(57)【要約】【課題】光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置を提供すること。【解決手段】複数の光ファイバが所定の方向に沿って配列した入出力光ファイバアレイと、その入力信号を分光方向に分光する波長分光器と、その光信号を、所定の角度に反射し、所望のファイバに結合する光偏向器と、その角度を制御する制御部を備えた制御装置と、を備え、入力信号を所望のファイバから出力する光信号選択装置の出力ポート切替工程を含む制御方法であって、該工程は、光信号の光偏向器における反射方向を、第１出力ポート方向から、ファイバアレイの配列した直線上から離間した中継位置方向へ切り替える第１切替工程と、中継位置、または、他の中継位置方向から、第２出力ポート方向へ切り替える第２切替工程とを含み、各工程が段階的な複数の工程からなる光信号選択装置の制御方法。【選択図】図１
2015011225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバが所定のスイッチ方向に沿って配列した入出力光ファイバアレイと、
前記入出力光ファイバアレイから入力された光信号を前記スイッチ方向と略垂直の方向に分光する波長分光器と、
前記分光された光信号を、所定の角度に反射し、所望の入出力光ファイバアレイに結合する光偏向器と、
前記光偏向器の前記光信号を反射する角度を制御する制御部を備えた制御装置と、
を備え、前記入力された光信号を所望の入出力光ファイバアレイから出力する光信号選択装置において、前記出力する入出力光ファイバアレイを第１出力ポートから、第２出力ポートに切り替える出力ポート切替工程を含む光信号選択装置の制御方法であって、
前記出力ポート切替工程は、前記光信号の前記光偏向器における反射方向を、前記第１出力ポートに対する方向から、前記入出力光ファイバアレイの配列した直線上から離間した中継位置に対する方向へ切り替える第１切替工程と、前記中継位置、または、他の中継位置に対する方向から、前記第２出力ポートに対する方向へ切り替える第２切替工程とを含み、前記第１切替工程と前記第２切替工程とがそれぞれ段階的な複数の工程からなることを特徴とする光信号選択装置の制御方法。
【請求項２】
前記光偏向器は、前記スイッチ方向と前記分光方向とに２次元状に配列された位相変調素子を有する位相変調素子アレイであって、
前記位相変調素子に周期的な位相変調を印加して、前記位相変調素子アレイに位相変調のパターンを形成し、前記パターンは前記位相変調素子アレイに入力された前記光信号を所望の入出力光ファイバアレイに結合するように回折することを特徴とする請求項１に記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項３】
前記第１切替工程は、前記パターンを、前記光信号を前記第１出力ポートに出力する第１パターンから、前記光信号を前記中継位置に出力する中継パターンへ切り替える第１パターン切替工程であって、
前記第２切替工程は、前記パターンを、前記中継パターン、または、前記光信号を前記他の中継位置に出力する他の中継パターンから、前記光信号を前記第２出力ポートに出力する第２パターンへ切り替える第２パターン切替工程であることを特徴とする請求項２に記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項４】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記スイッチ方向に沿った１列ずつ経時的に切替前のパターンから切替後のパターンに切り替える工程であることを特徴とする請求項３に記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項５】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記光信号を前記第１出力ポートから前記中継位置へ段階的に変位させる、または、前記光信号を前記中継位置、または、前記他の中継位置から前記第２出力ポートへ段階的に変位させるようにパターンを切り替える工程であることを特徴とする請求項３に記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項６】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内にｎ個の位相変調素子があるとき、１工程当たりの各位相変調素子における位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下である複数の工程からなることを特徴とする請求項３に記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項７】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列を、切替前のパターンと切替後のパターンとの位相変調の変化量が大きい前記列から経時的に位相変調を開始することを特徴とする請求項６に記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項８】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列に対して、同時に位相変調の切り替えを開始し、前記列ごとに所定の位相になった順に位相変調の切り替えを終了することを特徴とする請求項６に記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項９】
前記制御装置は、制御に用いるパラメータを格納する記憶部を備え、前記制御部は前記記憶部から前記パラメータを読み出し、前記光偏向器を制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の光信号選択装置の制御方法。
【請求項１０】
複数の光ファイバが所定のスイッチ方向に沿って配列した入出力光ファイバアレイと、
前記入出力光ファイバアレイから入力された光信号を前記スイッチ方向と略垂直の方向に分光する波長分光器と、
前記分光された光信号を、所定の角度に反射し、所望の入出力光ファイバアレイに結合する光偏向器と、
前記光偏向器の前記光信号を反射する角度を制御する制御部を備えた制御装置と、
を備え、前記入力された光信号を所望の入出力光ファイバアレイから出力する光信号選択装置であって、
前記制御装置は、前記出力する入出力光ファイバアレイを第１出力ポートから、第２出力ポートに切り替える際に、前記光偏向器を、前記光信号の前記光偏向器における反射方向を、前記第１出力ポートに対する方向から、前記入出力光ファイバアレイの配列した直線上から離間した中継位置に対する方向へ切り替えるよう第１切替工程と、前記光偏向器を、前記中継位置、または、他の中継位置に対する方向から、前記第２出力ポートに対する方向へ切り替える第２切替工程とを含む制御を行い、前記第１切替工程と前記第２切替工程とはそれぞれ段階的な複数の工程からなることを特徴とする光信号選択装置。
【請求項１１】
前記光偏向器は、前記スイッチ方向と前記分光方向とに２次元状に配列された位相変調素子を有する位相変調素子アレイであって、
前記位相変調素子アレイは、前記位相変調素子に周期的な位相変調を印加して、前記位相変調素子アレイに位相変調のパターンを形成し、前記パターンは前記位相変調素子アレイに入力された前記光信号を所望の入出力光ファイバアレイに結合するように回折することを特徴とする請求項１０に記載の光信号選択装置。
【請求項１２】
前記第１切替工程は、前記パターンを、前記光信号を前記第１出力ポートに出力する第１パターンから、前記光信号を前記中継位置に出力する中継パターンへ切り替える第１パターン切替工程であって、
前記第２切替工程は、前記パターンを、前記中継パターン、または、前記光信号を前記他の中継位置に出力する他の中継パターンから、前記光信号を前記第２出力ポートに出力する第２パターンへ切り替える第２パターン切替工程であることを特徴とする請求項１１に記載の光信号選択装置。
【請求項１３】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記スイッチ方向に沿った１列ずつ経時的に切替前のパターンから切替後のパターンに切り替える工程であることを特徴とする請求項１２に記載の光信号選択装置。
【請求項１４】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記光信号を前記第１出力ポートから前記中継位置へ段階的に変位させる、または、前記光信号を前記中継位置、または、前記他の中継位置から前記第２出力ポートへ段階的に変位させるようにパターンを切り替える工程であることを特徴とする請求項１２に記載の光信号選択装置。
【請求項１５】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内にｎ個の位相変調素子があるとき、１工程当たりの各位相変調素子における位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下である複数の工程からなることを特徴とする請求項１２に記載の光信号選択装置。
【請求項１６】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列を、切替前のパターンと切替後のパターンとの位相変調の変化量が大きい前記列から経時的に位相変調を開始することを特徴とする請求項１５に記載の光信号選択装置。
【請求項１７】
前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列に対して、同時に位相変調の切り替えを開始し、前記列ごとに所定の位相になった順に位相変調の切り替えを終了することを特徴とする請求項１５に記載の光信号選択装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、制御に用いるパラメータを格納する記憶部を備え、前記制御部は前記記憶部から前記パラメータを読み出し、前記光偏向器を制御することを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１つに記載の光信号選択装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を適用した光ネットワークにおいては、より柔軟なネットワークを構成するために、光信号の経路を電気信号に変換せずに光信号のまま切り替えを行う、光信号選択装置の重要性が高まっている。上記のような光信号選択装置として、例えば反射型位相変調器を使用した装置が提案されている。反射型位相変調器としては、位相変調素子である反射型液晶素子を２次元状に配列した位相変調素子アレイ（例えばＬＣＯＳ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ等）があり、光学特性や拡張性等の面から有力な方式として考えられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５１０９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、入力された光信号を所望の入出力光ファイバアレイから出力する光信号選択装置において、出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際に、光信号の一部が切り替え前後の入出力光ファイバアレイ以外の入出力光ファイバアレイに入力され、クロストークが発生する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、複数の光ファイバが所定のスイッチ方向に沿って配列した入出力光ファイバアレイと、前記入出力光ファイバアレイから入力された光信号を前記スイッチ方向と略垂直の方向に分光する波長分光器と、前記分光された光信号を、所定の角度に反射し、所望の入出力光ファイバアレイに結合する光偏向器と、前記光偏向器の前記光信号を反射する角度を制御する制御部を備えた制御装置と、を備え、前記入力された光信号を所望の入出力光ファイバアレイから出力する光信号選択装置において、前記出力する入出力光ファイバアレイを第１出力ポートから、第２出力ポートに切り替える出力ポート切替工程を含む光信号選択装置の制御方法であって、前記出力ポート切替工程は、前記光信号の前記光偏向器における反射方向を、前記第１出力ポートに対する方向から、前記入出力光ファイバアレイの配列した直線上から離間した中継位置に対する方向へ切り替える第１切替工程と、前記中継位置、または、他の中継位置に対する方向から、前記第２出力ポートに対する方向へ切り替える第２切替工程とを含み、前記第１切替工程と前記第２切替工程とがそれぞれ段階的な複数の工程からなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記光偏向器は、前記スイッチ方向と前記分光方向とに２次元状に配列された位相変調素子を有する位相変調素子アレイであって、前記位相変調素子に周期的な位相変調を印加して、前記位相変調素子アレイに位相変調のパターンを形成し、前記パターンは前記位相変調素子アレイに入力された前記光信号を所望の入出力光ファイバアレイに結合するように回折することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記第１切替工程は、前記パターンを、前記光信号を前記第１出力ポートに出力する第１パターンから、前記光信号を前記中継位置に出力する中継パターンへ切り替える第１パターン切替工程であって、前記第２切替工程は、前記パターンを、前記中継パターン、または、前記光信号を前記他の中継位置に出力する他の中継パターンから、前記光信号を前記第２出力ポートに出力する第２パターンへ切り替える第２パターン切替工程であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記スイッチ方向に沿った１列ずつ経時的に切替前のパターンから切替後のパターンに切り替える工程であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記光信号を前記第１出力ポートから前記中継位置へ段階的に変位させる、または、前記光信号を前記中継位置、または、前記他の中継位置から前記第２出力ポートへ段階的に変位させるようにパターンを切り替える工程であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内にｎ個の位相変調素子があるとき、１工程当たりの各位相変調素子における位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下である複数の工程からなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列を、切替前のパターンと切替後のパターンとの位相変調の変化量が大きい前記列から経時的に位相変調を開始することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列に対して、同時に位相変調の切り替えを開始し、前記列ごとに所定の位相になった順に位相変調の切り替えを終了することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光信号選択装置の制御方法は、上記発明において、前記制御装置は、制御に用いるパラメータを格納する記憶部を備え、前記制御部は前記記憶部から前記パラメータを読み出し、前記光偏向器を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る光信号選択装置は、複数の光ファイバが所定のスイッチ方向に沿って配列した入出力光ファイバアレイと、前記入出力光ファイバアレイから入力された光信号を前記スイッチ方向と略垂直の方向に分光する波長分光器と、前記分光された光信号を、所定の角度に反射し、所望の入出力光ファイバアレイに結合する光偏向器と、前記光偏向器の前記光信号を反射する角度を制御する制御部を備えた制御装置と、を備え、前記入力された光信号を所望の入出力光ファイバアレイから出力する光信号選択装置であって、前記制御装置は、前記出力する入出力光ファイバアレイを第１出力ポートから、第２出力ポートに切り替える際に、前記光偏向器を、前記光信号の前記光偏向器における反射方向を、前記第１出力ポートに対する方向から、前記入出力光ファイバアレイの配列した直線上から離間した中継位置に対する方向へ切り替えるよう第１切替工程と、前記光偏向器を、前記中継位置、または、他の中継位置に対する方向から、前記第２出力ポートに対する方向へ切り替える第２切替工程とを含む制御を行い、前記第１切替工程と前記第２切替工程とはそれぞれ段階的な複数の工程からなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記光偏向器は、前記スイッチ方向と前記分光方向とに２次元状に配列された位相変調素子を有する位相変調素子アレイであって、前記位相変調素子アレイは、前記位相変調素子に周期的な位相変調を印加して、前記位相変調素子アレイに位相変調のパターンを形成し、前記パターンは前記位相変調素子アレイに入力された前記光信号を所望の入出力光ファイバアレイに結合するように回折することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記第１切替工程は、前記パターンを、前記光信号を前記第１出力ポートに出力する第１パターンから、前記光信号を前記中継位置に出力する中継パターンへ切り替える第１パターン切替工程であって、前記第２切替工程は、前記パターンを、前記中継パターン、または、前記光信号を前記他の中継位置に出力する他の中継パターンから、前記光信号を前記第２出力ポートに出力する第２パターンへ切り替える第２パターン切替工程であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記スイッチ方向に沿った１列ずつ経時的に切替前のパターンから切替後のパターンに切り替える工程であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記光信号を前記第１出力ポートから前記中継位置へ段階的に変位させる、または、前記光信号を前記中継位置、または、前記他の中継位置から前記第２出力ポートへ段階的に変位させるようにパターンを切り替える工程であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内にｎ個の位相変調素子があるとき、１工程当たりの各位相変調素子における位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下である複数の工程からなることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列を、切替前のパターンと切替後のパターンとの位相変調の変化量が大きい前記列から経時的に位相変調を開始することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記第１パターン切替工程、または、前記第２パターン切替工程は、前記周期的な位相変調の前記分光方向における１周期内において、前記位相変調素子の前記スイッチ方向に沿った各列に対して、同時に位相変調の切り替えを開始し、前記列ごとに所定の位相になった順に位相変調の切り替えを終了することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る光信号選択装置は、上記発明において、前記制御装置は、制御に用いるパラメータを格納する記憶部を備え、前記制御部は前記記憶部から前記パラメータを読み出し、前記光偏向器を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る制御方法を適用する光信号選択装置の模式的な構成図である。
【図２】図２は、位相変調素子アレイに光信号が入射されている状態を示す図である。
【図３】図３は、光信号の経路の切り替えを行う場合の位相変調素子アレイの位相のパターンを説明する図である。
【図４】図４は、図３を位相軸方向から見た図である。
【図５】図５は、図３をＸ軸（分光軸）方向から見た図である。
【図６】図６は、光信号の出力先の切り替え方法を説明する図である。
【図７】図７は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法の一例を説明する図である。
【図８】図８は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法における中継位置の位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。
【図９】図９は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法における中継位置の位相変調素子アレイの位相のパターンを説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。
【図１１】図１１は、図１０における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。
【図１２】図１２は、変形例１に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。
【図１３】図１３は、図１２における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。
【図１４】図１４は、変形例２に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。
【図１５】図１５は、図１４における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。
【図１６】図１６は、変形例３に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。
【図１７】図１７は、図１６における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。
【図１８】図１８は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法の一例を説明する図である。
【図１９】図１９は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、図面を参照して本発明に係る光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００２７】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る制御方法を適用する光信号選択装置の模式的な構成図である。この光信号選択装置１００は、入出力光ファイバアレイ１０と、波長分光器２０と、集光レンズ３０と、位相変調素子アレイ４０と、制御装置５０とを備えている。ここで、説明のために、位相変調素子アレイ４０の素子面に平行にＸＹ座標軸を規定する。なお、Ｘ軸は適宜分光軸またはＸ軸（分光軸）と記載し、Ｙ軸はスイッチ軸または適宜Ｙ軸（スイッチ軸）と記載する。
【００２８】
入出力光ファイバアレイ１０は、Ｙ軸方向に沿って複数本の光ファイバ１１１〜１１ｍがアレイ状に配列して構成されている。ｍは、たとえば３以上の整数であってよく、１つの光入力ポートと、２以上の光出力ポートであってよい。光ファイバ１１１〜１１ｍのそれぞれの先端にはコリメータレンズ付のフェルール１２１〜１２ｍが取り付けられている。光ファイバ１１１は光入力ポートとして機能し、光ファイバ１１２〜１１ｍは光出力ポートとして機能する。
【００２９】
波長分光器２０は、たとえば回折格子を用いて構成されている。波長分光器２０は、入出力光ファイバアレイ１０から入力された光信号をＸ軸方向に沿って分光するように配置されている。
【００３０】
集光レンズ３０は、波長分光器２０が分光した光を位相変調素子アレイ４０に集光するように配置されている。
【００３１】
位相変調素子アレイ４０は、電圧を印加することによって屈折率を変化させることができる単位位相変調素子（ピクセル）がＸＹ平面に２次元状に配列して構成されている。位相変調素子アレイ４０は、たとえば位相変調素子として液晶素子を用いた反射型のＬＣＯＳを用いて構成することができる。
【００３２】
制御装置５０は、制御部５１を備える。制御部５１は、位相変調素子アレイ４０に接続しており、位相変調素子アレイ４０を構成する各位相変調素子に所望の電圧を印加するように構成されている。さらに、制御装置５０は、制御に用いるパラメータを格納する記憶部５２を備えていてもよい。これにより、制御部５１は、記憶部５２から制御の最適な方法を読み出して機能することができる。
【００３３】
つぎに、光信号選択装置１００の動作について説明する。はじめに、入出力光ファイバアレイ１０の光ファイバ１１１が外部から光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎを入力させる。ここで、ｎは３以上ｍ未満の整数とする。光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎは互いに異なる波長を有し、ＷＤＭ光信号の異なるチャネルに割り当てられている。光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎの波長は光通信に使用される波長であり、たとえば１５２０ｎｍ〜１６２０ｎｍの範囲である。光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎはフェルール１２１のコリメータレンズによって平行光とされる。
【００３４】
光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎは太い実線で示す光路に沿って伝搬し、波長分光器２０に入射する。波長分光器２０は光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎをそれぞれの波長に応じた異なる回折角で回折して、３つの光信号を分光する。
【００３５】
集光レンズ３０は破線で示す光路に沿って伝搬する光信号Ｓ１を位相変調素子アレイ４０に集光する。位相変調素子アレイ４０は集光され入射された光信号Ｓ１を所定の角度で回折する。この回折角度は制御装置５０によって制御される。
【００３６】
回折された光信号Ｓ１は集光レンズ３０によって平行光とされ、波長分光器２０によってフェルール１２ｋを介して所望の光ファイバ１１ｋに入力される。これによって、光信号Ｓ１の光ファイバ１１１から光ファイバ１１ｋへの経路の切り替えが実現される。
【００３７】
同様に、集光レンズ３０はそれぞれ点線、一点鎖線で示す光路に沿って伝搬する光信号Ｓ２、Ｓｎを位相変調素子アレイ４０に集光する。位相変調素子アレイ４０は集光され入射された光信号Ｓ２、Ｓｎを所定の角度で回折する。光信号Ｓ２、Ｓｎの回折角度は互いに異なり、かつ光信号Ｓ１の回折角度とも異なる。回折された光信号Ｓ２、Ｓｎは集光レンズ３０によって平行光とされ、波長分光器２０によってそれぞれフェルール１２ｌ、１２ｍを介して所望の光ファイバ１１ｌ、１１ｍに入力される。これによって、光信号Ｓ２、Ｓｎの光ファイバ１１１から光ファイバ１１ｌ、１１ｍへの経路の切り替えが実現される。
【００３８】
つぎに、位相変調素子アレイ４０による光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎの回折について具体的に説明する。図２は、位相変調素子アレイ４０に光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎが入射されている状態を示す図である。図２に示すように、各光信号Ｓ１、Ｓ２、ＳｎはＸ軸（分光軸）に沿って位相変調素子アレイ４０の異なる領域に入射する。また、各光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎは複数の位相変調素子上にビームが広がって入射する。
【００３９】
図３は、光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎの経路の切り替えを行う場合の位相変調素子アレイ４０の位相のパターンを説明する図である。図３に示すように、位相変調素子アレイ４０のうち、光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎが入射する各領域Ａ１、Ａ２、Ａｎには、Ｙ軸（スイッチ軸）に沿った傾きがそれぞれ異なる線形の周期的な位相変調を印加し、位相変調素子アレイ４０に位相変調のパターンを形成してある。
【００４０】
図４は、図３を位相軸方向から見た図である。図４では、Ｙ軸（スイッチ軸）に沿って位相が階段状に変化しているが、これはピクセルにより位相変調が離散化されるためであり、図３および後述する図５の線形の位相変調は階段状の位相変調を線形近似したものである。このように、線形の位相変調を印加するとは、線形近似できる階段状の周期的な位相変調を印加する場合も含む。
【００４１】
図５は、図３をＸ軸方向から見た図であり、位相変調素子アレイ４０に印加した線形の位相変調と、位相変調素子アレイ４０の素子面に対する光信号の入射角および出射角（回折角）との関係を示している。所望の回折角度θＹｏｕｔを得るための条件は下記の式（１）で表すことができる。
【００４２】
【数１】
2015011225.tif 000003
【００４３】
式（１）において、ΔφＹは必要な位相変調の傾き、距離ｄＹは位相変調の周期、λは光信号の波長、角度θＹｉｎは光信号の入射角を意味する。なお光信号の波長がスペクトル的に広がりを有する場合は、λは、たとえば光信号の波長帯域の中心波長とすればよい。図５で位相の変化が０から２πまでであり、位相の変化が鋸状になっている理由は、位相は０から２πまでの周期関数であるため、２π以上の位相とする場合は０から２πの範囲で折り返すように位相を設定しても同等の位相特性となるからである。
【００４４】
したがって、光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎの経路の切り替えを行う場合には、制御装置５０は、光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎの波長、入射角、所望の回折角度に応じた、各光信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎに対する位相変調の傾きΔφＹが得られるように、位相変調素子アレイ４０の各領域Ａ１、Ａ２、Ａｎの位相変調素子の位相を制御する。このように、位相変調素子アレイ４０の位相変調素子に周期的な位相変調を印加して、位相変調素子アレイ４０に位相変調のパターンを形成し、このパターンを適切に形成することによって位相変調素子アレイ４０に入力された光信号を所望の入出力光ファイバアレイに結合するように回折することができる。
【００４５】
ここで、この光信号選択装置１００において、出力ポート切替工程として、位相変調素子アレイ４０の位相のパターンを変化させることによって、例えば、光信号Ｓｎを出力する入出力光ファイバアレイを第１出力ポートである光ファイバ１１ｍから、第２出力ポートである光ファイバ１１ｌに切り替える動作について説明する。
【００４６】
まず、図６は、光信号の出力先の切り替え方法を説明する図である。図６は、位相変調素子アレイ４０を波長分光器２０側から見た図である。図６に示すように、出力ポートを光ファイバ１１ｍから光ファイバ１１ｌへ切り替えることとは、つまり、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を、フェルール１２ｍの中心である位置Ｐ０ｍから、フェルール１２ｌの中心である位置Ｐ０ｌへと変位させることである。このように、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を変えるには、式（１）のΔφＹを適切な値とするため、位相変調素子アレイ４０のパターンを適切に変化させればよい。
【００４７】
このように光ファイバ１１ｍから光ファイバ１１ｌへ出力ポートを切り替える際に、図６に示す経路Ｒ１のように、光信号Ｓｎがフェルール１２ｋの中心である位置Ｐ０ｋを通過すると、光信号Ｓｎの一部が光ファイバ１１ｋから出力されることとなり、クロストークが発生してしまうこととなる。なお、入出力光ファイバアレイ１０が、１つの光入力ポートと、２の光出力ポートからなる場合、光入力ポートが２つの光出力ポートの間に配置されているとこのようなクロストークが発生してしまうこととなる。
【００４８】
次に、図７は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法の一例を説明する図である。図７に示すように、本実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法における出力ポート切替工程は、経路Ｒ２に沿って光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を変位させる。経路Ｒ２は、第１出力ポートである光ファイバ１１ｍに対する方向の位置Ｐ０ｍから、中継位置である位置Ｐ１ｍおよび位置Ｐ１ｌを経由して、第２出力ポートである光ファイバ１１ｌに対する方向の位置Ｐ０ｌへと変位させる経路である。
【００４９】
ここで、中継位置である位置Ｐ１ｍおよび位置Ｐ１ｌは、入出力光ファイバアレイ１０の配列した直線上から離間した位置である。このような中継位置を経由する経路とすることによって、出力ポート切替工程において、光信号Ｓｎが光ファイバ１１ｋなどの切り替え前後の出力ポート以外のポートを通過することがない。ただし、２次元状に配列された位相変調素子を有する位相変調素子アレイ４０においては、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を切り替える際に、偶発的にクロストークが発生することがある。光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を切り替えることとは、上述のように位相変調素子アレイ４０のパターンを変化させることである。これは、例えば反射型液晶素子である位相変調素子アレイ４０の各位相変調素子に印加する電圧を変化させることによる。これにより各位相変調素子の位相変調量は、切替前の位相変調量から切替後の位相変調量へと、連続的に変化する。このとき、切り替え中には、意図しないパターンが生じることとなる。この意図しないパターンによって、光信号Ｓｎが意図しない方向に反射されると、偶発的にクロストークが発生する場合がある。特に、位相変調素子アレイ４０として液晶素子を用いた反射型のＬＣＯＳを用いている場合、印加電圧に対する液晶素子の応答は数１００ｍｓｅｃと時定数が大きく、位相変化量が大きいと切り替え中の意図しないパターンになる時間が長くなる。これによって、偶発的なクロストークがより発生しやすくなる。そこで、本実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法においては、位相変調素子アレイ４０のパターンの切り替えを段階的に行い、クロストークの発生を抑制している。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法の出力ポート切替工程における具体的な位相変調素子アレイ４０の制御方法について説明する。まず、図８は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法における中継位置の位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。図８のように、Ｘ軸方向においても位相変調素子アレイ４０に線形の周期的な位相変調を印加すると、図５のＹ軸方向と同様に、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を制御することができる。これにより、光信号Ｓｎは、位相変調素子アレイ４０に角度θＸｉｎで入射し、位相変調素子アレイ４０から角度θＸｏｕｔの方向に回折される。所望の回折角度θＸｏｕｔを得るための条件は、式（１）と同様に下記の式（２）で表すことができる。
【００５１】
【数２】
2015011225.tif 000004
【００５２】
式（２）において、ΔφＸは必要な位相変調の傾き、距離ｄＸは位相変調の周期である。図９は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法における中継位置の位相変調素子アレイの位相のパターンを説明する図である。図９（ａ）は、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を、光ファイバ１１ｍに対する方向である位置Ｐ０ｍとするための位相変調素子アレイ４０の第１パターンである。図９（ｂ）は、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を、中継位置に対する方向である位置Ｐ１ｍとするための位相変調素子アレイ４０の中継パターンである。すなわち、位相変調素子アレイ４０において、図９（ａ）に示す図５に示したＹ軸方向の線形の周期的な位相変調を有する第１パターンに、さらに図８に示したＸ軸方向の線形の周期的な位相変調を加えるには、図９（ｂ）に示すような中継パターンとすればよい。このように図９（ａ）の第１パターンを図９（ｂ）の中継パターンに変化させることで、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を、位置Ｐ０ｍから位置Ｐ１ｍへと切り替えることができる。このように、本実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法の出力ポート切替工程において、第１切替工程は、図９（ａ）の第１パターンを図９（ｂ）の中継パターンへ切り替える第１パターン切替工程であってよい。その後、Ｙ軸方向の位相変調の傾きを変化させ、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を、位置Ｐ１ｍから位置Ｐ１ｌへと切り替える。さらに、第２切替工程として位相変調素子アレイ４０を中継パターンから第２パターンとし、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を、位置Ｐ１ｌから位置Ｐ０ｌへと切り替える第２パターン切替工程を行う。これによって、図７のように、光信号Ｓｎが切り替え前後の光ファイバ１１ｍおよび光ファイバ１１ｌ以外のポートを通過することなく、出力ポートを切り替えることができる。
【００５３】
ここで、図９（ａ）の第１パターンを図９（ｂ）の中継パターンに切り替える際に、制御装置から位相変調素子アレイ４０に印加する電圧を変化させると、各位相変調素子の光信号に対する位相変調の大きさが変化する。このとき、例えば反射型液晶素子である位相変調素子は、切替前の位相変調量から切替後の位相変調量へと、連続的にその位相変調量を変化させる。したがって、図９（ａ）の第１パターンを図９（ｂ）の中継パターンに切り替える間の、ある一瞬の位相変調素子アレイ４０のパターンは、図９（ａ）の第１パターンと図９（ｂ）の中継パターンとの間の、意図しないパターンである。この意図しないパターンは、光信号Ｓｎを意図しない方向に反射する場合がある。この光信号Ｓｎの意図しない方向への反射によって、光信号Ｓｎの一部が光ファイバ１１ｋ等の所望の出力ポート以外に入射されると、クロストークが発生してしまうこととなる。
【００５４】
このようなパターンを切り替える際の位相変調素子アレイ４０の意図しないパターンによるクロストークの発生は、パターンの切り替えを段階的に行うことによって抑制することができる。たとえば、パターンの切り替えを段階的に行うことにより、パターンの切り替えごとの全体的な位相変化量を小さくすることができ、意図しないパターンとなる時間を短くしてクロストークを抑制することができる。このような効果は、位相変調素子アレイ４０として、印加電圧に対する応答の遅い液晶素子等を用いた場合により顕著となる。すなわち、本実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法の出力ポート切替工程における第１切替工程と第２切替工程とを段階的に行うことで、このようなクロストークの発生を抑制することができる。
【００５５】
図１０は、本発明の実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。図１０に示すように、本実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法の出力ポート切替工程における第１パターン切替工程は、位相変調素子アレイ４０において、周期的な位相変調のＸ軸方向（分光方向）における１周期内において、Ｙ軸方向（スイッチ方向）に沿った１列ずつ経時的に切替前の第１パターンから切替後の中継パターンに切り替える工程である。
【００５６】
図１０のように、Ｘ軸方向の１周期が４列の位相変調素子からなるとする。はじめに、図１０（ａ）に示すように、時間ｔ＝０において、Ｘ軸方向の位相変調成分はない。まず、図１０（ｂ）に示すように、時間ｔ＝０〜ｔ１において、左から２番目の列の位相変調素子の位相変調が切り替えられる。次に、図１０（ｃ）に示すように、時間ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、左から３番目の列の位相変調素子の位相変調が切り替えられる。そして、図１０（ｄ）に示すように、時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３において、左から４番目の列の位相変調素子の位相変調が切り替えられる。
【００５７】
図１１は、図１０における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。図１０の段階的な位相変調を図５のように線形に近似すると、図１１となる。このように、位相変調素子アレイ４０のパターンを、Ｙ軸方向に沿った１列ずつ変化させることで、第１切替工程を段階的な工程とすることができる。このとき、図９のように位相変調素子アレイ４０のパターンを第１パターンから中継パターンへ１工程で変化させる場合よりも、意図しないパターンが発生しにくい。つまり、パターンの切り替えを段階的に行うことにより、パターンの切り替えごとの全体的な位相変化量を小さくし、意図しないパターンとなる時間を短くしてクロストークの発生を抑制している。したがって、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向が意図しない方向となり、クロストークが発生することを抑制することができる。したがって、本実施の形態に係る光信号選択装置の制御方法は、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法である。
【００５８】
さらに、本実施の形態に係る光信号選択装置１００は、制御装置５０における記憶部５２が、段階的に位相変調素子アレイ４０のパターンを変調させるためのパラメータを格納し、制御部５１がそのパラメータを読み出し、位相変調素子アレイ４０を制御することによってクロストークの発生を抑制している。したがって、本実施の形態に係る光信号選択装置１００は、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置である。
【００５９】
なお、第２切替工程も第１切替工程と同様に、中継パターンから第２パターンへと、位相変調素子アレイ４０のパターンをＹ軸方向に沿った１列ずつ変化させることで、クロストークの発生を抑制することができる。また、図７における位置Ｐ１ｍから位置Ｐ１ｌへの切り替えは、入出力光ファイバアレイ１０の配列した直線上から十分に離間した位置における変位であるから、意図しないパターンが生じることによって、クロストークを発生させる恐れが極めて低い。そのため、位置Ｐ１ｍから位置Ｐ１ｌへの切り替えは、位相変調素子アレイ４０のパターンを１工程で切り替えることで、切り替えの時間を短縮することができる。
【００６０】
（変形例１）
次に、本発明の変形例１に係る光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置について説明する。図１２は、変形例１に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。図１２に示すとおり、本変形例１に係る光信号選択装置の制御方法は、第１パターン切替工程は、光信号Ｓｎを第１出力ポートに対する方向である位置Ｐ０ｍから中継位置に対する方向である位置Ｐ１ｍへ段階的に変位させる工程である。
【００６１】
図１２のように、Ｘ軸方向の１周期が４列の位相変調素子からなるとする。はじめに、図１２（ａ）に示すように、時間ｔ＝０において、Ｘ軸方向の位相変調成分はない。まず、図１２（ｂ）に示すように、時間ｔ＝０〜ｔ１において、最大値が２π／３となるように線形の周期的な位相変調を印加する。次に、図１２（ｃ）に示すように、時間ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、最大値が４π／３となるように線形の周期的な位相変調を印加する。そして、図１２（ｄ）に示すように、時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３において、最大値が２πとなるように線形の周期的な位相変調を印加する。これは、すなわち、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向を、位置Ｐ０ｍから位置Ｐ１ｍへ段階的に変位させることに相当する。
【００６２】
図１３は、図１２における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。図１２の段階的な位相変調を図５のように線形に近似すると、図１３となる。このように、Ｘ軸方向の線形の周期的な位相変調の傾きを段階的に変化させる、つまりＸ軸方向の変位を段階的に変位させることで、第１切替工程を段階的な工程とすることができる。このとき、図９のように位相変調素子アレイ４０のパターンを第１パターンから中継パターンへ１工程で変化させる場合よりも、意図しないパターンが発生しにくい。つまり、パターンの切り替えを段階的に行うことにより、パターンの切り替えごとの全体的な位相変化量を小さくし、意図しないパターンとなる時間を短くしてクロストークの発生を抑制している。したがって、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向が意図しない方向となり、クロストークが発生することを抑制することができる。したがって、本変形例１に係る光信号選択装置の制御方法は、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法である。
【００６３】
なお、本変形例１において、図１２に示すような各工程で印加する線形の周期的な位相変調の最大値を任意に設定することができる。そのため、１工程当たりの位相変調の変化量を小さくし、より光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法を実現することができる。
【００６４】
（変形例２）
次に、本発明の変形例２に係る光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置について説明する。図１４は、変形例２に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。図１４に示すとおり、本変形例２に係る光信号選択装置の制御方法は、第１パターン切替工程は、位相変調素子アレイ４０において、周期的な位相変調のＸ軸方向（分光方向）における１周期内にｎ個の位相変調素子があるとき、１工程当たりの各位相変調素子における位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下である複数の工程からなる。さらに、第１パターン切替工程は、位相変調素子アレイ４０において、周期的な位相変調のＸ軸方向（分光方向）における１周期内において、位相変調素子のＹ軸方向（スイッチ方向）に沿った各列を、切替前の第１パターンと切替後の中継パターンとの位相変調の変化量が大きい列から経時的に位相変調を開始する。
【００６５】
図１４のように、Ｘ軸方向の１周期が４列の位相変調素子からなるとする。このとき、Ｘ軸方向の１周期のうち、右側の列ほど第１パターンと中継パターンとの位相変調の変化量が大きい。はじめに、図１４（ａ）に示すように、時間ｔ＝０において、Ｘ軸方向の位相変調成分はない。まず、図１４（ｂ）に示すように、時間ｔ＝０〜ｔ１において、第１パターンと中継パターンとの位相変調の変化量が最も大きい左から４番目の列に２π／３の位相変調を印加する。次に、図１４（ｃ）に示すように、時間ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、左から４番目の列にさらに２π／３の位相変調を印加し、第１パターンと中継パターンとの位相変調の変化量が２番目に大きい左から３番目の列に２π／３の位相変調を印加する。そして、時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３において、図１４（ｄ）に示すように、左から３、４番目の列にさらに２π／３の位相変調を印加し、第１パターンと中継パターンとの位相変調の変化量が３番目に大きい左から２番目の列に２π／３の位相変調を印加する。このように、各位相変調素子の列において、１工程当たりの位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下であり、１工程当たりの位相変調の変化量を小さくできることによって、よりクロストークを抑制する効果が顕著となる。
【００６６】
図１５は、図１４における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。図１４の段階的な位相変調を図５のように線形に近似すると、図１５となる。このように、Ｘ軸方向において、位相変調の大きい列から順に位相変調を開始し、各工程当たりの変化量を２π／（ｎ−１）以下とすることで、第１切替工程を段階的な工程とすることができ、かつ、各工程における各位相変調素子の位相変調の変化量を小さくすることができる。これによって、意図しないパターンが発生し、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向が意図しない方向となり、クロストークが発生することを抑制する効果がより顕著となる。したがって、本変形例２に係る光信号選択装置の制御方法は、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法である。
【００６７】
（変形例３）
次に、本発明の変形例３に係る光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置について説明する。図１６は、変形例３に係る光信号選択装置の制御方法を説明する図である。図１６に示すとおり、本変形例３に係る光信号選択装置の制御方法は、第１パターン切替工程は、位相変調素子アレイ４０において、周期的な位相変調のＸ軸方向（分光方向）における１周期内にｎ個の位相変調素子があるとき、１工程当たりの各位相変調素子における位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下である複数の工程からなる。さらに、第１パターン切替工程は、位相変調素子アレイ４０において、周期的な位相変調のＸ軸方向（分光方向）における１周期内において、位相変調素子のＹ軸方向（スイッチ方向）に沿った各列に対して、同時に位相変調の切り替えを開始し、各列ごとに所定の位相になった順に位相変調の切り替えを終了する。
【００６８】
図１６のように、Ｘ軸方向の１周期が４列の位相変調素子からなるとする。はじめに、図１６（ａ）に示すように、時間ｔ＝０において、Ｘ軸方向の位相変調成分はない。まず、図１６（ｂ）に示すように、時間ｔ＝０〜ｔ１において、一番左の列は切替後の中継パターンにおいても位相変調がゼロであるから位相変調を変化させない。それ以外の左から２〜４番目の列に２π／３の位相変調を印加する。次に、図１６（ｃ）に示すように、時間ｔ＝ｔ１〜ｔ２において、左から２番目の列は切替後の中継パターンと同一の位相変調となったので、位相変調を変化させない。一方で、左から３、４番目の列は切替後の中継パターンと同一の位相変調となっていないので、さらに、２π／３の位相変調を印加する。そして、図１６（ｄ）に示すように、時間ｔ＝ｔ２〜ｔ３において、左から３番目の列は切替後の中継パターンと同一の位相変調となったので、位相変調を変化させない。一方で、４番目の列は切替後の中継パターンと同一の位相変調となっていないので、さらに、２π／３の位相変調を印加する。このように、各位相変調素子の列において、１工程当たりの位相変調の変化量が２π／（ｎ−１）以下であり、１工程の当たりの変化量を小さくできることによって、よりクロストークを抑制する効果が顕著となる。
【００６９】
図１７は、図１６における位相変調素子アレイの位相のパターンをＸ軸（分光軸）方向から見た図である。図１６の段階的な位相変調を図５のように線形に近似すると、図１７となる。このように、位相変調を一斉に開始し、所望の位相となった列から位相変調を終了させ、各工程当たりの変化量を２π／（ｎ−１）以下とすることで、第１切替工程を段階的な工程とすることができ、かつ、各工程における各位相変調素子の位相変調の変化量を小さくすることができる。これによって、意図しないパターンが発生し、光信号Ｓｎの位相変調素子アレイ４０における反射方向が意図しない方向となり、クロストークが増大することを抑制する効果がより顕著となる。したがって、本変形例３に係る光信号選択装置の制御方法は、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法である。
【００７０】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法および光信号選択装置を提供することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態において、第１切替工程について説明を行い、第２切替工程の説明を省略したが、第２切替工程は第１切替工程の反対の手順によって、段階的な複数の工程とすることができる。また、第１切替工程と第２切替工程とが実施の形態と変形例１〜３との異なる工程の組み合わせであってもよい。
【００７２】
また、本実施の形態において、図７のように、第１切替工程と第２切替工程とをＸ軸方向のみの変位としたが、本発明はこれに限られない。図１８、１９は、クロストークの発生を抑制した光信号の出力先の切り替え方法の一例を説明する図である。図１８に示すように、経路Ｒ３は、中継位置である位置Ｐ’がＹ軸方向の変位を有していてもよい。また、図１９に示すように、経路Ｒ４は、Ｘ軸方向への変位とＹ軸方向への変位が交互に行われてもよい。この場合も各位置への変化を段階的に行うことにより、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法を実現することができる。
【００７３】
また、上記実施の形態において、初期状態のＸ軸方向における位相変調成分がゼロの場合について説明したが、本発明はこれに限られない。すなわち、初期状態でＸ軸方向に所定の位相変調が印加されている場合であっても、上記実施の形態のように、位相変調素子アレイの位相のパターンを段階的に切り替えることによって、クロストークの発生を抑制することができる。たとえば、初期状態でＸ軸方向に所定の位相変調が印加されている場合、上記実施の形態のように、位相変調素子アレイの位相のパターンを段階的に切り替え、Ｘ軸方向の位相変調をゼロとし、Ｙ軸方向に位相変調を印加し、再度Ｘ軸方向に段階的に所定の位相変調を印加する。これによって、初期状態でＸ軸方向に所定の位相変調が印加されている場合であっても、光信号を出力する入出力光ファイバアレイを切り替える際のクロストークの発生を抑制した光信号選択装置の制御方法を実現することができる。
【００７４】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  入出力光ファイバアレイ
１１１〜１１ｍ  光ファイバ
１２１〜１２ｍ  フェルール
２０  波長分光器
３０  集光レンズ
４０  位相変調素子アレイ
５０  制御装置
５１  制御部
５２  記憶部
１００  光信号選択装置
Ａ１、Ａ２、Ａｎ  領域
ｄＸ、ｄＹ  距離
Ｐ０ｌ、Ｐ０ｋ、Ｐ０ｍ、Ｐ１ｌ、Ｐ１ｍ、Ｐ’  位置
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４  経路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓｎ  光信号
ｔ、ｔ１、ｔ２、ｔ３  時間
θＸｉｎ、θＸｏｕｔ、θＹｉｎ、θＹｏｕｔ  角度
【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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【図１８】
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【図１９】
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