折格子によって提供された、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ビーム偏向エレメントのアレイが、プリズムのアレイを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記ビーム偏向エレメントのアレイが、液晶材料と、それに関連する前記スペクトルチャンネルの光パワーレベルを動的に制御するための制御回路とによって形成された、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記チャンネルインターリーブ組立品が、前記第１のチャンネルグループを通過させかつ前記第２のグループを反射するように構成された互い違いの透過エレメントおよび反射エレメントのアレイを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記チャンネルインターリーブ組立品が、前記第２のチャンネルグループの方向を変えるためのビーム反射器をさらに備え、それによって、前記第１および第２のチャンネルグループが、平行に伝搬する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
さらに、第１および第２のビーム減衰エレメントアレイをそれぞれ前記第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイにきわめて近接して備え、前記第１および第２のビーム減衰エレメントアレイが、それぞれ、前記第１および第２のチャンネルグループの光パワーレベルを動的に制御するように動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１および第２のビーム減衰エレメントアレイのどちらもが、液晶型可変光減衰器を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
それぞれのチャンネルマイクロミラーが、少なくとも１つの軸を中心にして連続的に旋回することのできる、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ビーム集束器が、１つかまたはそれ以上のレンズを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記波長分離器が、刻線回折格子、ホログラフィック回折格子、エシェル格子、曲面回折格子、および、分散プリズムを含むグループの中から選択された１つのエレメントを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記１つの入力ポートおよび前記複数の出力ポートが、ファイバーコリメータのアレイを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記出力ポートと組み合わせられた前記入力ポートと前記波長分離器との間に光学的に挿入されたコリメータアライメントミラーのアレイをさらに備え、前記入力ポートからの前記多波長光信号のアライメントを調節し、また、前記反射されたスペクトルチャンネルの方向を前記出力ポートに向ける、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
それぞれのコリメータアライメントミラーが、少なくとも１つの軸を中心にして回転することのできる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
ａ）多波長光信号のための１つの入力ポートおよび複数の出力ポートを提供するファイバーコリメータのアレイと、
ｂ）前記多波長光信号を波長によって複数のスペクトルチャンネルに分離する波長分離器と、
ｃ）ビーム集束器と、
ｄ）チャンネルインターリーブ組立品と、
ｅ）増補リレーシステムと、
ｆ）第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイと、
を備え、
前記ビーム集束器が、前記スペクトルチャンネルを前記チャンネルインターリーブ組立品上の対応するスペクトルスポットに集め、前記チャンネルインターリーブ組立品が、前記スペクトルチャンネルを第１および第２のチャンネルグループに交互に配置し、前記増補リレーシステムが、前記チャンネルインターリーブ組立品からの前記第１および第２のチャンネルグループをそれぞれ前記第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイに中継するように構成され、それによって、それぞれのチャンネルマイクロミラーアレイが、前記スペクトルチャンネルの中のただ１つだけを受光し、前記チャンネルマイクロミラーが、個々に制御可能であり、それによって、前記スペクトルチャンネルの方向を前記出力ポートの中の選択された１つに向けることができる、
装置。
【請求項２２】
前記チャンネルインターリーブ組立品が、前記スペクトルチャンネルと一対一に対応して互い違いに配置されたビーム偏向エレメントのアレイを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ビーム偏向エレメントのアレイが、回折格子によって提供された、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記ビーム偏向エレメントのアレイが、プリズムのアレイを含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記ビーム偏向エレメントのアレイが、液晶材料と、それに関連する前記スペクトルチャンネルの光パワーレベルを動的に制御するための制御回路とによって形成された、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記増補リレーシステムが、第２および第３のリレーレンズがそれぞれ前記第１および第２のチャンネルグループに対応するように構成された第１、第２、および、第３のリレーレンズを備えた、請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
前記増補リレーシステムが、第１および第２のリレーレンズと、前記第１のリレーレンズと前記第２のリレーレンズとの間に光学的に挿入された第１および第２のビーム偏向エレメントとを備え、前記第１および第２のビーム偏向エレメントがそれぞれ前記第１および第２のチャンネルグループに対応するように構成された、請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
前記第１および第２のビーム偏向エレメントのどちらもが、プリズムを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記チャンネルインターリーブ組立品が、前記第１のチャンネルグループを通過させかつ前記第２のグループを反射するように構成された互い違いの透過エレメントおよび反射エレメントのアレイを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項３０】
前記増補リレーシステムが、第１、第２、第３、および、第４のリレーレンズを備え、前記第１および第２のリレーレンズが前記第１のチャンネルグループに対応しかつ前記第３および第４のリレーレンズが前記第２のチャンネルグループに対応するように構成された、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記チャンネルインターリーブ組立品が、前記第２のチャンネルグループの方向を変えるためのビーム反射器をさらに備え、それによって、前記第１および第２のチャンネルグループが、平行に伝搬する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
さらに、第１および第２のビーム減衰エレメントアレイをそれぞれ前記第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイにきわめて近接して備え、前記第１および第２のビーム減衰エレメントアレイが、それぞれ、前記第１および第２のチャンネルグループの光パワーレベルを動的に制御するように動作する、請求項２１に記載の装置。
【請求項３３】
前記第１および第２のビーム減衰エレメントアレイのどちらもが、液晶型可変光減衰器を含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
それぞれのチャンネルマイクロミラーが、少なくとも１つの軸を中心にして連続的に旋回することのできる、請求項２１に記載の装置。
【請求項３５】
前記波長分散器が、刻線回折格子、ホログラフィック回折格子、エシェル格子、曲面回折格子、および、分散プリズムを含むグループの中から選択された１つのエレメントを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項３６】
前記ファイバーコリメータのアレイと前記波長分散器との間に光学的に挿入されたコリメータアライメントミラーのアレイをさらに備え、前記入力ポートからの前記多波長光信号のアライメントを調節し、また、前記反射されたスペクトルチャンネルの方向を前記出力ポートに向ける、請求項２１に記載の装置。
【請求項３７】
それぞれのコリメータアライメントミラーが、少なくとも１つの軸を中心にして回転することのできる、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
ダイナミック波長ルーティングを行うための方法であって、
入力ポートから多波長光信号を受光し、
前記多波長光信号を波長によって複数のスペクトルチャンネルに分離し、
前記スペクトルチャンネルを少なくとも第１および第２のチャンネルグループに交互に配置し、
前記少なくとも第１および第２のチャンネルグループの方向を少なくとも第１および第２のビームステアリングエレメントアレイに向け、それによって、それぞれのビームステアリングエレメントが、前記スペクトルチャンネルの中のただ１つだけを受光し、
前記スペクトルチャンネルの方向を複数の出力ポートに向けるように前記ビームステアリングエレメントを制御する、
ことを備えた方法。
【請求項３９】
前記少なくとも第１および第２のチャンネルグループをそれぞれ前記少なくとも第１および第２のビームステアリングアレイに中継することをさらに備えた、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記出力ポートに結合される前記スペクトルチャンネルの光パワーレベルを動的に制御する、
ことをさらに備えた、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記交互に配置するステップの前に、前記スペクトルチャンネルを対応する焦点スポットに集める、
ことをさらに備えた、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記ビームステアリングエレメントが、マイクロミラーを備え、前記制御するステップが、前記マイクロミラーを個々に旋回させ、前記スペクトルチャンネルの方向を前記複数の出力ポートに向けることを備えた、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記マイクロミラーが、動的に制御される、請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００１年８月２９日に出願された米国特許仮出願第６０／３１５，６２６号および２００２年４月２７日に出願された米国特許仮出願第６０／３７５，９６１号に基づいて優先権を主張するものであり、これらの文献は、本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般的には、光システムに関し、より詳細には、改善されたチャンネルフィルタリング特性およびロバストな動作を備えたダイナミック波長ルーティングシステムに関する。本発明は、光ネットワーキング分野において実施するのにきわめて適している。
【背景技術】
【０００３】
現在の光ネットワーキング分野においては、重要な構成要素は、所望のチャンネルフィルタリング特性（例えば、平坦なチャンネル伝達関数および最小限のチャンネルクロストーク）を維持しながら、動的にリコンフィギュレーションすることができるような形で、多波長光信号を複数のスペクトルチャンネルに分離し、かつ、個々のスペクトルチャンネルを複数の出力ポートにルーティングすることのできる装置である。さらに、そのような装置は、「ヒットレス」リコンフィギュレーション（すなわち、チャンネルをスイッチングするとき、光が中間出力ポートに結合されることがまったくない）、短いリコンフィギュレーション時間、および、チャンネルパワー制御能力（例えば、出力ポートに結合されるスペクトルチャンネルの光パワーレベルが所定の値に制御される）を提供することが望ましい。
【０００４】
本明細書に援用される２００１年８月２３日に出願された本出願人が所有する米国特許同時係属出願第０９／９３８，４２６号は、フリースペース波長分離ルーティング（ＷＳＲ）装置を開示している。このＷＳＲ装置の典型的な実施形態１００が、図１Ａに示され、ファイバーコリメータ１１０のアレイであってもよくかつ１つの入力ポート１１０−１および複数の出力ポート１１０−２から１１０−Ｎ（Ｎ≧３）を提供する複数の入力／出力ポートと、１つの形態として回折格子１０１であってもよい波長分離器と、集束レンズ１０２の形態を有するビーム集束器と、チャンネルマイクロミラーアレイ１０３とを備える。さらに、ＷＳＲ装置１００は、例えば、入力ポート１１０−１および出力ポート１１０−２から１１０−Ｎと一対一に対応する状態で、コリメータアライメントミラー１２０−１から１２０−Ｎのアレイ１２０を備えてもよい。
【０００５】
動作中、多波長光信号は、入力ポート１１０−１から出射し、入力コリメータアライメントミラー１２０−１によって回折格子１０１にその方向を向けられることが可能である。回折格子１０１は、多波長光信号を複数のスペクトルチャンネルに角度的に分離する（説明のために、かつ、わかりやすいように、３つのスペクトルチャンネルしか明確には示されない）。そして、集束レンズ１０２が、分光されたスペクトルチャンネルを対応するそれぞれの焦点スポットに集め、チャンネルマイクロミラー１０３に衝突させる。それぞれのチャンネルマイクロミラーは、スペクトルチャンネルの中のただ１つだけを受光する。チャンネルマイクロミラー１０３は、個々に制御可能かつ可動（例えば、旋回可能または回転可能）であり、それによって、反射されるとき、スペクトルチャンネルは、出力ポート１１０−２から１１０−Ｎの中の選択された１つに方向を向けられる。それぞれの出力ポートは、どのような数の反射スペクトルチャンネルを受光してもよい。さらに、出力コリメータアライメントミラー１２０−２から１２０−Ｎは、反射された光ビームの角度的な制御を提供し、それによって、スペクトルチャンネルをそれぞれの出力ポートに結合するのを容易にする。さらに、偏光に敏感な何らかの望ましくない作用を軽減するために、１／４波長板１０４が、回折格子１０１とチャンネルマイクロミラー１０３との間に挿入されてもよい。
【０００６】
図１Ａの実施形態に示されるチャンネルマイクロミラー１０３の詳細図が、図１Ｂに示される。例えば、チャンネルマイクロミラー１０３は、ｘ軸に沿って（すなわち、図面において水平方向に）１次元アレイとして配列され、それによって、空間的に分離されたスペクトルチャンネルの焦点スポットを一対一に対応する状態で受光する（図１Ａの場合と同様に、３つのスペクトルチャンネルしか示されず、それぞれが、収束ビームとして表現される）。それぞれのチャンネルマイクロミラーの反射面は、図面で定義されるｘ−ｙ平面に存在し、かつ、可動であり、例えば、ｘ軸を中心にして旋回可能（偏向可能）である。それぞれのスペクトルチャンネルは、反射されるとき、それの入射方向に対して、ｙ方向に（例えば、下へ）偏向される。そして、図１Ａのビーム集束器１０２は、角度的な偏向をそれに対応する空間的なずれに変換し、それによって、スペクトルチャンネルは、所望の出力ポートに方向を向けられる。
【０００７】
したがって、上述したＷＳＲ装置の大きな特徴は、それぞれのチャンネルマイクロミラーの位置（例えば、旋回角度）を連続的に調節できるように、それぞれのチャンネルマイクロミラーの動きを個々にかつ連続的に制御できることである。これは、それぞれのチャンネルマイクロミラーが対応するスペクトルチャンネルの方向を複数の出力ポートの中のどれか１つに向けるのを可能にする。
【０００８】
容量に対する要求が増大するにつれて、光ネットワーキング分野におけるスペクトルチャンネルは、ますます、より狭いチャンネルセパレーションを有するようになるであろう。そのよい例は、ＤＷＤＭ（高密度波長分割多重）の分野であり、この分野においては、２つの隣接するチャンネル間の周波数間隔は、典型的には、１．３から１．６μｍの波長領域において、１００ＧＨｚ以下である。したがって、図１Ａおよび図１Ｂに示されるＷＳＲ装置１００におけるチャンネルマイクロミラーアレイ１０３は、そのような分野に対処するために、ますます小さなピッチ（すなわち、２つの隣接するマイクロミラー間の間隔）を備えなければならないであろう。その結果として、図１Ａおよび図１Ｂに示されるＷＳＲ装置１００は、所望のチャンネルフィルタリング特性およびその他の動作特性を維持するのが困難になるかもしれない。また、そのような幅の狭いピッチを有するマイクロミラーアレイの加工は、厄介な作業である。
【０００９】
狭いチャンネル間隔を備えたスペクトルチャンネルに取り組むための一般的なアプローチは、それぞれのグループを個々の波長に多重分離する（そして、それに続くルーティングを行う）前に、入力多波長信号を２つの（例えば、「奇数」および「偶数」）波長グループに交互に配置することである。例えば、米国特許第６，１８１，８４９号は、このアプローチを実施することを開示しており、それは、スイッチング／ルーティング手段とともに２組の波長多重装置／多重分離装置（例えば、導波路回折格子）と組み合わせて動作する光インターリーブ装置を必要とする。明らかに、これは、コストがかかり、かつ、面倒な作業である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したことを考えれば、ＤＷＤＭまたはその他の狭いチャンネル間隔を有する光ネットワーク分野に特に適した新しい世代のダイナミック波長ルーティング装置が、この技術分野において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述したＷＳＲ装置に基づいて構成され、さらに、新規のチャンネルインターリーブ方式を使用するダイナミック波長ルーティング装置を提供し、それは、本明細書では、「波長インターリーブルーティング」（ＷＩＲ）装置と呼ばれる。本発明によるＷＩＲ装置においては、回折格子によって分離されたスペクトルチャンネルは、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイに衝突する前に、チャンネルインターリーブ組立品上に集められ、そこで、それらのスペクトルチャンネルは、少なくとも第１および第２の（または、「奇数」および「偶数」の）チャンネルグループに交互に配置される。
【００１２】
一実施形態においては、チャンネルインターリーブ組立品からの第１および第２のチャンネルグループをそれぞれ第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイに「中継」（または、画像形成）するように構成された「増補リレーシステム」が、本発明によるＷＩＲ装置にさらに含まれてもよい。これは、焦点に集められた光ビームをチャンネルインターリーブ組立品およびチャンネルマイクロミラーアレイの両方が受光することを保証し、それによって、チャンネル伝達関数を最適化しかつチャンネルクロストークを最小限に抑制するという大きな利点を得ることができる。さらに、第１および第２のビーム減衰エレメントアレイが、それぞれ、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイにきわめて近接して配置されてもよく、第１および第２のチャンネルグループの光パワーレベルを個々にかつ動的に制御する役割をなす。第１および第２のビーム減衰エレメントアレイは、また、リコンフィギュレーション中のスペクトルチャンネルを阻止するように動作してもよく、それによって、「ヒットレス」リコンフィギュレーションを容易にする。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、チャンネルインターリーブ組立品は、所望の方式に基づいてスペクトルチャンネルを交互に配置するように構成されたこの分野において知られているビーム偏向エレメントアレイ（例えば、互い違いに配置されたプリズム状エレメント、または、回折格子）によって提供されてもよい。また、チャンネルインターリーブ組立品は、互い違いの透過エレメントおよび反射エレメントからなるアレイを備えてもよく、それらの透過エレメントおよび反射エレメントは、それぞれ、第１および第２のチャンネルグループに対応する（あるいは、その逆であってもよい）。上述したように、増補リレーシステムは、２つのチャンネルグループ間の空間的な分離を維持するような形で、それの第１の焦点面に交互に配置された第１および第２のチャンネルグループを、それの第２の焦点面に配置された対応するチャンネルマイクロミラーアレイに中継するように動作する。この点については、増補リレーシステムは、例えば、２つのビーム偏向エレメント（例えば、プリズム）を２つのリレーレンズ間に挿入することによって、あるいは、リレーレンズの一方（または、それぞれ）をセグメント化することによって、この分野において知られている２つのリレーレンズの組立品のような一般的なリレーシステムを「増補」することによって、組み立てられてもよい。
【００１４】
上述したチャンネルインターリーブ方式によって、第１または第２のアレイ内のチャンネルマイクロミラーを、非インターリーブシステムにおけるチャンネルマイクロミラーよりもかなり大きく、例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示される実施形態のものよりほぼ２倍ほど大きく製造することができる。そのような「大きな」チャンネルマイクロミラーを使用することによって、チャンネル伝達関数を相当に平坦にしかつチャンネルクロストークを最小限に抑制するという大きな利点を達成することができる。さらに、このようにして得られたより大きな（効果的な）チャンネル間隔によって、構成要素であるチャンネルマイクロミラーをより望ましい特性を備えて構成することができ、それらの特性には、（限定はしないが）より高い共振周波数、ｘ軸およびｙ軸を中心にした２次元の旋回、および、より大きな旋回角度などが含まれる。そのような特性は、多くの用途において望ましいことである。さらに、より大きなチャンネルマイクロミラーを使用することは、効果的に、スペクトルチャンネルとそれに対応するチャンネルマイクロミラーとの間のどのようなわずかなミスアライメントをも事実上取るに足らないものにし、それによって、許容度要件を緩和し、さらに、システムを外部環境からの影響（例えば、熱および機械的な妨害など）をほとんど受けないものにする。
【００１５】
添付の図面および以下の詳細な説明から、本発明そのものに加えて本発明の新規の特徴を最大限に理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図２Ａは、本発明の基本原理を説明するための例として、「波長インターリーブルーティング」（ＷＩＲ）装置と本明細書で呼ばれるチャンネルを交互に配置する新規の方式を用いた例として役に立つ実施形態を示す。図２Ａに示されるＷＩＲ装置２００は、図１Ａに示されるＷＳＲ装置１００の基本アーキテクチャを利用してもよく、また、図１Ａの斜視図と異なり、概略平面図として示される。例として、ＷＩＲ装置２００は、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを提供するファイバーコリメータのアレイであってもよい入力／出力ポートアレイ２１０、入力／出力ポートアレイ２１０と一対一に対応してもよいコリメータアライメントミラー２２０のアレイ、回折格子であってもよい波長分離器２０１、１つかまたはそれ以上の集束レンズであってもよいビーム集束器２０２（わかりやすいように１つのレンズだけが明確に示される）、チャンネルインターリーブ組立品２３０、「増補リレーシステム」２４０、および、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂを含んでもよいチャンネルマイクロミラー組立品２０３を備えてもよい。さらに、破線で囲まれた部分２０３'は、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂの概略正面図を提供する。
【００１７】
図２Ａにおいて、入力／出力ポートアレイ２１０は、コリメータアライメントミラーアレイ２２０とともに、ファイバーコリメータ１１０およびコリメータアライメントミラーアレイ１２０に関して図１Ａで説明されたものとほぼ類似するように構成されてもよい。また、チャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂのそれぞれは、その動作および全体構成が図１Ａおよび図１Ｂに示されるチャンネルマイクロミラーアレイ１０３とほぼ類似するものであってもよい。したがって、これらの構成要素に言及する以下の説明においては、図１Ａおよび図１Ｂに示される実施形態を参考にすることができる。さらに、図２Ａおよびそれに続く図面に示される様々な線はそれぞれのシステムにおける光ビームの伝搬をただ単に説明するためのものであり、そのために、正確な縮尺率で示されていないことを理解すべきである。同様に、これらの図面における様々な光学的構成要素は、説明のために示され、正確な縮尺率では示されていない。
【００１８】
図２Ａに示されるＷＩＲ装置２００の基本動作は、以下のようなものであってもよい。多波長光信号は、入力／出力ポートアレイ２１０の入力ポートから出射し、コリメータアライメントミラーアレイ２２０の中の入力コリメータアライメントミラーによって回折格子２０１にその方向を向けられる。回折格子２０１は、多波長光信号を波長によって複数のスペクトルチャンネルに角度的に分離する（ここで、「波長分離方向」は、実質的に、図示される平面内に存在する）。そして、ビーム集束器２０２が、分光されたスペクトルチャンネルを対応する焦点スポットに集め、チャンネルインターリーブ組立品２３０に衝突させる。チャンネルインターリーブ組立品２３０は、衝突するスペクトルチャンネルを、例えば、「奇数」および「偶数」スペクトルチャンネルをそれぞれ含む第１および第２のチャンネルグループのそれぞれに交互に配置するように動作することができる。例として、第１のチャンネルグループは、図示される平面の外側へ偏向され、第２のチャンネルグループは、図示される平面の内側へ偏向されてもよい。それに続いて、第１および第２のチャンネルグループは、増補リレーシステム２４０によって、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂ上に「中継」（または、画像形成）されてもよい。それぞれのチャンネルマイクロミラーは、スペクトルチャンネルの中のただ１つだけに対応する。図１Ａおよび図１Ｂに示される実施形態の場合と同様に、チャンネルマイクロミラーは、個々に制御可能かつ可動（例えば、旋回可能）であり、それによって、反射されるとき、スペクトルチャンネルは、入力／出力ポートアレイ２１０の中の選択された出力ポートにその方向を向けられる（ここで、「ポート分離方向」は、実質的に、図示される平面に垂直である）。さらに、コリメータアライメントミラーアレイ２２０の中の出力コリメータアライメントミラーは、反射された光ビームの角度的な制御を提供し、それによって、スペクトルチャンネルをそれぞれの出力ポートに結合するのを容易にする。
【００１９】
図２Ａに示されるＷＩＲ装置２００において、チャンネルインターリーブ組立品２３０は、増補リレーシステム２４０の物体平面に配置されてもよく、その物体平面は、また、ビーム集束器２０２の後方焦点面に一致する（回折格子２０１は、ビーム集束器２０２の前方焦点面に配置されてもよい）。チャンネルマイクロミラー組立品２０３は、増補リレーシステム２４０の像平面に配置されてもよい。さらに、増補リレーシステム２４０は、それが第１および第２のチャンネルグループの空間的分離を第１および第２の焦点面間に維持するような形で、第１および第２のチャンネルグループをそれらのそれぞれのチャンネルマイクロミラーアレイ上へ中継するように構成される。その結果として、チャンネルインターリーブ組立品２３０およびチャンネルマイクロミラー組立品２０３の両方は、集束光ビームを受光する。これは、チャンネル伝達関数を最適化しかつチャンネルクロストークを最小限に抑えるという大きな利点を提供する。以下の説明は、チャンネルインターリーブ組立品２３０および増補リレーシステム２４０の例として役に立ついくつかの実施形態について述べる。
【００２０】
図２Ｂは、図２Ａに示されるＷＩＲ装置２００をどうのようにして実施することができるかという第１の実施形態２００Ａを図２Ａに示される平面図に対する概略側面図で示す。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、類似する構成要素は、類似する符号によって示される。説明のために、かつ、わかりやすいように、図２Ａに示される入力／出力ポートアレイ２１０は、コリメータアライメントミラーアレイ２２０とともに、図２Ｂには明確には示されない（このことは以下の図２Ｃおよび図２Ｄの場合にも同様である）。波長分離方向は、図２Ｂに示される平面に実質的に垂直である。
【００２１】
図２Ｂに示される実施形態において、チャンネルインターリーブ組立品２３０Ａは、互い違いに配置されたプリズムのようなエレメントのアレイを備えてもよい「プリズムマスク」によって提供されてもよい。破線で囲まれた部分２３１は、プリズムマスク２３０Ａの概略正面図を例として示す。プリズムマスク２３０Ａは、図２Ｂに示される平面において、「奇数」スペクトルチャンネルを上へ偏向し、そして、「偶数」スペクトルチャンネルを下へ偏向するように構成されてもよい（あるいは、その逆であってもよい）。これによって、波長分離方向に実質的に垂直なチャンネルインターリーブ方向を得ることができる。増補リレーシステム２４０Ａは、第２の（「上部」）リレーレンズ２４２および第３の（「下部」）リレーレンズ２４３と組み合わせた第１のリレーレンズ２４１の形態を有してもよく、上部リレーレンズ２４２および下部リレーレンズ２４３は、実質的に同じものであってもよい（あるいは、上部リレーレンズ２４２および下部リレーレンズ２４３は、セグメントレンズによって提供されてもよいことがわかる）。このようにして、第１および第２のチャンネルグループは、上部リレーレンズ２４２および下部リレーレンズ２４３によって、空間的に分離した位置に再び集められ、例えば、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂにそれぞれ衝突する。
【００２２】
第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂは、それぞれ、第１および第２のチャンネルグループを折り返し上部リレーレンズ２４２および下部リレーレンズ２４３へ反射するように動作することができる。そして、増補リレーシステム２４０は、反射されたスペクトルチャンネルの方向を、チャンネルインターリーブ組立品２３０Ａにおけるそれらの対応するプリズムエレメント（入射経路の場合と同じ）に向ける。このようにして、チャンネルインターリーブ組立品２３０Ａは、それが入射経路上でスペクトルチャンネルに施したことを効率的に「元に戻す」ことができ、それによって、ビーム集束器２０２から出射するときには、反射されたスペクトルチャンネルは、それらが入射経路において格子２０１から回折してきたときと実質的に同じように（波長分離方向に）、回折格子２０１へ戻る。たとえそうであっても、反射経路におけるスペクトルチャンネルは、図１Ａおよび図１Ｂについて上述したように、それぞれ異なる出力ポートへ結合するために、ポート分離方向にずらされている。すなわち、ポート分離方向にずらされることを除けば、波長分離方向に関する限り、反射経路におけるスペクトルチャンネルは、実質的に、チャンネルマイクロミラー組立品２０３と回折格子２０１との間においてそれらのそれぞれの「もと来た経路を辿る」。これによって、回折格子２１０は、それが入射経路においてスペクトルチャンネルに施した分光を効率的に「キャンセル」し、かつ、スペクトルチャンネルをそれらの行先出力ポートに基づいて多重化することができ、それによって、スペクトルチャンネルをそれぞれの出力ポートに最適に結合し、かつ、システムの挿入損失を最小限に抑制することを保証する。
【００２３】
図２Ｃは、図２Ａに示されるＷＩＲ２００をどうのようにして実施することができるかという第２の実施形態２００Ｂを図２Ａに対する上面斜視図で示す。図２Ａおよび図２Ｃにおいて、類似する構成要素は、類似する符号が付されている。図２Ａの場合と同様に、波長分離方向は、実質的に、図２Ｃに示される平面に存在する。また、この実施形態においては、チャンネルインターリーブ組立品２３０Ｂは、プリズムのアレイからなるプリズムマスクによって提供されてもよい。例として、プリズムマスク２３０Ｂは、「奇数」スペクトルチャンネルおよび「偶数」スペクトルチャンネルを波長分離方向に沿って交互に配置するように構成されてもよい。増補リレーシステム２４０Ｂは、第１および第２のリレーレンズ２４５と２４６との間に挿入された第１（「上部」）および第２（「下部」）のプリズム２４７および２４８の形態で「バイプリズム」を備えてもよい。プリズムマスク２３０Ｂは、例えば、第１および第２のチャンネルグループの方向を、それぞれ、第１および第２のプリズム２４７および２４８に向けることができる。さらに、第１および第２のリレーレンズ２４５および２４６と組み合わせられた第１および第２のプリズム２４７および２４８は、第１および第２のチャンネルグループを、さらに、波長分離方向に実質的に垂直な方向にずれさせるように構成されたものであってもよく、例えば、第１のチャンネルグループは、図示される平面の内側へその方向を向けられ、第２のチャンネルグループは、図示される平面の外側へその方向を向けられる（あるいは、その逆であってもよい）。このようにして、第１および第２のチャンネルグループは、それぞれ、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂに衝突する。
【００２４】
図２Ｃに示される実施形態においては、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂは、第１および第２のチャンネルグループが反射されるとき、そのそれぞれが逆戻りするように第１および第２のプリズム２４７および２４８にその方向を向けられるように構成されることが望ましい。これによって、反射されたスペクトルチャンネルは、図２Ｂの場合と同様に、実質的に、それらが入射経路において格子２０１から回折してきたときと実質的に同じように（波長分離方向に）、それらのそれぞれの「もと来た経路を辿り」、かつ、回折格子２０１に入射することができる。このようなことを実現するために、チャンネルマイクロミラーは、そのそれぞれが、２つの軸に対して可動であってもよい（例えば、２つの直交する軸を中心にして旋回可能であってもよい）。あるいは、チャンネルマイクロミラーは、そのそれぞれが、１つの軸に対して旋回可能であってもよいが、それに加えて、効率的に、反射経路において反射スペクトルチャンネルにそれらのそれぞれのもと来た経路を実質的に辿らせるために、所定の（「バイアス」）角度に傾けられなければならない。
【００２５】
スペクトルチャンネルを波長分離方向に沿って交互に配置することによって（図２Ｃに示される実施形態のように）、対応する増補リレーシステムにおけるリレーレンズ（例えば、第１および第２のリレーレンズ２４５および２４６）は、（例えば、図２Ｂに示される実施形態の第１のリレーレンズ２４１ほどに）大きくなくてもよいことがわかる。さらに、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイのそれぞれは、複数のチャンネルマイクロミラー（それぞれのチャンネルグループ内の複数のスペクトルチャンネルに対応する）を含むので、波長分離方向に実質的に垂直な方向にチャンネルマイクロミラーアレイを配置することは都合のよいことである。図２Ｃに示されるプリズムマスク２３０Ｂおよび増補リレーシステム２４０Ｂは、そのような目的を達成するために考え出されたものである。さらに、図２Ｃに示される増補リレーシステム２４０Ｂにおける第１および第２のプリズム２４７および２４８は、実質的に同等に動作するように代替構成要素が構成されてさえいれば、この分野において知られているその他の種類のビーム偏向エレメントに置き換えられてもよいことがわかる。
【００２６】
図２Ｄは、図２Ａに示されるＷＩＲ２００をどうのようにして実施することができるかという第３の実施形態２００Ｃを図２Ａに示される平面図に対する概略側面図で示す。図２Ａおよび図２Ｄにおいて、類似する構成要素は、類似する符号が付されている。図２Ｂの場合と同様に、波長分離方向は、実質的に、図示される平面に垂直である。この実施形態においては、チャンネルインターリーブ組立品２３０Ｃは、例えば、「奇数」スペクトルチャンネルを通過させかつ「偶数」スペクトルチャンネルを反射するように構成された互い違いの透過エレメントおよび反射エレメントからなるアレイを備えてもよい。チャンネルインターリーブ組立品２３０Ｃは、さらに、「偶数」スペクトルチャンネルの方向を変えるためのビーム反射器２３１（例えば、ミラー）を含んでもよく、それによって、第１および第２のチャンネルグループは、その後、ほぼ平行に伝搬する。このようにして、図２Ｂの場合と同様に、得られたチャンネルインターリーブ方向は、実質的に、波長分離方向に垂直となる。
【００２７】
図２Ｄにおいて、増補リレーシステム２４０Ｃは、第１のリレーレンズ２４９、第２のリレーレンズ２５０、第３のリレーレンズ２５１、および、第４のリレーレンズ２５２の形態を有してもよい（第１のリレーレンズ２４９および第３のリレーレンズ２５１、または、第２のリレーレンズ２５０および第４のリレーレンズ２５２は、セグメントレンズによって互い違いに提供されてもよいことがわかる）。第１のリレーレンズ２４９および第２のリレーレンズ２５０は、「一般的」なリレーシステム（例えば、この分野において知られているような２つのリレーレンズからなる組立品）を効果的に構成し、第１のチャンネルグループを第１のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａへ中継する役割をなす。同様に、第３のリレーレンズ２５１および第４のリレーレンズ２５２は、もう１つの「一般的」なリレーシステムを効果的に構成し、第２のチャンネルグループを第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ｂへ中継するように動作する。反射経路において、反射されたスペクトルチャンネルは、中間光学素子を介して、実質的に、それらのそれぞれの「もと来た光路を辿り」、そして、それらが入射経路において格子２０１から回折してきたときと実質的に同じように（波長分離方向に）、回折格子２０１に戻り、それによって、挿入損失を最小限に抑制する（ビーム反射器２３１は、図２Ｄに示される実施形態においてはなくてもよいことがわかる。与えられた用途においてそのようなことが望ましいのであれば、当業者は、そのために、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂとともに増補リレーシステム２４０Ｃをどのように構成すればよいかがわかるはずである）。
【００２８】
上述したように、本発明における「増補リレーシステム」は、その増補リレーシステムの物体平面に交互に配置された第１および第２のチャンネルグループを、２つのチャンネルグループ間の空間的な分離を維持するような形で、その増補リレーシステムの像平面に配置された２つの分離したチャンネルマイクロミラーアレイ上へ中継（または、画像形成）するように構成される。この点については、増補リレーシステムは、図２Ｂ、図２Ｃ、または、図２Ｄを参照して上述したように、例えば、２つの（または、透過および／または反射）ビーム偏向エレメントを２つのリレーレンズ間に挿入することによって、あるいは、リレーレンズの一方（または、それぞれ）を２つにセグメント化することによって、２つのリレーレンズからなる組立品のような一般的なリレーシステムを「増補」することによって構成されてもよい。上述した増補リレーシステム２４０Ａ、２４０Ｂ、および、２４０Ｃは、本発明による増補リレーシステムの多くの実施形態の中のほんのいくつかしか提供していないことがわかる。大体において、本発明の教示から、当業者には、与えられた用途に合った最適な増補リレーシステムをどのように実施すればよいかわかるはずである。
【００２９】
図３Ａおよび図３Ｂは、チャンネル分離組立品においてどのようにしてチャンネルを交互に配置するかを説明する例として役に立つ本発明による２つの実施形態を示す。図３Ａにおいて、波長分離は、実質的にｘ軸に沿って実施されてもよい。チャンネルのインターリーブは、主光線偏向が、ｘ軸に実質的に垂直となり、それによって、ｙ−ｚ平面に平行な平面内に存在するようなものであってもよい。例として、矢印３０１は、スペクトルチャンネルλｉに対応する主光線を表現してもよく、ここで、角度θｘｚは、ｘ−ｚ平面に対する主光線３０１の偏向角を表現する。図２Ｂおよび図２Ｄに示される実施形態は、この構成に属する。図３Ｂにおいて、波長分離は、同様に、実質的にｘ軸に沿って実施されるが、チャンネルのインターリーブは、主光線偏向が、ｘ軸に実質的に平行となり、そのために、ｘ−ｚ平面内に存在するようなものであってもよい。例として、矢印３０３は、スペクトルチャンネルλｊに対応する主光線を表現してもよく、ここで、角度θｙｚは、ｙ−ｚ平面（または、ｙ−ｚ平面に平行ないずれかの平面）に対する主光線３０３の偏向角を表現する。図２Ｃに示される実施形態は、この構成に属する。
【００３０】
図３Ｃは、プリズムエレメントのアレイによって構成されたプリズムマスク３３０Ａの概略側面図を示し、このプリズムマスク３３０Ａは、図３Ａを参照して上述したようにして、チャンネルのインターリーブを実現するように構成されてもよい。プリズムマスク３３０Ａは、それを構成するエレメントと衝突するスペクトルチャンネルとが一対一に対応するように構成され、それによって、所定の偏向をそれぞれのスペクトルチャンネルに施す。例として、プリズムマスク３３０Ａのプリズム構成エレメントは、図３Ｃに示されるように、互い違いに配置されてもく、それによって、「奇数」スペクトルチャンネルは、図示される平面の外側へ偏向され、「偶数」スペクトルチャンネルは、図示される平面の内側へ偏向される（あるいは、その逆であってもよい）。これは、図３Ａを参照して上述したように、波長分離方向（例えば、ｘ軸に沿った方向）に実質的に垂直なチャンネルインターリーブ方向（例えば、図示される平面の外側へ向いたｙ軸に沿った方向）を実現する。プリズムマスク３３０Ａは、例えば、図２Ｂに示されるチャンネルインターリーブ組立品２３０Ａを実施するのに使用されてもよい。あるいは、プリズムマスク３３０Ａは、それを構成するエレメントが実質的に同等にスペクトルチャンネルを交互に配置するように構成されてさえいれば、この分野において知られているその他の種類のプリズムまたはビーム偏向エレメントから構成されてもよいことがわかる。
【００３１】
図３Ｄは、プリズム状エレメントのアレイによって構成されたプリズムマスク３３０Ｂの概略側面図を示し、このプリズムマスク３３０Ｂは、図３Ｂを参照して上述したようにして、チャンネルのインターリーブを実現するように構成されてもよい。同様に、プリズムマスク３３０Ｂを構成するエレメントは、図面に示されるように、衝突するスペクトルチャンネルと一対一に対応してもよい。この実施形態においては、プリズムマスク３３０Ｂは、図示される平面において、「奇数」スペクトルチャンネルをｘ軸の正方向に偏向し、かつ、「偶数」スペクトルチャンネルをｘ軸の負方向に偏向するように構成されてもよい（あるいは、その逆であってもよい）。これは、図３Ｂを参照して上述したように、実質的に波長分離方向（例えば、ｘ軸に沿った方向）に沿ったチャンネルインターリーブ方向を実現する。したがって、プリズムマスク３３０Ｂは、例えば、図２Ｃに示されるチャンネルインターリーブ組立品２３０Ｂを実施するのに使用されてもよい。
【００３２】
プリズムマスク３３０Ｂは、この分野において知られている透明格子（例えば、ガラスまたはシリコンからなる）によって好都合に提供されてもよく、その透明格子の「溝周期」ｄは、ビーム集束器２０２（図３Ｄには明確に示されない）の後方焦点面において隣接する２つのスペクトルチャンネル間の距離の２倍である。あるいは、プリズムマスク３３０Ｂは、それを構成するエレメントが実質的に同等にスペクトルチャンネルを交互に配置するように構成されてさえいれば、屈折プリズム、ホログラフィックプリズム、または、この分野において知られているその他の種類のビーム偏向エレメントのアレイから構成されてもよい。
【００３３】
一般的に、本発明によるチャンネルインターリーブ組立品は、それが複数のスペクトルチャンネルを、例えば、図３Ａまたは図３Ｂに示される実施形態について上述したように空間的にずらして、少なくとも２つのチャンネルグループに分離することができれば、どのような手段であってもよい。上述した実施形態は、多スペクトル（または、波長）チャンネルが第１および第２の（または、「奇数」および「偶数」の）チャンネルグループに分離される状態に言及するものであるが、当業者には、本発明の原理は、例えば、スペクトルチャンネルを２つよりも多いチャンネルグループに分離し、それぞれのチャンネルグループにおいて、さらに大きなチャンネル間隔を提供することが望ましい用途にまで拡張されてもよいことがわかるはずである。これは、適切な「チャンネル分離」組立品（例えば、Ｍ個（Ｍ＜Ｎ）のスペクトルチャンネルのすべてをＭ個の異なる方向へ偏向させることのできるプリズムマスク）を実現し、そして、それを図２Ａに示される実施形態における対応する増補リレーシステム（例えば、図２Ｂに示される増補リレーシステム２４０に類似するように構成された大きなリレーレンズおよびそれに続くＭ個の分離リレーレンズ）と組み合わせることによって達成されてもよい。あるいは、上述したような複数のチャンネルインターリーブ組立品（対応する増補リレーシステムとともに）が、図２Ａにおいてカスケード接続されてもよく、それによって、それぞれのチャンネルがより大きなチャンネル間隔を備える複数のチャンネルグループを得ることができる。また、本発明の教示から、当業者は、与えられた用途に合った最適なチャンネル分離方式を本発明の波長ルーティング装置においてどのように工夫すればよいかがわかるはずである。
【００３４】
当業者は、上述したチャンネルインターリーブ方式によって、第１のアレイ２０３Ａおよび第２のアレイ２０３Ｂのいずれにおいてもチャンネルマイクロミラーを相当により大きく製造できること（図１Ａおよび図１Ｂに示される実施形態のものより２倍ほど大きく）がわかるはずである。そのような「大きな」チャンネルマイクロミラーを使用することによって、チャンネル伝達関数を十分に平坦にしかつチャンネルクロストークを最小限に抑制するという大きな利点を得ることができる。例として、図４は、チャンネル伝達関数の例として役に立つ２つのグラフを示す。第１のグラフ４１０は、図１Ａに示されるＷＳＲ装置の特徴であるかもしれないかなり深いチャンネル間「ノッチ」を特徴とする例として役に立つ３つのチャンネル伝達関数を示す。それとは対照的に、第２のグラフ４２０によって示されるチャンネル伝達関数は、図２Ａに示されるＷＩＲ装置の特徴であるかもしれないはっきりとしたより浅いチャンネル間「ノッチ」を有する（第２のグラフ４２０に示される浅いチャンネル間「ノッチ」は、使用されたチャンネル分離組立品における隣接するエレメント間の鮮明な結像によって得ることができることに注意されたい）。そのようなほとんど「ノッチのない」チャンネル伝達関数は、用途によっては望ましいことかもしれない。さらに、このようにして得られたより大きな（効果的な）チャンネル間隔によって、構成要素であるチャンネルマイクロミラーをより望ましい特性を備えて構成することができ、それらの特性には、（限定はしないが）より高い共振周波数、直交する２つの軸を中心にした回転、および、より大きな旋回角度などが含まれる。そのような特性は、多くの用途において望ましいことである。例えば、２つの軸を中心にして回転できることは、まず最初に、ある波長を出力コリメータの方向からステアリングし、そして、コリメータアレイに平行な方向に所望の出力ポート位置に隣接する位置までその波長を上または下へステアリングし、最後に、その波長をステアリングしてコリメータアレイへ戻し、それによって、その波長チャンネル光を適切な出力ファイバーに結合することによって、「ヒットレス」リコンフィギュレーションを実現するのを可能にする。
【００３５】
出力ポートに結合されたスペクトルチャンネルの光パワーレベルを動的に管理することが望ましい用途においては、図５に示されるように、さらに、ビーム減衰組立品が、本発明によるＷＩＲ装置において実施されてもよい。例として、図５に示されるＷＩＲ装置５００は、同一の符号を付された構成要素によって示されるように、図２Ａに示される実施形態において使用された基本アーキテクチャおよびいくつかの構成要素を利用してもよい。さらに、ビーム減衰組立品５５０は、例えば、チャンネルマイクロミラー組立品２０３にきわめて近接して、増補リレーシステム２４０とチャンネルマイクロミラー組立品２０３との間に配置されてもよい。ビーム減衰組立品５５０は、ビーム減衰エレメントの第１のアレイ５５０Ａおよび第２のアレイ５５０Ｂを備えてもよく、それらのビーム減衰エレメントは、この分野において知られている液晶型可変光減衰器（本明細書では「ＬＣ画素」と呼ばれる）であってもよい。さらに、破線で囲まれた部分５５０'は、第１および第２のビーム減衰アレイ５５０Ａおよび５５０Ｂの概略正面図をそれぞれ提供する。このようにして、第１および第２のチャンネルグループは、それぞれ、第１および第２のビーム減衰アレイ５５０Ａおよび５５０Ｂに入射し、その結果、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ２０３Ａおよび２０３Ｂに衝突する前（入射経路において）に、第１および第２のビーム減衰アレイ５５０Ａおよび５５０Ｂによって操作される。
【００３６】
図５に示される実施形態においては、第１および第２のビーム減衰アレイ５５０Ａおよび５５０Ｂは、対応するスペクトルチャンネルを個々にかつ動的に減衰させるように動作することができ、それによって、出力ポートに結合されたスペクトルチャンネルの光パワーレベルを所望の値に制御する（例えば、所定の値に等化される）。さらに、第１および第２のビーム減衰アレイ５５０Ａおよび５５０Ｂは、リコンフィギュレーション中のスペクトルチャンネルを「阻止」する役割をなすことができ、それによって、「ヒットレス」リコンフィギュレーションを容易にする。そのようなチャンネルパワー制御およびヒットレスリコンフィギュレーションができることは、光ネットワーキング分野においてはきわめて望ましいことである。さらに、第１および第２のビーム減衰アレイ５５０Ａおよび５５０Ｂにおいてそれらを構成するＬＣ画素は、同様に、上述したチャンネルインターリーブ方式の結果として、かなりより大きく製造されてもよく、図５におけるチャンネルマイクロミラー組立品２０３とビーム減衰組立品５５０との配置は、チャンネルフィルタリング特性に悪影響を及ぼすことがない。
【００３７】
当業者は、ビーム減衰組立品５５０は、あるいは、ＬＣ画素の代わりとして、ＭＥＭＳによるシャッター／減衰エレメントまたはこの分野において知られているその他の種類の電気光学的シャッター／減衰エレメントを備えてもよいことがわかるはずである。さらにまた、チャンネルインターリーブ組立品２３０およびビーム減衰組立品の機能は、液晶材料（対応する制御回路とともに）をチャンネルインターリーブ組立品２３０（例えば、図３Ｃまたは図３Ｄに示されるプリズムマスク）上に配置することによって、組み合わせられてもよい。本発明の教示から、当業者は、所与の用途のために、本発明のＷＩＲ装置において適切なビーム減衰／シャッター手段をどのように工夫すればよいかがわかるはずである。
【００３８】
さらに、上述したように、より大きなチャンネルマイクロミラー（より大きなＬＣ画素とともに）を使用することは、効果的に、スペクトルチャンネルとそれに対応するチャンネルマイクロミラー（または、ＬＣ画素）との間のどのようなわずかなミスアライメントをも事実上取るに足らないものにし、それによって、許容度要件を緩和し、さらに、システムを外部環境からの影響（例えば、熱および機械的な妨害など）をほとんど受けないものにすることがわかる。
【００３９】
増補リレーシステムを必要とせずに、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイがチャンネルインターリーブ組立品にきわめて近接していることが望ましい用途も存在するかもしれない（そのような構成は、例えば、装置のより小さな設置面積を提供する）。図６Ａは、そのような状況に関連する本発明によるＷＩＲ装置のさらなる実施形態を示す。例として、ＷＩＲ装置６００は、同一の符号によって識別される構成要素によって示されるように、図２Ｄに示される実施形態において使用されたいくつかの構成要素に基づいて組み立てられてもよく、また、それらの構成要素を共通に使用してもよい。図２Ｄの場合と同様に、チャンネルインターリーブ組立品６３０は、「奇数」スペクトルチャンネルを通過させ、その後に、第１のチャンネルマイクロミラーアレイ６０３Ａに衝突させ、そして、「偶数」スペクトルチャンネルを第２のチャンネルマイクロミラーアレイ６０３Ｂ上へ反射させるように構成されてもよい。さらに、破線で囲まれた部分６０５および６０６は、それぞれ、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ６０３Ａおよび６０３Ｂの概略正面図を提供する。ＷＩＲ装置６００の残りの動作は、図２Ｄを参照して上述したものとほぼ同じであってもよい。
【００４０】
図６Ａにおいて、チャンネルインターリーブ組立品６３０は、互い違いに透過および反射するエレメントからなるアレイを備えてもよく、ここで、透過エレメントおよび反射エレメントは、それぞれ、例えば、「奇数」スペクトルチャンネルおよび「偶数」スペクトルチャンネルに対応してもよい。例として、図６Ｂは、どのようにチャンネルインターリーブ組立品６３０をチャンネルマイクロミラーアレイ６０３Ａおよび６０３Ｂとともに配置することができるかという例として役に立つ実施形態を示す。チャンネルインターリーブ組立品６３０は、「孔」（透過のための）および反射面（陰影領域によって示されるような）を互い違いに有する「チャンネルマスク」６３１を備えてもよい。チャンネルマスク６３１は、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ６０３Ａおよび６０３Ｂに対して４５°の角度で配置されてもよい。アライメントを容易にするために、チャンネルマスク６３１は、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ６０３Ａおよび６０３Ｂとともに、固定具６３２に取り付けられてもよい。
【００４１】
あるいは、チャンネルマスク６３１は、この分野において知られている第１および第２の直角プリズム（例えば、シリコンまたはガラスからなる）の対角「面」間に挿入されてもよい。例えば、図６Ｂに示されるように、第１および第２のチャンネルマイクロミラーアレイ６０３Ａおよび６０３Ｂは、それぞれ、９０°の角度で配置された第１および第２のプリズムの２つの側「面」に取り付けられてもよい。そのような配置は、図６Ａにおけるチャンネルインターリーブ組立品とそれぞれのチャンネルマイクロミラーとの間の光路長を「短縮」するのを助ける。
【００４２】
本発明においては、波長分離器２０１は、一般的には、刻線回折格子、ホログラフィック回折格子、エシェル格子、曲面回折格子、透過型回折格子、分散プリズム、または、この分野において知られているその他の波長分離手段であってもよい。ビーム集束器２０２は、単レンズ、レンズ組立品、または、この分野において知られているその他のビーム集束手段であってもよい。チャンネルマイクロミラー２０３は、シリコンマイクロマシンミラー、反射リボン（または、反射メンブラン）、または、この分野において知られているその他の種類の動的に調節可能なミラーであってもよい。それぞれのチャンネルマイクロミラーは、１つかまたは２つの軸を中心にして旋回可能であってもよい。また、コリメータアライメントミラー２２０は、シリコンマイクロマシンミラー、または、この分野において知られているその他の種類のビーム偏向手段であってもよく、そのそれぞれは、１つかまたは２つの軸を中心にして旋回可能である。上述したチャンネルマイクロミラーは、この分野において知られているその他の種類のビームステアリング（例えば、電気光学的ビームステアリング）エレメントに置き換えられてもよいことがわかり、それらは、実質的に同等に、スペクトルチャンネルを動的にステアリングすることが可能なものである。
【００４３】
当業者は、上述した例として役に立つ実施形態は、本発明の基本原理を説明するために、例として提供されたものであることがわかるはずである。指定された機能を同等に実施するために、本発明の原理および範囲から逸脱することなく、ここで、様々な手段および方法を考え出すことができる。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に記載される、請求項およびそれらと法的に同等なものによって規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】波長分離ルーティング（ＷＳＲ）装置の例として役に立つ実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】波長分離ルーティング（ＷＳＲ）装置の例として役に立つ実施形態を示す図である。
【図２Ａ】本明細書では「波長インターリーブルーティング」（ＷＩＲ）装置と呼ばれる本発明によるチャンネルインターリーブ方式を用いた波長ルーティング装置の例として役に立つ実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されるＷＩＲ装置をどのようにして実施できるかを説明する本発明による第１の実施形態を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示されるＷＩＲ装置をどのようにして実施できるかを説明する本発明による第２の実施形態を示す図である。
【図２Ｄ】図２Ａに示されるＷＩＲ装置をどのようにして実施できるかを説明する本発明による第３の実施形態を示す図である。
【図３Ａ】チャンネルインターリーブ方式の例として役に立つ本発明による実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】チャンネルインターリーブ方式の例として役に立つ本発明による実施形態を示す図である。
【図３Ｃ】チャンネルインターリーブ組立品の例として役に立つ本発明による実施形態を示す図である。
【図３Ｄ】チャンネルインターリーブ組立品の例として役に立つ本発明による実施形態を示す図である。
【図４】図１Ａに示されるＷＳＲ装置および図２Ａに示されるＷＩＲ装置の特徴を示すチャンネル伝達関数の２つの例として役に立つグラフである。
【図５】チャンネルパワー制御能力を有する本発明によるＷＩＲ装置の例として役に立つ実施形態を示す図である。
【図６Ａ】本発明によるＷＩＲ装置のさらなる実施形態を示す図である。
【図６Ｂ】本発明によるＷＩＲ装置のさらなる実施形態を示す図である。
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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