(57)【要約】【課題】波長分解能向上および小型化が共に可能である光信号処理器を提供する。【解決手段】入出力ポート１１１より入力した多重化された信号光λ１〜λ３は、レンズ１２１およびレンズ１２２によりコリメートされて、回折格子素子１３０へ入射する。このとき、第１光学系の作用により、回折格子素子１３０へ入力する光について、第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅のみが大きくされる。回折格子素子１３０へ入射した多重化された信号光λ１〜λ３それぞれは、回折格子素子１３０により、波長に応じた回折角で回折されて空間的に波長分岐され、レンズ１４１によりｘｙ平面に平行な面内で集光され、レンズ１４２によりｙｚ平面に平行な面内で集光されて、ミラー１５１〜１５３の何れかの反射面上に集光される。【選択図】　図１
2004133203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を入力または出力する複数の入出力ポートを有し、前記複数の入出力ポートそれぞれの光入出力方向が第１仮想平面上にあって互いに平行であり、前記複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートに光を入力して、他の何れかの入出力ポートより光を出力する光入出力手段と、
前記複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートより到達した光をコリメートして出力する第１光学系と、
前記第１光学系によりコリメートされた光を入力し、この光を空間的に波長分岐して出力し、その波長分岐して出力した各波長の光の光軸が第２仮想平面上にある波長分岐手段と、
前記波長分岐手段により波長分岐されて出力された各波長の光を入力し、この各波長の光を集光する第２光学系と、
前記第２光学系により集光される各波長の光の集光点に反射面が位置するミラーを有し、このミラーにより反射した光を前記第２光学系，前記波長分岐手段および前記第１光学系を経て前記複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートより出力させる反射手段と、
を備え、
前記第１仮想平面と前記第２仮想平面とが互いに平行でなく、
前記第１光学系によりコリメートされて前記波長分岐手段へ入力する光について、前記第２仮想平面に垂直な方向のビーム幅と比べて、前記第２仮想平面に平行な方向のビーム幅が大きい、
ことを特徴とする光信号処理器。
【請求項２】
前記波長分岐手段が回折格子素子を含むことを特徴とする請求項１記載の光信号処理器。
【請求項３】
前記第１仮想平面と前記第２仮想平面とが互いに垂直である、ことを特徴とする請求項１記載の光信号処理器。
【請求項４】
前記第１光学系より前記波長分岐手段へ入力する光の光軸が前記波長分岐手段と交わる点と、前記第２光学系より前記波長分岐手段へ入力する光の光軸が前記波長分岐手段と交わる点とを結ぶ直線が、前記第２仮想平面に対して垂直である、ことを特徴とする請求項３記載の光信号処理器。
【請求項５】
前記反射手段に含まれる何れか２つのミラーについて、前記第２仮想平面に平行であって前記第２光学系の光軸に垂直であり前記集光点を通過する直線を中心として、反射面の傾斜角が互いに異なる、ことを特徴とする請求項４記載の光信号処理器。
【請求項６】
前記反射手段に含まれる各ミラーについて、前記第２仮想平面に平行であって前記第２光学系の光軸に垂直であり前記集光点を通過する直線を中心として、反射面の傾斜角が可変である、ことを特徴とする請求項４記載の光信号処理器。
【請求項７】
前記入出力手段と前記波長分岐手段との間に設けられ、前記複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートに入力した光を互いに直交する第１方位および第２方位の偏光成分に偏波分離して、前記第１方位の偏光成分の第１の光を出力するとともに、前記第２方位の偏光成分の第２の光を出力する偏波分離手段と、
前記偏波分離手段と前記波長分岐手段との間に設けられ、前記偏波分離手段より出力された前記第１の光および前記第２の光の何れかを入力し、前記第１の光および前記第２の光それぞれを、前記波長分岐手段における波長分岐効率が最も高い偏光方位を有する光とする偏光面回転手段と、
を更に備え、
前記第１光学系より前記波長分岐手段へ入力する前記第１の光の光軸が前記波長分岐手段と交わる点と、前記第１光学系より前記波長分岐手段へ入力する前記第２の光の光軸が前記波長分岐手段と交わる点とを結ぶ直線が、前記第２仮想平面に平行であり、
前記第１光学系より前記波長分岐手段へ入力する前記第１の光の光軸が前記波長分岐手段と交わる点と、前記第２光学系より前記波長分岐手段へ入力する前記第２の光の光軸が前記波長分岐手段と交わる点とを結ぶ直線が、前記第２仮想平面に垂直である、
ことを特徴とする請求項３記載の光信号処理器。
【請求項８】
前記反射手段に含まれる各ミラーについて、前記第２仮想平面に垂直であり前記集光点を通過する直線を中心として、反射面の傾斜角が互いに等しい、ことを特徴とする請求項１記載の光信号処理器。
【請求項９】
前記反射手段に含まれる各ミラーの反射面の傾斜角がＮ段階に変更可能であり、前記光入出力手段がＮ＋１個の入出力ポートを含む、ことを特徴とする請求項１記載の光信号処理器（Ｎは２以上の整数）。
【請求項１０】
前記反射手段に含まれる各ミラーの反射面の傾斜角がＮ段階に変更可能であり、前記光入出力手段が２Ｎ個の入出力ポートを含む、ことを特徴とする請求項１記載の光信号処理器（Ｎは２以上の整数）。
【請求項１１】
前記光入出力手段が、前記２Ｎ個の入出力ポートとして、共通入力ポート、共通出力ポート、第ｎチャンネル入力ポートおよび第ｎチャンネル出力ポートを有し、前記第ｎチャンネル入力ポートと前記第ｎチャンネル出力ポートとが互いに同一のチャンネルの信号光を入力または出力し、
前記共通入力ポートと前記第ｎチャンネル入力ポートとの間にある入出力ポートの個数と、前記共通出力ポートと前記第ｎチャンネル出力ポートとの間にある入出力ポートの個数とが、互いに等しい、
ことを特徴とする請求項１０記載の光信号処理器（ｎ＝１〜Ｎ−１）。
【請求項１２】
前記共通入力ポートと前記共通出力ポートとが互いに隣り合っており、前記第ｎチャンネル入力ポートと前記第ｎチャンネル出力ポートとが互いに隣り合っている、ことを特徴とする請求項１１記載の光信号処理器。
【請求項１３】
前記反射手段に含まれる各ミラーの反射面と、前記集光点を含み前記第２仮想平面に平行な平面との交線が、前記集光点の中心位置を含む領域において曲線である、ことを特徴とする請求項１記載の光信号処理器。
【請求項１４】
前記曲線の曲率が可変であることを特徴とする請求項１３記載の光信号処理器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多波長の信号光を合波または分波することができる光信号処理器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回折格子素子は、いわゆる波長分岐手段として作用し、多重化された多波長の信号光を入力すると、その多波長の信号光を波長毎に空間的に分岐することができる。このような波長分岐手段を用いた光信号処理器は、多重化された多波長の信号光を入力して波長毎または帯域毎に分波して出力したり、或いは、波長毎または帯域毎に入力した多波長の信号光を合波して出力したりすることができ、光合波器、光分波器および光ＡＤＭ（Ａｄｄ　Ｄｒｏｐ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）等として光通信システムにおいて用いられる。
【０００３】
このような光信号処理器は例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された光信号処理器は、入力ポートに入力した光を波長毎に空間的に分岐する波長分岐手段としての反射型の回折格子素子と、この回折格子素子により波長分岐された各波長の信号光を集光するレンズと、このレンズにより各波長の信号光が集光される点に設けられたミラーと、を備えている。ミラーにより反射された各波長の信号光は、往路とは反対の方向に向かってレンズおよび回折格子素子を経て、出力ポートより出力される。ミラーは、各波長毎に設けられており、その反射面の傾斜角が制御可能のものとされている。そして、各々のミラーの反射面の傾斜角を調整することで、この光信号処理器は、光ＡＤＭとして動作し、且つ、ＡＤＤまたはＤＲＯＰする信号光の波長を可変とすることができる。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５，９６０，１３３号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成の光信号処理器は、波長分岐後の各波長の信号光をレンズによりミラーの反射面上に集光させる構造であることから、波長分解能を向上させるためには、レンズによる信号光の集光の際の集光度が高いことが要求される。一般に、集光度を高くするには、レンズへ入射する際の光のビーム径を大きくすればよい。ところが、上記のような構成の光信号処理器では、入出力ポートと回折格子素子との間において、各波長の信号光が空間的に重ならないように平行配置されることが必要である。したがって、この光信号処理器では、波長分解能を向上させようとすると大型とならざるを得ず、波長分解能向上と小型化とはトレードオフの関係にある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、波長分解能向上および小型化が共に可能である光信号処理器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にか係る光信号処理器は、（１）　光を入力または出力する複数の入出力ポートを有し、複数の入出力ポートそれぞれの光入出力方向が第１仮想平面上にあって互いに平行であり、複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートに光を入力して、他の何れかの入出力ポートより光を出力する光入出力手段と、（２）　複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートより到達した光をコリメートして出力する第１光学系と、（３）　第１光学系によりコリメートされた光を入力し、この光を空間的に波長分岐して出力し、その波長分岐して出力した各波長の光の光軸が第２仮想平面上にある波長分岐手段と、（４）　波長分岐手段により波長分岐されて出力された各波長の光を入力し、この各波長の光を集光する第２光学系と、（５）　第２光学系により集光される各波長の光の集光点に反射面が位置するミラーを有し、このミラーにより反射した光を第２光学系，波長分岐手段および第１光学系を経て複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートより出力させる反射手段と、を備えることを特徴とする。更に、（ａ）　第１仮想平面と第２仮想平面とが互いに平行でなく、（ｂ）　第１光学系によりコリメートされて波長分岐手段へ入力する光について、第２仮想平面に垂直な方向のビーム幅と比べて、第２仮想平面に平行な方向のビーム幅が大きい、ことを特徴とする。
【０００８】
この光信号処理器は、光分波器，光合波器または光ＡＤＭとして動作し得るものである。すなわち、光入出力手段に含まれる複数の入出力ポートのうち何れかの入出力ポートに多重化された信号光が入力すると、その多重化された信号光は、第１光学系によりコリメートされて波長分岐手段へ入力し、波長分岐手段により空間的に波長分岐されて波長に応じた方向へ出力される。そして、波長分岐された各波長の信号光は、第２光学系により集光されて、反射手段に含まれる何れかのミラーに入射して反射される。この反射された各波長の信号光は、第２光学系，波長分岐手段および第１光学系を経て、複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートより出力される。このようにして多重化された信号光が分波される。また、逆方向に光が進む場合には、多波長の信号光が合波されて出力される。
【０００９】
ここで、本発明では、光入出力手段に含まれる複数の入出力ポートそれぞれの光入出力方向は第１仮想平面上にあって互いに平行である。波長分岐手段により波長分岐されて出力された各波長の光の光軸は第２仮想平面上にある。そして、第１仮想平面と第２仮想平面とは、互いに平行でない。さらに、第１光学系によりコリメートされて波長分岐手段へ入力する光について、第２仮想平面に垂直な方向のビーム幅と比べて、第２仮想平面に平行な方向のビーム幅が大きい。このような特徴を有することにより、本発明に係る光信号処理器は、波長分解能向上および小型化が共に可能なものとなる。
【００１０】
また、本発明に係る光信号処理器は、波長分岐手段が回折格子素子を含むものであるのが好適である。第１仮想平面と第２仮想平面とが互いに垂直であるのが好適である。また、第１光学系より波長分岐手段へ入力する光の光軸が波長分岐手段と交わる点と、第２光学系より波長分岐手段へ入力する光の光軸が波長分岐手段と交わる点とを結ぶ直線が、第２仮想平面に対して垂直であるのが好適である。
【００１１】
また、本発明に係る光信号処理器は、反射手段に含まれる何れか２つのミラーについて、第２仮想平面に平行であって第２光学系の光軸に垂直であり集光点を通過する直線を中心として、反射面の傾斜角が互いに異なるのが好適である。反射手段に含まれる各ミラーについて、第２仮想平面に平行であって第２光学系の光軸に垂直であり集光点を通過する直線を中心として、反射面の傾斜角が可変であるのが好適である。
【００１２】
また、本発明に係る光信号処理器は、（１）　入出力手段と波長分岐手段との間に設けられ、複数の入出力ポートのうちの何れかの入出力ポートに入力した光を互いに直交する第１方位および第２方位の偏光成分に偏波分離して、第１方位の偏光成分の第１の光を出力するとともに、第２方位の偏光成分の第２の光を出力する偏波分離手段と、（２）　偏波分離手段と波長分岐手段との間に設けられ、偏波分離手段より出力された第１の光および第２の光の何れかを入力し、第１の光および第２の光それぞれを、波長分岐手段における波長分岐効率が最も高い偏光方位を有する光とする偏光面回転手段と、を更に備えるのが好適である。さらに、（ａ）　第１光学系より波長分岐手段へ入力する第１の光の光軸が波長分岐手段と交わる点と、第１光学系より波長分岐手段へ入力する第２の光の光軸が波長分岐手段と交わる点とを結ぶ直線が、第２仮想平面に平行であり、（ｂ）　第１光学系より波長分岐手段へ入力する第１の光の光軸が波長分岐手段と交わる点と、第２光学系より波長分岐手段へ入力する第２の光の光軸が波長分岐手段と交わる点とを結ぶ直線が、第２仮想平面に垂直であるのが好適である。この場合には、分波または合波の際の損失が小さく、また、偏波依存損失も小さい。
【００１３】
また、本発明に係る光信号処理器は、反射手段に含まれる各ミラーについて、第２仮想平面に垂直であり集光点を通過する直線を中心として、反射面の傾斜角が互いに等しいのが好適である。
【００１４】
また、本発明に係る光信号処理器は、反射手段に含まれる各ミラーの反射面の傾斜角がＮ段階に変更可能であり、光入出力手段がＮ＋１個の入出力ポートを含むの好適である（Ｎは２以上の整数）。この場合には、光分波器または光合波器を実現する上で好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る光信号処理器は、反射手段に含まれる各ミラーの反射面の傾斜角がＮ段階に変更可能であり、光入出力手段が２Ｎ個の入出力ポートを含むのが好適である（Ｎは２以上の整数）。この場合には、光ＡＤＭを実現する上で好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る光信号処理器は、（１）　光入出力手段が、２Ｎ個の入出力ポートとして、共通入力ポート、共通出力ポート、第ｎチャンネル入力ポートおよび第ｎチャンネル出力ポートを有し、第ｎチャンネル入力ポートと第ｎチャンネル出力ポートとが互いに同一のチャンネルの信号光を入力または出力し、（２）　共通入力ポートと第ｎチャンネル入力ポートとの間にある入出力ポートの個数と、共通出力ポートと第ｎチャンネル出力ポートとの間にある入出力ポートの個数とが、互いに等しいのが好適である。
【００１７】
また、本発明に係る光信号処理器は、共通入力ポートと共通出力ポートとが互いに隣り合っており、第ｎチャンネル入力ポートと第ｎチャンネル出力ポートとが互いに隣り合っているのが好適である。
【００１８】
また、本発明に係る光信号処理器は、反射手段に含まれる各ミラーの反射面と、集光点を含み第２仮想平面に平行な平面との交線が、集光点の中心位置を含む領域において曲線であるのが好適であり、また、曲線の曲率が可変であるのが好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、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。また、各図面において説明の便宜の為にｘｙｚ直交座標系が示されている。ｘｙｚ直交座標系におけるｙ軸の方向は、入出力ポートと回折格子素子との間にある第１光学系においては該第１光学系の光軸に平行な方向であり、回折格子素子とミラーとの間にある第２光学系においては該第２光学系の光軸に平行な方向である。また、ｘｙｚ直交座標系におけるｚ軸の方向は、第１光学系および第２光学系それぞれで共通である。
【００２０】
（第１実施形態）
先ず、本発明に係る光信号処理器の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光信号処理器１の構成図である。同図（ａ）は、ｚ軸に平行な方向に光信号処理器１を見たときの図である。同図（ｂ）は、ｘ軸に平行な方向に光信号処理器１を見たときの図である。この図に示される光信号処理器１は、入出力ポート１１１〜１１４、レンズ１２１、レンズ１２２、回折格子素子１３０、レンズ１４１、レンズ１４２およびミラー１５１〜１５３を備えている。
【００２１】
入出力ポート１１１〜１１４それぞれは、光信号処理器１へ光を入力または出力する光入出力手段を構成している。これら入出力ポート１１１〜１１４は、各々の光入出力方向が第１仮想平面（ｙｚ平面に平行な面）上にあって互いに平行である。すなわち、入出力ポート１１１〜１１４のうち何れかの入出力ポートが入力用として用いられる場合には、該入出力ポートからレンズ１２１へ向かう光の光軸はｙ軸に平行である。また、入出力ポート１１１〜１１４のうち何れかの入出力ポートが出力用として用いられる場合には、レンズ１２１から該入出力ポートへ向かう光の光軸もｙ軸に平行である。そして、入出力ポート１１１〜１１４それぞれとレンズ１２１との間における各光の光軸は第１仮想平面上にある。入出力ポート１１１〜１１４それぞれは、光ファイバの端面にレンズ機能を有する光ファイバコリメータであるのが好適である。
【００２２】
レンズ１２１およびレンズ１２２は、入出力ポート１１１〜１１４のうちの何れかの入出力ポートより到達した光をコリメートして回折格子素子１３０へ出力する第１光学系を構成している。レンズ１２１およびレンズ１２２それぞれは、シリンドリカルレンズであり、ｘ軸に平行な方向についてのみ集光作用を奏する。そして、前段（入出力ポートに近い側）のレンズ１２１の焦点距離と比べて、後段（入出力ポートから遠い側）のレンズ１２２の焦点距離が長く、また、レンズ１２１とレンズ１２２との間の間隔は、各々の焦点距離の和に等しく設定される。これにより、レンズ１２１およびレンズ１２２からなる第１光学系によりコリメートされて出力される光は、ｚ軸に平行な方向のビーム幅と比較して、ｘ軸に平行な方向のビーム幅が大きくされる。
【００２３】
波長分岐手段としての回折格子素子１３０は、透過型のものであって、第１光学系によりコリメートされて到達した光を入力し、この入力した光に含まれる各波長成分を波長に応じた回折角で回折して、各波長の光を空間的に波長分岐してレンズ１４１へ出力する。回折格子素子１３０は、格子方向がｚ軸に平行となるように配置される。したがって、回折格子素子１３０へ入射する光の光軸がｙ軸に平行な方向であると、回折格子素子１３０により波長分岐されて出力される各波長の光の光軸は第２仮想平面（ｘｙ平面に平行な面）上にある。
【００２４】
レンズ１４１およびレンズ１４２は、回折格子素子１３０により波長分岐されて出力された各波長の光を集光する第２光学系を構成している。レンズ１４１およびレンズ１４２それぞれは、シリンドリカルレンズである。前段のレンズ１４１はｘ軸に平行な方向についてのみ集光作用を奏する。後段のレンズ１４２はｚ軸に平行な方向についてのみ集光作用を奏する。レンズ１４１およびレンズ１４２それぞれによる集光点は、ミラー１５１〜１５３の反射面上にある。これにより、レンズ１４１およびレンズ１４２からなる第２光学系により集光される光は、ミラー１５１〜１５３の反射面上に集光される。レンズ１４１およびレンズ１４２それぞれの色収差が無いとすれば、ｘ軸に平行な直線上に各波長の光の集光点が存在する。
【００２５】
ミラー１５１〜１５３は、第２光学系により集光される各波長の光の集光点に反射面を有しており、その反射面において各波長の光を反射させる反射手段を構成している。そして、ミラー１５１〜１５３それぞれは、反射面の傾斜角が適切に設定されていて、これにより、その反射面において反射させた各波長の光を、第２光学系（レンズ１４２，１４１），回折格子素子１３０および第１光学系（レンズ１２２，１２１）を経て、入出力ポート１１１〜１１４のうちの何れかの入出力ポートより出力させる。
【００２６】
第１仮想平面と第２仮想平面とは、互いに平行でなく、特に本実施形態では互いに垂直である。また、第１光学系によりコリメートされて回折格子素子１３０へ入力する光について、第２仮想平面に垂直な方向（ｚ軸に平行な方向）のビーム幅と比べて、第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅が大きい。
【００２７】
第１光学系より回折格子素子１３０へ入力する光の光軸が回折格子素子１３０と交わる点と、第２光学系より回折格子素子１３０へ入力する光の光軸が回折格子素子１３０と交わる点とを結ぶ直線は、ｚ軸に平行であって、第２仮想平面に対して垂直である。
【００２８】
ミラー１５１〜１５３それぞれは、第２仮想平面に垂直であり集光点を通過する直線（ｚ軸に平行な直線）を中心として、反射面の傾斜角が互いに等しい。ミラー１５１〜１５３のうち何れか２つのミラーについて、第２仮想平面に平行であって第２光学系の光軸に垂直であり集光点を通過する直線（ｘ軸に平行な直線）を中心として、反射面の傾斜角が互いに異なるのが好適である。また、ミラー１５１〜１５３それぞれは、反射面の傾斜角が固定であってもよいし、反射面の傾斜角が可変であるのも好適である。後者の場合、第２仮想平面に平行であって第２光学系の光軸に垂直であり集光点を通過する直線（ｘ軸に平行な直線）を中心として、ミラー１５１〜１５３それぞれの反射面の傾斜角が可変である。
【００２９】
入出力ポートが４つ設けられているのに対応して、ミラー１５１〜１５３それぞれの反射面の傾斜角は、入出力ポート数より１つ少ない３段階に変更可能である。すなわち、各ミラーの反射面の傾斜角がＮ段階に変更可能であって、これに対応してＮ＋１個の入出力ポートが設けられている。ここで、Ｎは、一般に２以上の整数であり、本実施形態では３である。このように構成される光信号処理器１は光分波器または光合波器として動作することができる。
【００３０】
次に、第１実施形態に係る光信号処理器１の動作について説明する。以下の説明では、３波長λ１〜λ３の信号光が多重化されて入出力ポート１１１より入力するものとし、ミラー１５１が信号光λ１を反射し、ミラー１５２が信号光λ２を反射し、ミラー１５３が信号光λ３を反射するものとする。
【００３１】
入出力ポート１１１より入力した多重化された信号光λ１〜λ３は、レンズ１２１およびレンズ１２２からなる第１光学系によりコリメートされて、回折格子素子１３０へ入射する。このとき、第１光学系の作用により、回折格子素子１３０へ入力する光について、第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅のみが大きくされる。第１光学系より回折格子素子１３０へ入射した多重化された信号光λ１〜λ３それぞれは、回折格子素子１３０により、波長に応じた回折角で回折されて空間的に波長分岐される。回折格子素子１３０により波長分岐された信号光λ１〜λ３それぞれは、レンズ１４１によりｘｙ平面に平行な面内で集光され、レンズ１４２によりｙｚ平面に平行な面内で集光されて、ミラー１５１〜１５３の何れかの反射面上に集光される。
【００３２】
第２光学系により集光された信号光λ１は、その集光点に反射面を有するミラー１５１により反射される。そのミラー１５１の反射面の傾斜が適切に設定されていることにより、ミラー１５１により反射された信号光λ１は、反射直後では発散するが、第２光学系（レンズ１４２，１４１）によりコリメートされ、回折格子素子１３０により回折され、第１光学系（レンズ１２２，１２１）により第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅が縮小されて、入出力ポート１１１〜１１４のうちの何れかの入出力ポートより出力される。第２光学系により集光された信号光λ２および信号光λ３についても同様であり、ミラー１５２により反射された信号光λ２は、入出力ポート１１１〜１１４のうちの何れかの入出力ポートより出力され、また、ミラー１５３により反射された信号光λ３は、入出力ポート１１１〜１１４のうちの何れかの入出力ポートより出力される。
【００３３】
往路（入出力ポートからミラーへ向かう光路）および復路（ミラーから入出力ポートへ向かう光路）それぞれの光路をｘｙ平面に投影したものは、同一波長であれば、互いに一致する。また、入出力ポート１１１〜１１４とレンズ１４２との間において、信号光λ１〜λ３それぞれは、往路と同様に復路でも、第１仮想平面（ｙｚ平面に平行な面）上をｙ軸に平行に進む。
【００３４】
復路を経た後の信号光λ１〜λ３それぞれが入出力ポート１１１〜１１４の何れに到達するかは、ミラー１５１〜１５３それぞれの反射面の傾斜角により決定される。例えば、復路を経た後の信号光λ１が入出力ポート１１２へ到達し、復路を経た後の信号光λ２が入出力ポート１１３へ到達し、復路を経た後の信号光λ３が入出力ポート１１４へ到達することが可能である。この場合には、光信号処理器１は、入力した多重化された信号光λ１〜λ３を波長毎に分波して出力する光分波器として動作する。なお、信号光λ１が入出力ポート１１２に入力し、信号光λ２が入出力ポート１１３に入力し、信号光λ３が入出力ポート１１４に入力すると、これらの各信号光は、逆の光路を辿って、入出力ポート１１１から多重化されて出力される。この場合には、光信号処理器１は、個別に入力した信号光λ１〜λ３を合波して出力する光合波器として動作する。
【００３５】
また、例えば、復路を経た後の信号光λ１および信号光λ２が入出力ポート１１３へ到達し、復路を経た後の信号光λ３が入出力ポート１１４へ到達することも可能である。また、信号光λ１および信号光λ２が入出力ポート１１３に入力し、信号光λ３が入出力ポート１１４に入力すると、これらの各信号光は、逆の光路を辿って、入出力ポート１１１から多重化されて出力される。これらの場合にも、信号光λ１，λ２と信号光λ３とを分波または合波する光分波器または光合波器として動作する。
【００３６】
本実施形態では、第１光学系から回折格子素子１３０へ入射する光は、ｘ軸に平行な方向のビーム幅が第１光学系により拡大されるので、回折格子素子１３０から出力されて第２光学系により集光される各波長の信号光の集光点は、シャープであって、サイズが小さい。したがって、本実施形態に係る光信号処理器１は、このように集光度が高いことから、波長分解能が高いものとなる。また、回折格子素子１３０へ入射する光のビーム幅が一方向に拡大されるものの、ミラー１５１〜１５３それぞれの反射面における光の集光点のサイズが小さく、且つ、入出力ポート１１１〜１１４それぞれにおける光の入力または出力の際のビーム径も小さくすることができることから、本実施形態に係る光信号処理器１は小型化が可能である。
【００３７】
上述したように、ミラー１５１〜１５３それぞれの反射面の傾斜角が可変であるのが好適である。このようなミラー１５１〜１５３は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いることにより、小型化が可能であり、例えば数十μｍ程度のサイズの二次元駆動が可能なものが実現され得る。ＭＥＭＳ技術を用いる場合、以下のようにしてミラーが実現される。
【００３８】
はじめに、フォトリソグラフィ技術によりＳｉやＳＯＩからなる基板上にサブミクロン精度のパターンが形成されて、反応性エッチング技術により所望の構造体が形成される。この形成の後、Ｓｉ基板の場合には複数の構造体が貼り合わされ、一方、ＳＯＩ基板の場合には犠牲層除去プロセスを経て構造体が可動のものとされて、ミラーを駆動するための駆動体が形成される。光通信において一般に用いられる信号光は赤外域のものであり、赤外光に対してＳｉは透明であるから、クロムからなる下地の上に金をコーティングしたものがミラーとされる。このとき、光通信において一般に用いられる波長域の光を金コーティング層が充分に阻止できるようにするため、金コーティング層の厚みは０．１μｍ程度以上であるのが好適である。ミラーを駆動する機構については、ヒンジを用いる方式や、細いバネ状のものを用いる方式がある。これらの駆動機構により、平坦な基板上に、数度程度の傾斜角の調整が可能なミラーが実現される。
【００３９】
本実施形態に係る光信号処理器１に含まれるミラー１５１〜１５３のように、複数のミラーが配列された構造に組み立てることが必要となる。一般にＭＥＭＳチップはダイシング加工される場合が多いが、この加工では断面の垂直性およびカット位置精度に問題が生じる。そこで、Ｓｉ結晶の異方性が利用されて、ウェットエッチングにより垂直面が形成されるのが好ましい。深堀の反応性イオンエッチングにより垂直面が形成されるのも好ましい。
【００４０】
また、他のミラー配列構造として、波長分岐手段を搭載するプラットフォームと、ミラーが実現されたＭＥＭＳ基板を搭載するプラットフォームとが、互いに平行となるように配置された構造であるのも好ましい。図２は、ミラーが実現されたＭＥＭＳ基板がプラットフォーム上に搭載されたものの断面図である。この断面図に示されるように、ＭＥＭＳ基板９０１の一方の表面上にミラー９０２が実現されている。ＭＥＭＳ基板９０１の他方の表面が平板状のプラットフォーム９０３の表面上に固定されている。ミラー９０２の上方にミラー９０４が設けられている。ミラー９０２は、図１におけるミラー１５１〜１５３に相当するものであり、その反射面の法線がｚ軸に平行である。ミラー９０４は、第２光学系からｙ軸に平行に入射してきた光を入力し、その光をｚ軸に平行な方向に反射して、ミラー９０２へ向けて出力する。ミラー９０４は、プリズムで実現されてもよい。このような構成とする場合、ＭＥＭＳ基板９０１およびプラットフォーム９０３それぞれの厚さや平行性は原理上非常に良いので、ｚ軸に平行な方向のアラインメント精度を意識する必要は無い。また、ミラー（またはプリズム）９０４は、ＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ　Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ、シンクロトロン軌道放射光を利用したリソグラフ）技術を用いることにより容易に形成され得る。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る光信号処理器の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る光信号処理器２の構成図である。この図は、ｚ軸に平行な方向に光信号処理器２を見たときの図である。ｘ軸に平行な方向に光信号処理器２を見たときの図は、図１（ｂ）と略同様のものであるので省略する。
【００４２】
この図に示される光信号処理器２は、入出力ポート２１１〜２１４、レンズ２２１、レンズ２２２、回折格子素子２３０、レンズ２４１、レンズ２４２およびミラー２５１〜２５３を備えている。これら各々の構成部品は、図１に示された第１実施形態に係る光信号処理器１に含まれる構成部品と同等のものである。なお、この図には、簡略化のために、ミラー２５１〜２５３のうちミラー２５１のみが示され、また、このミラー２５１の反射面に集光される信号光の光路のみが示されている。
【００４３】
第２実施形態に係る光信号処理器２は、入出力ポート２１１〜２１４とレンズ２２１との間に、偏光ビームスプリッタ２６１，ミラー２６２および半波長板２６３を更に備えている。
【００４４】
偏光ビームスプリッタ２６１は偏波分離手段として作用する。すなわち、偏光ビームスプリッタ２６１は、入出力ポート２１１〜２１４のうちの何れかの入出力ポートより光を入力し、この光を互いに直交する第１方位および第２方位の偏光成分に偏波分離して、第１方位の偏光成分の第１の光を第１光路Ｐ１へ出力するとともに、第２方位の偏光成分の第２の光を第２光路Ｐ２へ出力する。第１方位は、回折格子素子２３０における回折の効率が最も高い偏光方位である。第２方位は、第１方位と直交する偏光方位である。第１光路Ｐ１は、偏光ビームスプリッタ２６１より第１の光が出力された直後では、ｙ軸に平行な方向である。第２光路Ｐ２は、偏光ビームスプリッタ２６１より第２の光が出力された直後では、ｘ軸に平行な方向である。
【００４５】
ミラー２６２は、偏光ビームスプリッタ２６１とレンズ２２１との間の第２光路Ｐ２上に設けられ、偏光ビームスプリッタ２６１より第２光路Ｐ２に出力された第２の光を反射させて、その反射させた第２の光をｙ軸に平行な方向に出力する。半波長板２６３は偏光面回転手段として作用する。すなわち、半波長板２６３は、ミラー２６２とレンズ２２１との間の第２光路Ｐ２上に設けられ、ミラー２６２より第２光路Ｐ２に出力された第２の光を入力し、この第２の光の偏光方位を９０°回転させて第１方位の偏光方位とし、この第１方位の偏光方位とした第２の光を第２光路Ｐ２に出力する。
【００４６】
偏光ビームスプリッタ２６１から第１光路Ｐ１へ出力された第１の光は、直ちに第１光学系（レンズ２２１，２２２）によりコリメートされて、ｙ軸に平行な方向に回折格子素子２３０へ入力する。また、偏光ビームスプリッタ２６１から第２光路Ｐ２へ出力された第２の光は、半波長板２６３により偏光方位が９０°回転された後に、第１光学系（レンズ２２１，２２２）によりコリメートされて、ｙ軸に平行な方向に回折格子素子２３０へ入力する。したがって、第１光学系（レンズ２２１，２２２）から回折格子素子２３０へ入力する第１の光および第２の光は、何れも第１方位の偏光方位のものとなっており、回折格子素子２３０において高効率で回折される。
【００４７】
第１実施形態の場合と同様に、第２実施形態においても、入出力ポート２１１〜２１４は、各々の光入出力方向が第１仮想平面（ｙｚ平面に平行な面）上にあって互いに平行である。また、回折格子素子２３０により波長分岐されて出力される各波長の光（第１光路Ｐ１および第２光路Ｐ２の双方とも）の光軸は第２仮想平面（ｘｙ平面に平行な面）上にある。第１仮想平面と第２仮想平面とは互いに垂直である。第１光学系によりコリメートされて回折格子素子２３０へ入力する光（第１光路Ｐ１および第２光路Ｐ２の双方とも）について、第２仮想平面に垂直な方向（ｚ軸に平行な方向）のビーム幅と比べて、第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅が大きい。
【００４８】
また、第２実施形態においては、第１光学系より回折格子素子２３０へ入力する第１の光の光軸（第１光路Ｐ１の光軸）が回折格子素子２３０と交わる点と、第１光学系より回折格子素子２３０へ入力する第２の光の光軸（第２光路Ｐ２の光軸）が回折格子素子２３０と交わる点とを結ぶ直線は、第２仮想平面（ｘｙ平面に平行な面）に平行である。
【００４９】
また、第２実施形態においては、第１光学系（レンズ２２１，２２２）より回折格子素子２３０へ入力する第１の光および第２の光の何れも、ｙ軸に平行な方向に回折格子素子２３０へ入力して、回折格子素子２３０により同一回折角で回折される。そして、これら回折された第１の光および第２の光それぞれは、回折格子素子２３０からレンズ２４１へ向かって互いに平行に進み、第２光学系（レンズ２４１，２４２）により、ミラー２５１の反射面上の共通の集光点に集光される。
【００５０】
ミラー２５１により反射された第１の光および第２の光それぞれは、反射直後では発散するが、第２光学系（レンズ２４２，２４１）によりコリメートされ、回折格子素子２３０により回折され、第１光学系（レンズ２２２，２２１）により第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅が縮小され、半波長板２６３および偏光ビームスプリッタ２６１により偏波合成されて、入出力ポート２１１〜２１４のうちの何れかの入出力ポートより出力される。
【００５１】
第２実施形態では、往路で第１光学系より回折格子素子２３０へ入力する第１の光の光軸が回折格子素子２３０と交わる点と、復路で第２光学系より回折格子素子２３０へ入力する第２の光の光軸が回折格子素子２３０と交わる点とを結ぶ直線は、ｚ軸に平行であって、第２仮想平面（ｘｙ平面に平行な面）に垂直である。すなわち、第１の光の往路をｘｙ平面に投影したものと、第２の光の複路をｘｙ平面に投影したものとは、互いに一致する。また、第２の光の往路をｘｙ平面に投影したものと、第１の光の複路をｘｙ平面に投影したものとは、互いに一致する。
【００５２】
本実施形態に係る光信号処理器２は、第１実施形態に係る光信号処理器１が奏する効果と同様の効果を奏する他、以下のような効果をも奏することができる。すなわち、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ２６１，ミラー２６２および半波長板２６３が設けられていることにより、回折格子素子２３０へ入射する光の偏光方位は、常に、回折格子素子２３０における回折の効率が最も高い偏光方位とされる。このことから、入力光の偏光状態に拘わらず、この光信号処理器２は、分波または合波の際の損失が小さく、また、偏波依存損失も小さい。
【００５３】
ミラー２５１の反射面は、第２仮想平面に平行であって第２光学系の光軸に垂直であり集光点を通過する直線（ｘ軸に平行な直線）を中心とする傾斜角が可変である。ミラー２５２，２５３についても同様である。また、ミラー２５１〜２５３それぞれの反射面は、第２仮想平面に垂直であり集光点を通過する直線（ｚ軸に平行な直線）を中心とする傾斜角が互いに等しい。このようにミラー２５１〜２５３それぞれの反射面の傾斜角を設定するには、レンズ２４１からミラー２５１〜２５３それぞれまでの各波長の信号光の光軸が互いに平行であることが必要である。
【００５４】
例えば、レンズ２４１が薄肉レンズであるとすると、ミラー２４１へ入射する光の光軸とｙｚ平面とがなす角度は、
（１−Ｌ／ｆ）ｔａｎ（β０−β）−ｘ０／ｆ　　…（１）
なる式で表される。ここで、λは、
λ＝Λ（ｓｉｎβｉｎ−ｓｉｎβ）　　　　　　　　　　　　　…（２）
なる式で表される。ここで、Ｌは、回折格子素子２３０からレンズ２４１までの光路に沿った距離である。ｆは、レンズ２４１の焦点距離である。Λは、回折格子素子２３０の格子周期である。βｉｎは、回折格子素子２３０への光の入射角である。βは、回折格子素子２３０における波長λの光の回折角である。β０は、レンズ２３１の光軸に平行な方向に回折される特定波長の光の回折角である。ｘ０は、レンズ２３１の中心点のｘ座標値を０としたときの上記特定波長の光のレンズ２３１上でのｘ座標値である。
【００５５】
レンズ２４１からミラー２５１〜２５３それぞれまでの各波長の信号光の光軸が互いに平行となるには、上記（１）式で表される入射角が波長λに依存しなければよい。すなわち、
ｆ＝Ｌ　　　　…（３）
なる関係式が成り立てばよい。なお、第２光学系は、複数のレンズを含んでいて複雑な構成のものであっても、上記（３）式の関係を満たすような構成とすることは可能である。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る光信号処理器の第３実施形態について説明する。図４は、第３実施形態に係る光信号処理器３の構成図である。同図（ａ）は、ｚ軸に平行な方向に光信号処理器３を見たときの図である。同図（ｂ）は、ｘ軸に平行な方向に光信号処理器３を見たときの図である。
【００５７】
この図に示される光信号処理器３は、入出力ポート３１１〜３１８、第１光学系３２０、回折格子素子３３０、レンズ３４１、レンズ３４２およびミラー３５１〜３５５を備えている。なお、本実施形態における第１光学系３２０は、第１実施形態および第２実施形態それぞれの場合の如く２つのシリンドリカルレンズを組み合わせた構成のものであるのが好適であるが、ここでは簡略化されて図示されている。
【００５８】
この図に示される光信号処理器３に含まれる各々の構成部品は、個数に関する事項を除いて、図１に示された第１実施形態に係る光信号処理器１に含まれる構成部品と同等のものであり、また、光信号処理器１と同様に配置されている。したがって、この光信号処理器３の動作および効果は、第１実施形態に係る光信号処理器１と略同様である。
【００５９】
すなわち、第１実施形態の場合と同様に、第３実施形態においても、入出力ポート３１１〜３１８は、各々の光入出力方向が第１仮想平面（ｙｚ平面に平行な面）上にあって互いに平行である。また、回折格子素子３３０により波長分岐されて出力される各波長の光の光軸は第２仮想平面（ｘｙ平面に平行な面）上にある。第１仮想平面と第２仮想平面とは互いに垂直である。第１光学系３２０によりコリメートされて回折格子素子３３０へ入力する光について、第２仮想平面に垂直な方向（ｚ軸に平行な方向）のビーム幅と比べて、第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅が大きい。本実施形態に係る光信号処理器３は、このように構成されていることにより、波長分解能が高く、小型化が可能である。
【００６０】
本実施形態に係る光信号処理器３は、８個の入出力ポート３１１〜３１８を備えているのに対応して、５個のミラー３５１〜３５５を備えており、また、ミラー３５１〜３５５それぞれの反射面の傾斜角が４段階に変更可能である。すなわち、各ミラーの反射面の傾斜角がＮ段階に変更可能であって、これに対応して２Ｎ個の入出力ポートが設けられている。ここで、Ｎは、一般に２以上の整数であり、本実施形態では４である。このように構成される光信号処理器３は、光分波器または光合波器として動作することができるだけでなく、光ＡＤＭとしても動作することができる。以下では、光信号処理器３が光ＡＤＭとして動作する場合について説明する。
【００６１】
８個の入出力ポート３１１〜３１８は、この順に、ｚ軸に平行な方向に配列されている。入出力ポート３１３は、多重化された信号光λ１〜λ５を入力する共通入力ポートであり、入出力ポート３１４は、多重化された信号光λ１〜λ５を出力する共通出力ポートであるとする。これら５波長の信号光λ１〜λ５のうち、信号光λ１をミラー３５１が反射し、信号光λ２をミラー３５２が反射し、信号光λ３をミラー３５３が反射し、信号光λ４をミラー３５４が反射し、信号光λ５をミラー３５５が反射するものとする。
【００６２】
他の６個の入出力ポート３１１，３１２，３１５〜３１８それぞれは、５波長の信号光λ１〜λ５のうち何れかの波長の信号光をＡＤＤ入力またはＤＲＯＰ出力するポートである。特に、入出力ポート３１１，３１５，３１７それぞれは、信号光をＡＤＤ入力する入力ポートであり、入出力ポート３１２，３１６，３１８それぞれは、信号光をＤＲＯＰ出力する出力ポートである。また、ミラー３５１〜３５５それぞれは、ＡＤＤまたはＤＲＯＰすべき入出力ポートが何れであるかに応じて、反射面の傾斜角が適切に設定されている。
【００６３】
共通入力ポート３１３より入力した多重化された信号光λ１〜λ５は、第１光学系３２０によりコリメートされて、回折格子素子３３０へ入射する。このとき、第１光学系３２０の作用により、回折格子素子３３０へ入力する光について、第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅のみが大きくされる。第１光学系３２０より回折格子素子２３０へ入射した多重化された信号光λ１〜λ５それぞれは、回折格子素子３３０により、波長に応じた回折角で回折されて空間的に波長分岐される。回折格子素子３３０により波長分岐された信号光λ１〜λ６それぞれは、レンズ３４１によりｘｙ平面に平行な面内で集光され、レンズ３４２によりｙｚ平面に平行な面内で集光されて、ミラー３５１〜３５５の何れかの反射面上に集光される。
【００６４】
第２光学系により集光された信号光λ１は、その集光点に反射面を有するミラー３５１により反射される。そのミラー３５１の反射面の傾斜が適切に設定されていることにより、ミラー３５１により反射された信号光λ１は、反射直後では発散するが、第２光学系（レンズ３４２，３４１）によりコリメートされ、回折格子素子３３０により回折され、第１光学系３２０により第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅が縮小されて、共通出力ポート３１４ならびに出力ポート３１２，３１６および３１８のうちの何れかの出力ポートより出力される。第２光学系により集光された信号光λ２〜λ５それぞれについても同様であり、ミラー３５２〜３５５により反射された信号光λ２〜λ５は、共通出力ポート３１４ならびに出力ポート３１２，３１６および３１８のうちの何れかの出力ポートより出力される。
【００６５】
例えば、共通入力ポート３１３に入力した多重化された信号光λ１〜λ５のうち、信号光λ１は出力ポート３１８から出力され、信号光λ２は出力ポート３１６から出力され、信号光λ３，λ４は共通出力ポート３１４から出力され、信号光λ５は出力ポート３１２から出力される。このとき、入力ポート３１７に入力した信号光λ１、入力ポート３１５に入力した信号光λ２、および、入力ポート３１１に入力した信号光λ５は、共通入力ポート３１３に入力した信号光λ３，λ４とともに、共通出力ポート３１４から多重化されて出力される。本実施形態に係る光信号処理器３は、ミラー３５１〜３５５それぞれの反射面の傾斜角を適切に設定することで、ＡＤＤまたはＤＲＯＰすべき信号光波長および入出力ポート位置を設定することができ、３チャンネルの可変の光ＡＤＭとして動作することができる。
【００６６】
このように光ＡＤＭとして動作する場合、光信号処理器３では、信号光λｎを反射させるミラーにおいて、共通入力ポート３１３からの光の入射角と、信号光λｎをＤＲＯＰ出力すべき出力ポートへ向かう光の反射角とは、互いに等しいことが必要である。且つ、その信号光λｎを反射させるミラーにおいて、信号光λｎをＡＤＤ入力すべき入力ポートからの光の入射角と、共通出力ポート３１４へ向かう光の反射角とも、互いに等しいことが必要である。このためには、共通入力ポート３１３と信号光λｎ用入力ポートとの間にある入出力ポートの個数と、共通出力ポート３１４と信号光λｎ用出力ポートとの間にある入出力ポートの個数とは、互いに等しいことが望ましい。共通入力ポート３１３と共通出力ポート３１４とが互いに隣り合っており、信号光λｎ用入力ポートと信号光λｎ用出力ポートとが互いに隣り合っていることが好ましい。上述した動作の説明において、入出力ポート３１１〜３１８は、このような関係を満たすものであった。
【００６７】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る光信号処理器の第４実施形態について説明する。図５は、第４実施形態に係る光信号処理器４の構成図である。この図は、ｚ軸に平行な方向に光信号処理器４を見たときの図である。ｘ軸に平行な方向に光信号処理器４を見たときの図は、図１（ｂ）と略同様のものであるので省略する。
【００６８】
この図に示される光信号処理器４は、入出力ポート４１１〜４１６、第１光学系４２０、回折格子素子４３０、レンズ４４１、レンズ４４２およびミラー４５１〜４５５を備えている。なお、本実施形態における第１光学系４２０は、第１実施形態および第２実施形態それぞれの場合の如く２つのシリンドリカルレンズを組み合わせた構成のものであるのが好適であるが、ここでは簡略化されて図示されている。
【００６９】
この図に示される光信号処理器４に含まれる各々の構成部品は、個数およびミラー形状に関する事項を除いて、図１に示された第１実施形態に係る光信号処理器１に含まれる構成部品と同等のものであり、また、光信号処理器１と同様に配置されている。したがって、この光信号処理器４の動作および効果は、第１実施形態に係る光信号処理器１と略同様である。
【００７０】
すなわち、第１実施形態の場合と同様に、第４実施形態においても、入出力ポート４１１〜３１６は、各々の光入出力方向が第１仮想平面（ｙｚ平面に平行な面）上にあって互いに平行である。また、回折格子素子４３０により波長分岐されて出力される各波長の光の光軸は第２仮想平面（ｘｙ平面に平行な面）上にある。第１仮想平面と第２仮想平面とは互いに垂直である。第１光学系４２０によりコリメートされて回折格子素子４３０へ入力する光について、第２仮想平面に垂直な方向（ｚ軸に平行な方向）のビーム幅と比べて、第２仮想平面に平行な方向（ｘ軸に平行な方向）のビーム幅が大きい。本実施形態に係る光信号処理器４は、このように構成されていることにより、波長分解能が高く、小型化が可能である。
【００７１】
本実施形態に係る光信号処理器４は、６個の入出力ポート４１１〜４１６を備えているのに対応して、５個のミラー４５１〜４５５を備えている。また、ミラー４５１〜４５５それぞれの反射面の傾斜角（ｘ軸に平行な直線を中心軸とする傾斜の角度）が５段階に変更可能である。すなわち、各ミラーの反射面の傾斜角がＮ段階に変更可能であって、これに対応してＮ＋１個の入出力ポートが設けられている。ここで、Ｎは、一般に２以上の整数であり、本実施形態では５である。このように構成される光信号処理器４は、第１実施形態の場合と同様に、光分波器または光合波器として動作することができる。
【００７２】
特に、第４実施形態では、ミラー４５１〜４５５それぞれの反射面は曲面形状となっている。すなわち、ミラー４５１〜４５５それぞれについて、集光点を含み第２仮想平面に平行な平面（ｘｙ平面に平行な面）と反射面との交線が、集光点の中心位置を含む領域において曲線である。また、その曲線の曲率が可変であるのが好適である。
【００７３】
このようにミラー４５１〜４５５それぞれの反射面が曲面形状となっていることにより、本実施形態に係る光信号処理器４は、光分波器または光合波器として動作する際に、各信号光の波長分散を調整することができる。すなわち、ミラー４５１〜４５５それぞれについて、その反射面上の集光点に或る信号光が入射するが、信号光は一般に或る程度の波長広がりを有しているので、その信号光の中心波長成分が集光点の中心位置に入射し、中心波長から離れた波長成分は、中心位置から離れた位置に入射する。そこで、反射面が曲面形状となっていることにより、その反射面に入射して反射される信号光は、波長に応じた群遅延を有することになって、波長分散が調整される。また、反射面の曲面形状が可変であれば、波長分散調整量も可変となる。
【００７４】
このようなミラー４５１〜４５５は以下のようにして実現され得る。図６は、反射面の曲面形状が可変であるミラーの説明図である。同図（ａ）はその形状及び駆動方法を示す模式図であり、同図（ｂ）は具体的な例を示す断面図である。この図に示される反射手段９１０は、単一の可動反射ミラー９１１からなる。この可動反射ミラー９１１は、図５におけるミラー４５１〜４５５に相当するものである。
【００７５】
この可動反射ミラー９１１は、同図（ａ）に示すように、その全体の反射面の曲面形状を変形（例えば放物線状の形状に変形）することにより、信号光の各周波数成分に対応する反射面部分のそれぞれを信号光伝搬方向について移動することが可能となっている。これにより、可変に精度良く分散調整を行うことができる。
【００７６】
このような単一の可動反射ミラー９１１を有する反射手段９１０の具体的な構成としては、例えば同図（ｂ）に示す構成例がある。この反射手段９１０では、ポリシリコン層９１２上に、可動反射ミラーとなる金属層９１１が形成されている。また、この金属層９１１は、可動ミラーに設けられた第１電極としても機能する。
【００７７】
ポリシリコン層９１２の金属層９１１とは反対側には、シリコン層９１５上に形成された金属層９１４が配置されている。この金属層９１４は、第１電極に対して所定の位置に設けられた第２電極となっている。また、ポリシリコン層９１２と金属層９１４とは、酸化シリコン層９１３によって隔てられている。この酸化シリコン層９１３は、ポリシリコン層９１２及び金属層９１４の端部に対して設けられている。
【００７８】
可動反射ミラーとして機能するとともに第１電極である金属層９１１と、第２電極である金属層９１４との間には、電圧を可変に印加する可変電源が接続されている。そして、この金属層９１１と金属層９１４との間の印加電圧を変えると、発生する静電気力またはその変化によって、酸化シリコン層９１３が設けられていない中央部分の金属層９１１及びポリシリコン層９１２にたわみが生じて反射面の曲面形状が変形し、反射面部分のそれぞれが移動する。
【００７９】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、波長分岐手段としての回折格子素子は、上記実施形態では透過型のものあったが、反射型のものであってもよい。また、波長分岐手段として、回折格子素子に替えて、フォトニック結晶が用いられてもよい。フォトニック結晶は、多重化された多波長の信号光を入力すると、各波長の信号光を波長に応じて空間的に異なる光路へ出力することができ、この点で回折格子素子と同様の作用を奏する。また、信号光チャンネル数、入出力ポート数およびミラー数は、上記実施形態で説明したものに限られない。
【００８０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、光入出力手段に含まれる複数の入出力ポートそれぞれの光入出力方向は第１仮想平面上にあって互いに平行である。波長分岐手段により波長分岐されて出力された各波長の光の光軸は第２仮想平面上にある。そして、第１仮想平面と第２仮想平面とは、互いに平行でない。さらに、第１光学系によりコリメートされて波長分岐手段へ入力する光について、第２仮想平面に垂直な方向のビーム幅と比べて、第２仮想平面に平行な方向のビーム幅が大きい。このような特徴を有することにより、本発明に係る光信号処理器は、波長分解能向上および小型化が共に可能なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る光信号処理器１の構成図である。
【図２】ミラーが実現されたＭＥＭＳ基板がプラットフォーム上に搭載されたものの断面図である。
【図３】第２実施形態に係る光信号処理器２の構成図である。
【図４】第３実施形態に係る光信号処理器３の構成図である。
【図５】第４実施形態に係る光信号処理器４の構成図である。
【図６】反射面の曲面形状が可変であるミラーの説明図である。
【符号の説明】
１〜４…光信号処理器、１１１〜１１４…入出力ポート、１２１，１２２…レンズ、１３０…回折格子素子、１４１，１４２…レンズ、１５１〜１５３…ミラー、２１１〜２１４…入出力ポート、２２１，２２２…レンズ、２３０…回折格子素子、２４１，２４２…レンズ、２５１〜１５３…ミラー、２６１…偏光ビームスプリッタ、２６２…ミラー、２６３…半波長板、３１１〜３１８…入出力ポート、３２０…第１光学系、３３０…回折格子素子、３４１，３４２…レンズ、３５１〜３５５…ミラー、４１１〜４１６…入出力ポート、４２０…第１光学系、４３０…回折格子素子、４４１，４４２…レンズ、４５１〜４５５…ミラー。
【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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