(57)【要約】      （修正有）【課題】ｎ：１の波長合分波部を備え、少なくとも１つの予備用の光を用いることによって冗長性を確保した、光デバイスを提供する。【解決手段】光デバイス１の波長合分波部１１は、ポートＰ１〜Ｐ４から選択された１つのポートＰ３を選択ポートＰＳとして、選択ポートに対して異なる波長を有する光Ｌ５を入力した場合に、第２のポートＱに対して光ＬＳＰを出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λ５を有する光を入力した場合に、選択ポートＰＳに対して光Ｌ５を出力する。【選択図】図１
2019179173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部と、を備えた光デバイスであって、
前記波長合分波部は、（１）予め定められた互いに異なる波長であるｎ個の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）であって、各ポートＰｉに対して対応づけられた波長λｉを有する光Ｌｉを入力した場合に、各光Ｌｉを光Ｌへ合波すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を波長λｉを有する光Ｌ’ｉへ分波すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する各ポートＰｉに対して出力し、
ポートＰｉから選択された１つのポートを選択ポートＰＳとして、
当該光デバイスは、選択ポートＰＳに対して波長が波長λｉとは異なる波長λＳＰを有する光ＬＳＰを入力した場合に、第２のポートＱに対して光ＬＳＰを出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λＳＰを有する光Ｌ’ＳＰを入力した場合に、選択ポートＰＳに対して光Ｌ’ＳＰを出力する、
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する波長分波部ＷＤｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する波長合波部ＷＭと、
波長分波部ＷＤｉと波長合波部ＷＭとの間に、前記波長合分波部と並列に配置されたスイッチと、を更に備え、
各波長分波部ＷＤｉは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを各ポートＰｉと前記スイッチとの間で結合し、
波長合波部ＷＭは、光Ｌ，Ｌ’を前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
前記スイッチは、外部からの制御に応じて波長分波部ＷＤｉのうち選択ポートＰＳに対応する波長分波部を選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
第１のポート群Ｐは、各ポートＰｉと並列に配置され、且つ、前記波長合分波部に直接接続されたポートＰｎ＋１を更に備え、
波長合波部ＷＭは、波長選択スイッチであり、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に対して光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）をそれぞれ入力し、且つ、ポートＰｎ＋１に対して波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ），λＳＰの何れとも異なる波長λｎ＋１を有する光Ｌｎ＋１を入力した場合に、各光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を有する光Ｌ’ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を生成すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する逆各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）に対して出力し、
前記波長選択スイッチは、ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとして、（Ａ）光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、（Ｂ）ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）のうち何れか１つのポートが選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合し、（Ｃ）ポートＰｎ＋１が選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記波長合分波部と第２のポートＱとの間に介在するスイッチ群を更に備え、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に直接接続されたｎ個のポートｐｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、前記スイッチ群を介して第２のポートＱに接続されたｎ個のポートｑｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、を有し、且つ、（２）各ポートＰｉに対して光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各光Ｌｉを多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、ポートｑｉのうち所定のポートｑＱに対して結合させ、且つ、（３）ポートｑＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉを有する光Ｌ’ｉを生成すると共に、当該光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（４）光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰをポートｐｉとポートｑｉとの間で択一的に結合し、
前記スイッチ群は、外部からの制御に応じて、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを、選択ポートＰＳに対して択一的に結合された１つのポートｑｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）と第２のポートＱとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項５】
ポートＰｉのうち何れか１つのポートであるポートＰｊ（ｊは１，２，…，ｎの何れか）と前記波長合分波部との間に介在するスイッチ群を更に備え、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に直接又は前記スイッチ群を介して接続されたｎ個のポートｐｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、ｎ個のポートｑｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、を有し、（２）各ポートＰｉの各々に対して光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各光Ｌｉを多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、ポートｑｉのうち所定のポートｑＱに対して結合させ、且つ、（３）ポートｑＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉを有する光Ｌ’ｉを生成すると共に、当該光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（４）光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを、ポートｐｉとポートｑｉとの間で択一的に結合すると共に、ポートｐｉのうちポートＰｊに対応するポートｐｊとポートｑＱとの間で結合し、
前記スイッチ群は、外部からの制御に応じて、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを、選択ポートＰＳに対して択一的に結合された１つのポートｑｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）とポートｐｊとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項６】
一方の端部が第２のポートＱを構成する主バスであって、前記波長合分波部を構成するｎ個の波長選択合波部ＷＳＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入された主バスを更に備え、
各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、対応する波長選択合波部ＷＳＭｉに直接接続されており、
各波長選択合波部ＷＳＭｉは、波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）との対により構成され、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉに対して、対応する光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉを主バスに結合することによって、光Ｌｉを多重化した光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉから各光Ｌ’ｉを分波することによって、光Ｌ’を逆多重化した各光Ｌ’ｉを生成すると共に、各光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（３）選択ポートＰＳに対応する波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）が、外部からの制御に応じて、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを選択ポートＰＳと前記主バスとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項７】
一方の端部が第２のポートＱを構成する主バスであって、前記波長合分波部を構成するｎ個の波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入された主バスと、
前記主バスと並列に配置された副バスであって、各波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に対してそれぞれ接続された波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入された副バスと、を更に備え、
前記副バスの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の前段又は後段に接続されており、
各ポートＰｉは、各波長合波部ＷＭｉに直接接続されており、
各波長合波部ＷＭｉは、（１）光Ｌｉ，Ｌ’ｉをポートＰｉと主バスとの間で結合し、（２）光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰをポートＰｉと波長選択スイッチＷＳＳｉとの間で結合し、
各波長選択スイッチＷＳＳｉは、外部からの制御に応じて選択された場合に、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを波長合波部ＷＭｉと前記副バスとの間で結合し、
前記波長合分波部は、
（１）各ポートＰｉに対して、対応する光Ｌｉを入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが各光Ｌｉを主バスに結合することによって、光Ｌｉを多重化した光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、
（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉから各光Ｌ’ｉを分波することによって、光Ｌ’を逆多重化した各光Ｌ’ｉを生成すると共に、各光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、
選択ポートＰＳに対応する波長合波部ＷＭｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）に接続された波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）は、外部からの制御に応じて光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを波長合波部ＷＭｉと前記副バスとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記副バスの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の後段に直接接続されており、
波長合分波部は、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記副バスの一方の端部と第２のポートＱとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記波長合分波部と第２のポートＱとの間に介在する別の波長合波部を更に備え、
前記副バスの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の前段に前記別の波長合波部を介して接続されており、
前記別の波長合波部は、光Ｌｉを波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合し、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記副バスと第２のポートＱとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光デバイス。
【請求項１０】
選択ポートＰＳを第１の選択ポートＰＳ１とし、波長λＳＰを有する光ＬＳＰを光ＬＳＰ１とし、ポートＰｉから選択されたｍ個（ｍは、１≦ｍ＜ｎを満たす整数）のポートであって、第１の選択ポートＰＳ１と異なるｍ個のポートの各々を第ｊの選択ポートＰＳｊ（ｊ＝２，３，…，ｍ＋１）とし、波長λｉ及び波長λＳＰ１の何れとも異なる波長λＳＰｊであって、各波長λＳＰｊが互いに異なる波長λＳＰｊを有する光を光ＬＳＰｊ及び光Ｌ’ＳＰｊとして、
当該光デバイスは、第ｊの選択ポートＰＳｊに対して光ＬＳＰｊを入力した場合に、第２のポートＱに対して光ＬＳＰｊを出力し、且つ、第２のポートＱに対して光Ｌ’ＳＰｊを入力した場合に、第ｊの選択ポートＰＳｊに対して光Ｌ’ＳＰｊを出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１１】
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する第１の波長分波部ＷＤ１ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する第２の波長分波部ＷＤ２ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する第１の波長合波部ＷＭａと、
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する第２の波長合波部ＷＭｂと、
第１の波長分波部ＷＤ１ｉと第１の波長合波部ＷＭａとの間に、前記波長合分波部と並列に配置された第１のスイッチと、
第２の波長分波部ＷＤ２ｉと第２の波長合波部ＷＭｂとの間に、前記波長合分波部と並列に配置された第２のスイッチと、を更に備え、
各第１の波長分波部ＷＤ１ｉは、各光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ対応する各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を各ポートＰｉと前記第１のスイッチとの間で結合し、
各第２の波長分波部ＷＤ２ｉは、各光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ対応する各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を各ポートＰｉと前記第２のスイッチとの間で結合し、
第１の波長合波部ＷＭａは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉを前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を前記第１のスイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
第２の波長合波部ＷＭｂは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉを前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記第２のスイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
前記第１のスイッチは、外部からの制御に応じて第１の波長分波部ＷＤ１ｉのうち第１の選択ポートＰＳ１に対応する波長分波部を第１の選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を前記第１の選択波長分波部と第１の波長合波部ＷＭａとの間で結合し、
前記第２のスイッチは、外部からの制御に応じて第２の波長分波部ＷＤ２ｉのうち第２の選択ポートＰＳ２に対応する波長分波部を第２の選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記第２の選択波長分波部と第２の波長合波部ＷＭｂとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光デバイス。
【請求項１２】
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する波長分波部ＷＤｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する波長合波部ＷＭと、
波長分波部ＷＤｉと波長合波部ＷＭとの間に、前記波長合分波部と並列に配置されたスイッチと、を更に備え、
各波長分波部ＷＤｉは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１，ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を各ポートＰｉと前記スイッチとの間で結合し、
波長合波部ＷＭは、光Ｌ，Ｌ’を前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１，ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
前記スイッチは、外部からの制御に応じて、（Ａ１）波長分波部ＷＤｉのうち第１の選択ポートＰＳ１に対応する波長分波部を第１の選択波長分波部として選択するとともに、（Ａ２）波長分波部ＷＤｉのうち第２の選択ポートＰＳ２に対応する波長分波部を第２の選択波長分波部として選択し、且つ、（Ｂ１）光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を前記第１の選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合するとともに、（Ｂ２）光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記第２の選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光デバイス。
【請求項１３】
請求項１〜９の何れか１項に記載の光デバイスと、
それぞれが入力ポートＰＩＩ（ｉ＝１，２，…，ｎ）及び出力ポートＰＯｉを有する変調器Ｍｉであって、各ポートＰｉに出力ポートＰＯｉが接続された変調器Ｍｉと、
各入力ポートＰＩｉにそれぞれ接続された光源ＯＳｉであって、それぞれが光Ｌｉを出力する光源ＯＳｉと、
光ＬＳＰを出力する予備光源ＯＳＳＰと、
予備光源ＯＳＳＰと各入力ポートＰＩｉとの間に介在する予備光源用スイッチであって、外部からの制御に応じて入力ポートＰＩｉのうち何れか１つの入力ポートを選択入力ポートとして選択し、光ＬＳＰを前記選択入力ポートに入力する予備光源用スイッチと、を備えている、
ことを特徴とする波長分割多重送信器。
【請求項１４】
請求項１〜９の何れか１項に記載の光デバイスと、
それぞれが受光素子ＤＯＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を有する受光器Ｄｉであって、各ポートＰｉにそれぞれ受光素子ＤＯＰｉが結合されたと受光器Ｄｉと、を備えている、
ことを特徴とする波長分割多重受信器。
【請求項１５】
請求項１３に記載の波長分割多重送信器と、
請求項１４に記載の波長分割多重受信器と、
前記波長分割多重送信器の第２のポートＱと、波長分割多重受信器の第２波長分割多重受信器の第２のポートＱとを接続する光ファイバと、を備えている、
ことを特徴とする波長分割多重送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、波長分割多重送信器、波長分割多重受信器、及び波長分割多重送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、長距離通信のみならず短距離通信においても、波長多重通信方式の光通信が普及しはじめている。このような短距離通信の一例としては、データセンタにおける通信が挙げられる。
【０００３】
波長多重通信方式の光通信において利用される波長分割多重送受信システムは、送信器又は受信機として機能する基板型光導波路デバイスを備えている。基板型光導波路デバイスは、平面光波回路（ＰＬＣ，Planar Lightwave Circuit）とも呼ばれ、導波路が形成された基板と、該基板の表面近傍に集積された複数の光部品とを備えている。このような基板型光導波路デバイスは、本願の請求の範囲に記載の光デバイスと読み替えられる。
【０００４】
非特許文献１には、複数の光部品を１つの基板に集積することによって構成され、複数の互いに異なる波長の光を信号媒体として用いた波長分割多重方式の送信機及び受信機が記載されている。送信機は、信号媒体となる互いに波長の異なる光を生成する光源の各々として、基板上に設けられたレーザダイオードを備えている場合が多い。発振波長がそれぞれ異なる複数のレーザダイオードを送信機が備えていることによって、送信機は、信号媒体となる互いに波長の異なるレーザ光を出力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６９１３１号公報（２００２年６月１４日公開）
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】J. S. Orcutt, et. al, "Monolithic Silicon Photonics at Gb/s," in Optical Fiber Communication Conference, 2016, Col. 1, P. Th4H.1.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、レーザダイオードは、突発的にレーザ光を生成できなくなる場合がある。波長多重通信方式の送信機が備えている複数のレーザダイオードの何れかがレーザ光を生成できなくなった場合、その送信機を新しい送信機に交換することが考えられる。しかし、送信機の交換は、交換作業に伴う時間的な損失と、新たに送信機を用意するための金銭的な損失とを伴う。
【０００８】
このような損失を低減するために、特許文献１の図１には、レーザダイオードの何れかがレーザ光を生成できなくなった場合に備えて、冗長性を確保するように設計されたマッハ・ツェンダ型変調器（基板型光導波路デバイスの一態様）が記載されている。具体的には、このマッハ・ツェンダ型変調器は、２つのレーザダイオードと、光導波路に沿って形成された電極とを備えている。このマッハ・ツェンダ型変調器は、電極に印加する電圧を切り替えることにより、２つのレーザダイオードのどちらを駆動した場合であっても、同じ波形パターンを有する変調光を生成する。すなわち、一方のレーザダイオードを常用のレーザ光を生成する常用光源とした場合に、他方のレーザダイオードは、予備用のレーザ光を生成する予備光源として機能する。したがって、このマッハ・ツェンダ型変調器は、常用光源であるレーザダイオードがレーザ光を生成できなくなった場合に備えた冗長性を確保している。
【０００９】
しかし、非特許文献１に記載された送信機に対して特許文献１の技術を適用する場合、互いに波長が異なる複数（ｎ個とする）の光を信号媒体として用いる送信機は、ｎ個の常用光源に加えて、ｎ個の予備用光源を備えることが求められる。すなわち、この送信器は、２ｎ個のレーザダイオードを備えることが求められる。この構成は、冗長性を確保するためとはいえ過剰な数のレーザダイオードを要するため、現実的とはいえない。
【００１０】
本発明の一態様は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ｎ：１の波長合分波部を備えた光デバイスにおいて、少なくとも１つの予備用の光を用いることによって、所定の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を有する光Ｌｉの何れかがポートの何れかに入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る光デバイスは、
ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部と、を備えた光デバイスであって、
前記波長合分波部は、（１）予め定められた互いに異なる波長であるｎ個の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）であって、各ポートＰｉに対して対応づけられた波長λｉを有する光Ｌｉを入力した場合に、各光Ｌｉを光Ｌへ合波すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を波長λｉを有する光Ｌ’ｉへ分波すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する各ポートＰｉに対して出力し、
ポートＰｉから選択された１つのポートを選択ポートＰＳとして、
当該光デバイスは、選択ポートＰＳに対して波長が波長λｉとは異なる波長λＳＰを有する光ＬＳＰを入力した場合に、第２のポートＱに対して光ＬＳＰを出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λＳＰを有する光Ｌ’ＳＰを入力した場合に、選択ポートＰＳに対して光Ｌ’ＳＰを出力する、ことを特徴とする。
【００１２】
このように構成された光デバイスは、ｎ：１の波長合分波部を備えた光デバイスであって、予め対応付けられた光Ｌｉが入力されなくなったポートＰｉを選択ポートＰｓとして、その選択ポートＰｓに波長λＳＰを有する光ＬＳＰを入力されるように構成されている。換言すれば、本光デバイスは、各光Ｌｉに対応する予備の光として光ＬＳＰのみを供給されるように構成されていればよく、ｎ個の予備の光を供給される必要がない。したがって、本光デバイスは、１つの予備用の光を用いることによって、所定の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を有する光Ｌｉの何れかがポートの何れかに入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。
【００１３】
なお、本発明の一態様に係る光デバイスは、少なくとも１つの予備用の光を用いるように構成されていればよく、複数の予備用の光を用いるように構成されていてもよい。したがって、本発明の一態様に係る光デバイスは、任意の程度の冗長性を確保することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の態様に係る光デバイスは、
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する波長分波部ＷＤｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する波長合波部ＷＭと、
波長分波部ＷＤｉと波長合波部ＷＭとの間に、前記波長合分波部と並列に配置されたスイッチと、を更に備え、
各波長分波部ＷＤｉは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを各ポートＰｉと前記スイッチとの間で結合し、
波長合波部ＷＭは、光Ｌ，Ｌ’を前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
前記スイッチは、外部からの制御に応じて波長分波部ＷＤｉのうち選択ポートＰＳに対応する波長分波部を選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する、ように構成されていることが好ましい。
【００１５】
このように構成された光デバイスは、特開２０００−１８３８１７号公報（２０００年６月３０日公開、以下、特許文献２とする）の図１に記載された送信器（特許文献２では波長多重伝送装置）のように、四光波混合を用いて冗長性を確保する必要がない。したがって、本光デバイスは、特許文献２の図１に記載された送信器と比較して、消費電力を抑制することができる。
【００１６】
また、このように構成された光デバイスは、特表２００２−５０５５４６号公報（２００２年２月１９日公表、以下、特許文献３とする）の図２に記載された波長分割多重装置（特許文献３ではＷＤＭ装置）のように、（ｎ＋ｍ）：１の光合分波部を用いて冗長性を確保する必要がない。したがって、本光デバイスは、特許文献３の波長分割多重装置と比較して、基板サイズを抑制することができる。
【００１７】
また、このように構成された光デバイスは、特開２０１３−１２６１９３号公報（２０１３年６月２４日公開、以下、特許文献４とする）の図１に記載された波長分割多重装置（特許文献４では波長多重光伝送システム）のように、フィルタモジュールを基板に実装する必要がない。また、このように構成された光デバイスは、特許文献４の図１に記載された波長分割多重装置のように加熱部を備えている必要もない。したがって、本光デバイスは、特許文献４の図１に記載された波長分割多重装置と比較して、各波長に対応した出力が可能な送信機が不要であり、複雑な制御や高価な部品が必要ない。
【００１８】
また、本発明の第３の態様に係る光デバイスは、
第１のポート群Ｐは、各ポートＰｉと並列に配置され、且つ、前記波長合分波部に直接接続されたポートＰｎ＋１を更に備え、
波長合波部ＷＭは、波長選択スイッチであり、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に対して光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）をそれぞれ入力し、且つ、ポートＰｎ＋１に対して波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ），λＳＰの何れとも異なる波長λｎ＋１を有する光Ｌｎ＋１を入力した場合に、各光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を有する光Ｌ’ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を生成すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する逆各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）に対して出力し、
前記波長選択スイッチは、ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとして、（Ａ）光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、（Ｂ）ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）のうち何れか１つのポートが選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合し、（Ｃ）ポートＰｎ＋１が選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合する、ように構成されていてもよい。
【００１９】
このように構成された光デバイスによれば、各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する波長分波部ＷＤｉのうちいずれか１つの波長分波部ＷＤｉを省略した場合であっても、本発明の第１，第２の態様に係る光デバイスと同様の効果を奏することができる。
【００２０】
また、本発明の第４の態様に係る光デバイスは、
前記波長合分波部と第２のポートＱとの間に介在するスイッチ群を更に備え、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に直接接続されたｎ個のポートｐｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、前記スイッチ群を介して第２のポートＱに接続されたｎ個のポートｑｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、を有し、且つ、（２）各ポートＰｉに対して光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各光Ｌｉを多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、ポートｑｉのうち所定のポートｑＱに対して結合させ、且つ、（３）ポートｑＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉを有する光Ｌ’ｉを生成すると共に、当該光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（４）光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰをポートｐｉとポートｑｉとの間で択一的に結合し、
前記スイッチ群は、外部からの制御に応じて、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを、選択ポートＰＳに対して択一的に結合された１つのポートｑｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）と第２のポートＱとの間で結合する、ことが好ましい。
【００２１】
このように構成された光デバイスによれば、本発明の第２の態様に係る光デバイスと比較して、導波路同士が交差する交差点をなくすことができる。これは、本発明の第２の態様に係る光デバイスが備えていた波長分波部ＷＤｉを用いないことによって、導波路が分岐する構成をなくすことができるためである。その結果、本光デバイスは、本発明の第２の態様に係る光デバイスと比較して、光Ｌｉの損失を低減することができ、且つ、光Ｌｉと光ＬＳＰとの間でクロストークが生じることを抑制することができる。この光Ｌｉと光ＬＳＰとのクロストークは、導波路同士が交差する交差点を含む交差導波路において生じやすい。本デバイスは、上述したように交差点を含まないため、光Ｌｉと光ＬＳＰとのクロストークを抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の第５の態様に係る光デバイスは、
ポートＰｉのうち何れか１つのポートであるポートＰｊ（ｊは１，２，…，ｎの何れか）と前記波長合分波部との間に介在するスイッチ群を更に備え、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に直接又は前記スイッチ群を介して接続されたｎ個のポートｐｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、ｎ個のポートｑｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、を有し、（２）各ポートＰｉの各々に対して光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各光Ｌｉを多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、ポートｑｉのうち所定のポートｑＱに対して結合させ、且つ、（３）ポートｑＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉを有する光Ｌ’ｉを生成すると共に、当該光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（４）光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを、ポートｐｉとポートｑｉとの間で択一的に結合すると共に、ポートｐｉのうちポートＰｊに対応するポートｐｊとポートｑＱとの間で結合し、
前記スイッチ群は、外部からの制御に応じて、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを、選択ポートＰＳに対して択一的に結合された１つのポートｑｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）とポートｐｊとの間で結合する、ことが好ましい。
【００２３】
このように構成された光デバイスによれば、本発明の第４の態様に係る光デバイスと同じ効果を奏する。すなわち、本光デバイスは、本発明の第２の態様に係る光デバイスと比較して、光Ｌｉの損失を低減することができ、且つ、光Ｌｉと光ＬＳＰとの間でクロストークが生じることを抑制することができる。
【００２４】
更に、本光デバイスによれば、本発明の第４の態様に係る光デバイスと比較して、スイッチ群が挿入されたポートＰｊ以外のポートに対応する光Ｌｉ（すなわち光Ｌｊ以外の光）における損失を低減することができる。
【００２５】
また、本発明の第６の態様に係る光デバイスは、
一方の端部が第２のポートＱを構成する主バスであって、前記波長合分波部を構成するｎ個の波長選択合波部ＷＳＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入された主バスを更に備え、
各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、対応する波長選択合波部ＷＳＭｉに直接接続されており、
各波長選択合波部ＷＳＭｉは、波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）との対により構成され、
前記波長合分波部は、（１）各ポートＰｉに対して、対応する光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉを主バスに結合することによって、光Ｌｉを多重化した光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉから各光Ｌ’ｉを分波することによって、光Ｌ’を逆多重化した各光Ｌ’ｉを生成すると共に、各光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（３）選択ポートＰＳに対応する波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）が、外部からの制御に応じて、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを選択ポートＰＳと前記主バスとの間で結合する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【００２６】
このように構成された光デバイスによれば、バス形状の光導波路を用いて本発明の一態様に係る光デバイスを実現することができる。
【００２７】
また、主バスを備えていない光デバイス（例えば、本発明の第２の態様に掛かる光デバイス）と比較して、本光デバイスは、簡易な構成を有する。したがって、本光デバイスは、副次的な効果として、主バスを備えていない光デバイスと比較して、基板サイズを小型化できるという効果を奏する。また、本光デバイスにおいては、ポートＰｉの数（すなわちｎ）と、波長合分波部を構成する波長選択合波部ＷＳＭｉの数とが１：１で対応している。したがって、既存の本デバイスをベースにして、ポートＰｉの数を増やす設計変更を行う場合に、本光デバイスは、副次的な効果として、ポートＰｉの数を１つ増やす場合であっても、基板面積が広大になることを防ぐという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明の第７の態様に係る光デバイスは、
一方の端部が第２のポートＱを構成する主バスであって、前記波長合分波部を構成するｎ個の波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入された主バスと、
前記主バスと並列に配置された副バスであって、各波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に対してそれぞれ接続された波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入された副バスと、を更に備え、
前記副バスの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の前段又は後段に接続されており、
各ポートＰｉは、各波長合波部ＷＭｉに直接接続されており、
各波長合波部ＷＭｉは、（１）光Ｌｉ，Ｌ’ｉをポートＰｉと主バスとの間で結合し、（２）光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰをポートＰｉと波長選択スイッチＷＳＳｉとの間で結合し、
各波長選択スイッチＷＳＳｉは、外部からの制御に応じて選択された場合に、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを波長合波部ＷＭｉと前記副バスとの間で結合し、
前記波長合分波部は、
（１）各ポートＰｉに対して、対応する光Ｌｉを入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが各光Ｌｉを主バスに結合することによって、光Ｌｉを多重化した光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、
（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉから各光Ｌ’ｉを分波することによって、光Ｌ’を逆多重化した各光Ｌ’ｉを生成すると共に、各光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、
選択ポートＰＳに対応する波長合波部ＷＭｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）に接続された波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）は、外部からの制御に応じて光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを波長合波部ＷＭｉと前記副バスとの間で結合する、ことが好ましい。
【００２９】
また、本発明の第８の態様に係る光デバイスは、
前記副バスの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の後段に直接接続されており、
波長合分波部は、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記副バスの一方の端部と第２のポートＱとの間で結合する、構成であってもよい。
【００３０】
これらのように構成された光デバイスによれば、本発明の第６の態様に係る光デバイスと比較して、光Ｌｉの損失を低減することができ、且つ、光Ｌｉと光ＬＳＰとの間でクロストークが生じることを抑制することができる。
【００３１】
また、本発明の第９の態様に係る光デバイスは、
前記波長合分波部と第２のポートＱとの間に介在する別の波長合波部を更に備え、
前記副バスの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の前段に前記別の波長合波部を介して接続されており、
前記別の波長合波部は、光Ｌｉを波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合し、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記副バスと第２のポートＱとの間で結合する、構成であってもよい。
【００３２】
本発明の第８の態様に係る光デバイスにおいては、副バスの一方の端部が第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の後段に直接接続されているため、副バスから主バスに入力された光ＬＳＰは、各波長合波部ＷＭｉが直列な状態で挿入された主バスを伝搬したのちに第２のポートＱに至る。
【００３３】
それに対して、本光デバイスは、副バスの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて前記波長合分波部の前段に前記波長合波部を介して接続されているため、副バスから主バスに入力された光ＬＳＰは、主バスのうち各波長合波部ＷＭｉが直列な状態で挿入された部分を伝搬することなく第２のポートＱにいたる。したがって、本光デバイスは、光ＬＳＰに対する損失を低減することができる。これにより、光ＬＳＰを生成する光源などのパワーを低減することができるので、消費電力を低減することができる。加えて、本光デバイスは、光ＬＳＰと光Ｌｉとのクロストークを低減することができる。
【００３４】
また、本発明の第１０の態様に係る光デバイスは、
選択ポートＰＳを第１の選択ポートＰＳ１とし、波長λＳＰを有する光ＬＳＰを光ＬＳＰ１とし、ポートＰｉから選択されたｍ個（ｍは、１≦ｍ＜ｎを満たす整数）のポートであって、第１の選択ポートＰＳ１と異なるｍ個のポートの各々を第ｊの選択ポートＰＳｊ（ｊ＝２，３，…，ｍ＋１）とし、波長λｉ及び波長λＳＰ１の何れとも異なる波長λＳＰｊであって、各波長λＳＰｊが互いに異なる波長λＳＰｊを有する光を光ＬＳＰｊ及び光Ｌ’ＳＰｊとして、
当該光デバイスは、第ｊの選択ポートＰＳｊに対して光ＬＳＰｊを入力した場合に、第２のポートＱに対して光ＬＳＰｊを出力し、且つ、第２のポートＱに対して光Ｌ’ＳＰｊを入力した場合に、第ｊの選択ポートＰＳｊに対して光Ｌ’ＳＰｊを出力する、ことが好ましい。
【００３５】
このように構成された光デバイスによれば、ポートＰｉのうち１つのポートＰｉだけでなく、複数のポートＰｉに、それぞれ対応する光Ｌｉが入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。
【００３６】
また、本発明の第１１の態様に係る光デバイスは、
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する第１の波長分波部ＷＤ１ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する第２の波長分波部ＷＤ２ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する第１の波長合波部ＷＭａと、
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する第２の波長合波部ＷＭｂと、
第１の波長分波部ＷＤ１ｉと第１の波長合波部ＷＭａとの間に、前記波長合分波部と並列に配置された第１のスイッチと、
第２の波長分波部ＷＤ２ｉと第２の波長合波部ＷＭｂとの間に、前記波長合分波部と並列に配置された第２のスイッチと、を更に備え、
各第１の波長分波部ＷＤ１ｉは、各光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ対応する各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を各ポートＰｉと前記第１のスイッチとの間で結合し、
各第２の波長分波部ＷＤ２ｉは、各光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ対応する各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を各ポートＰｉと前記第２のスイッチとの間で結合し、
第１の波長合波部ＷＭａは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉを前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を前記第１のスイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
第２の波長合波部ＷＭｂは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉを前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記第２のスイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
前記第１のスイッチは、外部からの制御に応じて第１の波長分波部ＷＤ１ｉのうち第１の選択ポートＰＳ１に対応する波長分波部を第１の選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を前記第１の選択波長分波部と第１の波長合波部ＷＭａとの間で結合し、
前記第２のスイッチは、外部からの制御に応じて第２の波長分波部ＷＤ２ｉのうち第２の選択ポートＰＳ２に対応する波長分波部を第２の選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記第２の選択波長分波部と第２の波長合波部ＷＭｂとの間で結合する、構成であってもよい。
【００３７】
また、本発明の第１２の態様に係る光デバイスは、
各ポートＰｉと前記波長合分波部との間にそれぞれ介在する波長分波部ＷＤｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、
第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する波長合波部ＷＭと、
波長分波部ＷＤｉと波長合波部ＷＭとの間に、前記波長合分波部と並列に配置されたスイッチと、を更に備え、
各波長分波部ＷＤｉは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１，ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を各ポートＰｉと前記スイッチとの間で結合し、
波長合波部ＷＭは、光Ｌ，Ｌ’を前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１，ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合し、
前記スイッチは、外部からの制御に応じて、（Ａ１）波長分波部ＷＤｉのうち第１の選択ポートＰＳ１に対応する波長分波部を第１の選択波長分波部として選択するとともに、（Ａ２）波長分波部ＷＤｉのうち第２の選択ポートＰＳ２に対応する波長分波部を第２の選択波長分波部として選択し、且つ、（Ｂ１）光ＬＳＰ１，Ｌ’ＳＰ１を前記第１の選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合するとともに、（Ｂ２）光ＬＳＰ２，Ｌ’ＳＰ２を前記第２の選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する、構成であってもよい。
【００３８】
これらのように構成された光デバイスは、複数のポートＰｉに対応する光Ｌｉが入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保した光デバイスの一態様である。
【００３９】
また、本発明の第１３の態様に係る波長分割多重送信器は、
本発明の第１〜第９の態様の何れか一態様に記載の光デバイスと、
それぞれが入力ポートＰＩＩ（ｉ＝１，２，…，ｎ）及び出力ポートＰＯｉを有する変調器Ｍｉであって、各ポートＰｉに出力ポートＰＯｉが接続された変調器Ｍｉと、
各入力ポートＰＩｉにそれぞれ接続された光源ＯＳｉであって、それぞれが光Ｌｉを出力する光源ＯＳｉと、
光ＬＳＰを出力する予備光源ＯＳＳＰと、
予備光源ＯＳＳＰと各入力ポートＰＩｉとの間に介在する予備光源用スイッチであって、外部からの制御に応じて入力ポートＰＩｉのうち何れか１つの入力ポートを選択入力ポートとして選択し、光ＬＳＰを前記選択入力ポートに入力する予備光源用スイッチと、を備えている、ことが好ましい。
【００４０】
また、本発明の第１４の態様に係る波長分割多重受信器は、
本発明の第１〜第９の態様の何れか一態様に記載の光デバイスと、
それぞれが受光素子ＤＯＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を有する受光器Ｄｉであって、各ポートＰｉにそれぞれ受光素子ＤＯＰｉが結合されたと受光器Ｄｉと、を備えている、ことが好ましい。
【００４１】
また、本発明の第１５の態様に係る波長分割多重送受信システムは、
本発明の第１３の態様に記載の波長分割多重送信器と、
本発明の第１４の態様に記載の波長分割多重受信器と、
前記波長分割多重送信器の第２のポートＱと、前記波長分割多重受信器の第２のポートＱとを接続する光ファイバと、を備えている、ことが好ましい。
【００４２】
これらのように構成された波長分割多重送信器、波長分割多重受信器、及び波長分割多重送受信システムは、本発明の何れか一態様に係る光デバイスと同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の一態様に係る光デバイスは、ｎ：１の波長合分波部を備えた光デバイスであって、少なくとも１つの予備用の光を用いることによって、所定の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を有する光Ｌｉの何れかがポートの何れかに入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。また、本発明の一態様に係る波長分割多重送信器、波長分割多重受信器、及び波長分割多重送受信システムは、何れも、本発明の一態様に係る光デバイスと同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光デバイスのブロック図である。
【図２】図１に示した光デバイスの一部を構成する導波路の断面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示した光デバイスが備えている波長分波部の平面図である。（ｂ）は、図１に示した光デバイスが備えている波長合波部の平面図である。
【図４】（ａ）は、図３の（ａ）に示した波長分波部の変形例の平面図である。（ｂ）は、図３の（ｂ）に示した波長合波部の変形例の平面図である。
【図５】図１に示した光デバイスの変形例のブロック図である。
【図６】（ａ）は、図５に示した光デバイスが備えている波長選択スイッチの平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した波長選択スイッチの変形例の平面図である。
【図７】図６の（ａ）に示した波長選択スイッチの断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、図６に示した波長選択スイッチの透過特性を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光デバイスのブロック図である。
【図１０】図９に示した光デバイスの変形例のブロック図である。
【図１１】図９に示した光デバイスの更なる変形例のブロック図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る光デバイスのブロック図である。（ｂ）は、（ａ）に示した光デバイスが備えている波長選択合波部ＷＳＭｉの平面図である。（ｃ）は、（ｂ）に示した波長選択合波部ＷＳＭｉの変形例の平面図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る光デバイスのブロック図である。（ｂ）は、（ａ）に示した光デバイスが備えている波長合波部及び波長選択スイッチの平面図である。
【図１４】（ａ）は、図１３に示した光デバイスの変形例のブロック図である。（ｂ）は、（ａ）に示した光デバイスが備えている波長合波部及び波長選択スイッチの平面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る光デバイスのブロック図である。
【図１６】図１５に示した光デバイスの変形例のブロック図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る波長分割多重送受信システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る光デバイス１ついて、図１〜図４を参照して説明する。図１は、光デバイス１のブロック図である。図２は、光デバイス１の一部を構成する導波路の断面図である。図３の（ａ）は、光デバイス１が備えている波長分波部ＷＤ１の平面図である。図３の（ｂ）は、光デバイス１が備えている波長合波部ＷＭ１の平面図である。図４の（ａ）は、波長分波部ＷＤ１の変形例の平面図である。図４の（ｂ）は、波長合波部ＷＭ１の変形例の平面図である。
【００４６】
（基板ＳＵＢ）
光デバイス１は、基板型光導波路デバイスあるいは平面光波回路（ＰＬＣ，Planar Lightwave Circuit）と呼ばれるデバイスの一例である。光デバイス１は、図２に図示した基板ＳＵＢと、図２には図示しない複数の光部品とを備えている。図２に示すように、基板ＳＵＢは、シリコン層ＳＬと、コアＣＯと、クラッドＣＬとを備えている。クラッドＣＬは、下部クラッド層ＣＬ１と、上部クラッド層ＣＬ２とからなる。
【００４７】
本実施形態において、基板ＳＵＢは、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を元にして製造されている。シリコン層ＳＬ及び下部クラッド層ＣＬ１の各々は、それぞれ、ＳＯＩ基板のシリコン基板及びＢＯＸ（Burried Oxide）層からなる。コアＣＯは、ＳＯＩ基板の単結晶シリコン層を例えばフォトリソグラフィー技術を用いて微細加工することによって得られる。上部クラッド層ＣＬ２は、微細加工されたコアＣＯの側面及び上面を覆うように、下部クラッド層ＣＬ１及びコアＣＯの上に酸化シリコンを堆積することによって得られる。
【００４８】
なお、本実施形態では、シリコンをベースとする半導体基板を基板ＳＵＢとして採用している。しかし、基板ＳＵＢを構成する材料は、Ｓｉ以外の半導体（例えばＩｎＰなど）材料であってもよいし、石英に代表される絶縁体材料であってもよい。
【００４９】
（光部品）
本実施形態における複数の光部品は、コアＣＯを平面視した場合において、形状を特定の形状にパターニングすることによって形成されている。したがって、これらの光部品は、基板ＳＵＢの表面近傍に集積されているといえる。コアＣＯを特定の形状にパターニングすることによって、クラッドＣＬによりその周囲を取り囲まれたコアは、光を導波するという機能の他に、光部品としての機能を発揮する。
【００５０】
光デバイス１は、図１に示すように、このような光部品として波長分波部ＷＤ１〜ＷＤ４、波長合波部ＷＭ、及び波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ３を備えている。
【００５１】
図３の（ａ）に示すように、波長分波部ＷＤ１は、第１導波路ＣＯ１と、第２導波路ＣＯ２と、クラッドＣＬとからなる。第１導波路ＣＯ１及び第２導波路ＣＯ２の各々は、上述したクラッドＣＯの一態様である。したがって、クラッドＣＬは、第１導波路ＣＯ１及び第２導波路ＣＯ２の各々の周囲を取り囲んでいる。
【００５２】
本実施形態では、第１導波路ＣＯ１の一方の端部及び他方の端部を、それぞれ、波長分波部ＷＤ１のポートＰａ及びポートＰｃと呼ぶ。また、第２導波路ＣＯ２の一方の端部及び他方の端部を、それぞれ、波長分波部ＷＤ１のポートＰｂ及びポートＰｄと呼ぶ。
【００５３】
波長分波部ＷＤ１の一方の端部近傍において、ポートＰａとポートＰｂとは、第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間に光学的な相互作用が生じないように互いに離間されている。同様に、波長分波部ＷＤ１の他方の端部近傍において、ポートＰｃとポートＰｄとは、光学的な相互作用が生じないように互いに離間されている。
【００５４】
そのうえで、波長分波部ＷＤ１は、（１）第１導波路ＣＯ１及び第２導波路ＣＯ２の各々が近接する第１近接領域と、（２）第１導波路ＣＯ１及び第２導波路ＣＯ２の各々が再び離間する離間領域と、（３）第１導波路ＣＯ１及び第２導波路ＣＯ２の各々が再び近接する第２近接領域とを含んでいる。図３の（ａ）において、第１近接領域の中央には、直線ＡＡ’を図示し、第２近接領域の中央には、直線ＢＢ’を図示している。直線ＡＡ’及び直線ＢＢ’の各々は、何れも、第１導波路ＣＯ１及び第２導波路ＣＯ２に直交する直線である。第１近接領域における第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間隔ｄ１、及び、第２近接領域における第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間隔ｄ２は、第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間に光学的な相互作用が生じる距離に定められている。なお、間隔ｄ１と間隔ｄ２とは等しいことが好ましい。以下において、特に区別する必要がない場合には、間隔ｄ１と間隔ｄ２とをまとめて間隔ｄと記載する。
【００５５】
第１導波路ＣＯ１のうち、直線ＡＡ’を始点とし且つ直線ＢＢ’を終点とする区間を第１アーム部と呼ぶ。同様に、第２導波路ＣＯ２のうち、直線ＡＡ’を始点とし且つ直線ＢＢ’を終点とする区間を第２アーム部と呼ぶ。図３の（ａ）に示すように、第２アーム部は、一部に湾曲した区間を含む。したがって、第２アーム部の光路長Ｌ２は、第１アーム部の光路長Ｌ１を上回る。すなわち、上記湾曲した区間の光路長が光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差ΔＬ１５であり、光路長Ｌ２は、Ｌ２＝Ｌ１＋ΔＬ１５で表される。
【００５６】
波長分波部ＷＤ１は、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２とが互いに等しい場合、５０：５０カプラとして機能する。５０：５０カプラは、ポートＰａ又はポートＰｂに入射された光を、ポートＰｃ及びポートＰｄの各々から凡そ等しい強度で出射する、すなわち、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比が５０：５０になるカプラである。このような５０：５０カプラは、光路長差ΔＬ１５を適宜調整することによって、ポートＰａ又はポートＰｂに入射された光の分配比を、およそ１００：０〜０：１００の範囲内で制御することができる。図３の（ｂ）に示した例では、ポートＰｂに入力された光Ｌ１に対して、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比がおよそ１００：０となるように、且つ、ポートＰｂに入力された光Ｌ５に対して、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比がおよそ０：１００となるように、光路長差ΔＬ１５が調整されている。したがって、本実施形態の波長分波部ＷＤ１において、ポートＰｂは、入射ポートであり、ポートＰｃ及びポートＰｄは、出射ポートである。
【００５７】
本実施形態において、波長分波部ＷＤ１のポートＰａは、入射ポート及び出射ポートの何れのポートとしても用いられないダミーポートである。したがって、波長分波部ＷＤ１は、１：２の波長分波部として機能する。また、波長分波部ＷＤ１のポートＰａは、第１アーム及び第２アームから光Ｌ１，Ｌ５以外の光が到達した場合であっても、その光を反射しないように終端されていることが好ましい。この構成によれば、光Ｌ１，Ｌ５以外の光がポートＰｃ，Ｐｄから出射されることを抑制することができる。
【００５８】
なお、波長分波部ＷＤ１は、入射ポートと出射ポートとを入れ替えることによって、波長合波部ＷＭ１として機能する（図３の（ｂ）参照）。すなわち、波長分波部ＷＤ１のポートＰｃ及びポートＰｄを入射ポートとして、ポートＰｃに対して光Ｌ１を入射させ、ポートＰｄに対して光Ｌ５を入射させた場合、光Ｌ１及び光Ｌ５は、出射ポートであるポートＰｂから出射される。
【００５９】
また、このように構成された波長合波部ＷＭ１は、上記湾曲した区間の光路長差を適宜調整することによって、ポートＰａに入力された光Ｌ１に対して、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比がおよそ０：１００とし、且つ、ポートＰｂに入力された、波長が波長λ２である光Ｌ２に対して、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比がおよそ０：１００とすることができる。すなわち、波長合波部ＷＭ１は、光Ｌ１と光Ｌ２とを合波又は分波することができる。本実施形態においては、波長合波部ＷＭ１のポートＰｃは、ダミーポートであり、波長合波部ＷＭ１は、２：１の波長合波部として機能する。
【００６０】
なお、波長分波部ＷＤ１又は波長合波部ＷＭ１は、上記湾曲した区間の光路長を適宜調整することによって、波長が異なる様々な光同士を合波又は分波することができる。すなわち、図１に示した波長分波部ＷＤ２〜ＷＤ４、波長合波部ＷＭ、及び波長合波部ＷＭ２〜ＷＭ３の各々も、波長分波部ＷＤ１と同様の構成を有し、且つ、光路長差を適宜設定することによって実現可能である。したがって、本実施形態では、波長分波部ＷＤ２〜ＷＤ４、波長合波部ＷＭ、及び波長合波部ＷＭ２〜ＷＭ３に関する説明を省略する。
【００６１】
（光デバイス１）
図１に示すように、光デバイス１は、ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部１１と、を備えた光デバイスである。
【００６２】
波長合分波部１１は、予め定められた互いに異なる波長であるｎ個の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）であって、各ポートＰｉに対して対応づけられた波長λｉを有する光Ｌｉを入力した場合に、各光Ｌｉを光Ｌへ合波すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力する。また、波長合分波部１１は、第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を、波長λｉを有する光Ｌ’ｉへ分波すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する各ポートＰｉに対して出力する。
【００６３】
本実施形態において、波長合分波部１１は、予め定められた互いに異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４である各光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を、それぞれが対応付けられたポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に入力した場合に、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を光Ｌへ合波すると共に、この光Ｌを第２のポートＱに対して出力する。
【００６４】
また、波長合分波部１１は、第２のポートＱに対して、予め定められた互いに異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４である各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を合波した光である光Ｌ’を入力した場合に、この光Ｌ’を、光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４へ分波すると共に、各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を対応する各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対して出力する。
【００６５】
また、ポートＰｉ（本実施形態ではポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとする。選択ポートＰＳは、そのポートに対応付けられた光Ｌｉが入力されなくなったポートである。図１には、選択ポートＰＳとしてポートＰ３を選択した場合を、選択の一例として示している。すなわち、図１には、ポートＰ３に対して光Ｌ３が入力されなくなった場合を一例として示している。ただし、光デバイス１においては、ポートＰ１〜Ｐ４のうち何れのポートを選択ポートＰＳとして選択してもよい。
【００６６】
光デバイス１は、選択ポートＰＳに対して、波長が波長λｉ（本実施形態ではλ１，λ２，λ３，λ４）とは異なる波長λ５を有する光Ｌ５が入力されるように構成されている。波長λ５及び光Ｌ５の各々は、それぞれ、請求の範囲に記載の波長λＳＰ及び光ＬＳＰの一例である。光デバイス１は、図１に示すように、選択ポートＰＳであるポートＰ３に対して光Ｌ５を入力した場合に、波長分波部ＷＤ３、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭを経由して、第２のポートＱに対して光Ｌ５を出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λ５を有する光Ｌ’５を入力した場合に、波長合波部ＷＭ、スイッチＳＷ、及び波長分波部ＷＤ３を経由して選択ポートＰＳに対して光Ｌ’５を出力する。光Ｌ５は、請求の範囲に記載の光Ｌ’ＳＰの一例である。
【００６７】
なお、図示は省略するが、選択ポートＰＳとしてポートＰ１を選択した場合、光デバイス１は、波長分波部ＷＤ１、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭを経由して、第２のポートＱに対して光Ｌ５を出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λ５を有する光Ｌ’５を入力した場合に、波長合波部ＷＭ、スイッチＳＷ、及び波長分波部ＷＤ１を経由して選択ポートＰＳに対して光Ｌ’５を出力する。選択ポートＰＳとしてポートＰ２及びポートＰ４の各々を選択した場合も、それぞれ、選択ポートＰＳとしてポートＰ１及びポートＰ３の各々を選択した場合と同様である。
【００６８】
なお、図１においては、第１のポート群Ｐから第２のポートＱへ向かう光Ｌ１〜Ｌ４、光Ｌ５、及び光Ｌの流れのみを図示している。しかし、第２のポートＱから第１ポート群Ｐへ向かう光Ｌ’、光Ｌ’５、及び光Ｌ’１〜Ｌ’４の流れは、何れも、その向き逆向きになるだけで、光Ｌ、光Ｌ５、及び光Ｌ１〜Ｌ４の流れと同様である。
【００６９】
このように構成された光デバイス１は、ｎ：１の波長合分波部１１を備えた光デバイスである。予め対応付けられた光Ｌｉが入力されなくなったポートＰｉを選択ポートＰｓとして、その選択ポートＰｓに波長λ５を有する光Ｌ５が入力されるように構成されている。換言すれば、光デバイス１は、各光Ｌｉに対応する予備の光として光Ｌ５が供給されるように構成されていればよく、ｎ個の予備の光が供給されるように構成されている必要がない。このことは、図１６を参照して後述するように、波長分割多重送信器が予備の光源である予備光源ＯＳＳＰを１つ備えていればよいことを意味する。したがって、光デバイス１は、ｎ：１の波長合分波部１１を備え、１つの予備用の光を用いることによって、所定の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を有する光Ｌｉの何れかがポートの何れかに入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。
【００７０】
なお、本発明の一実施形態に係る光デバイスは、少なくとも１つの予備用の光を用いるように構成されていればよく、図１４及び図１５を参照して説明するように、複数の予備用の光を用いるように構成されていてもよい。したがって、本発明の一実施形態に係る光デバイスは、任意の程度の冗長性を確保することができる。
【００７１】
光デバイス１において、波長合分波部１１は、波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ３により構成されている。波長合波部ＷＭ１は、図３の（ｂ）に示した構成を有し、波長合波部ＷＭ２，ＷＭ３は、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差を除いて波長合波部ＷＭ１と同様に構成されている。
【００７２】
波長合波部ＷＭ１は、各ポートＰａ，Ｐｂに対して、それぞれ、光Ｌ１，Ｌ２を入射させた場合、光Ｌ１，Ｌ２を合波し、この光Ｌ１，Ｌ２を合波した光をポートＰｄから出射する。
【００７３】
同様に、波長合波部ＷＭ２は、各ポートＰａ，Ｐｂに対して、それぞれ、光Ｌ３，Ｌ４を入射させた場合、光Ｌ３，Ｌ４を合波し、この光Ｌ３，Ｌ４を合波した光をポートＰｄから出射する。
【００７４】
波長合波部ＷＭ３は、ポートＰａ及びＰｂの各々に対して、それぞれ、光Ｌ１，Ｌ２を合波した光及び光Ｌ３，Ｌ４を合波した光を入射させた場合、光Ｌ１，Ｌ２を合波した光と、光Ｌ３，Ｌ４を合波した光とを光Ｌへ合波すると共に、光ＬをポートＰｄから出射する。ポートＰｄから出射された光Ｌは、後述する波長合波部ＷＭのポートＰａに対して入射される。
【００７５】
以上のように、波長合分波部１１は、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を光Ｌへ合波する。また、同様に、波長合波部ＷＭ３のポートＰｄに対して入射された光Ｌ’は、波長合分波部１１により光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４に分波される。分波された各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４は、それぞれ、波長合波部ＷＭ１のポートＰａ，Ｐｂ及び波長合波部ＷＭ２のポートＰａ，Ｐｂから出射される。
【００７６】
光デバイス１は、各ポートＰｉと波長合分波部１１との間にそれぞれ介在する波長分波部ＷＤｉ（ｉ＝１，２，３，４）と、第２のポートＱと前記波長合分波部との間に介在する波長合波部ＷＭと、波長分波部ＷＤｉと波長合波部ＷＭとの間に、前記波長合分波部と並列に配置されたスイッチＳＷと、を更に備えている。
【００７７】
各波長分波部ＷＤｉは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ各ポートＰｉと前記波長合分波部との間で結合するとともに、光Ｌ５，Ｌ’５を各ポートＰｉと前記スイッチとの間で結合する。
【００７８】
波長合波部ＷＭは、光Ｌ，Ｌ’を前記波長合分波部と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光Ｌ５，Ｌ’５を前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合する。
【００７９】
スイッチＳＷは、外部からの制御に応じて波長分波部ＷＤｉのうち選択ポートＰＳに対応する波長分波部を選択波長分波部として選択し、且つ、光Ｌ５，Ｌ’５を前記選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する。本実施形態においては、波長分波部ＷＤ３が選択波長分波部である。したがって、図１に示すように、スイッチＳＷは、光Ｌ５，Ｌ’５を波長分波部ＷＤ３と波長合波部ＷＭとの間で結合する。
【００８０】
なお、光デバイス１の外部からスイッチＳＷを制御する制御部については、図１６を参照して後述する。
【００８１】
光デバイス１は、特開２０００−１８３８１７号公報（２０００年６月３０日公開、以下、特許文献２とする）の図１に記載された送信器（特許文献２では波長多重伝送装置）のように、四光波混合を用いて冗長性を確保する必要がない。したがって、光デバイス１は、特許文献２の図１に記載された送信器と比較して、消費電力を抑制することができる。
【００８２】
なお、特許文献２の図１に記載された送信機は、ｎ個のレーザダイオード（特許文献２では現用光源）と、１つの予備光源と、１つの波長変換部とを備えている。波長変換部は、ｎ個のレーザダイオードの何れかが生成するレーザ光（特許文献２では分岐光λｘｊ）と、予備光源が生成するレーザ光（特許文献２ではλｐ）とが入力されるように構成されている。波長変換部は、ｎ個のレーザダイオードの何れかが生成するレーザ光をプローブ光とし、予備光源が生成するレーザ光をポンプ光とする四光波混合により生成される位相共役光を出力する。特許文献２の送信器は、波長変換部に入力するプローブ光の波長をｎ個のレーザダイオードが生成するレーザ光の波長の何れかから選択することによって、位相共役光の波長をｎ個のレーザダイオードが生成するレーザ光の波長の何れかと一致させることができるように構成されている。送信器が波長変換部を備えていることによって、特許文献２の図１に記載の送信器は、ｎ個のレーザダイオードのうち何れか１つのレーザダイオードがレーザ光を生成できなくなった場合に備えた冗長性を確保している。
【００８３】
しかし、この送信器には、消費電力が増大するという課題がある。これは、四光波混合を利用した波長変換部の波長変換効率が悪いことに起因する。
【００８４】
また、光デバイス１は、特表２００２−５０５５４６号公報（２００２年２月１９日公表、以下、特許文献３とする）の図２に記載された波長分割多重装置（特許文献３ではＷＤＭ装置）のように、（ｎ＋ｍ）：１の光合分波部を用いて冗長性を確保する必要がない。
【００８５】
特許文献３の図２に記載された波長分割多重装置は、一対の光ファイバの両端に設けられている。この波長分割多重装置は、波長分割多重リンク（特許文献３では両方向ＷＤＭリンク）の一部を構成する。この波長分割多重装置は、常用であるｎ個（特許文献３では３個）のトランスポンダと、予備用であるｍ個（特許文献３では１個）のトランスポンダと、ｎ＋ｍ個（特許文献３では４個）の入力ポート及び１つの出力ポートを有する（ｎ＋ｍ）：１の光合分波部（特許文献３では光合波器あるいはコンバイナ）とを備えている。予備用の各トランスポンダは、予備光源に加えて、予備光源から生成されたレーザ光を変調する変調器や、該変調器を駆動するための電気回路などを更に備えている。
【００８６】
常用である３つのトランスポンダの何れか１つが故障した場合、この波長分割多重装置は、予備用であるトランスポンダと、この予備用のトランスポンダに対応するｎ＋１番目の入力ポートとを用いることによって、ｎ個の波長が異なるレーザ光を他方の波長分割多重装置へ送信する。この波長分割多重装置は、このように、ｎ個の常用のトランスポンダのうち何れか１つのトランスポンダがレーザ光を生成できなくなった場合に備えた冗長性を確保しいている。
【００８７】
一方、光デバイス１の波長合分波部１１の入射ポート及び出射ポートは、ｎ：１となるように構成されており、不具合が生じた常用光源から、常用光源とは波長の異なる予備光源に切り替わった場合も、常用光源を駆動するために配置されていた電気駆動系の構成（変調器や該変調器を駆動するための電気回路など）を利用することができる。すなわち、光デバイス１は、常用光源を駆動するために配置されていた電気駆動系の構成に変更を加えずに冗長性を確保することができる。光デバイス１は、この点が特許文献３の図２に記載された波長分割多重装置とは異なる。したがって、光デバイス１は、特許文献３の図２に波長分割多重装置と比較して、基板サイズを抑制することができ、且つ、より少ない消費電力で冗長性を確保することができる。
【００８８】
また、光デバイス１は、特開２０１３−１２６１９３号公報（２０１３年６月２４日公開、以下、特許文献４とする）の図１に記載された波長分割多重装置（特許文献４では波長多重光伝送システム）のように、フィルタモジュールを基板に実装する必要がない。また、光デバイス１は、特許文献４の図１に記載された波長分割多重装置のように加熱部を備えている必要もない。したがって、光デバイス１は、特許文献４の図１に記載された波長分割多重装置と比較して、各波長に対応した出力が可能な送信機が不要であり、複雑な制御や高価な部品が必要ない。
【００８９】
なお、特許文献４の図１に記載された波長分割多重装置は、常用である複数のトランスポンダと、予備用である１個のトランスポンダ（特許文献４では冗長用トランスポンダ）と、波長可変機能を有するフィルタモジュールとを備えている。常用である複数のトランスポンダのうち何れか１つが故障した場合、この波長分割多重装置は、（１）予備用のトランスポンダを用いてレーザ光を出力し、（２）フィルタモジュールを用いて、該レーザ光の波長を故障したトランスポンダから出力されるべきレーザ光の波長に変換する、ことによって、故障前と波長が変わらない複数のレーザ光を外部へ送信する。フィルタモジュールは、フィルタ部及び過熱部を備え、加熱部を用いてフィルタ部の温度を変化させることによって、通過帯域の中心波長を変化させることができるように構成されている。この波長分割多重装置は、このように、複数の常用のトランスポンダのうち何れか１つのトランスポンダがレーザ光を生成できなくなった場合に備えた冗長性を確保しいている。
【００９０】
しかし、この波長分割多重装置には、基板サイズが大きくなるという課題がある。これは、フィルタモジュールを基板に実装することが求められるためである。また、この波長分割多重装置には、消費電力が増大するという課題もある。これは、フィルタモジュールが加熱部を備えているためである。
【００９１】
多くのトランスポンダは、光源に加えて、光源から生成されたレーザ光を変調する変調器や、該変調器を駆動するための電気回路などを更に備えている。したがって、予備用の各トランスポンダは、予備光源に加えて、予備光源から生成されたレーザ光を変調する変調器や、該変調器を駆動するための電気回路などを更に備えていることが求められる。
【００９２】
一方、光デバイス１を備えた波長分割多重送受信システム（例えば図１７に示す波長分割多重送受信システムＳ）は、少なくとも１つの予備光源ＯＳＳＰ（波長分割多重送受信システムＳの場合であれば予備レーザダイオードＬＤＳＰ）を備えていればよく、光源以外の機能（変調器や、該変調器を駆動するための電気回路など）が不要である。したがって、光デバイス１は、特許文献４に記載された技術を適用した場合と比較して、よりコンパクトであり、且つ、消費電力が少ない波長分割多重送受信システムを実現することができる。
【００９３】
（波長分波部及び波長合波部の変形例）
光デバイス１において、波長分波部ＷＤ１は、図４の（ａ）に示すように構成されていてもよいし、波長合波部ＷＭ１は、図４の（ｂ）に示すように構成されていてもよい。図４の（ａ）は、波長分波部ＷＤ１の変形例の平面図である。図４の（ｂ）は、波長合波部ＷＭ１の平面図である。なお、本変形例においては、波長分波部ＷＤ１及び波長合波部ＷＭ１を例にしている。しかし、波長分波部ＷＤ２〜ＷＤ４の各々も図４の（ａ）に示すように構成されていてもよいし、波長合波部ＷＭ２，ＷＭ３の各々も図４の（ｂ）に示すように構成されていてもよい。
【００９４】
図４の（ａ）に示すように、本変形例の波長分波部ＷＤ１のコアは、第１導波路ＣＯ３と、第２導波路ＣＯ４と、リング共振器ＣＯ５とにより構成されている。第１導波路ＣＯ３と、第２導波路ＣＯ４とは、互いに並走するように配置されている。第１導波路ＣＯ３の一方の端部及び他方の端部の各々を、それぞれ、本変形例の波長合波部ＷＭ１のポートＰａ及びポートＰｃと呼ぶ。また、第２導波路ＣＯ４一方の端部及び他方の端部の各々を、それぞれ、本変形例の波長合波部ＷＭ１のポートＰｂ及びポートＰｄと呼ぶ。
【００９５】
本変形例の波長分波部ＷＤ１は、リング共振器ＣＯ５の周回長に応じて、特定の波長を有する光（本変形例では光Ｌ５）を第２導波路ＣＯ４から第１導波路ＣＯ３へ、又は、第１導波路ＣＯ３から第２導波路ＣＯ４へ移すことができる。
【００９６】
したがって、周回長を適宜設定することによって、波長分波部ＷＤ１は、波長が異なる２つの光を分波する波長分波部として機能する。例えば、図４の（ａ）に示すように、ポートＰｂを入射ポートとして、ポートＰｂに対して光Ｌ１と光Ｌ５とを入射させた場合、光Ｌ１はポートＰｄから出射され、光Ｌ５はポートＰａから出射される。すなわち、ポートＰａ及びポートＰｄが出射ポートとなる。
【００９７】
なお、波長分波部ＷＤ１は、入射ポートと出射ポートとを入れ替えることによって、波長分波部ＷＤ１は、波長合波部として機能する。すなわち、ポートＰａ及びポートＰｄを入射ポートとして、ポートＰｃに対して光Ｌ１を入射させ、ポートＰａに対して光Ｌ５を入射させた場合、光Ｌ１及び光Ｌ５は、出射ポートであるポートＰｂから出射される。
【００９８】
また、このように構成された光部品は、上記周回長を適宜調整することによって、光Ｌ１と、光Ｌ２とを合波又は分波することができる。本変形例の波長分波部ＷＤ１と同様の構成を有し、且つ、周回長が、光Ｌ２を第２導波路ＣＯ４から第１導波路ＣＯ３へ、又は、第１導波路ＣＯ３から第２導波路ＣＯ４へ移すことができるように定められた、本変形例の波長合波部ＷＭ１（図４の（ｂ）参照）は、光Ｌ１と光Ｌ２とを合波又は分波することができる。
【００９９】
なお、本変形例の波長分波部ＷＤ１又は波長合波部ＷＭ１は、上記周回長を適宜調整することによって、波長が異なる様々な光同士を合波又は分波することができる。すなわち、図１に示した波長分波部ＷＤ２〜ＷＤ４、波長合波部ＷＭ、及び波長合波部ＷＭ２〜ＷＭ３の各々も、本変形例の波長分波部ＷＤ１と同様の構成を有し、且つ、周回長を適宜設定することによって実現可能である。
【０１００】
（光デバイス１の変形例）
図１に示した光デバイス１の変形例である光デバイス１Ａについて、図５〜図８を参照して説明する。図５は、光デバイス１Ａのブロック図である。本変形例において、光デバイス１ＡのポートＰｉの数は、４個として説明する。後述するように、図５に示したポートＰ１〜Ｐ４のうち、ポートＰ１〜Ｐ３の各々は、請求の範囲に記載のｎ個のポートＰｉの一例であり、ポートＰ４は、請求の範囲に記載のポートＰｎ＋１の一例である。ポートＰ４は、ポートＰ１〜Ｐ３の各々と並列に配置され、且つ、波長合波部１１Ａに直接接続されている。図６の（ａ）は、光デバイス１Ａが備えている波長選択スイッチＷＳＳの平面図である。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示した波長選択スイッチＷＳＳの変形例の平面図である。図７は、図６の（ａ）に示した波長選択スイッチＷＳＳの断面図である。なお、図７は、図６の（ａ）に示した直線ＥＥ’に沿った断面における、波長選択スイッチＷＳＳの断面図である。図８の（ａ）及び（ｂ）は、図６に示した波長選択スイッチＷＳＳの透過特性を示すグラフである。図８の（ａ）は、ヒータが動作していない場合の波長選択スイッチＷＳＳの透過特性を示し、図８の（ｂ）は、ヒータが動作している場合の波長選択スイッチＷＳＳの透過特性を示す。なお、ここでは、波長スイッチＷＳＳの透過率の波長依存性のことを透過特性と呼ぶ。
【０１０１】
光デバイス１Ａにおいて、第１のポート群Ｐは、各ポートＰｉと並列に配置され、且つ、波長合分波部１１に直接接続されたポートＰ４（請求の範囲に記載のポートＰｎ＋１に対応）を更に備えている。
【０１０２】
また、光デバイス１Ａは、波長合波部ＷＭとして波長選択スイッチＷＳＳを採用している。
【０１０３】
波長選択スイッチＷＳＳは、例えば、図６の（ａ）に示した構成により実現することができる。図６の（ａ）に示した波長選択スイッチＷＳＳは、図３の（ａ）に示した波長分波部ＷＤ１の構成をベースにし、金属層ＭＬ１を追加することによって得られる。本変形例において、第１導波路ＣＯ１の光路長Ｌ１と、第２導波路ＣＯ２の光路長Ｌ２との差を、光路長差ΔＬ５とする。したがって、光路長Ｌ２は、Ｌ２＝Ｌ１＋ΔＬ５で表される。
【０１０４】
金属層ＭＬ１は、例えばチタンナイトライド（ＴｉＮ）のように、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、及びアルミニウム（Ａｌ）と比較して抵抗率が高い金属により構成された薄膜である。金属層ＭＬ１は、図示しない電流源を用いて電流を流されることによって、その高い抵抗率に起因してジュール熱を発する。したがって、流される電流値に応じて発熱量を変化させることができるヒータとして機能する。なお、このヒータは、その動作を、光デバイス１Ａの外部から制御されている。
【０１０５】
本実施形態において、金属層ＭＬ１は、図７に示すように、第２導波路ＣＯ２の上面及び側面を覆う上部クラッド層ＣＬ２の表面に形成されている。したがって、金属層ＭＬ１に電流を流すことによって生じたジュール熱は、第２導波路ＣＯ２を加熱する。
【０１０６】
以下において、ヒータにより加熱されている状態における、第２導波路ＣＯ２の実効的な光路長を光路長Ｌ２Ｅとし、光路長Ｌ１と、光路長Ｌ２Ｅとの差を、光路長差ΔＬ５Ｅとする。第２導波路ＣＯ２をコアとする導波路の実効的な光路長Ｌ２Ｅは、第２導波路ＣＯ２が加熱されることによって長くなる。これは、主に第２導波路ＣＯ２の屈折率が第２導波路ＣＯ２の温度の上昇に伴い大きくなるためである。第２導波路ＣＯ２が加熱されることによって、Ｌ２Ｅは、Ｌ２＜Ｌ２Ｅとなり、ΔＬ５Ｅは、ΔＬ５＜ΔＬ５Ｅとなる。
【０１０７】
波長選択スイッチＷＳＳにおける透過特性は、導波路ＣＯ１，ＣＯ２における実効屈折率の波長依存性を無視した場合、光路長差ΔＬ５を用いて、フリースペクトルレンジＦＳＲは、ＦＳＲ＝ｃ／（ｎΔＬ５）で表せる。例えば、波長１５５０ｎｍ近傍においてＦＳＲ＝１００ＧＨｚとなるように設計した場合、図８の（ａ）に示す透過特性が得られる。なお、図８に示したバーポート出力とは、同一の導波路（例えば第１導波路ＣＯ１）の両端に設けられたポート（例えばポートＰａ，Ｐｃ）の、一方のポート（例えばポートＰａ）に光を入射させ、他方のポート（例えばポートＰｃ）から出射される場合の光の出力を意味する。また、図８に示したクロスポート出力とは、第１導波路ＣＯ１の一方の端部に設けられたポート（例えばポートＰａ）に光を入射させ、第２導波路ＣＯ２の他方の端部に設けられたポート（例えばポートＰｄ）から出射される場合の光の出力を意味する。
【０１０８】
ここで、例えばヒータを動作せることにより第２導波路ＣＯ２を加熱した場合、第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との光路長差は、上述したようにΔＬ５からΔＬ５Ｅへ増加する。その結果、ＦＳＲは、ＦＳＲ＝ｃ／（ｎΔＬ５Ｅ）へ変化する。これにより、波長選択スイッチＷＳＳの透過特性は、図８の（ｂ）に示すように長波長側にシフトする。
【０１０９】
ここで、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５の各々の波長λ１，λ２，λ５として、例えば、λ１＝１５４９．１ｎｍ，λ２＝１５４９．９ｎｍ，λ５＝１５５０．９ｎｍ（何れも有効数字５桁の場合）を採用する。図８の（ａ）及び（ｂ）の各々には、波長λ１，λ２，λ５を二点鎖線にて示している。
【０１１０】
波長選択スイッチＷＳＳのヒータを動作させていない場合、すなわち、波長選択スイッチＷＳＳの透過特性が図８の（ａ）の状態である場合、ポートＰａに入射された光Ｌ１，Ｌ２は、何れもポートＰｃから出射され、且つ、ポートＰｂに入射された光Ｌ５もポートＰｃから出力される。
【０１１１】
一方、波長選択スイッチＷＳＳのヒータを動作させている場合、すなわち、波長選択スイッチＷＳＳの透過特性が図８の（ｂ）の状態である場合、ポートＰａに入射した光Ｌ１，Ｌ２は、何れもポートＰｃから出射される。一方、ポートＰｂに入射された光Ｌ５は、ポートＰｄから出射される。
【０１１２】
以上のように、波長選択スイッチＷＳＳは、ヒータを用いて第２導波路ＣＯ２の実効的な光路長ΔＬ２Ｅを変化させることによって、その透過特性を変化させることができる。その結果として、波長選択スイッチＷＳＳは、光Ｌ１，Ｌ２の出力先となるポートを変更することなく、光Ｌ５の出力先となるポートのみをポートＰｃとポートＰｄとの間で切り替えることが可能である。換言すれば、波長選択スイッチＷＳＳは、（１）ヒータが動作しているか否かに関わらず、光Ｌ１，Ｌ２をバーポート間（ポートＰａとポートＰｃとの間、及び、ポートＰｂとポートＰｄとの間）において結合し、（２）ヒータが動作していないとき、光Ｌ５をバーポート間において結合し、（３）ヒータが動作しているとき、光Ｌ５をクロスポート間において結合する。
【０１１３】
なお、ここでは、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５のみについて説明した。しかし、光Ｌ３，Ｌ４についても、ヒータが動作しているか否かに関わらずバーポート間において結合されるように、波長λ３，λ４は、定められている。
【０１１４】
図６の（ａ）に示した波長選択スイッチＷＳＳは、１つのマッハツェンダ干渉計（Mach-Zehnder Interferometer:ＭＺＩ）により構成された単純な波長選択スイッチの一例である。そのため、図８の（ａ）及び（ｂ）によれば、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５の各々の出力先となるポートと反対側のポートからも光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５の各々が出力されていることが分かる。すなわち、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５の各々の分配比において改善の余地があることが分かる。
【０１１５】
これらの分配比は、例えば、非特許文献２（K. Jinguji and M. Kawachi, “Synthesis of Coherent Two-Port Lattice-Form Optical Delay-Line Circuit,” J. Lightwave Technol., vol. 13, no. I, p. 73, 1995.）又は非特許文献３（K. Jinguji, “Synthesis of coherent two-port optical delay-line circuit with ring waveguides,” J. Lightwave Technol., vol. 14, no. 8, pp. 1882-1898, 1996.）に記載されている技術を、波長選択スイッチＷＳＳに適用することによって改善することができる。非特許文献２には、多段のＭＺＩを備えた波長選択スイッチＷＳＳが記載されており、非特許文献３には、リング装荷型のＭＺＩを備えた波長選択スイッチＷＳＳが記載されている。非特許文献２又は非特許文献３に記載の技術を用いて波長選択スイッチＷＳＳを改良すること、すなわち、波長選択スイッチＷＳＳにおいて、ＭＺＩを多段化することや、一方の導波路の近傍にリング共振器を装荷することによって、トップフラットな出力特性を持つ波長選択スイッチＷＳＳを実現することができる。また、非特許文献２又は非特許文献３に記載の技術を用いて改善された波長選択スイッチＷＳＳは、クロストーク及び損失を低減することができる。
【０１１６】
このように構成された波長選択スイッチＷＳＳは、ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとして、（Ａ）光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を波長合分波部１１と第２のポートＱとの間で結合するとともに、（Ｂ）ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）のうち何れか１つのポートが選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光Ｌ５，Ｌ’５をスイッチＳＷと第２のポートＱとの間で結合し、（Ｃ）ポートＰｎ＋１が選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光Ｌ５，Ｌ’５を波長合分波部１１と第２のポートＱとの間で結合することができる。
【０１１７】
ポートＰ１〜Ｐ３のうち何れかのポートが選択ポートＰＳとして選択された場合の例として、ポートＰ３が選択ポートＰＳとして選択された場合について説明する。この場合、波長選択スイッチＷＳＳのポートＰａには、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４が入力され、且つ、波長選択スイッチＷＳＳのポートＰｂには、選択ポートＰＳであるポートＰ３から入力された光Ｌ５が入力される。この場合、波長選択スイッチＷＳＳのヒータは、外部からの制御に応じて、光Ｌ５を波長選択スイッチＷＳＳのポートＰｂとポートＰｃとの間で結合するように制御されている。したがって、波長選択スイッチＷＳＳは、そのポートＰｃから光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５を出力する。
【０１１８】
ポートＰ４が選択ポートＰＳとして選択された場合、この場合、波長選択スイッチＷＳＳのポートＰａには、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４が入力される。この場合、波長選択スイッチＷＳＳのヒータは、外部からの制御に応じて、光Ｌ５を波長選択スイッチＷＳＳのポートＰａとポートＰｃとの間で結合するように制御されている。したがって、この場合であっても、波長選択スイッチＷＳＳは、そのポートＰｃから光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５を出力する。
【０１１９】
また、波長選択スイッチＷＳＳは、図６の（ｂ）に示す構成により実現することもできる。図６の（ｂ）に示した波長選択スイッチＷＳＳは、図４の（ａ）に示した波長分波部ＷＤ１の構成をベースにし、金属層ＭＬ２，ＭＬ３を追加することによって得られる。
【０１２０】
この構成によれば、金属層ＭＬ２，ＭＬ３は、金属層ＭＬ１と同様に電流を流されることによってヒータとして機能する。なお、このヒータは、その動作を、光デバイス１Ａの外部から制御されている。
【０１２１】
ヒータを動作させるか否かに応じて、リング共振器ＣＯ５の実効的な周回長を変化させることができるため、光Ｌ５のみを第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で移動させるか否かを、外部から制御することができる。
【０１２２】
なお、波長選択スイッチＷＳＳにおいて、リング共振器ＣＯ５の周回長は、（１）ヒータが動作していないときには、光Ｌ１〜Ｌ４及び光Ｌ５を第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で移動させず、（２）ヒータが動作しているときには、光Ｌ５のみを第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で移動させるように構成されていればよい。
【０１２３】
波長合分波部１１Ａは、各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ、本変形例ではｎ＝３）に対して光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）をそれぞれ入力し、且つ、ポートＰｎ＋１に対して波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ），λ５の何れとも異なる波長λｎ＋１（本変形例ではλ４）を有する光Ｌｎ＋１（本変形例ではＬ４）を入力した場合に、各光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力する。
【０１２４】
また、波長合分波部１１Ａは、第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を有する光Ｌ’ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を生成すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する逆各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）に対して出力する。
【０１２５】
波長選択スイッチＷＳＳは、上述したように、ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとして、（Ａ）光Ｌｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ，ｎ＋１）を波長合分波部１１と第２のポートＱとの間で結合するとともに、（Ｂ）ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）のうち何れか１つのポートが選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光Ｌ５，Ｌ’５をスイッチＳＷと第２のポートＱとの間で結合し、（Ｃ）ポートＰｎ＋１が選択ポートＰＳとして選択されている場合に、外部からの制御に応じて光Ｌ５，Ｌ’５を波長合分波部１１と第２のポートＱとの間で結合する。
【０１２６】
光デバイス１Ａにおいて、波長合分波部１１Ａは、波長合波部ＷＭ１Ａ〜ＷＭ３Ａにより構成されている。波長合波部ＷＭ１Ａ〜ＷＭ３Ａは、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差を除いて、図３の（ｂ）に示した波長合波部ＷＭ１と同様に構成されている。
【０１２７】
波長合波部ＷＭ１Ａは、各ポートＰａ，Ｐｂに対して、それぞれ、光Ｌ１，Ｌ４を入射させた場合、光Ｌ１，Ｌ４を合波し、この光Ｌ１，Ｌ４を合波した光をポートＰｄから出射する。また、波長合波部ＷＭ１Ａは、各ポートＰａ，Ｐｂに対して、それぞれ、光Ｌ１，Ｌ５を入射させた場合、光Ｌ１，Ｌ５を合波し、この光Ｌ１，Ｌ５を合波した光をポートＰｄから出射する。
【０１２８】
波長合波部ＷＭ２Ａは、各ポートＰａ，Ｐｂに対して、それぞれ、光Ｌ２，Ｌ３を入射させた場合、光Ｌ２，Ｌ３を合波し、この光Ｌ２，Ｌ３を合波した光をポートＰｄから出射する。
【０１２９】
波長合波部ＷＭ３Ａは、ポートＰａ及びＰｂの各々に対して、それぞれ、光Ｌ１，Ｌ４を合波した光及び光Ｌ２，Ｌ３を合波した光を入射させた場合、光Ｌ１，Ｌ４を合波した光と、光Ｌ２，Ｌ３を合波した光とを光Ｌへ合波すると共に、光ＬをポートＰｄから出射する。また、波長合波部ＷＭ３Ａは、ポートＰａ及びＰｂの各々に対して、それぞれ、光Ｌ１，Ｌ５を合波した光及び光Ｌ２，Ｌ３を合波した光を入射させた場合、光Ｌ１，Ｌ５を合波した光と、光Ｌ２，Ｌ３を合波した光とを合波すると共に、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５を合波した光をポートＰｄから出射する。ポートＰｄから出射された、光Ｌ又は光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５を合波した光は、後述する波長合波部ＷＭのポートＰａに対して入射される。
【０１３０】
以上のように、波長合分波部１１Ａは、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を光Ｌへ合波する、又は、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５を合波する。
【０１３１】
また、波長合波部ＷＭ３ＡのポートＰｄに対して入射された光Ｌ’は、波長合分波部１１Ａにより光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４に分波される。分波された各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４は、それぞれ、波長合波部ＷＭ１ＡのポートＰａ，Ｐｂ及び波長合波部ＷＭ２ＡのポートＰａ，Ｐｂから出射される。
【０１３２】
また、波長合波部ＷＭ３ＡのポートＰｄに対して光Ｌ’５が入射された場合には、光Ｌ’５は、波長合波部ＷＭ２ＡのポートＰｂから出射される。
【０１３３】
上述したように、光デバイス１Ａは、図１に示した光デバイス１の波長合波部ＷＭの代わりに波長選択スイッチＷＳＳを採用している。波長選択スイッチＷＳＳは、外部からヒータの出力を制御されることによって、光Ｌ５を、（１）ポートＰａとポートＰｃとの間で結合するか、（２）ポートＰｂとポートＰｃとの間で結合するか、を切り替えることができる。したがって、光デバイス１Ａは、光デバイス１の構成をベースとして波長分波部ＷＤ２を省略した場合であっても、波長合分波部１１を波長合分波部１１Ａに変更し、且つ、波長合波部ＷＭを波長選択スイッチＷＳＳに変更することによって、光デバイス１と同様の効果を得ることができる。
【０１３４】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る光デバイス２ついて、図９を参照して説明する。図９は、光デバイス２のブロック図である。図９に示すように、光デバイス２は、ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ、本実施形態においてはｎ＝４）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部２１とを備えた光デバイスである。
【０１３５】
波長合分波部２１は、予め定められた互いに異なる波長であるｎ個の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）であって、各ポートＰｉに対して対応づけられた波長λｉを有する光Ｌｉを入力した場合に、各光Ｌｉを光Ｌへ合波すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力する。また、波長合分波部２１は、第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を、波長λｉを有する光Ｌ’ｉへ分波すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する各ポートＰｉに対して出力する。
【０１３６】
また、波長合分波部２１は、第２のポートＱに対して、予め定められた互いに異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４である各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を合波した光である光Ｌ’を入力した場合に、この光Ｌ’を、光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４へ分波すると共に、各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を対応する各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対して出力する。
【０１３７】
また、ポートＰｉ（本実施形態ではポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとする。本実施形態では、ポートＰ３を選択ポートＰＳとして説明する。選択ポートＰＳは、そのポートに対応付けられた光Ｌｉが入力されなくなったポートである。すなわち、本実施形態では、ポートＰ３に対して光Ｌ３が入力されなくなった場合を例にして説明する。
【０１３８】
光デバイス２は、選択ポートＰＳに対して、波長が波長λｉ（本実施形態ではλ１，λ２，λ３，λ４）とは異なる波長λ５を有する光Ｌ５を入力されるように構成されている。光デバイス２は、選択ポートＰＳに対して光Ｌ５を入力した場合に、第２のポートＱに対して光Ｌ５を出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λ５を有する光Ｌ’５を入力した場合に、選択ポートＰＳに対して光Ｌ’５を出力する。
【０１３９】
なお、図９においては、第１のポート群Ｐから第２のポートＱへ向かう光Ｌ１〜Ｌ４、光Ｌ５、及び光Ｌの流れを図示している。しかし、第２のポートＱから第１ポート群Ｐへ向かう光Ｌ’、光Ｌ’５、及び光Ｌ’１〜Ｌ’４の流れは、何れも、その向き逆向きになるだけで、光Ｌ、光Ｌ５、及び光Ｌ１〜Ｌ４の流れと同様である。
【０１４０】
以上のように、光デバイス２は、図１に図示した光デバイス１と同様の機能を有する。一方で、光デバイス２は、光デバイス１と異なる構成を用いて同様の機能を実現している。以下では、光デバイス２のより具体的な構成について説明する。
【０１４１】
光デバイス２は、波長合分波部２１と第２のポートＱとの間に介在するスイッチ群２２を更に備えている。
【０１４２】
波長合分波部２１は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に直接接続されたＮ個のポートｐｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、スイッチ群２２を介して第２のポートＱに接続されたＮ個のポートｑｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と、を有する。波長合分波部２１は、（２）各ポートＰｉに対して光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各光Ｌｉを多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、ポートｑｉのうち所定のポートｑＱに対して結合させ、且つ、（３）ポートｑＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉを有する光Ｌ’ｉを生成すると共に、当該光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（４）光Ｌ５，Ｌ’５をポートｐｉとポートｑｉとの間で択一的に結合する。
【０１４３】
スイッチ群２２は、外部からの制御に応じて、光Ｌ５，Ｌ’５を、選択ポートＰＳに対して択一的に結合された１つのポートｑｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）と第２のポートＱとの間で結合する。
【０１４４】
波長合分波部２１は、図９に示すように、波長合波部ＷＭ１と、波長合波部ＷＭ２と、波長合波部ＷＭ３とを備えている。波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ３は、何れも、図３の（ｂ）に示した波長合波部ＷＭ１と同様の構成を有している。ただし、波長合分波部２１では、波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ３を２：１の波長合波部としてではなく、２：２の波長合波部として利用する。したがって、波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ３の各々は、ポートＰａ，Ｐｂを入射ポートとし、ポートＰｃ，Ｐｄを出射ポートとする。換言すれば、波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ３の各々においては、ダミーポートとして利用するポートは、存在しない。
【０１４５】
波長合波部ＷＭ１のポートＰａ，Ｐｂの各々には、それぞれ、上述したポートｐ１，ｐ２が接続されている。波長合波部ＷＭ１のポートＰｃは、上述したポートｑ１を構成する。波長合波部ＷＭ１のポートＰｄは、波長合波部ＷＭ３のポートＰａに接続されている。
【０１４６】
波長合波部ＷＭ２のポートＰａ，Ｐｂの各々には、それぞれ、上述したポートｐ３，ｐ４が接続されている。波長合波部ＷＭ２のポートＰｃは、波長合波部ＷＭ３のポートＰｂに接続されている。波長合波部ＷＭ２のポートＰｄは、上述したポートｑ４を構成する。
【０１４７】
上述したように、波長合波部ＷＭ３のポートＰａ，Ｐｂの各々は、それぞれ、波長合波部ＷＭ１のポートＰｄ及び波長合波部ＷＭ２のポートＰｃに接続されている。波長合波部ＷＭ３のポートＰａ，Ｐｂの各々は、それぞれ、上述したポートｑ２，ｑ３を構成する。
【０１４８】
波長合波部ＷＭ１は、そのポートＰｂに光Ｌ１及び光Ｌ５の各々を入力された場合に、光Ｌ１をポートＰｂとポートＰｃとの間で結合させ、光Ｌ５をポートＰｂとポートＰｄとの間で結合させるように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差ΔＬ１５が設定されている。したがって、（１）ポートｐ１からポートＰａに入射された光Ｌ１，Ｌ５は、ポートＰｄから出射され、（２）ポートｐ２からポートＰｂに入射された光Ｌ２は、ポートＰｄから出射され、（３）ポートｐ２からポートＰｂに入射された光Ｌ５は、ポートＰｃから出射される。
【０１４９】
波長合波部ＷＭ２は、光Ｌ４，Ｌ５の各々を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させ、光Ｌ３を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させないように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が設定されている。したがって、（１）ポートｐ３からポートＰａに入射された光Ｌ３は、ポートＰｃから出射され、（２）ポートｐ３からポートＰａに入射された光Ｌ５は、ポートＰｄから出射され、（３）ポートｐ４からポートＰｂに入射された光Ｌ４，Ｌ５は、ポートＰｃから出射される。
【０１５０】
波長合波部ＷＭ３は、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５の各々を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させ、光Ｌ３，Ｌ４を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させないように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が設定されている。したがって、（１）ポートＰａに入射された光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５は、ポートＰｄから出射され、（２）ポートＰｂに入射された光Ｌ５は、ポートＰｃから出射され、（３）ポートＰｂに入射された光Ｌ３，Ｌ４は、ポートＰｄから出射される。
【０１５１】
以上のように構成された波長合分波部２１は、ポートｐ１〜ｐ４の各々に入射された光Ｌ１〜Ｌ４を光Ｌに合波すると共に、光Ｌをスイッチ群２２の波長選択スイッチＷＳＳ１のポートｑ３から出射する。また、波長合分波部２１は、ポートｐ１に入射された光Ｌ５をポートｑ３から出射し、ポートｐ２に入射された光Ｌ５をポートｑ１から出射し、ポートｐ３に入射された光Ｌ５をポートｑ４から出射し、ポートｐ４に入射された光Ｌ５をポートｑ２から出射する。
【０１５２】
また、同様に、波長合波部ＷＭ３のポートＰｄに対して入射された光Ｌ’は、波長合分波部２１により光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に分波される。分波された各光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、それぞれ、波長合分波部２１のポートｐ１〜ｐ４の各々から出射される。
【０１５３】
スイッチ群２２は、図９に示すように、波長選択スイッチＷＳＳ１と、波長選択スイッチＷＳＳ２と、スイッチＳＷとを備えている。波長選択スイッチＷＳＳ１，ＷＳＳ２は、何れも、図６の（ａ）に示した波長選択スイッチと同様の構成を有している。なお、図９においては、波長選択スイッチＷＳＳ１のポートＰａを波長選択スイッチＷＳＳ１の左側（波長合分波部２１側）に図示し、波長選択スイッチＷＳＳ１のポートＰｂを波長選択スイッチＷＳＳ１の下側に図示し、波長選択スイッチＷＳＳ１のポートＰｃを波長選択スイッチＷＳＳ１の右側（ポートＱ側）に図示している。また。図９においては、波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰａを波長選択スイッチＷＳＳ２の上側に図示し、波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｂを波長選択スイッチＷＳＳ２の左側に図示し、波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｃを波長選択スイッチＷＳＳ１の右側に図示している。波長選択スイッチＷＳＳ１，ＷＳＳ２において、ポートＰｄは、ダミーポートであり、図９にはその図示を省略している。
【０１５４】
波長選択スイッチＷＳＳ１のポートＰａ，Ｐｂは、それぞれ、波長合分波部２１のポートｑ３，ｑ４に接続されている。また、波長選択スイッチＷＳＳ１のポートＰｃは、波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｂに接続されている。
【０１５５】
波長選択スイッチＷＳＳ１は、ポートＰａに入射された光Ｌ１〜Ｌ４が合波された光ＬをポートＰｃから出射すると共に、外部からの制御に応じて、（１）ポートＰａに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射するか、（２）ポートＰｂに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射するかを切り替える。
【０１５６】
選択スイッチＷＳＳ２のポートＰａは、スイッチＳＷの出射ポートに接続されており、選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｂは、波長選択スイッチＷＳＳ１のポートＰｃに接続されており、選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｃは、ポートＱに接続されている。
【０１５７】
波長選択スイッチＷＳＳ２は、ポートＰｂに入射された光ＬをポートＰｃから出射する（すなわちポートＱに出力する）と共に、外部からの制御に応じて、（１）ポートＰａに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射するか、（２）ポートＰｂに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射するかを切り替える。
【０１５８】
スイッチＳＷは、２つの入射ポートと１つの出射ポートとを有する。ここでは、波長合分波部２１のポートｑ１に接続されたポートを第１の入射ポートと呼び、波長合分波部２１のポートｑ２に接続されたポートを第２の入射ポートと呼ぶ。
【０１５９】
スイッチＳＷは、外部からの制御に応じて、第１の入射ポートに入射された光Ｌ５を出射ポートから出射するか、第２の入射ポートに入射された光Ｌ５を出射ポートから出射するかを切り替える。
【０１６０】
図９に示すように、ポートＰ３が選択ポートＰＳとして選択された場合、外部からの制御に応じて、波長選択スイッチＷＳＳ１は、ポートＰｂに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射し、且つ、波長選択スイッチＷＳＳ２は、ポートＰｂに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射する。
【０１６１】
なお、図９には図示しないが、（１）ポートＰ１が選択ポートＰＳとして選択された場合、外部からの制御に応じて、波長選択スイッチＷＳＳ１は、ポートＰａに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射し、且つ、波長選択スイッチＷＳＳ２は、ポートＰｂに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射し、（２）ポートＰ２が選択ポートＰＳとして選択された場合、外部からの制御に応じて、スイッチＳＷは、第１の入射ポートに入射された光Ｌ５を出射ポートから出射し、波長選択スイッチＷＳＳ２は、ポートＰａに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射し、（３）ポートＰ４が選択ポートＰＳとして選択された場合、外部からの制御に応じて、スイッチＳＷは、第２の入射ポートに入射された光Ｌ５を出射ポートから出射し、波長選択スイッチＷＳＳ２は、ポートＰａに入射された光Ｌ５をポートＰｃから出射する。
【０１６２】
以上のように、光デバイス２は、選択ポートＰＳに対して、波長が波長λｉ（本実施形態ではλ１，λ２，λ３，λ４）とは異なる波長λ５を有する光Ｌ５を入力された場合に、第２のポートＱに対して光Ｌ５を出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λ５を有する光Ｌ’５を入力した場合に、選択ポートＰＳに対して光Ｌ’５を出力する。
【０１６３】
光デバイス２によれば、図１に示した光デバイス１と比較して、導波路同士が交差する交差点をなくすことができる。これは、光デバイス１が備えていた波長分波部ＷＤ１〜ＷＤ４を用いないことによって、導波路が分岐する構成をなくすことができたためである。その結果、光デバイス２は、光デバイス１と比較して、光Ｌｉの損失を低減することができ、且つ、光Ｌｉと光Ｌ５との間でクロストークが生じることを抑制することができる。
【０１６４】
また、光デバイス２においては、光デバイス１と比較して、基板ＳＵＢの表面近傍に集積された光部品（波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ３、波長選択スイッチＷＳＳ１，ＷＳＳ２、及びスイッチＳＷ）の数を抑制することができる。したがって、光デバイス２は、その基板ＳＵＢの基板サイズを抑制することができる。
【０１６５】
また、仮に、光デバイス２と光デバイス１とにおいて上記光部品の数が大きく異ならない場合でも、光デバイス２が備えている光部品と、光デバイス１が備えている光部品とは、種類が異なる。具体的には、光デバイス２において、各光Ｌｉは、波長合分波部１１と、波長選択スイッチＷＳＳ１，ＷＳＳ２とを通過する。一方、光デバイス１において、各光Ｌｉは、波長分波部ＷＤｉと、波長合分波部１１と、波長合波部ＷＭとを通過する。波長選択スイッチＷＳＳ１，ＷＳＳ２と、波長分波部ＷＤｉ及び波長合波部ＷＭにおける損失を比較した場合、波長選択スイッチＷＳＳ１，ＷＳＳ２の損失の方が低い場合には、光デバイス２は、光デバイス１と比較して、各光Ｌｉにおける損失を低減することができる。
【０１６６】
（光デバイス２の変形例）
図９に示した光デバイス２の変形例である光デバイス２Ａについて、図１０を参照して説明する。図１０は、光デバイス２Ａのブロック図である。光デバイス２Ａは、図１０に示すように、光デバイス２の構成をベースとして、スイッチ群２２をスイッチ群２２Ａに変更し、且つ、波長合分波部２１のポートｑ４の接続先を、スイッチＳＷの第３の入射ポートに変更することによって得られる。
【０１６７】
図１０に示すように、光デバイス２Ａは、波長合分波部２１とスイッチ群２２Ａとを備えている。波長合分波部２１は、光デバイス２の波長合分波部２１と同じ構成を有する。
【０１６８】
スイッチ群２２Ａは、光デバイス２のスイッチ群２２から、（１）波長選択スイッチＷＳＳ１を省略し、（２）スイッチＳＷの入射ポートを３つに増やすことによって得られる。すなわち、スイッチＳＷは、３つの入射ポートである第１〜第３の入射ポートと、１つの出射ポートとを備えている。
【０１６９】
スイッチＳＷの第１の入射ポート及び第２の入射ポートの各々は、それぞれ、波長合分波部２１のポートｑ１及びｑ２に接続されている。そのうえで、スイッチＳＷの第３の入射ポートは、波長合分波部２１のポートｑ４に接続されている。
【０１７０】
スイッチＳＷは、外部からの制御に応じて、第１の入射ポートに入射された光Ｌ５を出射ポートから出射するか、第２の入射ポートに入射された光Ｌ５を出射ポートから出射するか、第３の入射ポートに入射された光Ｌ５を出射ポートから出射するかを切り替える。
【０１７１】
波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰａは、スイッチＳＷの出射ポートに接続されている。波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｂは、波長合分波部２１のポートｑ３に接続されている。波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｃは、ポートＱに接続されている。
【０１７２】
光デバイス２Ａは、光デバイス２と同様の機能を有する。そのうえで、光デバイス２Ａは、光デバイス２と比較して、波長選択スイッチＷＳＳ１を省略することができる。すなわち、光デバイス２Ａは、光デバイス２を更に簡略化することができる。光部品の数を抑制可能であることは、各光部品において生じ得る光損失の合計を抑制可能であることを意味する。したがって、光デバイス２Ａは、光デバイス２と比較して、光損失を抑制することができる。
【０１７３】
（光デバイス２Ａの変形例）
図１０に示した光デバイス２Ａの変形例である光デバイス２Ｂについて、図１１を参照して説明する。図１１は、光デバイス２Ｂのブロック図である。光デバイス２Ｂは、図１１に示すように、光デバイス２Ａの構成をベースとして、スイッチ群２２Ｂを挿入する位置を変更することによって得られる。なお、光デバイス２Ｂが備えているスイッチ群２２Ｂは、光デバイス２Ａが備えているスイッチ群２２Ａと同じ構成を有する。スイッチ群２２Ｂは、スイッチ群２２Ａと比較して、ポートＰｉのうち何れか１つのポートであるポートＰｊ（ｊは１，２，…，Ｎの何れかであり、本変形例ではｊ＝１）と波長合分波部２１との間に挿入されている点のみが異なる。
【０１７４】
図１１においては、スイッチＳＷの第１の入射ポートをスイッチＳＷの右側に図示し、スイッチＳＷの第２の入射ポートをスイッチＳＷの上側に図示し、スイッチＳＷの第３の入射ポートをスイッチＳＷの左側に図示している。
【０１７５】
スイッチ群２２ＢのスイッチＳＷは、スイッチ群２２ＡのスイッチＳＷと同様に接続されている。すなわち、スイッチ群２２ＢのスイッチＳＷにおいて、第１の入射ポート、第２の入射ポート、及び第３の入射ポートの各々は、波長合分波部２１のポートｑ１〜ｑ３の各々に接続されており、且つ、出射ポートは、波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰａに接続されている。
【０１７６】
スイッチ群２２ＢのスイッチＳＷの波長選択スイッチＷＳＳ２は、スイッチ群２２ＡのスイッチＳＷの波長選択スイッチＷＳＳ２と同じ構成を有するが、ポートＰｂ及びポートＰｃの接続先がスイッチ群２２Ａの場合と異なる。
【０１７７】
スイッチ群２２Ｂの波長選択スイッチＷＳＳ２において、ポートＰｂは、ポートＰ１に接続されており、且つ、ポートＰｃは、波長合分波部２１のポートｐ１に接続されている。
【０１７８】
以上のように、光デバイス２Ｂは、ポートＰ１と波長合分波部２１との間に介在するスイッチ群２２Ｂを備えている。
【０１７９】
波長合分波部２１は、（１）各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）に直接又は前記スイッチ群を介して接続されたＮ個のポートｐｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と、Ｎ個のポートｑｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と、を有し、（２）各ポートＰｉの各々に対して光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各光Ｌｉを多重化することによって光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、ポートｑｉのうち所定のポートｑＱに対して結合させ、且つ、（３）ポートｑＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を逆多重化することによって、波長λｉを有する光Ｌ’ｉを生成すると共に、当該光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（４）光Ｌ５，Ｌ’５を、ポートｐｉとポートｑｉとの間で択一的に結合すると共に、ポートｐｉのうちポートＰｊに対応するポートｐｊとポートｑＱとの間で結合する。
【０１８０】
スイッチ群２２Ｂは、外部からの制御に応じて、光Ｌ５，Ｌ’５を、選択ポートＰＳに対して択一的に結合された１つのポートｑｉ（ｉは１，２，…，Ｎの何れか）とポートｐｊとの間で結合する。
【０１８１】
このように構成された光デバイス２Ｂは、光デバイス２Ａと同様の効果を奏する。そのうえで、光デバイス２Ｂは、光Ｌ２〜光Ｌ４がスイッチ群２２Ｂ（より詳しくは、波長選択スイッチＷＳＳ２）を透過することなく、光ＬをポートＱに対して出力することができる。したがって、光デバイス２２Ｂは、光デバイス２２Ａと比較して、光Ｌ２〜光Ｌ４における損失を低減することができる。
【０１８２】
（各光デバイスの消費電力について）
ここまで、図１に示した光デバイス１、図５に示した光デバイス１Ａ、図１０に示した光デバイス２Ａ、及び図１１に示した光デバイス２Ｂについて説明してきた。ここで、各光デバイス１，１Ａ，２Ａ，２Ｂが備えている光部品のうち、波長選択スイッチＷＳＳ（図６参照）は、金属膜ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３をヒータとして利用するのに対し、波長分波部ＷＤｉ及び波長合波部ＷＭｉは、このような金属膜を利用しない。したがって、光Ｌｉの損失を低減すること、及び、光Ｌｉと光Ｌ５との間でクロストークが生じることを抑制することよりも、消費電力の低さを重視する場合には、光デバイス２Ａ，２Ｂよりも、光デバイス１，１Ａが好適である。
【０１８３】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態に係る光デバイス３について、図１２の（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図１２の（ａ）は、光デバイス３のブロック図である。図１２の（ｂ）は、光デバイス３が備えている波長選択合波部ＷＳＭｉの平面図である。図１２の（ｃ）は、図１２の（ｂ）に示した波長選択合波部ＷＳＭｉの変形例の平面図である。図１２の（ａ）に示すように、光デバイス３は、ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ、本実施形態においてはｎ＝４）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部３１とを備えた光デバイスである。
【０１８４】
波長合分波部３１は、予め定められた互いに異なる波長であるｎ個の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）であって、各ポートＰｉに対して対応づけられた波長λｉを有する光Ｌｉを入力した場合に、各光Ｌｉを光Ｌへ合波すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力する。また、波長合分波部３１は、第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を、波長λｉを有する光Ｌ’ｉへ分波すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する各ポートＰｉに対して出力する。
【０１８５】
また、波長合分波部３１は、第２のポートＱに対して、予め定められた互いに異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４である各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を合波した光である光Ｌ’を入力した場合に、この光Ｌ’を、光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４へ分波すると共に、各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を対応する各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対して出力する。
【０１８６】
また、ポートＰｉ（本実施形態ではポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとする。選択ポートＰＳは、そのポートに対応付けられた光Ｌｉが入力されなくなったポートである。
【０１８７】
光デバイス３は、選択ポートＰＳに対して、波長が波長λｉ（本実施形態ではλ１，λ２，λ３，λ４）とは異なる波長λ５を有する光Ｌ５を入力されるように構成されている。光デバイス３は、選択ポートＰＳに対して光Ｌ５を入力した場合に、第２のポートＱに対して光Ｌ５を出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λ５を有する光Ｌ’５を入力した場合に、選択ポートＰＳに対して光Ｌ’５を出力する。
【０１８８】
なお、図１２の（ａ）においては、第１のポート群Ｐから第２のポートＱへ向かう光Ｌ１〜Ｌ４、光Ｌ５、及び光Ｌの流れのみを図示している。しかし、第２のポートＱから第１ポート群Ｐへ向かう光Ｌ’、光Ｌ’５、及び光Ｌ’１〜Ｌ’４の流れは、何れも、その向き逆向きになるだけで、光Ｌ、光Ｌ５、及び光Ｌ１〜Ｌ４の流れと同様である。
【０１８９】
以上のように、光デバイス３は、図１に図示した光デバイス１及び図９に図示した光デバイス２と同様の機能を有する。一方で、光デバイス３は、光デバイス１及び光デバイス２と異なる構成を用いて同様の機能を実現している。以下では、光デバイス３のより具体的な構成について説明する。
【０１９０】
図１２の（ａ）に示すように、光デバイス３は、一方の端部が第２のポートＱを構成する主バスＢＭを更に備えている。主バスＢＭには、波長合分波部３１を構成するＮ個の波長選択合波部ＷＳＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ、本実施形態ではｎ＝４）が直列な状態で挿入されている。
【０１９１】
各ポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、それぞれ、対応する波長選択合波部ＷＳＭｉに直接接続されている。
【０１９２】
各波長選択合波部ＷＳＭｉは、図１２の（ｂ）に示すように、波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）と波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）との対により構成されている。本実施形態では、波長合波部ＷＭｉとして図４の（ｂ）に図示した構成を採用し、波長選択スイッチＷＳＳｉとして図６の（ｂ）に図示した構成を採用している。
【０１９３】
図１２の（ｂ）に示すように、波長合波部ＷＭｉのポートＰaに対してポートＰｉが接続されている。波長合波部ＷＭｉのポートＰｃ，Ｐｄは、それぞれ、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰａ，Ｐｂに接続されている。波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｃは、ダミーポートである。波長合波部ＷＭｉのポートＰｂ及び波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｄは、主バスＢＭに接続されている。また、波長合波部ＷＭｉの第２導波路ＣＯ４及び波長選択スイッチＷＳＳｉの第２導波路ＣＯ４は、主バスＢＭの一部を構成しているとも言える。
【０１９４】
波長合波部ＷＭｉは、光Ｌｉのみを第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で移すように、リング共振器ＣＯ５の周回長が定められている。
【０１９５】
波長選択スイッチＷＳＳｉは、外部からの制御に応じて、（１）ヒータが動作していないときには、光Ｌ１〜Ｌ４及び光Ｌ５を第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で移動させず、（２）ヒータが動作しているときには、光Ｌ５のみを第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で移動させるように、リング共振器ＣＯ５の周回長が定められている。
【０１９６】
ポートＰｉには、光Ｌｉ又は光Ｌ５が入力される。ポートＰｉに光Ｌｉが入力された場合、波長合波部ＷＭｉは、波長合波部ＷＭｉの第１導波路ＣＯ３を伝搬してきた光Ｌｉを、波長合波部ＷＭｉのリング共振器ＣＯ５を介して、波長合波部ＷＭｉの第２導波路ＣＯ４に対して結合させる。波長合波部ＷＭｉの第２導波路ＣＯ４は、主バスＢＭの一部を構成する。主バスＢＭに結合した光Ｌｉは、波長合波部ＷＭｉのポートＰｂから出力され、主バスＢＭを第２のポートＱに向かう方向へ伝搬する。
【０１９７】
ポートＰｉに光Ｌ５が入力された場合、光Ｌ５は、波長合波部ＷＭｉの第１導波路ＣＯ３を経て、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰａに至る。ポートＰｉに光Ｌ５が入力されている場合、外部からの制御に応じて、波長選択スイッチＷＳＳｉのヒータは、動作している。したがって、波長選択スイッチＷＳＳｉは、波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉを伝搬してきた光Ｌ５を、波長選択スイッチＷＳＳｉのリング共振器ＣＯ５を介して、波長選択スイッチＷＳＳ１の第２導波路ＣＯ４に対して結合させる。波長選択スイッチＷＳＳ１の第２導波路ＣＯ４は、主バスＢＭの一部を構成する。主バスＢＭに結合した光Ｌ１は、波長選択スイッチＷＳＳ１のポートＰｂから出力され、波長合波部ＷＭ１の第２導波路ＣＯ４を通過し、主バスＢＭを第２のポートＱに向かう方向へ伝搬する。
【０１９８】
また、ｉ≧２である波長選択合波部ＷＳＭｉにおいて、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｄには、波長選択スイッチＷＳＳｉ−１を構成する波長選択スイッチＷＳＳｉ−１及び波長合波部ＷＭｉ−１の各々の第２導波路ＣＯ４を伝搬してきた光が入力される。例えば、波長選択合波部ＷＳＭ２において、波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｄには、波長選択合波部ＷＳＭ１を構成する波長選択スイッチＷＳＳ１及び波長合波部ＷＭ１の各々を伝搬してきた光Ｌ１又は光Ｌ５が入力される。光Ｌ１又は光Ｌ５は、波長選択スイッチＷＳＳ２及び波長合波部ＷＭ２の各々のリング共振器ＣＯ５に結合することなく第２導波路ＣＯ４をそのまま第２のポートＱに向かう方向へ伝搬し、波長選択合波部ＷＳＭ２のポートＰｂから出力される。ただし、波長選択スイッチＷＳＳｉは、ヒータが動作しているか否かに応じて、光Ｌ５を第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で結合させるか否かを切り替える。本実施形態において、波長選択スイッチＷＳＳｉは、ヒータが動作している場合、光Ｌ５を第１導波路ＣＯ３と第２導波路ＣＯ４との間で結合させる。このように構成された波長選択スイッチＷＳＳｉは、ヒータが動作していない場合、ポートＰｄに入射された光Ｌ５を、そのままポートＰｂから出射するように構成されている。
【０１９９】
このように構成された波長選択合波部ＷＳＭ２は、波長合波部ＷＭ２のポートＰａに入力された光Ｌ２又は光Ｌ５と、波長選択スイッチＷＳＳ２のポートＰｄに入力された光Ｌ１又は光Ｌ５とを合波し、合波した光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５のうち２つの光を波長合波部ＷＭ２のポートＰｂから出力する。
【０２００】
波長選択合波部ＷＳＭ３，ＷＳＭ４は、波長選択合波部ＷＳＭ２と同様に機能する。すなわち、波長選択合波部ＷＳＭ３は、波長合波部ＷＭ３のポートＰａに入力された光Ｌ３又は光Ｌ５と、波長選択スイッチＷＳＳ３のポートＰｄに入力された光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５のうち２つの光とを合波し、合波した光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５のうち３つの光を波長合波部ＷＭ３のポートＰｂから出力する。また、波長選択合波部ＷＳＭ４は、波長合波部ＷＭ４のポートＰａに入力された光Ｌ４又は光Ｌ５と、波長選択スイッチＷＳＳ４のポートＰｄに入力された光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５のうち３つの光とを合波し、合波した光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５のうち３つの光を波長合波部ＷＭ３のポートＰｂから出力する。
【０２０１】
このように構成された波長選択合波部ＷＳＭ１〜ＷＳＭ４を備えた波長合分波部３１は、（１）各ポートＰｉに対して、対応する光Ｌｉをそれぞれ入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉを主バスＢＭに結合することによって、光Ｌｉを多重化した光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉから各光Ｌ’ｉを分波することによって、光Ｌ’を逆多重化した各光Ｌ’ｉを生成すると共に、各光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、（３）選択ポートＰＳに対応する波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉは１，２，…，Ｎの何れか）が、外部からの制御に応じて、光Ｌ５，Ｌ’５を選択ポートＰＳと主バスＢＭとの間で結合する。
【０２０２】
図１２の（ａ）に示した例では、選択ポートＰＳとして、ポートＰ３が選択されている。したがって、（１）波長選択合波部ＷＳＭ１は、ポートＰ１に入力された光Ｌ１を主バスＢＭに結合させたうえで、光Ｌ１を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させ、（２）波長選択合波部ＷＳＭ２は、ポートＰ２に入力された光Ｌ２を主バスＢＭに結合させたうえで、光Ｌ２を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させ、（３）波長選択合波部ＷＳＭ３は、ポートＰ３に入力された光Ｌ５である光Ｌ５を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させ、（４）波長選択合波部ＷＳＭ４は、ポートＰ４に入力された光Ｌ４を主バスＢＭに結合させたうえで、光Ｌ４を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させる。
【０２０３】
光デバイス３によれば、バス形状の光導波路を用いて本発明の一態様に係る光デバイスを実現することができる。また、光デバイス３は、各ポートＰｉからみた場合に、波長合波部ＷＭｉを前段に配置し、波長選択スイッチＷＳＳｉを後段に配置している。したがって、光Ｌｉが波長選択スイッチＷＳＳｉを通過することなく主バスＢＭに結合されるため、光Ｌｉの損失を低減することができる。
【０２０４】
（波長選択合波部ＷＳＭｉの変形例）
波長選択合波部ＷＳＭｉの変形例は、図１２の（ｃ）のように構成されていてもよい。本変形例の波長選択合波部ＷＳＭｉは、波長合波部ＷＭｉとして図３の（ｂ）に図示した構成を採用し、波長選択スイッチＷＳＳｉとして図６の（ａ）に図示した構成を採用している。
【０２０５】
図１２の（ｃ）に示すように、波長合波部ＷＭｉのポートＰｂに対してポートＰｉが接続されている。波長合波部ＷＭｉのポートＰｃ，Ｐｄは、それぞれ、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰａ，Ｐｂに接続されている。波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｃは、ダミーポートである。波長合波部ＷＭｉのポートＰａ及び波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｄは、主バスＢＭに接続されている。また、波長合波部ＷＭｉの第１導波路ＣＯ１及び波長選択スイッチＷＳＳｉの第１導波路ＣＯ１は、主バスＢＭの一部を構成しているとも言える。
【０２０６】
波長合波部ＷＭｉは、光Ｌｉのみを第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移すように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２０７】
波長選択スイッチＷＳＳｉは、外部からの制御に応じて、（１）ヒータが動作していないときには、光Ｌ１〜Ｌ４及び光Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させず、（２）ヒータが動作しているときには、光Ｌ５のみを第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させるように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２０８】
本変形例の波長選択合波部ＷＳＭｉによれば、ラティスフィルタ型の波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉを用いて本発明の一態様に係る光デバイスを実現することができる。ラティスフィルタ型の波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉは、低損失であるため、本変形例の波長選択合波部ＷＳＭｉを採用することによって低損失な光デバイスを実現することができる。
【０２０９】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態に係る光デバイス４について、図１３の（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図１３の（ａ）は、光デバイス４のブロック図である。図１３の（ｂ）は、光デバイス４が備えている波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉの平面図である。光デバイス４は、ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ、本実施形態においてはｎ＝４）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部４１とを備えた光デバイスである。
【０２１０】
波長合分波部４１は、予め定められた互いに異なる波長であるｎ個の波長λｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）であって、各ポートＰｉに対して対応づけられた波長λｉを有する光Ｌｉを入力した場合に、各光Ｌｉを光Ｌへ合波すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力する。また、波長合分波部４１は、第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、当該光Ｌ’を、波長λｉを有する光Ｌ’ｉへ分波すると共に、各光Ｌ’ｉを対応する各ポートＰｉに対して出力する。
【０２１１】
また、波長合分波部４１は、第２のポートＱに対して、予め定められた互いに異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４である各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を合波した光である光Ｌ’を入力した場合に、この光Ｌ’を、光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４へ分波すると共に、各光Ｌ’１，Ｌ’２，Ｌ’３，Ｌ’４を対応する各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に対して出力する。
【０２１２】
また、ポートＰｉ（本実施形態ではポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）から選択された１つのポートを選択ポートＰＳとする。選択ポートＰＳは、そのポートに対応付けられた光Ｌｉが入力されなくなったポートである。
【０２１３】
光デバイス３は、選択ポートＰＳに対して、波長が波長λｉ（本実施形態ではλ１，λ２，λ３，λ４）とは異なる波長λ５を有する光Ｌ５を入力されるように構成されている。光デバイス３は、選択ポートＰＳに対して光Ｌ５を入力した場合に、第２のポートＱに対して光Ｌ５を出力し、且つ、第２のポートＱに対して波長λ５を有する光Ｌ’５を入力した場合に、選択ポートＰＳに対して光Ｌ’５を出力する。
【０２１４】
なお、図１２においては、第１のポート群Ｐから第２のポートＱへ向かう光Ｌ１〜Ｌ４、光Ｌ５、及び光Ｌの流れのみを図示している。しかし、第２のポートＱから第１ポート群Ｐへ向かう光Ｌ’、光Ｌ’５、及び光Ｌ’１〜Ｌ’４の流れは、何れも、その向き逆向きになるだけで、光Ｌ、光Ｌ５、及び光Ｌ１〜Ｌ４の流れと同様である。
【０２１５】
以上のように、光デバイス４は、図１に図示した光デバイス１、図９に図示した光デバイス２、及び図１２に図示した光デバイス３と同様の機能を有する。一方で、光デバイス４は、光デバイス１〜３と異なる構成を用いて同様の機能を実現している。以下では、光デバイス４のより具体的な構成について説明する。
【０２１６】
図１３の（ａ）に示すように、光デバイス４は、主バスＢＭと副バスＢＳとを更に備えている。主バスＢＭは、一方の端部が第２のポートＱを構成する。また、主バスＢＭには、波長合分波部４１を構成するｎ個の波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入されている。
【０２１７】
副バスＢＳは、主バスＢＭと並列に配置されている。副バスＢＳには、各波長合波部ＷＭｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）に対してそれぞれ接続された波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）が直列な状態で挿入されている。
【０２１８】
副バスＢＳの一方の端部Ｅ１は、第２のポートＱの側からみて波長合分波部４１の後段（主バスＢＭの他方の端部）に接続されている。各ポートＰｉは、各波長合波部ＷＭｉに直接接続されている。
【０２１９】
各波長合波部ＷＭｉは、（１）光Ｌｉ，Ｌ’ｉをポートＰｉと主バスとの間で結合し、（２）光Ｌ５，Ｌ’５をポートＰｉと波長選択スイッチＷＳＳｉとの間で結合する。
【０２２０】
各波長選択スイッチＷＳＳｉは、外部からの制御に応じて選択された場合に、光Ｌ５，Ｌ’５を波長合波部ＷＭｉと前記副バスとの間で結合する。
【０２２１】
波長合分波部４１は、各ポートＰｉに対して、対応する光Ｌｉを入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが各光Ｌｉを主バスに結合することによって、光Ｌｉを多重化した光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力する。また、各波長選択スイッチＷＳＳｉは、第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉから各光Ｌ’ｉを分波することによって、光Ｌ’を逆多重化した各光Ｌ’ｉを生成すると共に、各光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力する。
【０２２２】
選択ポートＰＳに対応する波長合波部ＷＭｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）に接続された波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）は、外部からの制御に応じて光Ｌ５，Ｌ’５を波長合波部ＷＭｉと前記副バスとの間で結合する。
【０２２３】
また、波長合分波部４１は、光Ｌ５，Ｌ’５を副バスＢＳの一方の端部Ｅ１と第２のポートＱとの間で結合する。
【０２２４】
本実施形態では、波長合波部ＷＭｉとして図３の（ｂ）に図示した構成を採用し、波長選択スイッチＷＳＳｉとして図６の（ａ）に図示した構成を採用している。
【０２２５】
波長合波部ＷＭｉは、ポートＰｂに入力された光Ｌｉに対して、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比がおよそ０：１００とし、且つ、ポートＰｂに入力された光Ｌ５に対して、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比がおよそ１００：０となるように、第１導波路ＣＯ１の光路長Ｌ１と、第２導波路ＣＯ２の光路長Ｌ２との差である光路長差ΔＬｉ５が定められている。このように構成された波長合波部ＷＭｉは、ポートＰａに入力された光Ｌ５に対して、ポートＰｃとポートＰｄとにおける分配比がおよそ０：１００となる。
【０２２６】
波長選択スイッチＷＳＳｉは、外部からの制御に応じて、（１）ヒータが動作していないときには、光Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させず、（２）ヒータが動作しているときには、光Ｌ５のみを第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させるように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。換言すれば、波長選択スイッチＷＳＳｉは、（１）ヒータが動作していないときには、光Ｌ５をポートＰｂとポートＰｄとの間、及び、ポートＰａとポートＰｃとの間で結合し、（２）ヒータが動作しているときには、光Ｌ５をポートＰａとポートＰｄとの間、及び、ポートＰｂとポートＰｃとの間で結合するように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２２７】
図１３の（ｂ）に示すように、波長合波部ＷＭｉのポートＰｂに対してポートＰｉが接続されている。図１３の（ａ）に示すように、波長合波部ＷＭｉのポートＰｃは、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｄに接続されている。波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｂは、ダミーポートである。そのため、図１３の（ａ）において、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｂは、その図示を省略している。波長合波部ＷＭｉのポートＰａ及びポートＰｄの各々は、それぞれ、主バスＢＭに接続されている。また、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰａ及びポートＰｃの各々は、それぞれ、副バスＢＳに接続されている。なお、図１３の（ａ）において、波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉの各ポートの符号は、ｉ＝１の場合についてのみ示し、ｉ＝２〜４の場合についての図示を省略している。
【０２２８】
ポートＰｉには、光Ｌｉ又は光Ｌ５が入力される。ポートＰｉに光Ｌｉが入力された場合、波長合波部ＷＭｉは、そのポートＰｂに入力された光ＬｉをそのポートＰｄに出力する。ポートＰｄから出力された光Ｌｉは、主バスＢＭを第２のポートＱに向かう方向へ伝搬する。
【０２２９】
一方、ポートＰｉに光Ｌ５が入力された場合、波長合波部ＷＭｉは、そのポートＰｂに入力された光Ｌ５をそのポートＰｃに出力する。ポートポートＰｃから出力された光Ｌ５は、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｄから波長選択スイッチＷＳＳｉに入力される。ポートＰｉに光Ｌ５が入力されている場合、外部からの制御に応じて、波長選択スイッチＷＳＳｉのヒータは、動作している。したがって、波長選択スイッチＷＳＳｉは、そのポートＰｄに入力された光Ｌ５を、そのポートＰａに出力する。ポートＰａから出力された光Ｌ５は、副バスＢＳを、副バスＢＳの端部Ｅ１に向かう方向へ伝搬する。
【０２３０】
なお、ポートＰｉに光Ｌｉが入力されている場合、外部からの制御に応じて、波長選択スイッチＷＳＳｉのヒータは、動作していない。この場合、波長選択スイッチＷＳＳｉは、そのポートＰｃに入力された光Ｌ５を、そのポートＰａに出力する。また、ポートＰｉに光Ｌｉが入力されている場合に、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｄに光Ｌ５が入力されることはないが、仮に、ポートＰｄに光Ｌ５が入力された場合、波長選択スイッチＷＳＳｉは、ダミーポートであるポートＰｂに出力する。
【０２３１】
以上のように構成された波長選択スイッチＷＳＳｉは、（１）ポートＰｉに光Ｌ５が入力された場合には、光Ｌ５を、ポートＰｄとポートＰａとの間で結合させ、（２）ポートＰｉに光Ｌ５が入力された場合には、光Ｌ５を、ポートＰｃとポートＰａとの間で結合させる。いずれの場合であっても、波長選択スイッチＷＳＳｉは、副バスＢＳを、副バスＢＳの端部Ｅ１に向かう方向へ導く。
【０２３２】
副バスＢＳの端部Ｅ１から主バスＢＭに入力された光Ｌ５は、波長合波部ＷＭ１のポートＰａに至る。上述したように、波長合波部ＷＭｉは、光Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移す。したがって、波長合波部ＷＭｉは、ポートＰａに入力された光Ｌ５と、ポートＰｂに入力された光Ｌ１とを合波し、合波した光Ｌ１，Ｌ５をポートＰｄから出力する。
【０２３３】
ｉ＝２〜４である波長合波部ＷＭｉは、それぞれ、波長合波部ＷＭ１と同様に機能する。すなわち、波長選択合波部ＷＳＭ２は、そのポートＰｂに入力された光Ｌ２又は光Ｌ５と、そのポートＰａに入力された光Ｌ１及び光Ｌ５のうち少なくとも何れか一方の光とを合波し、合波した光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５のうち２つ又は３つの光を、そのポートＰｄから出力する。また、波長選択合波部ＷＳＭ３は、そのポートＰｂに入力された光Ｌ３又は光Ｌ５と、そのポートＰａに入力された光Ｌ１、光Ｌ２及び光Ｌ５のうち２つ又は３つの光を合波し、合波した光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５のうち３つ又は４つの光を、そのポートＰｄから出力する。また、波長選択合波部ＷＳＭ４は、そのポートＰｂに入力された光Ｌ４又は光Ｌ５と、そのポートＰａに入力された光Ｌ１、光Ｌ２、光Ｌ３及び光Ｌ５のうち３つ又は４つの光を合波し、合波した光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５のうち４つの光を、そのポートＰｄから出力する。
【０２３４】
このように構成された波長合分波部４１は、（１）各ポートＰｉに対して、対応する光Ｌｉを入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが各光Ｌｉを主バスに結合することによって、光Ｌｉを多重化した光Ｌを生成すると共に、当該光Ｌを、第２のポートＱに対して出力し、且つ、（２）各波長選択スイッチＷＳＳｉは、第２のポートＱに対して光Ｌ’を入力した場合に、各波長合波部ＷＭｉが当該光Ｌｉから各光Ｌ’ｉを分波することによって、光Ｌ’を逆多重化した各光Ｌ’ｉを生成すると共に、各光Ｌ’ｉを、各ポートＰｉに対して出力し、且つ、選択ポートＰＳに対応する波長合波部ＷＭｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）に接続された波長選択スイッチＷＳＳｉ（ｉは１，２，…，ｎの何れか）は、外部からの制御に応じて光Ｌ５，Ｌ’５を波長合波部ＷＭｉと副バスＢＳとの間で結合する。
【０２３５】
図１３の（ａ）に示した例では、選択ポートＰＳとして、ポートＰ３が選択されている。したがって、（１）波長合波部ＷＭ１は、ポートＰ１に入力された光Ｌ１を主バスＢＭに結合させたうえで、光Ｌ１を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させ、（２）波長合波部ＷＭ２は、ポートＰ２に入力された光Ｌ２を主バスＢＭに結合させたうえで、光Ｌ２を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させ、（３）波長合波部ＷＭ３は、ポートＰ３に入力された光Ｌ５である光Ｌ５を光選択スイッチＷＳＳ３に出力し、（４）光選択スイッチＷＳＳ３は、波長合波部ＷＭ３から入力された光Ｌ５を副バスＢＳに結合させたうえで、光Ｌ５を副バスＢＳの端部Ｅ１に向かう方向へ伝搬させ、（５）波長合波部ＷＭ４は、ポートＰ４に入力された光Ｌ４を主バスＢＭに結合させたうえで、光Ｌ４を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させ、（６）波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ４の各々は、副バスＢＳの端部Ｅ１から主バスＢＭに入力された光Ｌ５を第２のポートＱに向かう方向へ伝搬させる。
【０２３６】
以上のように、光デバイス４は、各波長選択合波部ＷＳＭｉが直列な状態で挿入された主バスＢＭと、各波長選択スイッチＷＳＳｉが直列な状態で挿入された副バスＢＳとを更に備えている。主バスＢＭ及び副バスＢＳは、互いに並列に配置されており、且つ、主バスＢＭは、少なくとも各光Ｌｉを導波し、副バスＢＳは、光Ｌ５を第２のポートＱへ向かう方向へ導波する。
【０２３７】
この構成によれば、図１２に示した光デバイス３のように、光Ｌｉが第２のポートＱへ向かう途中に、主バスＢＭ中に直列な状態で挿入された各波長選択スイッチＷＳＳｉを透過しなくてよいため、光Ｌｉに対する損失を低減することができる。これにより、光Ｌ５を生成する光源などのパワーを低減することができるので、消費電力を低減することができる。
【０２３８】
また、光デバイス３においては、各波長合波部ＷＭｉと各波長選択スイッチＷＳＳｉとが主バスＢＭに挿入されていた。それに対して、光デバイス４においては、各波長合波部ＷＭｉのみが主バスＢＭに挿入されており、各波長選択スイッチＷＳＳｉが副バスＢＳに挿入されている（主バスＢＭに挿入されていない）。そのため、光デバイス４は、光デバイス３と比較して、光Ｌｉと光Ｌ５との間でクロストークが生じることを抑制することができる。
【０２３９】
（光デバイス４の変形例）
図１３に示した光デバイス４の変形例である光デバイス４Ａについて、図１４を参照して説明する。図１４の（ａ）は、光デバイス４Ａのブロック図である。図１４の（ｂ）は、光デバイス４Ａが備えている波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉの平面図である。光デバイス４Ａは、光デバイス４と同様に、ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ、本実施形態においてはｎ＝４）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部４１Ａとを備えた光デバイスである。
【０２４０】
光デバイス４Ａは、波長合分波部４１と第２のポートＱとの間に介在する波長合波部ＷＭ５を更に備えている。
【０２４１】
光デバイス４においては、副バスＢＳの一方の端部Ｅ１は、第２のポートＱの側からみて波長合分波部４１の後段（主バスＢＭの他方の端部）に接続されていた。一方、光デバイス４Ａにおいては、副バスＢＳの一方の端部は、図１４の（ａ）に示すように、第２のポートＱの側からみて波長合分波部４１の前段に波長合波部ＷＭ５を介して接続されている。
【０２４２】
波長合波部ＷＭ５は、光Ｌｉを波長合分波部４１と第２のポートＱとの間で結合し、光Ｌ５，Ｌ’５を前記副バスと第２のポートＱとの間で結合する。
【０２４３】
なお、図１４の（ａ）においては、波長合波部ＷＭｉのポートＰａを波長合波部ＷＭｉの上側に図示し、波長合波部ＷＭｉのポートＰｂを波長合波部ＷＭｉの左側に図示し、波長合波部ＷＭｉのポートＰｃを波長合波部ＷＭｉの右側に図示し、波長合波部ＷＭｉのポートＰｄを波長合波部ＷＭｉの下側に図示している。波長合波部ＷＭ５のポートＰｃは、ダミーポートであるため図１４の（ａ）には図示していない。
【０２４４】
また、図１４の（ａ）においては、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰａを波長選択スイッチＷＳＳｉの上側に図示し、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｂを波長選択スイッチＷＳＳｉの左側に図示し、波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｄを波長選択スイッチＷＳＳｉの下側に図示している。波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｃは、ダミーポートであるため図１４の（ａ）には図示していない。
【０２４５】
なお、図１４の（ａ）において、波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉの各ポートの符号は、ｉ＝１の場合についてのみ示し、ｉ＝２〜４の場合についての図示を省略している。
【０２４６】
各波長合波部ＷＭｉは、図１４の（ｂ）に示すように、ポートＰｂが各ポートＰｉに接続されており、ポートＰｃが波長選択スイッチＷＳＳｉのポートＰｂに接続されており、ポートＰａ，Ｐｄが何れも主バスＢＭに接続されている。
【０２４７】
各波長選択スイッチＷＳＳｉは、図１４の（ｂ）に示すように、ポートＰａ，Ｐｄが何れも副バスＢＳに接続されており、ポートＰｂが波長合波部ＷＭｉのポートＰｃに接続されている。
【０２４８】
波長合波部ＷＭ１は、光Ｌ１を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移さず、且つ、光Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移すように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２４９】
波長合波部ＷＭ２は、光Ｌ２を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移さず、且つ、光Ｌ１，Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移すように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２５０】
波長合波部ＷＭ３は、光Ｌ３を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移さず、且つ、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移すように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２５１】
波長合波部ＷＭ４は、光Ｌ４を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移さず、且つ、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移すように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２５２】
波長合波部ＷＭ５は、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移さず、且つ、光Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移すように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２５３】
波長選択スイッチＷＳＳｉは、外部からの制御に応じて、（１）ヒータが動作していないときには、光Ｌ１〜Ｌ４及び光Ｌ５を第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させず、（２）ヒータが動作しているときには、光Ｌ５のみを第１導波路ＣＯ１と第２導波路ＣＯ２との間で移動させるように、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２との光路長差が定められている。
【０２５４】
光デバイス４Ａは、主バスＢＭ及び副バスＢＳの各々を、それぞれ、波長合波部ＷＭｉ及び波長選択スイッチＷＳＳｉの入力ポート及び出力ポートを交差させる（たすき掛けの配置にする）構成を採用している。したがって、導波路同士が交差する交差点をなくすことができるため、光デバイス４Ａは、損失を低減することができる。
【０２５５】
また、図１３に示した光デバイス４においては、副バスＢＳの一方の端部Ｅ１が第２のポートＱの側からみて波長合分波部ＷＭ１〜ＷＭ４の後段に直接接続されているため、副バスＢＳから主バスＢＭに入力された光Ｌ５は、各波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ４が直列な状態で挿入された主バスＢＭを伝搬したのちに第２のポートＱに至る。
【０２５６】
それに対して、光デバイス４Ａは、副バスＢＳの一方の端部は、第２のポートＱの側からみて波長合分波部ＷＭ１〜ＷＭ４の前段に波長合波部ＷＭ５を介して接続されている。そのため、副バスＢＳから主バスＢＭに入力された光Ｌ５は、主バスＢＭのうち各波長合波部ＷＭ１〜ＷＭ４が直列な状態で挿入された部分を伝搬することなく第２のポートＱにいたる。したがって、光デバイス４Ａは、光Ｌ５に対する損失を低減することができる。これにより、光Ｌ５を生成する光源などのパワーを低減することができるので、消費電力を低減することができる。
【０２５７】
〔第５の実施形態〕
本発明の第５の実施形態に係る光デバイス５について、図１５を参照して説明する。図１５は、光デバイス４のブロック図である。光デバイス５は、ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ、本実施形態においてはｎ＝４）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部５１とを備えた光デバイスである。波長合分波部５１は、図１に示した光デバイス１が備えている波長合分波部１１と同じ構成を有する。
【０２５８】
したがって、光デバイス５は、光デバイス１と同様の機能を有する。しかし、光デバイス５は、複数のポートを選択ポートＰＳｊとして選択可能なように構成されている点が光デバイス１と異なる。本実施形態では、２つのポートを選択ポートＰＳ１，ＰＳ２として選択可能な光デバイス５について説明する。
【０２５９】
本実施形態においては、光デバイス１において選択ポートＰＳと呼んでいたポートを第１の選択ポートＰＳ１と呼ぶ。また、光Ｌ５は、請求の範囲に記載の光ＬＳＰ１の一例である。
【０２６０】
そのうえで、ポートＰｉから選択されたｍ個（ｍは、１≦ｍ＜ｎを満たす整数、本実施形態ではｍ＝１）のポートであって、第１の選択ポートＰＳ１と異なるｍ個のポートの各々を第ｊの選択ポートＰＳｊ（ｊ＝２，３，…，ｍ＋１、本実施形態ではｊ＝２）と呼ぶ。すなわち、本実施形態においては、第１の選択ポートＰＳ１に加えて第２の選択ポートＰＳ２を用いる。また、波長λ１〜λ４及び波長λ５の何れとも異なる波長λ６を有する光を光Ｌ６と呼ぶ。波長λ６及び光Ｌ６の各々は、それぞれ、請求の範囲に記載の波長λＳＰｊ及び光ＬＳＰｊの一例である。また、波長λ６を有するもう１つお光である光Ｌ’６は、請求の範囲に記載の光Ｌ’ＳＰｊの一例である。
【０２６１】
光デバイス５は、第２の選択ポートＰＳ２に対して光Ｌ６を入力した場合に、第２のポートＱに対して光Ｌ６を出力し、且つ、第２のポートＱに対して光Ｌ’６を入力した場合に、第２の選択ポートＰＳ２に対して光Ｌ’６を出力する。
【０２６２】
具体的には、光デバイス５は、図１４に示すように、各ポートＰｉと波長合分波部５１との間にそれぞれ介在する第１の波長分波部ＷＤ１ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と、各ポートＰｉと波長合分波部５１との間にそれぞれ介在する第２の波長分波部ＷＤ２ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と第２のポートＱと波長合分波部５１との間に介在する第１の波長合波部ＷＭａと、第２のポートＱと波長合分波部５１との間に介在する第２の波長合波部ＷＭｂと、第１の波長分波部ＷＤ１ｉと第１の波長合波部ＷＭａとの間に、波長合分波部５１と並列に配置された第１のスイッチＳＷａと、第２の波長分波部ＷＤ２ｉと第２の波長合波部ＷＭｂとの間に、波長合分波部５１と並列に配置された第２のスイッチＳＷｂと、を更に備えている。
【０２６３】
各第１の波長分波部ＷＤ１ｉは、各光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ対応する各ポートＰｉと波長合分波部５１との間で結合するとともに、光Ｌ５，Ｌ’５を各ポートＰｉと第１のスイッチＳＷａとの間で結合する。
【０２６４】
各第２の波長分波部ＷＤ２ｉは、各光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ対応する各ポートＰｉと波長合分波部５１との間で結合するとともに、光Ｌ６，Ｌ’６を各ポートＰｉと第２のスイッチＳＷｂとの間で結合する。
【０２６５】
第１の波長合波部ＷＭａは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉを波長合分波部５１と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光Ｌ５，Ｌ’５を第１のスイッチＳＷａと第２のポートＱとの間で結合する。
【０２６６】
第２の波長合波部ＷＭｂは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉを波長合分波部５１と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光Ｌ６，Ｌ’６を第２のスイッチＳＷｂと第２のポートＱとの間で結合する。
【０２６７】
第１のスイッチＳＷａは、外部からの制御に応じて第１の波長分波部ＷＤ１ｉのうち第１の選択ポートＰＳ１に対応する波長分波部を第１の選択波長分波部として選択し、且つ、光Ｌ５，Ｌ’５を前記第１の選択波長分波部と第１の波長合波部ＷＭａとの間で結合する。
【０２６８】
第２のスイッチＳＷｂは、外部からの制御に応じて第２の波長分波部ＷＤ２ｉのうち第２の選択ポートＰＳ２に対応する波長分波部を第２の選択波長分波部として選択し、且つ、光Ｌ６，Ｌ’６を前記第２の選択波長分波部と第２の波長合波部ＷＭｂとの間で結合する。
【０２６９】
第１の波長分波部ＷＤ１ｉ、第１のスイッチＳＷａ、及び第１の波長合波部ＷＭａの各々は、それぞれ、光デバイス１の波長分波部ＷＤｉ、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭに対応する。したがって、本実施形態では、第１の波長分波部ＷＤ１ｉ、第１のスイッチＳＷａ、及び第１の波長合波部ＷＭａの各々の説明を省略する。
【０２７０】
また、第２の波長分波部ＷＤ２ｉ、第２のスイッチＳＷｂ、及び第２の波長合波部ＷＭｂの各々は、それぞれ、第１の波長分波部ＷＤ１ｉ、第１のスイッチＳＷａ、及び第１の波長合波部ＷＭａの各々と同様に構成されている。しかし、第２の波長分波部ＷＤ２ｉ、第２のスイッチＳＷｂ、及び第２の波長合波部ＷＭｂの各々は、光Ｌ６，Ｌ’６に対して作用し、光Ｌ５，Ｌ’５に対しては作用しない点が第１の波長分波部ＷＤ１ｉ、第１のスイッチＳＷａ、及び第１の波長合波部ＷＭａの各々と異なる。第２の波長分波部ＷＤ２ｉ、第２のスイッチＳＷｂ、及び第２の波長合波部ＷＭｂの各々の構成については、自明である。したがって、本実施形態では、これらの説明を省略する。
【０２７１】
このように構成された光デバイス５によれば、ポートＰｉのうち１つのポートＰｉだけでなく、複数のポートＰｉに、それぞれ対応する光Ｌｉが入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。
【０２７２】
（光デバイス５の変形例）
図１５に示した光デバイス５の変形例である光デバイス５Ａについて、図１６を参照して説明する。図１６は、光デバイス５Ａのブロック図である。光デバイス５Ａは、Ｎ個のポートＰｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を含む第１のポート群Ｐと、第２のポートＱと、第１のポート群Ｐと第２のポートＱとの間に介在する波長合分波部５１と、を備えている。光デバイス５Ａは、光デバイス５と同様に、第ｊの選択ポートＰＳｊに対して光ＬＳＰｊを入力した場合に、第２のポートＱに対して光ＬＳＰｊを出力し、且つ、第２のポートＱに対して光Ｌ’ＳＰｊを入力した場合に、第ｊの選択ポートＰＳｊに対して光Ｌ’ＳＰｊを出力することができる光デバイスである。
【０２７３】
光デバイス５Ａは、各ポートＰｉと波長合分波部５１との間にそれぞれ介在する波長分波部ＷＤｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と、第２のポートＱと波長合分波部５１との間に介在する波長合波部ＷＭと、波長分波部ＷＤｉと波長合波部ＷＭとの間に、波長合分波部５１と並列に配置されたスイッチＳＷと、を更に備えている。
【０２７４】
各波長分波部ＷＤｉは、光Ｌｉ，Ｌ’ｉをそれぞれ各ポートＰｉと波長合分波部５１との間で結合するとともに、光Ｌ５，Ｌ’５，Ｌ６，Ｌ’６を各ポートＰｉと前記スイッチとの間で結合する。
【０２７５】
波長合波部ＷＭは、光Ｌ，Ｌ’を波長合分波部５１と第２のポートＱとの間で結合するとともに、光Ｌ５，Ｌ’５，Ｌ６，Ｌ’６を前記スイッチと第２のポートＱとの間で結合する。
【０２７６】
スイッチＳＷは、外部からの制御に応じて、（Ａ１）波長分波部ＷＤｉのうち第１の選択ポートＰＳ１に対応する波長分波部を第１の選択波長分波部として選択するとともに、（Ａ２）波長分波部ＷＤｉのうち第２の選択ポートＰＳ２に対応する波長分波部を第２の選択波長分波部として選択する。また、スイッチＳＷは、（Ｂ１）光Ｌ５，Ｌ’５を前記第１の選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合するとともに、（Ｂ２）光Ｌ６，Ｌ’６を前記第２の選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する。
【０２７７】
光デバイス５Ａの波長分波部ＷＤｉ、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭの各々は、それぞれ、光デバイス１の波長分波部ＷＤｉ、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭの各々と同様に構成されている。しかし、光デバイス５Ａの波長分波部ＷＤｉ、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭの各々は、光Ｌ５に対してのみならず光Ｌ６に対しても作用する点が、光デバイス１の波長分波部ＷＤｉ、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭの各々と異なる。光デバイス５Ａの波長分波部ＷＤｉ、スイッチＳＷ、及び波長合波部ＷＭの各々の構成については、自明である。したがって、本実施形態では、これらの説明を省略する。
【０２７８】
このように構成された光デバイス５Ａを用いても、ポートＰｉのうち１つのポートＰｉだけでなく、複数のポートＰｉに、それぞれ対応する光Ｌｉが入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。
【０２７９】
〔第６の実施形態〕
本発明の第６の実施形態に係る波長分割多重送受信システムＳについて、図１７を参照して説明する。図１７は、波長分割多重送受信システムＳのブロック図である。
【０２８０】
図１７に示すように、波長分割多重送受信システムＳは、本発明の一実施形態に係る波長分割多重送信器ＴＸと、本発明の一実施形態に係る波長分割多重受信器ＲＸとを備えている。
【０２８１】
波長分割多重送信器ＴＸは、図１に示した光デバイス１と、それぞれが入力ポートＰＩＩ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）及び出力ポートＰＯｉを有する変調器Ｍｉであって、各ポートＰｉに出力ポートＰＯｉが接続された変調器Ｍｉと、各入力ポートＰＩｉにそれぞれ接続された光源ＯＳｉであって、それぞれが光Ｌｉを出力する光源ＯＳｉと、光ＬＳＰを出力する予備光源ＯＳＳＰと、予備光源ＯＳＳＰと各入力ポートＰＩｉとの間に介在する予備光源用スイッチであって、外部からの制御に応じて入力ポートＰＩｉのうち何れか１つの入力ポートを選択入力ポートとして選択し、光ＬＳＰを前記選択入力ポートに入力する予備光源用スイッチと、制御部ＣＵＡとを備えている。
【０２８２】
なお、本実施形態では、光源ＯＳｉ及び予備光源ＯＳＳＰとしてレーザダイオードを採用している。したがって、光源ＯＳｉ及び予備光源ＯＳＳＰのことを、それぞれ、レーザダイオードＬＤｉ及び予備レーザダイオードＬＤＳＰと呼ぶ。レーザダイオードＬＤｉは、光Ｌｉを生成し、予備レーザダイオードＬＤＳＰは、光Ｌ５（すなわち光ＬＳＰ）を生成する。
【０２８３】
また、本実施形態においては、波長分割多重送信器ＴＸが備えている光デバイス１を光デバイス１Ａと呼ぶことによって、波長分割多重受信器ＲＸが備えている光デバイス１と区別する。また、本実施形態においては、波長分割多重受信器ＲＸが備えている光デバイス１を光デバイス１Ｂと呼ぶ。ポートＰｉ、第１のポート群Ｐ、及び第２のポートＱについても、ポートＰｉＡ、第１のポート群ＰＡ、及び第２のポートＱＡ、並びに、ポートＰｉＢ、第１のポート群ＰＢ、及び第２のポートＱＢと呼ぶことによって区別する。
【０２８４】
波長分割多重受信器ＲＸは、図１に示した光デバイス１である光デバイス１Ｂと、それぞれが受光素子ＤＯＰｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を有する受光器Ｄｉであって、各ポートＰｉにそれぞれ受光素子ＤＯＰｉが結合されたと受光器Ｄｉと、制御部ＣＵＢとを備えている。
【０２８５】
波長分割多重送受信システムＳは、上述した波長分割多重送信器ＴＸ及び波長分割多重受信器ＲＸに加えて、波長分割多重送信器ＴＸの第２のポートＱＡと、波長分割多重受信器ＲＸの第２のポートＱＢとを接続する光ファイバと、制御部ＣＵＡと制御部ＣＵＢと接続する金属ケーブルＭＣとを備えている。
【０２８６】
（制御部の機能）
制御部ＣＵＡは、レーザダイオードＬＤｉ及び予備レーザダイオードＬＤＳＰ、スイッチＳＷ、及び光デバイス１Ａを制御する制御部である。制御部ＣＵＡの一例としては、マイコンが挙げられ、予め定められたプログラムを実行することによって、所望の機能を発揮する。制御部ＣＵＡは、レーザダイオードＬＤｉ及び予備レーザダイオードＬＤＳＰの駆動電流を制御したり、スイッチＳＷの切り替え動作を制御したりすることに加えて、光デバイス１Ａが備えているスイッチＳＷの切り替え動作を制御する。
【０２８７】
制御部ＣＵＡは、レーザダイオードＬＤｉの何れか１つが光Ｌｉを生成しなくなったときに、そのレーザダイオードＬＤｉへの駆動電流の供給を停止させ、予備レーザダイオードＬＤＳＰに駆動電流を供給する。
【０２８８】
また、制御部ＣＵＡは、光Ｌｉを生成しなくなったレーザダイオードＬＤｉに対応する変調器Ｍｉに光Ｌ５が入射するようにスイッチＳＷを切り替える。
【０２８９】
また、制御部ＣＵＡは、光Ｌｉを生成しなくなったレーザダイオードＬＤｉに対応するポートＰｉAを選択ポートＰＳとして、光デバイス１Ａの波長分波部ＷＤｉのうち選択ポートＰＳに対応する波長分波部を選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する。
【０２９０】
また、制御部ＣＵＡは、図１７に図示する金属ケーブルＭＣを介して、制御部ＣＵＢに対して、選択ポートＰＳが何れのポートＰｉAであるかを表すポート情報を通知する。
【０２９１】
制御部ＣＵＢは、制御部ＣＵＡから通知されたポート情報に基づき選択ポートＰＳを特定し、光デバイス１Ｂの波長分波部ＷＤｉのうち選択ポートＰＳに対応する波長分波部を選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合する。
【０２９２】
このように構成された波長分割多重送受信システムＳは、光Ｌｉの何れかがポートＰｉＡの何れかに入力されなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。
【０２９３】
なお、本実施形態では、波長分割多重送信器ＴＸ及び波長分割多重受信機ＲＸの各々が、それぞれ、第１の実施形態に係る光デバイス１Ａ，１Ｂを備えている波長分割多重送受信システムＳについて説明した。しかし、波長分割多重送受信システムＳにおいて、波長分割多重送信器ＴＸ及び波長分割多重受信機ＲＸの各々は、本発明の何れか一実施形態に係る光デバイスを備えていればよい。特に、冗長性の程度を高めたい場合には、波長分割多重送信器ＴＸ及び波長分割多重受信機ＲＸの各々が備えている光デバイスとして、本発明の第５の実施形態に係る光デバイス５，５Ａの何れかと、複数の予備レーザダイオードＬＤＳＰとを採用することが好ましい。
【０２９４】
この構成によれば、複数のレーザダイオードＬＤｉが光Ｌｉを生成しなくなった場合に備えた冗長性を確保することができる。
【０２９５】
（波長分割多重送受信システムＳの変形例）
なお、本実施形態では、金属ケーブルＭＣを用いてポート情報を制御部ＣＵＡから制御部ＣＵＢへ通知する構成について説明したが、波長分割多重送受信システムＳの一態様においては、金属ケーブルＭＣを省略することもできる。
【０２９６】
例えば、制御部ＣＵＢは、各受光器Ｄｉが生成する電気信号であって、各受光器Ｄｉが受光した各光Ｌｉに重畳していた光信号を変換した電気信号の強度をモニタするように構成されており、且つ、各受光器Ｄｉが生成する電気信号の何れかの強度が予め定められた閾値を下回った場合に、対応するレーザダイオードＬＤｉが故障したものと判定するように構成されている。この構成によれば、制御部ＣＵＢが故障したレーザダイオードＬＤｉに対応するポートＰｉ、すなわち選択ポートＰＳを特定することができるので、金属ケーブルＭＣを省略した場合であっても、制御部ＣＵＢは、光デバイス１ＢのスイッチＳＷを制御することによって、光デバイス１Ｂの波長分波部ＷＤｉのうち選択ポートＰＳに対応する波長分波部を選択波長分波部として選択し、且つ、光ＬＳＰ，Ｌ’ＳＰを前記選択波長分波部と波長合波部ＷＭとの間で結合することができる。
【０２９７】
また、本実施形態では、波長分割多重送信器ＴＸ及び波長分割多重受信器ＲＸの各々が、それぞれ、光デバイス１Ａ及び光デバイス１Ｂとして、図１に示した光デバイス１を備えているものとして説明した。しかし、波長分割多重送信器ＴＸ及び波長分割多重受信器ＲＸの各々が備えている光デバイス１Ａ及び光デバイス１Ｂは、図１に示した光デバイス１に限定されるものではない。光デバイス１Ａ及び光デバイス１Ｂの各々は、図５に示した光デバイス１Ａ、図９に示した光デバイス２、図１０に示した光デバイス２Ａ、図１１に示した光デバイス２Ｂ、図１２に示した光デバイス３、図１３に示した光デバイス４、図１４に示した光デバイス４Ａ、図１５に示した光デバイス５、及び、図１６に示した光デバイス５Ａの何れかであってもよい。光デバイス１Ａ及び光デバイス１Ｂの各々として、これらの光デバイスの何れを採用した場合であっても、制御部ＣＵＢを上述したように構成することによって、金属ケーブルＭＣを省略することができる。
【０２９８】
また、光デバイス１Ａ及び光デバイス１Ｂの各々として図５に示した光デバイス１Ａを採用した場合であって、ポートＰ４が選択ポートＰＳとして選択された場合には、光ＬＳＰがスイッチＳＷを通過しないため、ポートＰ４に対応する受光器Ｄ４が生成する電気信号の強度が予め定められた閾値を下回ることがない場合も生じ得る。ただし、この場合には、光デバイス１Ｂにおいて特段の制御を要しないため、制御部ＣＵＢは、選択ポートＰＳを特定する必要がない。
【０２９９】
また、光デバイス１Ａ及び光デバイス１Ｂの各々として図５に示した光デバイス１Ａを採用した場合において、光デバイス１Ｂは、その波長選択スイッチＷＳＳと、スイッチＳＷとを接続する経路に設けられたパワーモニタを更に備えていてもよい。この構成によれば、レーザダイオードＬＤｉの何れかに故障が生じたことを確実に検出可能であるため、金属ケーブルＭＣを省略した場合であっても、制御部ＣＵＢは、選択ポートＰＳを特定することができる。
【０３００】
以上のように、本発明の一態様は、金属ケーブルＭＣを備えていない波長分割多重送受信システムＳに対しても適用可能である。
【０３０１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０３０２】
１，１Ａ，２，２Ａ，２Ｂ，３，４，４Ａ，５，５Ａ  光デバイス
１１，１１Ａ，２１，２１Ｂ，３１，４１，５１  波長合分波部
Ｐｉ，Ｐｎ＋１  ポート
Ｐ  第１のポート群
Ｑ  第２のポート
ＰＳ  選択ポート
ＷＤｉ  波長分波部
ＷＭ  波長合波部
ＳＷ  スイッチ
ＷＳＳｉ  波長選択スイッチ
２２，２２Ａ，２２Ｂ  スイッチ群
ＢＭ  主バス
ＢＳ  副バス
ＷＳＭｉ  波長選択合波部
ＴＸ  波長分割多重送信器
ＲＸ  波長分割多重受信機
Ｓ  波長分割多重送受信システム
【図１】
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【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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