(57)【要約】【課題】光偏向素子の角度を簡易な測定系を用いて調整でき、調整のための特殊な構造を有する光偏向素子を要しない波長選択スイッチの製造方法を提供する。【解決手段】この製造方法では、変調面１７ａ内において長手方向および短手方向を有する位相変調領域１７ｃに偏向のための位相変調パターンを呈示させた状態で一の光入出力ポートから光Ｌ３１を入力し、複数の画素の配列方向Ｄ１に対する位相変調領域１７ｃの長手方向の角度を変化させながら、位相変調領域１７ｃにより偏向されて別の光入出力ポートに到達する光の強度を測定し、測定された光の強度が最大となる位相変調領域１７ｃの角度に基づいて、位相変調素子１７の角度を調整する。【選択図】図１１
2015060106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光入出力ポートが所定方向に並ぶ光入出力部と、前記光入出力部と光学的に結合された波長分散素子と、各画素毎に印加される制御電圧に応じて位相変調を行う複数の画素が二次元状に配列された変調面を有し、一の前記光入出力ポートから前記波長分散素子を介して到達する楕円形状の波長成分光の光路を、他の前記光入出力ポートの何れかに向けて偏向する位相変調素子とを備える波長選択スイッチを製造する方法であって、
前記光入出力部、前記波長分散素子、及び前記位相変調素子を所定の光軸上に配置する配置工程と、
前記変調面内において長手方向および短手方向を有する位相変調領域に偏向のための第１の位相変調パターンを呈示させた状態で一の前記光入出力ポートから光を入力し、前記複数の画素の配列方向に対する前記長手方向の角度を変化させながら、前記位相変調領域により偏向されて別の前記光入出力ポートに到達する光の強度を測定する光強度測定工程と、
前記光強度測定工程において測定された前記光の強度が最大となる前記長手方向の角度に基づいて、前記位相変調素子の角度を調整するアライメント工程と、
前記位相変調素子を固定する固定工程と
を備える、波長選択スイッチの製造方法。
【請求項２】
位相変調量が一定である第２の位相変調パターンを前記位相変調素子に呈示させつつ、前記一の光入出力ポートから光を入力し、該光が到達すべき前記光入出力ポートにおいて光の強度を測定し、該光の強度に基づいて前記位相変調素子の位置を調整する位置調整工程を、前記配置工程と前記光強度測定工程との間に更に備える、請求項１に記載の波長選択スイッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択スイッチの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、波長選択型光スイッチに関する技術が開示されている。この文献に記載された波長選択型光スイッチは、入出力光学系と、分離集光光学系と、ミラーアレイとを備える。入出力光学系は、少なくとも１つの入力ポートおよび少なくとも１つの出力ポートからなる。分離集光光学系は、入力ポートから入力される入力光を波長に応じて分離し、分離された各波長の光を所定直線上の異なる位置に集光させる。ミラーアレイは、分離集光光学系によって集光される各波長の光の集光位置にそれぞれ回動可能に支持された複数のミラーを有し、各波長の光を反射して入出力光学系の任意の出力ポートに導く。ミラーアレイは、上記所定直線上に配置された非対称形状のアライメントパターンを有しており、このアライメントパターンに入射する光を検出し、そのスペクトル形状に基づいてミラーアレイのアライメントが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０４０８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−００７７７１号公報
【特許文献３】米国特許第７３５９０５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
波長選択スイッチは、光入出力ポート、分光素子、及び光偏向素子が所定軸線上に並んで配置された構成を備えている。光入出力ポートは、複数の光入出力ポートを有する。分光素子は、一の光入出力ポートから入力された光を波長成分毎に分光する。光偏向素子は、各波長成分を対応する光入出力ポートへ向けて偏向する素子であり、例えば位相変調素子によって構成される。このような波長選択スイッチが製造される際には、一の光入出力ポートから入力されて分光された各波長成分の光を、各々対応する光入出力ポートに精度良く結合させるために、光偏向素子の所定軸線周りの角度等が調整（アライメント）される。
【０００５】
例えば、特許文献１には、光偏向素子としてのミラーアレイのアライメント方式について記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された方式では、アライメントパターンに入射する光のスペクトル形状を測定する必要があるので、スペクトルモニタといった複雑な構成を要する。また、非対称形状のアライメントパターンを有する特殊なミラーアレイを用いる必要があるので、波長選択スイッチの製造コストが増してしまう。
【０００６】
本発明は、光偏向素子の角度を簡易な測定系を用いて調整でき、調整のための特殊な構造を有する光偏向素子を要しない波長選択スイッチの製造方法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】
【０００７】
本発明による波長選択スイッチの製造方法は、複数の光入出力ポートが所定方向に並ぶ光入出力部と、光入出力部と光学的に結合された波長分散素子と、各画素毎に印加される制御電圧に応じて位相変調を行う複数の画素が二次元状に配列された変調面を有し、一の光入出力ポートから波長分散素子を介して到達する楕円形状の波長成分光の光路を、他の光入出力ポートの何れかに向けて偏向する位相変調素子とを備える波長選択スイッチを製造する方法であって、光入出力部、波長分散素子、及び位相変調素子を所定の光軸上に配置する配置工程と、変調面内において長手方向および短手方向を有する位相変調領域に偏向のための第１の位相変調パターンを呈示させた状態で一の光入出力ポートから光を入力し、複数の画素の配列方向に対する長手方向の角度を変化させながら、位相変調領域により偏向されて別の光入出力ポートに到達する光の強度を測定する光強度測定工程と、光強度測定工程において測定された光の強度が最大となる長手方向の角度に基づいて、位相変調素子の角度を調整するアライメント工程と、位相変調素子を固定する固定工程とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光偏向素子の設置角度を簡易な測定系を用いて調整でき、調整のための特殊な構造を有する光偏向素子を要しない波長選択スイッチの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチの製造方法によって好適に製造される、波長選択スイッチの構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示された波長選択スイッチのII−II線に沿った側断面図である。
【図３】複数の光入出力ポートの配列の一例を示す図である。
【図４】位相変調素子の具体的な構成例として、ＬＣＯＳ型の位相変調素子の構成を示す断面図である。
【図５】回折格子状の位相変調パターンが変調面に呈示されたときの、偏向方向における実質的な位相変化を示すグラフである。
【図６】変調面を法線方向（光入射方向）から見た様子を示す図である。
【図７】一実施形態による製造方法を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）位相変調パターンの位相変調量が一定である場合の、変調面における位相分布を示している。（ｂ）光入出力部に到達する光のポート配列方向における光強度分布を示すグラフである。
【図９】（ａ）第１の位相変調パターンの偏向方向における位相分布を示すグラフである。（ｂ）（ａ）の位相分布が位相変調素子に呈示された場合における、光入出力部に到達する回折光のポート配列方向における光強度分布を示すグラフである。
【図１０】一の光入出力ポートに光源を光結合させ、二以上の光入出力ポートそれぞれにパワーモニタを光結合させた様子を示す図である。
【図１１】位相変調領域の長手方向の角度変化の様子を示す図である。
【図１２】位相変調領域の長手方向の角度を変化させる具体例を示す図である。
【図１３】位相変調領域の長手方向の角度を変化させる具体例を示す図である。
【図１４】位相変調素子の調整方法を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明による波長選択スイッチの製造方法は、（１）複数の光入出力ポートが所定方向に並ぶ光入出力部と、光入出力部と光学的に結合された波長分散素子と、各画素毎に印加される制御電圧に応じて位相変調を行う複数の画素が二次元状に配列された変調面を有し、一の光入出力ポートから波長分散素子を介して到達する楕円形状の波長成分光の光路を、他の光入出力ポートの何れかに向けて偏向する位相変調素子とを備える波長選択スイッチを製造する方法であって、光入出力部、波長分散素子、及び位相変調素子を所定の光軸上に配置する配置工程と、変調面内において長手方向および短手方向を有する位相変調領域に偏向のための第１の位相変調パターンを呈示させた状態で一の光入出力ポートから光を入力し、複数の画素の配列方向に対する長手方向の角度を変化させながら、位相変調領域により偏向されて別の光入出力ポートに到達する光の強度を測定する光強度測定工程と、光強度測定工程において測定された光の強度が最大となる長手方向の角度に基づいて、位相変調素子の角度を調整するアライメント工程と、位相変調素子を固定する固定工程とを備える。
【００１１】
この波長選択スイッチの製造方法では、光強度測定工程において、変調面内において長手方向および短手方向を有する位相変調領域に、偏向のための位相変調パターン（第１の位相変調パターン）を呈示させる。これにより、一の光入出力ポートから入力された光は、位相変調領域において偏向され、別の光入出力ポートに入射する。このとき、楕円形状の光が位相変調領域に入射するが、位相変調素子の所定の光軸周りの角度が本来の角度から傾いていると、楕円形状の光の長軸方向と位相変調領域の長手方向とが互いに一致しない。このため、光の一部が位相変調領域から外れてしまい、上記別の光入出力ポートに入射する光の強度が低下することとなる。上記の製造方法では、このような現象を利用して、位相変調素子の角度調整を行う。すなわち、位相変調領域の長手方向の角度を変化させながら上記別の光入出力ポートの光強度を測定し、その光強度が最大となるときの位相変調領域の長手方向の角度に基づいて、位相変調素子の角度を調整する。
【００１２】
このように、この波長選択スイッチの製造方法では、スペクトルモニタのような複雑な構成をアライメント工程において必要とせず、簡易な測定系を用いて光偏向素子（位相変調素子）の角度を調整することができる。また、光偏向素子（位相変調素子）についても、呈示する位相変調パターンの変更のみで足り、調整のための特殊な構造を要しない。したがって、波長選択スイッチの製造コストを抑えることが可能となる。
【００１３】
（２）上記の製造方法は、位相変調量が一定である第２の位相変調パターンを位相変調素子に呈示させつつ、一の光入出力ポートから光を入力し、該光が到達すべき光入出力ポートにおいて光の強度を測定し、該光の強度に基づいて位相変調素子の位置を調整する位置調整工程を、配置工程と光強度測定工程との間に更に備えることが好ましい。このように、まず位相変調素子の位置を調整し、その後に位相変調素子の角度を調整することによって、位相変調素子のアライメントを短時間で且つ精度良く行うことができる。
【００１４】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態にかかる波長選択スイッチの製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチの製造方法によって好適に製造される、波長選択スイッチ１Ａの構成を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示された波長選択スイッチ１ＡのII−II線に沿った側断面図である。理解の容易のため、図１及び図２にはＸＹＺ直交座標系が示されている。波長選択スイッチ１Ａは、ＹＺ平面に沿った上面及び底面と、Ｘ軸方向に沿った４つの側面とを有する略直方体状を呈している。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、この波長選択スイッチ１Ａは、光入出力部１０を備える。光入出力部１０は、複数の光入出力ポート１１を有する。複数の光入出力ポート１１には、外部から波長選択スイッチ１Ａに光を入力する光入出力ポート１１ａと、波長選択スイッチ１Ａの外部へと光を出力する複数（図２では４つの場合を例示）の光入出力ポート１１ｂ〜１１ｅとが含まれている。
【００１７】
光入出力ポート１１ａには、複数の波長成分を含む光Ｌ１が波長選択スイッチ１Ａの外部から入力される。光Ｌ１は、例えば波長多重光通信における信号光である。波長選択スイッチ１Ａは、光入出力ポート１１ａに入力された光Ｌ１を波長成分毎に分光して、各波長成分光を、複数の光入出力ポート１１ｂ〜１１ｅのそれぞれから出力する。図１では一例として３つの波長成分光Ｌ２１、Ｌ２２及びＬ２３が図示されている。３つの波長成分光Ｌ２１、Ｌ２２及びＬ２３それぞれは、４つの光入出力ポート１１ｂ〜１１ｅのうち３つの光入出力ポート（例えば光入出力ポート１１ｃ，１１ｄ及び１１ｅ）それぞれから出力される。
【００１８】
複数の光入出力ポート１１ａ〜１１ｅは、所定方向に一列に並んで配置されている。所定方向は、例えばＸ軸方向である。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向をポート配列方向と称することがある。図３は、複数の光入出力ポート１１の配列の一例を示す図であって、複数の光入出力ポート１１をＺ軸方向から見た様子を示している。図３に示されるように、本実施形態では、光を入力する光入出力ポート１１ａが配列の中央に配置されている。波長成分光を出力する複数の光入出力ポート１１ｂ〜１１ｅの一部である光入出力ポート１１ｂ及び１１ｃは、光入出力ポート１１ａに対してポート配列方向における一方の側に配列されている。複数の光入出力ポート１１ｂ〜１１ｅの残部である光入出力ポート１１ｄ及び１１ｅは、光入出力ポート１１ａに対してポート配列方向における他方の側に配列されている。光入出力ポート１１ａ〜１１ｅは、例えば光ファイバといった光導波部材によって好適に構成される。
【００１９】
再び図１及び図２を参照する。波長選択スイッチ１Ａは、更に、コリメータレンズ１３と、アナモルフィック光学系１４と、波長分散素子１５と、集光レンズ１６と、光偏向素子としての位相変調素子１７と、制御部２０とを備えている。光入出力部１０、コリメータレンズ１３、アナモルフィック光学系１４、波長分散素子１５、集光レンズ１６、及び位相変調素子１７は、Ｚ軸に沿った所定の光軸上に並んで配置されている。
【００２０】
コリメータレンズ１３は、光入出力ポート１１ａと光学的に結合されている。コリメータレンズ１３は、光入出力ポート１１ａから入力された光Ｌ１を平行化（コリメート）する。更に、コリメータレンズ１３は、複数の光入出力ポート１１ｂ〜１１ｅと光学的に結合されている。コリメータレンズ１３は、分光後の各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３を、各々に対応する光入出力ポート（例えば光入出力ポート１１ｃ〜１１ｅ）に向けて集光する。
【００２１】
アナモルフィック光学系１４は、コリメータレンズ１３を介して光Ｌ１を受ける。アナモルフィック光学系１４は、光軸に対して垂直な光Ｌ１の断面を、上述した所定方向（本実施形態ではＸ軸方向）と交差する方向（例えばＹ軸方向）に延びる偏平形状となるよう変換する。なお、以下の説明において、Ｙ軸方向を分光方向と称することがある。アナモルフィック光学系１４は、例えばプリズム１４ａ，１４ｂによって好適に構成される。アナモルフィック光学系１４は、Ｙ軸方向に光Ｌ１の幅が大きくなるように光Ｌ１の幅を拡大するので、光軸に対して垂直な光Ｌ１の断面は、Ｙ軸方向に延びる偏平形状となる。また、アナモルフィック光学系１４は、その一方の面がコリメータレンズ１３を介して複数の光入出力ポート１１ｂ〜１１ｅと光学的に結合されており、他方の面が、後述する位相変調素子１７の変調面１７ａと光学的に結合されている。アナモルフィック光学系１４は、変調面１７ａにおいて反射した各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３のＹ軸方向の幅を、各々に対応する光入出力ポート１１ｃ〜１１ｅに向けて縮小する。また、アナモルフィック光学系１４は、一または複数の、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の一方にのみ光パワーを有する光学部品（例えばシリンドリカルレンズ）によって構成されてもよい。また、アナモルフィック光学系１４は、Ｙ軸方向に光Ｌ１の幅が大きくなるように拡大するように構成されてもよいし、Ｘ軸方向に光Ｌ１の幅が小さくなるように縮小するように構成されてもよい。
【００２２】
波長分散素子（分光素子）１５は、光入出力ポート１１ａから入力された光Ｌ１を受けて、その光Ｌ１を各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３に分光する。本実施形態の波長分散素子１５は、コリメータレンズ１３及びアナモルフィック光学系１４を介して光Ｌ１を受ける。波長分散素子１５は、例えば表面に回折格子が形成された板状部材によって好適に構成される。波長分散素子１５によって分光された光Ｌ１の各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３は、それぞれ異なる光軸方向に進む。本実施形態では、各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３は、上述した分光方向（Ｙ軸方向）に分光される。
【００２３】
集光レンズ１６は、波長分散素子１５と位相変調素子１７との間の光路上に配置されており、波長分散素子１５と位相変調素子１７とを光学的に結合している。集光レンズ１６は、波長分散素子１５を通過した各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３を、位相変調素子１７の変調面１７ａに向けて集光する。集光レンズ１６のＹ軸方向の焦点距離はＸ軸方向の焦点距離よりも短いため、変調面１７ａにおける波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３の光軸に垂直な断面の形状は、Ｘ軸方向に沿った長軸と、Ｙ軸方向に沿った短軸とを有する楕円形状となる。また、集光レンズ１６は、変調面１７ａによって偏向された各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３を、波長分散素子１５に向けてコリメートする。
【００２４】
位相変調素子１７は、各画素毎に印加される制御電圧に応じて位相変調を行う複数の画素を有する。位相変調素子１７は、位相変調量がＸ軸方向に周期的に変化する位相変調パターン（例えば回折格子状の位相変調パターン）を変調面１７ａに呈示することにより、光入出力ポート１１ａから波長分散素子１５等を介して到達した波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３の光路をＸＺ平面内で偏向する。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向を偏向方向と称することがある。このときのＸＺ平面内における偏向角は、波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３それぞれで互いに異なる。これらの偏向角は、各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３が所望の光入出力ポート（例えば光入出力ポート１１ｃ〜１１ｅ）に入射するように設定される。このような位相変調パターンを呈示するための制御電圧パターンは、制御部２０から位相変調素子１７に提供される。
【００２５】
図４は、位相変調素子１７の具体的な構成例として、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）型の位相変調素子１７の構成を示す断面図である。図４に示されるように、位相変調素子１７は、シリコン基板１７１と、シリコン基板１７１の主面上に設けられた複数の画素電極１７２とを有する。複数の画素電極１７２は、シリコン基板１７１の主面に沿って格子状に配列されている。シリコン基板１７１の主面上には、液晶層１７３、透明電極１７４、及びカバーガラス１７５が順に配置されている。透明電極１７４と複数の画素電極１７２との間に形成される電界の大きさに応じて、液晶層１７３に入射した波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３の位相が変調される。この位相変調量は、各画素電極１７２毎に異なる大きさの電界が形成されることにより、各画素毎に異なる大きさとなる。前述した変調面１７ａは、複数の画素電極１７２、液晶層１７３および透明電極１７４によって主に構成される。図４には、変調面１７ａに回折格子状の位相変調パターンを呈示したときの各画素毎の位相変調量が、グラフＧ１１として概念的に示されている。
【００２６】
図５は、回折格子状の位相変調パターンが変調面１７ａに呈示されたときの、偏向方向における実質的な位相変化を示すグラフである。先の図４に概念的に示されたように、変調面１７ａでは、０（ｒａｄ）から２π（ｒａｄ）にかけて位相変調量が階段的に増加し、２π（ｒａｄ）に達すると、再び０（ｒａｄ）に戻り、０（ｒａｄ）から２π（ｒａｄ）にかけて位相変調量が階段的に増加する。このような位相変調パターンにより、図５に示されるような階段状に単調増加する回折格子状の位相変調パターンが実質的に実現される。そして、このような位相変調パターンが呈示された変調面１７ａに波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３が入射すると、回折格子の周期に応じた出射角θでもって波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３が回折される。
【００２７】
図６は、変調面１７ａを法線方向（光入射方向）から見た様子を示す図である。変調面１７ａは、第一方向Ｄ１及び第一方向Ｄ１と直交する第二方向Ｄ２を並び方向として二次元状に配列されており、第一方向Ｄ１がＸ軸方向（偏向方向）と一致し、第二方向Ｄ２がＹ軸方向（分光方向）と一致するように変調面１７ａが設置されている。変調面１７ａは、第二方向Ｄ２に沿って並ぶ複数の位相変調領域１７ｂ〜１７ｅを含んでおり、これらの位相変調領域１７ｂ〜１７ｅに対し、波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３が選択的に入射する。前述したように、波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３の光軸に垂直な断面の形状は、Ｘ軸方向（偏向方向）に沿った長軸と、Ｙ軸方向（分光方向）に沿った短軸とを有する楕円形状である。また、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの形状は、変調面１７ａ内において第一方向Ｄ１に沿った長手方向および第二方向Ｄ２に沿った短手方向を有する細長形状であり、例えば長方形である。変調面１７ａのＺ軸周りの角度が調整された状態において、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向は、波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３の楕円形状の長軸と一致している。
【００２８】
図６に示された例では、位相変調領域１７ｃ，１７ｄ及び１７ｅそれぞれに対して波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３それぞれが入射している。そして、位相変調領域１７ｃ〜１７ｅは、互いに異なる周期の回折格子を呈示することによって、波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３を各々に対応する光入出力ポート１１ｃ〜１１ｅへ向けて回折する。こうして位相変調素子１７により反射された各波長成分光Ｌ２１〜Ｌ２３は、集光レンズ１６によって平行化されたのち、アナモルフィック光学系１４及びコリメータレンズ１３を経て、それぞれ対応する光入出力ポート１１ｃ〜１１ｅに到達する。
【００２９】
続いて、波長選択スイッチ１Ａの製造方法について説明する。ここでは特に、位相変調素子１７のアライメント方法について詳細に説明する。図７は、本実施形態による製造方法を示すフローチャートである。
【００３０】
この製造方法では、まず、光入出力部１０、コリメータレンズ１３、アナモルフィック光学系１４、波長分散素子１５、集光レンズ１６、及び位相変調素子１７を、筐体内における所定の光軸上の各規定位置に配置する（配置工程Ｓ１１）。このとき、位相変調素子１７は、筐体に固定されない。
【００３１】
次に、位置調整工程Ｓ１２及びＳ１３を行う。まず、工程Ｓ１２において、位相変調素子１７のアライメントのための位相変調パターンとして、位相変調量が一定である位置調整用の位相変調パターン（第２の位相変調パターン）を呈示させる。ここで、図８（ａ）は、位相変調パターンの位相変調量が一定である場合の、変調面１７ａにおける位相分布を示している。また、図８（ｂ）は、光入出力部１０に到達する光のポート配列方向における光強度分布を示すグラフである。図８（ａ）に示されるように、変調面１７ａに呈示される位相変調量が一定である場合には、図８（ｂ）に示されるように、０次光Ａ０のみが光入出力部１０に到達する。
【００３２】
そして、工程Ｓ１２では、複数の光入出力ポート１１ａ〜１１ｅのうち一のポートに光源を光結合させるとともに、０次光Ａ０が入射する光入出力ポート（例えば光入出力ポート１１ａ）にパワーモニタ（光検出器）を光結合させる。光源は、単一波長のレーザダイオードであることが好ましいが、複数の波長成分を含む広帯域光源であってもよい。そして、光源から上記一のポートに調整用の光を入力する。この光は、コリメータレンズ１３、アナモルフィック光学系１４、波長分散素子１５、及び集光レンズ１６を経て、位相変調素子１７の変調面１７ａに到達する。そして、その０次光のみが反射し、光入出力ポート１１ａ付近に戻る。
【００３３】
工程Ｓ１３では、光が到達すべき光入出力ポート１１ａにおいて光の強度を測定し、該光の強度に基づいて位相変調素子１７の位置（Ｘ軸方向位置、Ｙ軸方向位置およびＺ軸方向位置）を調整する。
【００３４】
続いて、光強度測定工程Ｓ１４を行う。まず、位相変調素子１７のアライメントのための位相変調パターンを、位相変調素子１７の位相変調領域に呈示させる。本実施形態では、Ｘ軸方向において周期的に位相変調量が変化する位相変調パターン（第１の位相変調パターン）を位相変調領域に呈示させる。
【００３５】
図９（ａ）は、第１の位相変調パターンの、偏向方向における位相分布の一例を示すグラフである。この位相分布グラフは、先に図４に示されたグラフＧ１１と同様のものであって、０（ｒａｄ）から２π（ｒａｄ）にかけて位相変調量が階段的に増加し、２π（ｒａｄ）に達すると、再び０（ｒａｄ）に戻り、０（ｒａｄ）から２π（ｒａｄ）にかけて位相変調量が階段的に増加する。このような位相変調パターンにより、図５に示されるような階段状に単調増加する回折格子状の位相変調パターンが実質的に実現される。
【００３６】
図９（ｂ）は、図９（ａ）の位相分布が位相変調素子１７に呈示された場合に光入出力部１０に到達する回折光のポート配列方向における光強度分布を示すグラフである。変調面１７ａに呈示される位相変調量が偏向方向において回折格子状を成している場合、図９（ｂ）に示されるように、０次光Ａ０の光強度が小さくなると共に、隣の１次光Ａ１の光強度が増大する。なお、図９（ｂ）には、１次光Ａ１の他に、２次光Ａ２や３次光以上の高次光、および、−１次光Ａ−１、−２次光Ａ−２や−３次光以下の負の高次光といった複数の光が併せて示されている。
【００３７】
また、この工程Ｓ１４では、図１０に示されるように、一の光入出力ポート（例えば光入出力ポート１１ａ）に光源３１を光結合させ、別の光入出力ポート（例えば光入出力ポート１１ｂ）にパワーモニタ（光検出器）３２を光結合させる。光源３１は、単一波長のレーザダイオードであることが好ましいが、複数の波長成分を含む広帯域光源であってもよい。そして、光源３１から上記一の光入出力ポート１１ａに調整用の光Ｌ３１を入力する。光Ｌ３１は、コリメータレンズ１３、アナモルフィック光学系１４、波長分散素子１５、及び集光レンズ１６を経て、位相変調素子１７の変調面１７ａに到達する。そして、上述した第１の位相変調パターンが呈示されている位相変調領域に入射し、その１次光Ａ１が被測定光Ｌ３２として光入出力ポート１１ｂに入射し、その光強度がパワーモニタ３２によって測定される。
【００３８】
工程Ｓ１４では、変調面１７ａの複数の画素の配列方向に対する位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向の角度を変化させながら、被測定光Ｌ３２の光強度の測定を行う。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向の角度変化の様子を示す図であって、光Ｌ３１が位相変調領域１７ｃにおいて偏向される場合を例示している。図１１（ａ）では、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向が、変調面１７ａの複数の画素の配列方向（第一方向Ｄ１）に沿っている。位相変調素子１７のＺ軸周りの角度がずれている場合、図１１（ａ）に示されるように光Ｌ３１の楕円形状の長軸が第一方向Ｄ１に対して傾斜する。このような状態では、光Ｌ３１の一部が位相変調領域１７ｃから外れてしまい、偏向後の被測定光Ｌ３２の光強度が小さくなる。また、図１１（ｂ）では、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向の角度が傾けられており、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向が第一方向Ｄ１に沿っている。このような状態では、光Ｌ３１が位相変調領域１７ｃ内に収まり、効率良く偏向される。したがって、偏向後の被測定光Ｌ３２の光強度が維持される。
【００３９】
図１２及び図１３は、位相変調領域（複数の位相変調領域を代表して２つの位相変調領域１７ｂ，１７ｃを図示）の長手方向の角度を変化させる具体例を示す図である。図１２は、位相変調領域１７ｂ，１７ｃの長手方向が、変調面１７ａの複数の画素１７ｆの配列方向（第一方向Ｄ１）に沿っている場合を示している。また、図１３は、位相変調領域１７ｂ，１７ｃの長手方向が、第一方向Ｄ１に対して傾斜している場合を示している。なお、図中の画素１７ｆ毎の濃淡は、位相値を表している。図１３に示されるように、位相変調領域の長手方向の角度を変化させる際には、例えば、当該位相変調領域の短手方向の幅を維持したまま、当該位相変調領域を構成する画素の位置を第二方向Ｄ２に沿ってずらすとよい。
【００４０】
続いて、アライメント工程Ｓ１５を行う。アライメント工程Ｓ１５では、光強度測定工程Ｓ１４において測定された光の強度が最大となるときの位相変調領域の長手方向の角度に基づいて、位相変調素子１７のＺ軸周りの角度を調整する。例えば、光強度測定工程Ｓ１４において光の強度が最大となる位相変調領域の角度を記憶デバイスに格納しておき、アライメント工程Ｓ１５において当該角度に応じた（第一方向Ｄ１と、位相変調領域の長手方向とが互いに一致するような）Ｚ軸周りの角度でもって位相変調素子１７を配置し直すとよい。
【００４１】
続いて、Ｘ軸周り及びＹ軸周りの角度調整を行う（工程Ｓ１７）。この工程Ｓ１７では、例えばＹ軸方向それぞれにおいて周期的に位相変調量が変化する（例えば回折格子状の）位相変調パターンを位相変調領域に呈示させ、更に別の入出力ポートへ被測定光Ｌ３２を結合させる。そして、当該ポートでの光強度が最大となるように、位相変調素子１７の角度調整を行う。
【００４２】
図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、本実施形態の工程Ｓ１２〜Ｓ１７における、位相変調素子１７の調整方法を概略的に示す図である。図１４（ａ）〜図１４（ｅ）には、一例として、Ｚ軸方向から見た３つの光入出力ポート１１ａ、１１ｂ及び１１ｅと、これらの光入出力ポート１１ａ，１１ｂ及び１１ｅに入射すべき被測定光Ｌ３２とが重ねて示されている。なお、図中の破線Ａ１は光入出力ポート１１ａ〜１１ｅのポート配列方向に沿った直線であり、×印Ｂ１は光入出力ポート１１ａ〜１１ｅの位置基準点である。図中の破線Ａ２は位相変調素子１７の偏向方向に沿った直線であり、×印Ｂ２は基準点Ｂ１に対応する回折光の位置基準点である。
【００４３】
いま、図１４（ａ）に示されるように、破線Ａ１に対して破線Ａ２が傾斜しており、基準点Ｂ１に対して基準点Ｂ２の位置がずれている状態を想定する。位置調整工程Ｓ１２及びＳ１３では、この状態から、位相変調素子１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させながら光入出力ポート１１ａでの０次光Ｌ３４の光強度が極大となる位置を探索し、図１４（ｂ）に示されるように基準点Ｂ２を基準点Ｂ１に近づける。
【００４４】
次の光強度測定工程Ｓ１４では、位相変調素子１７に呈示させる位相変調パターンを第１の位相変調パターンに切り替える。これにより、図１４（ｃ）に示されるように、０次光Ｌ３４に加えて、１次光である被測定光Ｌ３２や、−１次光である光Ｌ３３が発現する。そして、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅのＺ軸周りの傾斜角を変化させながら光入出力ポート１１ｂでの光強度を測定する。その後、アライメント工程Ｓ１５において、光強度測定工程Ｓ１４での光強度が最大となったときの位相変調領域１７ｂ〜１７ｅのＺ軸周りの傾斜角に基づき、位相変調素子１７のＺ軸周りの角度を調整する。これにより、図１４（ｄ）に示されるように、破線Ａ２の傾きが破線Ａ１の傾きに近づく。続いて、位相変調素子１７のＹ軸周りの傾斜角を調整しながら、光入出力ポート１１ｂでの光Ｌ３２の光強度と光入出力ポート１１ｅでの光Ｌ３３の光強度とを互いに近づける（図１４（ｅ））。
【００４５】
工程Ｓ１７ののち、波長選択スイッチ１Ａの筐体に位相変調素子１７を固定する（固定工程Ｓ１８）。その後、例えば筐体の真空封止を行うことにより、波長選択スイッチ１Ａが完成する。
【００４６】
以上に説明した本実施形態の波長選択スイッチ１Ａの製造方法によって得られる効果について説明する。この波長選択スイッチ１Ａの製造方法では、前述したように、光強度測定工程Ｓ１４において、変調面１７ａ内において長手方向および短手方向を有する位相変調領域１７ｃに、偏向のための第１の位相変調パターンを呈示させる。これにより、一の光入出力ポート１１ａから入力された光Ｌ３１は、位相変調領域１７ｃにおいて偏向され、別の光入出力ポート１１ｂに入射する。このとき、楕円形状の光Ｌ３１が位相変調領域１７ｃに入射するが、位相変調素子１７のＺ軸周りの角度が本来の角度から傾いていると、楕円形状の光Ｌ３１の長軸方向と位相変調領域１７ｃの長手方向とが互いに一致しない（図１１（ａ）を参照）。このため、光Ｌ３１の一部が位相変調領域１７ｃから外れてしまい、光入出力ポート１１ｂに入射する被測定光Ｌ３２の強度が低下することとなる。本実施形態の製造方法では、このような現象を利用して、位相変調素子１７の角度調整を行う。すなわち、位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向の角度を変化させながら光入出力ポート１１ｂの光強度を測定し、その光強度が最大となるときの位相変調領域１７ｂ〜１７ｅの長手方向の角度に基づいて、位相変調素子１７の角度を調整する。
【００４７】
このように、本実施形態の波長選択スイッチ１Ａの製造方法では、スペクトルモニタのような複雑な構成をアライメント工程Ｓ１４において必要とせず、簡易な測定系を用いて光偏向素子（位相変調素子１７）の角度を調整することができる。また、光偏向素子（位相変調素子１７）についても、呈示する位相変調パターンの変更のみで足り、調整のための特殊な構造を要しない。したがって、波長選択スイッチ１Ａの製造コストを抑えることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、位相変調素子１７の位置を調整する位置調整工程Ｓ１２，Ｓ１３を、配置工程Ｓ１１と光強度測定工程Ｓ１４との間に備えている。このように、まず位相変調素子１７の位置を調整し、その後に位相変調素子１７の角度を調整することによって、位相変調素子１７のアライメントを短時間で且つ精度良く行うことができる。
【００４９】
本発明による波長選択スイッチの製造方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、位置調整工程Ｓ１２，Ｓ１３において位相変調素子のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の位置を調整しているが、位置調整工程では、必要に応じて何れかの一軸又は二軸の方向の位置のみを調整してもよい。また、上記実施形態では、位置調整工程Ｓ１２，Ｓ１３および工程Ｓ１６，Ｓ１７の全部又は一部の工程が省略されてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１Ａ…波長選択スイッチ、１０…光入出力部、１１，１１ａ〜１１ｅ…光入出力ポート、１３…コリメータレンズ、１４…アナモルフィック光学系、１５…波長分散素子、１６…集光レンズ、１７…位相変調素子、１７ａ…変調面、１７ｂ〜１７ｅ…位相変調領域、２０…制御部、３１…光源、３２…パワーモニタ、Ｌ１，Ｌ３１…光、Ｌ２１〜Ｌ２３…波長成分光、Ｌ３２…被測定光。
【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１４】
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【図１２】
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【図１３】
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