(57)【要約】【課題】単一の偏波モード光信号に対して信号処理素子を用いて信号処理を行なう場合、従来の構成の光信号処理装置におけるＰＤθを補償する方法は、複雑で高価であった。偏波ダイバーシティを使用する方法では、装置構成が複雑であり、反射型の構成もしくは複数の出射系を備える装置構成を実現できない。ＡＷＧ内にλ／２板を形成する方法では、ＡＷＧ自体の製造の困難さや製造コストの増加、過剰損失の増加などの問題があった。【解決手段】本発明の光信号処理装置の１つの態様では、偏光分離構造の光学系において、偏光分離した光路途中に安価で簡単な構造の光学素子を配置することにより、所定の偏波の光路を進む光信号に対して、分光素子からの出射角度または集光点位置を調整する。信号処理素子のピクセルパターンを、予めＴＭモード光の集光点とＴＭモード光の集光点との間でＰＤθに対応する長さだけずらしておくこともできる。【選択図】図１
2008278352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して信号処理を行なう光信号処理装置であって、
光信号の波長に応じた出射角度で、異なる波長を有する複数の光信号に分光する分光手段と、
前記分光手段からの出射光を異なる２つの偏波モード成分の光信号に分離する偏波分離手段と、
前記偏波分離手段から分離され第１の光路を進む第１の偏波モード成分の光信号の光路を屈折させて、前記偏波分離手段から分離され第２光路を進む第２の偏波モード成分の光信号の光路と、屈折後の前記第１の光路とを平行にする光路屈折手段と、
前記第１の光路の光信号および前記第２の光路の光信号を集光させる集光手段と、
前記集光された光信号を変調する信号処理手段と
を備えていることを特徴とする光信号処理装置。
【請求項２】
光信号を分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して信号処理を行なう光信号処理装置であって、
光信号の波長に応じた出射角度で、異なる波長を有する複数の光信号に分光する分光手段と、
前記分光手段からの出射光を異なる２つの偏波モード成分の光信号に分離する偏波分離手段と、
前記偏波分離手段から分離され第１の光路を進む第１の偏波モード成分の光信号と前記偏波分離手段から分離され第２の光路を進む第２の偏波モード成分の光信号とを集光させる集光手段と、
前記集光手段を通過した前記第１の偏波モード成分の光信号の前記第１の光路を屈折させて、前記分光手段により分光される光信号の光路で形成される分光面内において、屈折後の前記第１の光路と前記第２の光路とを一致させる光路屈折手段と、
前記光路屈折手段により屈折された前記第１の光路を進む光信号ならびに前記第２の光路を進む光信号を変調する信号処理手段と
を備えることを特徴とする光信号処理装置。
【請求項３】
前記集光手段を通過した前記第２の光路の光信号に対して、前記光路屈折手段に起因する光軸方向の焦点位置の変動を相殺する焦点距離調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の光信号処理装置。
【請求項４】
前記光路屈折手段は、平行ガラス板であることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の光信号処理装置。
【請求項５】
前記光路屈折手段および前記焦点距離調整手段は、それぞれ平行ガラス板であり、２つの平行ガラス板の相対角度を調整することにより前記第１の光路の集光点と前記第２の光路の光信号の集光点とを前記分光面内において一致させることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の光信号処理装置。
【請求項６】
前記集光手段は、前記分光手段の前記分光面を含む面ならびに前記偏波分離手段が偏波分離する前記第１の光路および前記第２の光路を含む面にレンズ作用を持つレンズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光信号処理装置。
【請求項７】
前記集光手段は、前記分光手段の分光面を含む面にレンズ作用を持つシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光信号処理装置。
【請求項８】
光信号を分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して信号処理を行なう光信号処理装置であって、
光信号の波長に応じた出射角度で、異なる波長を有する複数の光信号に分光する分光手段と、
前記分光手段からの出射光を異なる２つの偏波モード成分の光信号に分離する偏波分離手段と、
前記偏波分離手段から分離され、第１の光路を進む第１の偏波モード成分の光信号ならびに前記偏波分離手段から分離され、第２の光路を進む第２の偏波モード成分の光信号を、前記分光手段の分光面に平行な面内のみで集光させる集光手段と、
前記集光された光信号を変調する信号処理手段であって、
第１の分光線上に配列され、前記第１の光路の光信号を変調する複数の第１の変調素子と、
第２の分光線上に配列され、前記第２の光路の光信号を変調する複数の第２の変調素子とを含み、
前記第１の変調素子および前記第２の変調素子は、分光線方向に所定のオフセット距離だけずれて配置され、前記第１の変調素子および対応する前記第２の変調素子は同期して変調されることと
を備えることを特徴とする光信号処理装置。
【請求項９】
前記第１の変調素子を電気的に駆動する手段と対応する前記第２の変調素子を電気的に駆動手段はそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項８に記載の光信号処理装置。
【請求項１０】
前記信号処理手段は、液晶素子、非線形光学素子ならびにＭＥＭＳミラーのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光信号処理装置。
【請求項１１】
前記信号処理手段を通過する光信号を反射する反射手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の光信号処理装置。
【請求項１２】
前記分光手段は、ＡＷＧであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の光信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号処理装置に関する。より詳細には、偏光分離構造を持つ導波路および空間光学型光回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークの高速化、大容量化が進み、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送信号の処理に代表されるような光信号処理装置へのニーズも高まっている。例えば、多重化された光信号をノード間で経路切り替えする機能が要請されている。光−電気変換を経ないで、光信号のまま経路変換を行なうことで、光信号処理装置の高速化が進められている。
【０００３】
一方、信号処理装置の小型化・集積化の点から、導波路型光回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の開発研究が進めれている。ＰＬＣでは、例えばシリコン基板上に石英ガラスを材料としたコアを形成して１つのチップに多様な機能を集積し、低損失で信頼性の高い光機能デバイスが実現されている。さらには、複数のＰＬＣチップと他の光機能部品を組み合わせた複合的な光信号処理部品（装置）も登場している。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ＡＷＧなどを含む導波路型光回路（ＰＬＣ）と液晶素子などの空間変調素子を組み合わせた、光信号処理装置が開示されている。より具体的には、液晶素子を中心として対称に配置されたＰＬＣ、コリメートレンズからなる波長ブロッカをはじめ、波長イコライザ、分散補償器などの検討が進められている。これらの光信号処理装置では、異なる波長を持つ複数の光信号に対して、波長毎に独立して光信号処理を行う。
【０００５】
図８は、光信号処理装置の一例を概念図で示したものである。この光信号処理装置では、分光素子５１を経由して光信号が入出力される。分光素子５１は、異なる波長を持つ複数の光信号を、その波長に応じた出射角度θで分波する。分波された光信号は、集光レンズ５２へ向かって出射する。集光レンズ５２によって集光された光信号は、出射角度θに対応して、強度変調、位相変調または偏向する機能を持つ信号処理素子５３の所定の位置の各集光点に集光される。すなわち、入力光信号の波長に応じて、光信号は信号処理素子の異なる位置に集光されることに留意をされたい。信号処理素子５３は、例えば複数の要素素子（ピクセル）からなる液晶素子などである。各要素素子の透過率などの制御によって、各波長の光信号は強度変調などを受け、所定の信号処理機能が実現される。信号処理を受けた光信号は、ミラー５４で反射されて進行方向を反転させる。光信号はさらに集光レンズ５２を通って、再び分光素子５１において合波される。一般によく知られているように、分光素子５１は、進行方向によって光信号を合波することもできる。合波された各波長の光信号は、再び出力光として、光信号処理装置外へ出力される。
【０００６】
図８において、分光素子５１は概念的に示したものであり、光信号の波長に応じて分波および合波をできるものであれば良い。例えば、分光素子には、グレーティング、プリズム、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）などがある。信号処理素子は、光信号の強度もしくは位相、または強度および位相を変調できるもの、または光信号の進行方向を偏向できるものであれば良い。例えば、信号処理素子には、液晶素子、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、非線形結晶などがある。
【０００７】
図８に示した光信号処理装置は、ミラーを使用して光信号を折り返すことで、１つの分光素子によって光信号の分波および合波の両方を行なう構成である。この構成は、一般に反射型と呼ばれている。波長ブロック等の光信号処理を行なう装置は、この構成だけに限られない。例えば、図８のミラーを使用せずに、信号処理素子を対称軸の位置とし、入射光路軸の延長線上であって入射系の反対側に、もう１つのレンズおよび分光素子からなる出射系を配置した構成も可能である。この構成は、独立した入射系および出射系を経由して、それぞれ光信号の分波および合波を行なう構成であり、透過型と呼ばれている。さらに、図８の装置構成において、ミラーの向きを変えることによって、任意の位置に配置された、もう一つのレンズおよび分光素子からなる出射系によって光信号の合波を行う構成も可能である。例えば、ミラーの反射面を光信号の入射光路に対して４５度傾けて、入射光路に対して垂直方向に配置されたレンズおよび分光素子により出射系を構成することも可能である。また、信号処理素子が偏向機能を持つ場合は、出射系を複数備えることもできる。
【０００８】
図８において、分光素子５１と集光レンズ５２とは、前焦点距離ＦＦＬだけ離して配置され、信号処理素子５３と集光レンズ５２とは後焦点距離ＢＦＬだけ離して配置される。集光レンズ５２によって集光される光の焦点は、使用するすべての波長においてミラー５４の面上になくてはならない。ミラー面上からずれると、入出力光間の結合損失を生じる問題が起こる。同時に、集光された光信号のビームスポット径が大きくなることから、波長分解能が低下する問題が生じる。
【０００９】
また、信号処理素子５３は、光信号の波長ごとに選択的に変調を行なうために、空間的に周期的な構造を備えている必要がある。例えば、信号処理素子５３が液晶素子の場合、液晶素子の要素素子の構造は、分光素子および集光レンズの光学特性に合わせて設計されなければならない。
【００１０】
より具体的には、信号処理素子上における集光位置の波長依存性は、分光素子の角度分散値に集光レンズの焦点距離を乗じたものに従うことが知られている。集光位置の波長依存性は、分光光学系の線分散値とも呼ばれる。分光素子および集光レンズによって決定される光学系の線分散値は、信号処理素子の構造の設計に用いた線分散値と、十分に一致している必要がある。これらの線分散値の間にずれがあれば、光信号の実際の集光点位置は信号処理素子の個々の要素素子（例えば、液晶シャッター素子のピクセル）の位置と一致しなくなる。この不一致のため、処理される光信号の波長誤差が生じる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２５０８２８号公報（第１６頁、１９頁、第２０図、第２７図、第２９Ｄ図など）
【特許文献２】特開２００４−２３９９９１号公報
【特許文献３】特表２００３−０３６３４５号公報
【特許文献４】米国特許第６、７１４、７４３号明細書
【非特許文献１】C. R. Doerr, et al., IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 12, spp. 1195-1197, 2000.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の光信号処理装置では、分光素子が持つ分波特性に偏波依存性の問題があった。例えば、分光素子のＡＷＧにおいては、ＡＷＧ内を伝播する光信号がＴＥモードかＴＭモードかによって、分波特性が異なる。ＰＬＣ構成によって実現されるＡＷＧの導波路基板としては、シリコンウェハが用いられる。シリコンウェハの上に形成する導波路材料には石英系ガラスが用いられている。導波路基板のシリコンと導波路材料の石英系ガラスとの間には熱膨張差があり、製造時に高温から室温に冷却する過程で内部残留応力が発生する。この結果、アレイ導波路内に応力による０．０００２程度の導波路複屈折が生じる。この導波路複屈折は、基板と垂直な電界を有するＴＭモードの透過中心波長を、基板に平行な電界を有するＴＥモードの透過中心波長に比べて、長波長側にシフトさせる。すなわち、偏波依存性によって、透過中心波長の波長シフトが生じる（特許文献３を参照）。
【００１３】
図８で示した光信号処理装置は、空間変調素子を組み合わせた光学系を含んでいる。このために、上述の偏波依存性は、異なる偏波間での分光素子からの出射角度の差として現れる。より具体的には、光信号処理装置が処理を行なう通信帯域の中心波長において、ＡＷＧ端から出射されるＴＥモードの光信号の出射角度θTEとＴＭモードの光信号の出射角度θTMとの差異ＰＤθ（Ｐｏｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  θ）として、次式で定義することができる。  
ＰＤθ＝θTE―  θTM      式（１）
【００１４】
図８を再び参照すると、上述のＰＤθに起因して、同じ波長の光信号であるにもかかわらず、偏波によって信号処理素子上の異なる位置に集光する。すなわち、同じ波長の光信号であるのに、ＴＭモードの光信号成分とＴＭモードの光信号成分とは、それぞれ異なる位置に集光する。以下、このＰＤθの問題について、さらに詳細に説明する。
【００１５】
図９は、ＰＤθにより生じる問題をより詳細に説明する図である。図９は、透過型の光信号処理装置の構成と動作を示している。信号処理素子は、所定の偏波の光信号に対して変調作用を及ぼすことができる素子をいう。このような信号処理素子には、例えば、液晶素子、非線形光学結晶などがある。ここで液晶素子について、所定の偏光状態であるＴＭモードの光信号に対してのみ強度変調を行なう必要がある場合を考える。図９ａは、ＡＷＧによる分光平面を垂直に見た上面図である。ｚ軸は、光信号の進行方向の軸であり、ｘ軸は、レンズ面と平行で光学系の主光路軸に垂直な軸である。図９ｂは、側面図であり、ｙ軸はＡＷＧの厚み方向である。見やすくするために、ｙ軸方向は拡大して表示されていることに注意されたい。
【００１６】
図９に示した光信号処理装置は、第１のＡＷＧ６１、第１のＡＷＧ６１の出射端に配置され光信号を平行光にするシリンドリカルレンズ６２、シリンドリカルレンズ６２からの出射光を偏波成分別に分離する偏波分離素子６３、分離された一方の偏波成分の光信号の偏波状態を回転させる偏波回転素子６４を含む。偏波分離素子６３により、第１のＡＷＧ６１からの出射光は、ＴＥモード成分を起源とする光路７２およびＴＭモード成分を起源とする光路７３に分離される。
【００１７】
偏波成分別に分離された各々の光信号は、第１の集光レンズ６５により集光され、信号処理素子６６により変調を受ける。さらに、信号処理素子６６を透過した光信号は第２の集光レンズ６７によりコリメートされる。コリメートされた光信号のうち、光路７３の光信号は、第２の偏波回転素子６８を経て、第２の偏波分離素子６９、さらに第２のシリンドリカルレンズを進み、第２のＡＷＧ７１の入射端に入力される。一方、光路７２の光信号は、第２の偏波回転素子６８を経由せずに、第２のＡＷＧ７１に入力されることに留意されたい。図９ｂの側面図によれば、偏波分離素子６３、６９および偏波回転素子６４、６８は、光路７２および光路７３の光信号がそれぞれ１回だけ偏波変換されるようなｙ軸方向の位置関係で配置されている。また、本光信号処理装置の空間光学系は、信号処理素子６６を中心として、左右対称に構成されている。
【００１８】
上述の構成の光信号処理装置においては、偏波分離素子６３、６９によって、光信号を偏波成分別に分離するとともに、偏波回転素子６４、６８によってＴＥモード光信号をＴＭモード光信号に変換している。光信号の一部の偏波成分を変換し、光信号をＴＭモード成分のみからなる光信号へ変換することによって、信号処理素子６６は所定の偏波（ＴＭモード）の光信号に対して変調作用を及ぼすことができる。このように偏波成分ごとに異なる光路を形成して信号処理を行なう光学系構成を、偏光分離構造とも呼ぶ。
【００１９】
図９における光路７２の光信号は、第１のＡＷＧ６１の端面（ｚ１点）から出射するＴＥモード光である。ｚ１点では、ＴＥモードの光信号が出射する光路７２とＴＭモードの光信号が出射する光路７３との間で、各光信号の出射角度にＰＤθの差異があることに注目されたい。光路７２のＴＥモード光信号は、偏波回転素子６４を通ると、ｚ２点からは破線で表されたＴＭモードの光信号に変換されて、ＴＭモードの光信号として第２のＡＷＧ７１の入射端（ｚ４点）に入射する。一方、光路７３の光信号は、偏波分離素子６２によってｙ軸方向に分離されるが、ｘ−ｚ面内では、集光レンズ６５（ｚ３点）まで直進する。すなわち、ＰＤθの出射角度差を維持したまま、集光レンズ６５に入射する。
【００２０】
しかしながら、このような偏光分離構造を持つ光学系構成においては、次の問題点がある。第１の問題点は、図９ａよりわかるように、２つの光路７２、７３を進む光信号が、それぞれ信号処理素子６６上の異なる位置ｘ1、ｘ2に集光していることである。本信号処理装置では、光信号の波長に応じて、信号処理素子６６のｘ軸方向に配列された複数の異なるピクセルの位置にそれぞれ光信号が集光されることで、波長選択的に信号処理を行なわれる。光路７２および光路７３は共に同一波長の光信号の光路であるので、信号処理素子６６の同一点に集光する必要がある。しかし、ＰＤθのために、信号処理素子６６の異なる位置ｘ1、ｘ2にそれぞれ集光することと成る。これは、集光点が大きく広がってしまうの同じである。したがって、信号処理素子による変調機能の精度は低下し、光信号処理装置の信号処理の波長分解能を低下させてしまう。
【００２１】
第２の問題点は、光路７２を進む光信号が、ｚ１点でＴＥモード光信号としてＡＷＧから出射したにもかかわらず、ｚ４点ではＴＭモード光信号として「ＴＥモードの入射角」でＡＷＧへ入射することである。第２のＡＷＧ７１への入射角度（出射角度）にＰＤθの不整合があるため、光路７２の光信号は、ＰＤθに起因する光結合損失が発生する。同様に、光路７３を進む光信号は、ｚ１点でＴＭモード光信号としてＡＷＧから出射したにもかかわらず、ｚ４点ではＴＥモード光信号として「ＴＭモードの入射角」でＡＷＧへ入射する。したがって、光路７３の光信号についても同様に、ＰＤθに起因する光結合損失が発生する。この第２の問題は、反射型の構成の光信号処理装置においても生じる。
【００２２】
従来、上述のＡＷＧ偏波依存性（複屈折）に起因するＰＤθの問題点を解決するために、ＰＤθを補償する方法が検討されてきた。例えば、非特許文献１、特許文献３、特許文献４のような技術があった。
【００２３】
図１０は、偏波ダイバーシティを用いた第１の従来技術の光信号処理装置の構成を示す図である。詳細は、非特許文献１に開示されている。詳細は述べないが、非特許文献１には、光信号処理装置の外部に構成部品を備え、ＴＭモードの光信号だけで装置を動作させることにより、ＡＷＧにおいて発生する偏波依存性を回避する技術が開示されている。図１０には、透過型構成の光信号処理装置が記載されており、図９と同じ要素には同じ符号がつけられている。相違点について説明すれば、光信号処理装置の外部に、サーキュレータ７４、偏波スプリッタ７５、および偏波保持ファイバー７６ａ、７６ｂを設けているところに特徴がある。光信号は、サーキュレータ７４の２つの端子から入力し出力する。
【００２４】
この構成によれば、光信号処理装置内の光学系ではＴＭモードの光信号（片偏波）のみで動作しているので、ＡＷＧ等の偏波依存性の影響を受けない。しかし、光信号処理装置の外部に追加的な構成部品が必要となり構成は複雑であり、コスト高となる。さらには、原理的に反射型の構成の光信号処理装置に適応できないという大きな欠点を持つ。反射型に装置を構成できないため、構成要素は反射型構成の装置の２倍の数だけ必要となる。また、図１０に示した構成は、複数の出射系を備える装置にも適用できない。
【００２５】
図１１は、ＡＷＧの偏波依存性を改善した第２の従来技術の光信号処理装置の構成図である。詳細は、特許文献３に開示されている。構成は、図９に示した光信号処理装置とほとんど同一の偏光分離構造なので、説明は省略する。図１１ａは、上面図であり、図１１ｂは側面図である。図１１ｂより、光信号の経路をＴＥモードとＴＭモードとに分ける偏光分離構造であることがわかる。
【００２６】
図９に示した光信号処理装置の構成との相違点は、各ＡＷＧ６１、７１上にそれぞれλ／２板８０、８１を備えていることである。ＡＷＧ上にλ／２板８０、８１を形成することによって、それぞれのＡＷＧ６１、７１自体の偏波依存性を解消する。ＰＤθ＝０とすることにより、図１１ａにおいてＡＷＧの分光平面を含む面内（ｘ−ｚ面）では、空間光学系におけるＴＥモード光信号の光路７７ｂとＴＭモード光信号の光路７７ａとは完全に一致する。したがって、信号処理素子上の集光点は、ｘ軸上で偏波モードに関係なく一点ｘ0に重なり、光信信号処理装置の波長分解能は低下しない。しかしながら、ＡＷＧ６１、７１の光導波路の中点にそれぞれλ／２板８０、８１を形成する必要がある。このため、ＡＷＧ自体の製作に複雑なプロセスを必要とし、製造コストも増える。さらには、λ／２板８０、８１をアレイ導波路の途中に挿入する構造であるため、ＡＷＧにおいて発生する過剰損失が増加する。
【００２７】
以上述べたように、単一の偏波モード光信号に対して信号処理素子を用いて信号処理を行なう場合、従来の構成の光信号処理装置においてＰＤθを補償する方法は、複雑で高価であった。偏波ダイバーシティを使用する方法は、装置構成が複雑であり、反射型の構成もしくは複数の出射系を備える装置構成を実現できない問題点があった。さらに、ＡＷＧ内にλ／２板を形成する方法では、ＡＷＧ自体の製造の困難さや製造コストの増加、さらには過剰損失の増加の問題点があった。
【００２８】
より簡単で低コストにＰＤθを補償した光信号処理装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光信号を分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して信号処理を行なう光信号処理装置であって、光信号の波長に応じた出射角度で、異なる波長を有する複数の光信号に分光する分光手段と、前記分光手段からの出射光を異なる２つの偏波モード成分の光信号に分離する偏波分離手段と、前記偏波分離手段から分離され第１の光路を進む第１の偏波モード成分の光信号の光路を屈折させて、前記偏波分離手段から分離され第２光路を進む第２の偏波モード成分の光信号の光路と、屈折後の前記第１の光路とを平行にする光路屈折手段と、前記第１の光路の光信号および前記第２の光路の光信号を集光させる集光手段と、前記集光された光信号を変調する信号処理手段とを備えていることを特徴とする光信号処理装置である。
【００３０】
請求項２の発明は、光信号を分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して信号処理を行なう光信号処理装置であって、光信号の波長に応じた出射角度で、異なる波長を有する複数の光信号に分光する分光手段と、前記分光手段からの出射光を異なる２つの偏波モード成分の光信号に分離する偏波分離手段と、前記偏波分離手段から分離され第１の光路を進む第１の偏波モード成分の光信号と前記偏波分離手段から分離され第２の光路を進む第２の偏波モード成分の光信号とを集光させる集光手段と、前記集光手段を通過した前記第１の偏波モード成分の光信号の前記第１の光路を屈折させて、前記分光手段により分光される光信号の光路で形成される分光面内において、屈折後の前記第１の光路と前記第２の光路とを一致させる光路屈折手段と、前記光路屈折手段により屈折された前記第１の光路を進む光信号ならびに前記第２の光路を進む光信号を変調する信号処理手段とを備えることを特徴とする光信号処理装置である。
【００３１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の光信号処理装置であって、前記集光手段を通過した前記第２の光路の光信号に対して、前記光路屈折手段に起因する光軸方向の焦点位置の変動を相殺する焦点距離調整手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３２】
請求項４の発明は、請求項２または３いずれかに記載の光信号処理装置であって、前記光路屈折手段は、平行ガラス板であることを特徴とする。
【００３３】
請求項５の発明は、請求項２または３いずれかに記載の光信号処理装置であって、前記光路屈折手段および前記焦点距離調整手段は、それぞれ平行ガラス板であり、２つの平行ガラス板の相対角度を調整することにより前記第１の光路の集光点と前記第２の光路の光信号の集光点とを前記分光面内において一致させることを特徴とする。
【００３４】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光信号処理装置であって、前記集光手段は、前記分光手段の前記分光面を含む面ならびに前記偏波分離手段が偏波分離する前記第１の光路および前記第２の光路を含む面にレンズ作用を持つレンズであることを特徴とする。
【００３５】
請求項７の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光信号処理装置であって、前記集光手段は、前記分光手段の分光面を含む面にレンズ作用を持つシリンドリカルレンズであることを特徴とする。
【００３６】
請求項８の発明は、光信号を分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して信号処理を行なう光信号処理装置であって、光信号の波長に応じた出射角度で、異なる波長を有する複数の光信号に分光する分光手段と、前記分光手段からの出射光を異なる２つの偏波モード成分の光信号に分離する偏波分離手段と、前記偏波分離手段から分離され、第１の光路を進む第１の偏波モード成分の光信号ならびに前記偏波分離手段から分離され、第２の光路を進む第２の偏波モード成分の光信号を、前記分光手段の分光面に平行な面内のみで集光させる集光手段と、前記集光された光信号を変調する信号処理手段であって、第１の分光線上に配列され、前記第１の光路の光信号を変調する複数の第１の変調素子と、第２の分光線上に配列され、前記第２の光路の光信号を変調する複数の第２の変調素子とを含み、前記第１の変調素子および前記第２の変調素子は、分光線方向に所定のオフセット距離だけずれて配置され、前記第１の変調素子および対応する前記第２の変調素子は同期して変調されることとを備えることを特徴とする光信号処理装置である。
【００３７】
請求項９の発明は、請求項８に記載の光信号処理装置であって、前記第１の変調素子を電気的に駆動する手段と対応する前記第２の変調素子を電気的に駆動手段はそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００３８】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の光信号処理装置であって、前記信号処理手段は、液晶素子、非線形光学素子ならびにＭＥＭＳミラーのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００３９】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の光信号処理装置であって、前記信号処理手段を通過する光信号を反射する反射手段をさらに備えることを特徴とする。
【００４０】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の光信号処理装置であって、前記分光手段は、ＡＷＧであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、偏光分離構造を持つ光信号処理装置の空間光学系において、安価な光学素子を用いてＡＷＧにおける偏波依存性を解消し、光結合損失を減らすことができる。光信号処理の波長分解能を低下させることなく、ＰＤθの補償が可能となる。ＡＷＧの製作に複雑な追加工程が不要なため低コストを実現し、過剰損失も極めて少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明に係る光信号処理装置の１つの態様では、偏光分離構造の光学系において、偏光分離した光路途中に安価で簡単な構造の光学素子を配置することによって、所定の偏波の光路を進む光信号に対して、分光素子からの出射角度または集光点を調整することを特徴とする。さらに、本発明に係る別の態様では、信号処理素子のピクセル構造を分光素子の偏波依存性に応じて変形させることに特徴がある。いずれも、ＡＷＧ等における複屈折に起因する分波特性の偏波依存性（ＰＤθ）を補償し、光信号処理装置の偏波依存性の問題を解決する点で共通する。以下、異なる着目点に基づくＰＤθ補償の解消手段を用いた各実施形態についてそれぞれ説明する。
【００４３】
第１の実施形態は、２つの偏波モードの出射光の出射角度を補償する実施形態である。すなわち、偏波モード間で集光レンズへの入射角度を揃えることにより、信号処理素子上の集光点を一致させることを特徴とする。
【００４４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光信号処理装置の構成図である。本装置では、信号処理素子が、単一の偏波状態の光信号に対して変調機能を発揮できるものであるとする。したがって、基本的な構成は、偏波モード別に光信号を分離して信号処理を行なう偏光分離構造である。図１ａは、ＡＷＧによる分光平面を垂直に見た上面図である。ｚ軸は、光信号の進行方向であり、ｘ軸は、集光レンズのレンズ面と平行で光学系の主光路に垂直な軸である。図１ｂは、側面図であり、ｙ軸はＡＷＧの厚み方向である。見やすいように、ｙ軸方向は拡大して表示している。図１は、透過型の構成を示しているが、反射型の構成も可能である点で従来技術と異なる。また、本発明の光信号処理装置においては、ＡＷＧには、従来技術２に示したような複雑で高価なλ／２板挿入構造を必要としない。
【００４５】
本発明の光信号処理装置は、信号処理素子７の位置を対称軸として、入射光学系および出射光学系が左右対称に配置された構成となっている。光信号は、第１のＡＷＧ１の出射端（ｚ１）から、波長に応じた出射角度でシリンドリカルレンズ２へ向かって出射される。ここで、同一波長であっても、偏波モードによって出射角度が異なる。図１では、ＴＥモードの光信号成分の光路１４およびＴＭモードの光信号成分の光路１５は、ＰＤθの出射角度差を持っていることに注意されたい。
【００４６】
シリンドリカルレンズ２によって平行光とされた光信号は、偏波成分別に分離する偏波分離素子３によって、ｙ軸方向に分離される。光路１４で示されるＴＥモードの光信号は、偏波回転素子５によって、ｚ２点からＴＭモードの光信号に変換される。ＴＭモードに変換された光信号は集光レンズ６で集光されて、信号処理素子７によって所定の変調を受け、さらに出射光学系へ進む。
【００４７】
本発明は、偏波分離素子３によって分離された光路１５で示されるＴＭモードの光信号の進行方向を、ウエッジ板４によって角度補正をする点に特徴がある。すなわち、偏光分離素子３と集光レンズ６との間の光路中にウエッジ板４を配置することによって、ｚ２―ｚ３区間においては、光路１４と光路１５とがｘ−ｚ面内で平行となる。したがって、平行とされた光路１４および光路１５を進む各信号光は、信号処理素子７上におけるｘ軸上の一点に集光する。
【００４８】
また、図９とともに説明したＰＤθに起因する光結合損失の第２の問題点も、本発明の特徴的な構成により解決される。例えば、光路１４について考える。ＴＥモードの光信号がｚ１点で出射すると、偏波回転素子５によりｚ２点でＴＭモードの光信号に変換される。変換された光信号は、信号処理素子７で変調を受けた後に、出射光学系の第２の集光レンズ８を経て、第２のウエッジ板９に入射される。第２のウエッジ板９によって、第２のＡＷＧ１３への入射角度が調整される。すなわち、光路１４を進む光信号は、ＴＭモードの光信号として、「ＴＭモード」の入射角度で第２のＡＷＧ１３に入射する。偏波モードと入射角度が一致しているので、図９の構成の場合と異なり、光結合損失は全く発生しない。光路１５を進む光信号についても同様である。
【００４９】
上述のように、本発明の構成は、信号処理素子７を中心として左右対称の構成であるため、反射型の光信号処理装置を構成しても、同様に動作することは明らかである。したがって、従来技術１と比較して、装置構成はより簡単にすることができる。本発明の構成は、透過型構成、反射型構成ならびに複数の出射系を備える構成などにかかわらず適用できる。また、従来技術２のように製作プロセスが複雑で高価なλ／２板を挿入したＡＷＧを必要としない。ウエッジ板は、無偏光性の安価なガラスで構成できるため、従来技術と比較して、格段に簡易で安価な構成を実現できる。ＰＬＣ部品との親和性も高い。
【００５０】
ＰＤθは、ＡＷＧの分光素子としての角度分散値をＤａ、ＴＥモードとＴＭモード間の分光波長差をＰＤλとすると、下式によって求めることができる。  
ＰＤθ＝Ｄａ・ＰＤλ                  式（２）
一方、ウエッジ板を挿入することによる偏向角の最小値δｍは、ウエッジ板の材料の屈折率をｎ、ウエッジ角度をαとすると、下式で表される関係によって求めることができる。
ｎ・ｓｉｎ（α／２)＝ｓｉｎ（δｍ／２＋α／２）    式（３）
上記の２つの式の関係を用いて、ＰＤθ＝δｍを満たすαを求めて、ウエッジ角がαであるウエッジ板を挿入することで、偏波依存性を補償することができる。
【００５１】
具体的には、典型的なＡＷＧとして、ＰＤλを０．２ｎｍ、Ｄａを０．１４度／ｎｍとし、ウエッジ板を安価なガラス（屈折率ｎ＝１．５）によって作製した場合、ＰＤθは０．０２８度となる。この時、ウエッジ角度を０．０５６度とすることによって、このＰＤθの補償が可能である。
【００５２】
図１に示した構成では、ｙ軸方向で上方に、偏波回転素子５に接してウエッジ板４を配置しているが、これに限定されない。すなわちｚ軸上の位置に関しては、ウエッジ板４は、偏波分離素子３と集光レンズ６との中間のいずれの場所に配置されていても、同様な効果が得られるのは言うまでも無い。偏光分離素子３で分離された２つの光路を、集光レンズに入射する前に平行とすることができれば、ウエッジ板４はどのような配置も可能である。また、ウエッジ板４の向きを調整することで、焦点位置の微調整も可能である。
【００５３】
以上に述べたように、偏光分離構造の光信号処理装置において、空間光学系にウエッジ板を配置することで、簡単にＡＷＧなどによる偏波依存性の問題を解消できる。図１に示した構成は、様々に変形が可能である。
【００５４】
図２は、本発明の第１の実施形態の別の例を示す構成図である。図１の構成と比較すると、集光レンズがシリンドリカルレンズである点で相違する。入射光学系にシリンドリカルレンズ２１を、出射光学系にシリンドリカルレンズ２２を、それぞれ配置している。この構成では、図２ｂに示されているように、偏光分離素子３によって、信号処理素子７上のｙ軸方向においてＴＭモードの出射光の光路２４とＴＥモードの出射光の光路２３とに分離する。したがって、信号処理素子７上の各ピクセルをｙ軸方向に長い形状とするだけで、図１の構成と同様な光信号処理機能が実現できる。
【００５５】
上述の図１および図２にそれぞれ示した実施形態は、偏波分離後であって集光レンズの前の位置で、各偏波の光信号の光路の集光レンズへ入射角度を補償するものであった。しかし、本発明はこれに限られず、異なる視点からの補償が可能である。
【００５６】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る光信号処理装置の構成図である。第２の実施形態は、２つの偏波モードの出射光を集光レンズを通過した後で補償する実施形態である。集光レンズを通過した後で、信号処理素子上における集光点の位置を直接調整することを特徴とする。信号処理素子は、単一の偏波状態の光信号に対して変調機能を発揮できるものであるとする。したがって、基本的な構成は、光信号を偏波モード別に分離して信号処理を行なう偏光分離構造である。
【００５７】
図３ａは、ＡＷＧによる分光平面を垂直に見た上面図である。ｚ軸は、光信号の進行方向であり、ｘ軸は、集光レンズのレンズ面と平行であって光学系の主光路ｚ軸に垂直な軸である。図３ｂは、側面図であり、ｙ軸はＡＷＧの厚み方向である。見やすくするために、ｙ軸方向は拡大して表示されている。図３は、透過型の構成を示しているが、反射型の構成も可能である点で従来技術と異なる。また、本発明の光信号処理装置では、ＡＷＧには、従来技術２に示したような複雑で高価なλ／２板挿入構造を必要としない。
【００５８】
本発明の第２の実施形態の光信号処理装置は、信号処理素子７の位置を対称軸として、入射光学系および出射光学系が左右対称に配置された構成となっている。第１のＡＷＧ１の出射端（ｚ１）からは、光信号が波長に応じた出射角度でシリンドリカルレンズ２へ出射される。ＡＷＧの偏波依存性のため、同一波長であっても、偏波モードによって出射角度が異なる。図３では、ＴＥモードの光信号成分の光路３５およびＴＭモードの光信号成分の光路３４は、ＰＤθの出射角度差をもっていることに注意されたい。
【００５９】
図３に示した光信号処理装置は、図１に示した光信号処理装置と多くの構成要素が共通するので、相違点のみを説明する。図１と同一の要素には、同一の符号を付けてある。図３に示した構成においては、図１のウエッジ板の代わりに、集光レンズ６と信号処理素子７との間の光路中に、１組の平行ガラス板３０、３１を配置しているところに特徴がある。出射光学系にも、信号処理素子７と第２の集光レンズ８との間の光路中に、第２の１組の平行ガラス板３２、３３が配置されている。
【００６０】
図９に示した従来技術の偏光分離構造と比較すればわかるように、１組の平行ガラス板３０、３１のうち一方の平行ガラス板３１の向きを集光レンズのレンズ面に対して傾けることで、信号処理素子７上における２つの異なる偏波モード光信号の集光点を一致させるよう調整している。他方の平行ガラス板３０は、レンズ面に平行に配置する。
【００６１】
本実施形態では、偏波分離素子３によって分離された光路３４で示されるＴＭモードの光信号について、平行ガラス板３１によってその集光位置を調整する点に特徴がある。すなわち、信号処理素子７と集光レンズ６との間の光路中（ｚ３―ｚ５間）に平行ガラス板３１配置することによって、光路３４を進む光信号の集光点と光路３５を進む光信号の集光点とを一致させている。本実施形態では、偏波分離素子５によってｙ軸方向に空間分離された２つの光路のうち、一方の光路を平行ガラス板によって平行移動させることによって、集光点を一致させることができることに留意されたい。
【００６２】
図３に示した構成では、光路３５および光路３４の両方に、それぞれ平行ガラス板３０および平行ガラス板３１を配置しているが、平行ガラス板３０は集光レンズ６のレンズ面と平行に置かれており、光路３５には何ら影響を与えていない。平行ガラス板３０は、平行ガラス板３１を挿入することによる焦点距離の変動などを補償する機能を持つ。したがって、本発明における信号処理素子上の集光点の位置調整という観点からは、平行ガラス板３０は必須ではないことに注意すべきである。したがって、平行ガラス板３１のみからなる構成であっても、ＰＤθを補償する効果が得られる。さらに、図３に示した構成では、焦点補償用の平行ガラス板３０は、集光レンズ６のレンズ面に平行であるとしたが、これに限定されない。平行ガラス板３１と平行ガラス板３０との相対角度を適切に設定すれば、信号処理素子７上で、集光点の位置を任意の一点に一致させることができることを理解されたい。
【００６３】
さらに、図３においては、光路３５および光路３４の途中で、それぞれ平行ガラス板３０と平行ガラス板３１をｚ軸上の同じ位置に、積み上げた構成としている。しかし、光路３４および光路３５中にそれぞれ安定に固定して配置できる限り、平行ガラス板３０、３１は、それぞれ、ｚ３−ｚ５間の異なる位置にあっても良い。
【００６４】
図９において説明したＰＤθに起因する光結合損失の第２の問題点も、第２の実施形態の構成により解決される。例えば、光路３５について考える。ＴＥモードの光信号がｚ１点で出射すると、偏波回転素子５によりｚ２点でＴＭモードの光信号に変換される。変換された光信号は、信号処理素子７で変調を受けた後に、出射光学系にある第２の１組の平行ガラス板のうちの平行ガラス板３３によって光路を平行移動させられる。このため、第２のＡＷＧ１３への入射角度はＴＭモードの入射角度に調整される。すなわち、光路３５を進む光信号は、ＴＭモードの光信号として、「ＴＭモード」の入射角度で第２のＡＷＧ１３に入射する。偏波モードと入射角度が一致しているので、図９の構成の場合と異なり、光結合損失は全く発生しない。光路３４を進む光信号についても全く同様である。
【００６５】
上述のように、本実施形態の構成では、信号処理素子７を中心として左右対称の構成であるため、反射型の光信号処理装置としても、同様に動作することは明らかである。したがって、従来技術１と比較して、装置構成はより簡単であり、透過型、反射型、複数の出射系を備えたの構成などにかかわらず適用できる。また、従来技術２のように製作プロセスが複雑で高価なλ／２板をＡＷＧ上に構成する必要も無い。平行ガラス板は、無偏光性の安価なガラスで構成できるため、従来技術と比較して、格段に簡易で安価な構成を実現できる。ＰＬＣ部品との親和性も高い。
【００６６】
ＴＥモードとＴＭモード間の集光位置の差Δｘは、集光レンズの焦点距離をｆとした場合、次式によって求められる。
Δｘ＝ｆ・ｔａｎ（ＰＤθ）          式（４）
一方、平行板を挿入することによる光線の移動量δｘは、平行板の材料の屈折率をｎ、厚さをＴ、傾き角をθとすると、次式によって求められる。
δｘ＝Ｔ・ｓｉｎ（θ−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ(θ）／ｎ））    式（５）
上記の２式の関係を用いて、δｘ＝Δｘを満たすθを求め、平行板をθ傾けて配置することによって、ＰＤθの偏波依存性を補償することが出来る。
【００６７】
具体的には、典型的なＡＷＧとして、ＰＤθを０．０２８度、集光レンズの焦点距離ｆを５０ｍｍとした場合、補償が必要となる集光位置の差δｘは０．０２４ｍｍである。このとき、平行ガラス板の屈折率を１．５、厚みを１ｍｍ、２つの平行ガラス板の相対角度を４．２度とすることによって、ＰＤθの補償が可能である。
【００６８】
以上に述べたように、偏光分離構造の光信号処理装置において、空間光学系に平行ガラス板を配置し、集光点を調整することで、簡単にＡＷＧなどの偏波依存性の問題を解消できる。
【００６９】
図４は、本発明の第２の実施形態の別の例を示す構成図である。図３の構成と比較すると、集光レンズの変わりに、シリンドリカルレンズを使用している点で相違する。入射光学系にシリンドリカルレンズ２１を、出射光学系にシリンドリカルレンズ２２を、それぞれ配置している。この構成では、図４ｂに示されているように、偏光分離素子３によって、信号処理素子７上のｙ軸方向にＴＭモードの出射光の光路３４とＴＥモードの出射光の光路３５とに分離する。したがって、信号処理素子７の各ピクセルをｙ軸方向に長い形状とするだけで、図３に示した構成と同様な光信号処理機能を実現できる。
【００７０】
図５は、第２の実施形態を反射型の構成に適用した光信号処理装置の構成図である。図３に示した透過型の構成における出射光学系の構成要素を、信号処理素子７の位置で折り返した構成になっている。入射光は、ミラー３６で反射されて、同一の光学系を逆方向に進み、ＡＷＧ１に再び入射する。透過型の構成しか実現できなかった従来技術１と比較すれば、装置構成を大幅に簡素化できることがわかる。
【００７１】
これまで説明した各実施形態は、ＰＤθに起因して、偏波モードによって信号処理素子上の集光点位置がずれるのを、空間光学系に配置した簡易な光学素子を利用して補償している。しかし、偏波モードによる集光点位置のズレを許容したままで、従来の問題点を解決することもできる。
【００７２】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る光信号処理装置の構成図である。本実施形態の構成は、図４に示した構成において平行ガラス板３０、３１、３２、３３を除去したものと同一である。平行ガラス板が無いため、信号処理素子７上のｘ軸上で、集光点は偏波モードごとに分離している。ＡＷＧ１からの出射光のうちＴＥモードの出射光成分は偏波回転素子５によりＴＭモードの光信号（破線）に変換され光路３７を進む。ＡＷＧ１からの出射光のうちＴＭモードの出射光成分は、ＰＤθの出射角度差を持って出射し、偏波分離素子３により光路３７とｙ軸上で距離ｄだけ離れた光路３８を進む。
【００７３】
図６に示した構成では、平行ガラス板が無いので、信号処理素子７上においてｘ軸方向で、ＴＥモードの光路３７とＴＭモードの光路３８には、Δｘの差異がある。ここで、信号処理素子のピクセルパターンを、予め、ＴＭモード光の集光点とＴＭモード光の集光点でＰＤθに対応する長さだけずらしておくことにより、波長分解能を低下させることなく信号処理が可能と成る。
【００７４】
図７は、第３の実施形態に係る光信号処理装置における信号処理素子のピクセルパターン形状を示す図である。図７は、信号処理素子のｘ−ｙ面の集光部の形状を示している。すなわち、図６ｂにおいて、第２のＡＷＧ１３から信号処理素子７を見たピクセルパターン形状図である。本実施形態において、信号処理素子は単一の偏波モードの光信号を変調できる信号処理素子を前提としている。例えば、液晶素子、非線形結晶などを含む。さらに本実施形態では、信号処理素子に、ＭＥＭＳミラーを含むことに留意されたい。
【００７５】
代表的な信号処理素子である液晶素子は、個々のピクセル（要素素子）から構成されている。光信号は、ＡＷＧなどの分波作用により、波長ごとにｘ軸方向の異なる位置のピクセルに集光する。各ピクセルにおいて、光結合損失なしに光信号を処理するためには、ピクセルの位置が集光点と一致している必要がある。
【００７６】
図７に示した液晶素子は、ＴＭモード光の集光線４２に沿って、複数のピクセル４０がピッチＷで配列されている。集光線４２からｙ軸方向にｄだけ離れたＴＥモード光の集光線４３に沿って、複数のピクセル４１がピッチＷで配列されている。ピクセル４０および対応するピクセル４１は、各々がｘ軸上でΔｘだけオフセットして配置されている。対応するピクセル同士は接続されている。ＴＭモードの集光線４２は図６における光路３８に対応し、ＴＥモードの集光線４３は図６における光路３７に対応する。
【００７７】
図７に示したパターン形状からわかるように、ピクセル４０と対応するピクセル４１を同期して制御することにより、ＰＤθのために偏波モード間で集光点の位置ずれがあっても、ＴＭモード成分とＴＭモード成分の光信号が一体として変調される。したがって、光路３７と光路３８がｘ軸上でΔｘだけ分離していても、光路を一致させて単一のピクセルに集光させた場合と、同一の信号処理ができる。ＰＤθに起因して、光結合損失を発生させたり、光信信号処理装置の波長分解能を低下させることがない。
【００７８】
図７においては、ピクセル４０と対応するピクセル４１は接続されているが、分離したパターン形状であっても、両ピクセルが４０、４１が同期して制御される限り同様な効果を発揮することに留意されたい。信号処理素子のピクセル位置を、ＴＭモードの集光点とＴＭモードの集光点にそれぞれ適応させれば同じ効果が得られるので、ＭＥＭＳミラーの場合にも適用可能である。
【００７９】
ＰＤθに対応する中心波長のシフト量をＰＤλ（ｎｍ）、対象のシステムの波長チャンネル間隔をＣｈspace（ｎｍ）、液晶ピクセルの配置ピッチをＷ（μｍ）とすると、液晶ピクセルのオフセット長さΔｘは、次式（６）で表される。  
Δｘ＝ＰＤλ／Ｃｈspace  ×Ｗ        式（６）
例えば、ＰＤλ＝０．２（ｎｍ）、ＬバンドにおいてＣｈspace＝０．８４（ｎｍ）、Ｗ＝１００（μｍ）とすると、Δｘ＝２４μｍとなる。
【００８０】
以上、詳細に述べたように、本発明の光信号処理装置によれば、偏光分離構造を持つ光信号処理装置の光学系において、安価な光学素子を用いることによってＡＷＧにおける偏波依存性を解消し、光結合損失を減らすことができる。光信号処理の波長分解能を低下させることなく、ＰＤθの補償が可能となる。ＡＷＧの製作に複雑な追加工程を必要とせず、低コストとなり、ＡＷＧ自体において発生する過剰損失も極めて少ない。さらに、空間光学系に光学素子を追加することなく、信号処理素子のピクセルパターンの構成を調整するだけで偏波依存性を解消し、光結合損失を減らすことができる。反射型の構成によって、従来技術と比べてより簡単な光信号処理装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、光通信に使用される光信号処理装置への利用ができる。例えば、波長ブロッカをはじめ、波長イコライザ、分散補償器などへの応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光信号処理装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の別の例を示す構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光信号処理装置の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の別の例を示す構成図である。
【図５】第２の実施形態を反射型の構成に適用した光信号処理装置の構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光信号処理装置の構成図である。
【図７】第３の実施形態に係る光信号処理装置における信号処理素子のピクセルパターン形状図である。
【図８】従来の光信号処理装置の概念的な構成図である。
【図９】ＰＤθを説明する図である。
【図１０】第１の従来技術による光信号処理装置の構成図である。
【図１１】第２の従来技術による光信号処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１、１３、６１、７１  ＡＷＧ
２、１２、２１、２２、６２、７０  シリンドリカルレンズ
３、１１、６３、６９  偏波分離素子
４、９  ウエッジ板
５、１０、６４、６８  偏波回転素子
６、８、５２、６５、６７  集光レンズ
７、５３、６６  信号処理素子
３０、３１、３２、３３  平行ガラス板
３６、５４  ミラー
７４  サーキュレータ
７５  偏波スプリッタ
７６ａ、７６ｂ  偏波保持ファイバー
８０、８１  λ／２板
【図１】
2008278352.tif 000003
【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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