(57)【要約】【課題】低損失化、選択波長数増加時のサイズ及び製造・実装コストの削減等が可能な波長可変合分波素子を提供する。【解決手段】内部において光線を伝播させる光導波層１４に反射面１１０を設けると共に、この対向面に複数の波長可変型フィルタ１８−１〜４　を取り付け、選択波長透過型の波長可変型フィルタ１８−１〜４　に光線が入射する際に、入射光線の光軸（透過光線の光軸）と反射光線の光軸とが重ならないような角度で入射させ、光導波層１４の内部を多重反射光線が反射面１１０と波長可変型フィルタ１８−１〜４　とにおいて交互に反射されることにより伝播する際に、任意の波長可変型フィルタから任意の波長の光線を抽出して分波するか、または任意の波長可変型フィルタに任意の波長の光線を入射して合波する。【選択図】　　　　図１
2004117450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部において光線を伝播させる光導波手段と、
前記光導波手段の第１の面に設けられ、前記光線を反射する反射面と、
前記光導波手段の第１の面に対向する第２の面に設けられ、前記光線のうち、外部制御により選択される特定波長の光線を透過し、特定波長以外の光線を反射する複数の可変型光波長選択手段と、
前記第１の面または前記第２の面の少なくとも一方に設けられ、前記光線の有する波長帯域に対して光学的に透明である光透過口とを有し、
前記光線が前記反射面と前記可変型光波長選択手段とにおいて交互に反射されることにより前記光導波手段の内部を伝播する際に、
前記可変型光波長選択手段から特定波長の光線を抽出して分波するか、又は前記可変型光波長選択手段に特定波長の光線を入射して合波するかの少なくとも一方を行うことを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項２】
請求項１に記載の波長可変合分波素子において、
前記光透過口は、前記光線を前記光導波手段に入力する入力用光透過口と、前記光導波手段を伝播した光線を外部に出力する出力用光透過口との２つからなり、
前記入力用光透過口と前記出力用光透過口とは同じ面に設けられることを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項３】
請求項１に記載の波長可変合分波素子において、
前記光透過口は、前記光線を前記光導波手段に入力する入力用光透過口と、前記光導波手段を伝播した光線を外部に出力する出力用光透過口との２つからなり、
前記入力用光透過口と前記出力用光透過口とは異なる面に設けられることを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項４】
請求項１に記載の波長可変合分波素子において、
前記光透過口は１つであり、
前記光透過口は、前記第１の面または前記第２の面に設けられることを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項５】
請求項４に記載の波長可変合分波素子において、
前記光導波手段の第３の面に、前記光導波手段の内部を伝播する光線の迷走を防止する光吸収膜、光散乱膜又は光透過膜を設けたことを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の波長可変合分波素子において、
前記複数の可変型光波長選択手段は、一体化されたことを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の波長可変合分波素子において、
前記光透過口または前記可変型光波長選択手段に光学的に結合する光伝送手段を更に有すると共に、
前記光透過口または前記可変型光波長選択手段に対する、前記光伝送手段の位置調整を行う治具を有することを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の波長可変合分波素子において、
発光素子または受光素子の少なくとも一方が、前記可変型光波長選択手段に光学的に結合することを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項９】
請求項８に記載の波長可変合分波素子において、
前記可変型光波長選択手段に前記発光素子を光学的に結合させる場合には、前記発光素子の発する射出光線の光軸が前記可変型光波長選択手段の反射する前記特定波長以外の光線の光軸と一致するように結合させ、
前記可変型光波長選択手段に前記受光素子を光学的に結合させる場合には、前記可変型光波長選択手段を透過する特定波長の光線が前記受光素子へ最も効率的に入射するように結合させることを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の波長可変合分波素子において、
前記可変型光波長選択手段は、静電気力を利用したミラー駆動部を有するファブリペロー共振器であることを特徴とする波長可変合分波素子。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載の波長可変合分波素子において、
前記可変型光波長選択手段は、ピエゾ素子を利用したミラー駆動部を有するファブリペロー共振器であることを特徴とする波長可変合分波素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波長合分波素子に関するものであり、より詳細には、複数の波長の光信号を一本の伝送路に多重して伝送する波長多重光伝送の際に、任意の波長の光信号を選択的に合分波することを可能にする光波長合分波素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、注目を集めている光通信技術に波長分割多重（ＷＤＭ）技術がある。この技術は、一本の光伝送路に波長の異なる複数の光信号を多重化伝送する技術であり、特に伝送路の大容量化および通信コストの低減に大きな役割を果たしてきた。
【０００３】
更に、このＷＤＭ技術を回線交換技術に適用することで、光−電気交換を行わず光波長を単位として回線交換を行うことができる。このため、回線交換装置から光−電気交換部をなくすことができ、より高速かつ低コストな装置を実現することができる。
【０００４】
上記装置の具体例としては、全光アドドロップ装置が挙げられる。図１３は、全光アドドロップ装置とネットワークとの関係を説明する概念図である。同図に示すように、全光アドドロップ装置１３１は、上流側のリング型ネットワーク１３２内を伝送される波長多重光信号に対して、光−電気交換を行わず特定の波長の光信号を選択的に抽出して、下流側の光ネットワーク１３３に伝送する（参照、符号１３４）。同様に、下流側の波長多重光信号から、選択的に抽出された特定の波長の光信号を上流側のリング型光ネットワーク１３２に挿入し伝送する（参照、符号１３５）。
【０００５】
図１４は、ネットワークの発展に対応する全光アドドロップ装置を示す概念図である。同図に示すように、今後は、下流側の光ネットワーク１４２が増える傾向にある。したがって、１つの全光アドドロップ装置１４１で複数の光ネットワーク１４２に対応させるため、全光アドドロップ装置１４１には複数組みの入出力ポート１４３が必要になると考えられる。それぞれの入出力ポート１４３には、別々の光ネットワーク１４２が接続される。
【０００６】
この場合、全光アドドロップ装置１４１には、上流側のリング型光ネットワーク１４４に対して特定の波長の光信号を選択的に抽出・挿入する機能だけでなく、更に、その信号を伝送先の下流側の光ネットワーク１４２に対応する特定のポート１４３に入出力する機能が求められるようになる。
【０００７】
したがって、全光アドドロップ装置内部のＷＤＭ用合分波素子については、１つの共通ポートと複数の入出力ポートを有し、分波器として利用する場合は任意の出力ポートにおいて任意の波長の光信号を抽出でき、合波器として利用する場合は、任意の入力ポートにおいて任意の波長の光信号を挿入できるような「波長選択型合分波素子」への必要性が高まっている。
【０００８】
前述する「波長選択型合分波素子」を実現するための従来技術として最も普及している方法は、ＡＷＧフィルタなどの合分波素子と光スイッチとを組み合わせる方法である。図１５は、ＡＷＧフィルタなどの合分波素子と光スイッチとを組み合わせることにより構成した波長選択型合分波素子の概略構成図である。
【０００９】
同図に示すように、ＡＷＧフィルタ１５１のｎ個の入出力ポート１５２とｎ×ｍ型のマトリクススイッチ１５３とを光接続することで、全体として一つの共通ポート１５４とｍ個の入出力ポート１５５とを有する波長選択型合分波素子１５０を実現することができる。
【００１０】
波長選択型合分波素子１５０を分波器として利用する場合には、共通ポート１５４から波長多重光信号を入力し、分波された各波長に対応するスイッチを適宣制御することにより、任意の波長の光信号を任意の入出力ポート１５５に抽出することができる。
【００１１】
波長選択型合分波素子１５０を合波器として利用する場合には、ｍ個の入出力ポート１５５のうち、任意の入出力ポート１５５に任意の波長の光信号を入力し、各波長に対応するＡＷＧフィルタ１５１の入出力ポート１５２に光信号が送られるようにスイッチを適宣制御することにより、各波長の光信号が多重化され共通ポート１５４から波長多重光信号として出力することができる。
【００１２】
下記特許文献１（特開２０００−２０６３６２号公報）は、光ＡＤＭノード装置に関する技術文献である。特許文献１には、図１５に示した構成そのものは示されていないが、発明の詳細な説明の欄に従来の光ＡＤＭ装置の記述がある。この光ＡＤＭ装置は、２×２型の光スイッチをｎ個の波長分を利用するタイプであるが、実質的にｎ×ｎの光スイッチを利用する光ＡＤＭ装置とほぼ同様のアーキテクチャである。
【００１３】
また、他の従来技術として、波長可変型グレーティングファイバと光サーキュレータとを組み合わせる方法も考えられる。図１６は、波長可変型グレーティングファイバと光サーキュレータとを組み合わせることにより構成した波長選択型合分波素子の概略構成図である。
【００１４】
同図に示すように、光路の一部に、グレーティング１６１を形成したグレーティングファイバ１６２と、３つのポートを有する光サーキュレーター１６３とをそれぞれｍ個用意し、グレーティングファイバ１６２と光サーキュレーター１６３とを交互に直列接続することで、全体として１つの共通ポート１６４とｍ個の入出力ポート１６５を有する波長選択型合分波素子１６０を実現することができる。
【００１５】
グレーティングファイバ１６２は、その中を通過する波長多重光信号のうち、グレーティング間隔に対応する特定の波長の光信号のみを反射することができる。このため、グレーティング１６１に外部から機械的な歪みをあたえることでグレーティング間隔を変化させ、反射波長を制御することが可能である。
【００１６】
波長選択型合分波素子１６０を分波器として利用する場合には、共通ポート１６４から波長多重光信号を入力し、それぞれの入出力ポート１６５に対応するグレーティングファイバ１６２における反射波長を制御することにより、任意の波長の光信号を任意の入出力ポート１６５から抽出することができる。
【００１７】
波長選択型合分波素子１６０を合波器として利用する場合には、ｍ個の入出力ポート１６５のうち、任意の入出力ポート１６５に任意の波長の光信号を入力し、それぞれの入出力ポート１６５に対応するグレーティングファイバ１６２における反射波長を制御することにより、各波長の光信号が多重化され共通ポート１６４から波長多重光信号として出力することができる。
【００１８】
下記特許文献２（特開平９−２３２１０号公報）は、波長多重光クロスコネクト回路に関する技術文献である。特許文献２の特許請求の範囲の欄には波長可変型グレーティングファイバの記述があり、図１６に示す波長選択型合分波素子１６０とほぼ同様のアーキテクチャを含んでいる。
【００１９】
【特許文献１】
特開２０００−２０６３６２号公報
【特許文献２】
特開平９−２３２１０号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の波長選択型合分波素子では、波長多重数が増え、入出力ポートが増えるにつれて様々な問題が発生する。
【００２１】
例えば、ＡＷＧフィルタなどの合分波素子と光スイッチとを組み合わせる場合には、波長多重数が増えるにしたがって、光スイッチの規模や合分波素子の規模が大きくなり、サイズが大型化してしまう。更に、合分波素子と光スイッチの間の光路接続の数についても、波長多重されている波長数に応じた数の光路接続が必要となり、光損失や光実装コストも増大する。
【００２２】
また、波長可変型グレーティングファイバと光サーキュレーターとを組み合わせる場合には、選択波長の可変帯域およびその安定性はファイバに与える機械的歪みとその精度に依存するため、良好な特性を得るには制御系が大型化してしまう。更に、入出力ポートが増加するに連れて、そのポート数と同じだけの波長可変型グレーティングファイバと光サーキュレーターが必要なので全体のサイズやコストも増大する。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上述べたような課題、すなわち、波長可変型の合分波素子の多波長化および多ポート化にともなう問題を解決することを目的としており、具体的には、
１）低損失化
２）選択波長増加時のサイズ削減および製造・実装コスト削減
３）加工技術および材料選択の自由度の向上
を実現する波長可変合分波素子を提供することにある。
【００２４】
すなわち、第１の発明は、「光導波手段」の第１の面に「反射面」を設けると共に、第１の面に対向する第２の面に複数の「可変型光波長選択手段」を取り付けた波長可変合分波素子であり、選択波長透過型の「可変型光波長選択手段」に光線が入射する際に、入射光線の光軸（透過光線の光軸）と反射光線の光軸とが重ならないような角度で入射することを特徴とし、「光導波手段」の内部を多重反射光線が「反射面」と「可変型光波長選択手段」とにおいて交互に反射されることにより伝播する際に、任意の「可変型光波長選択手段」から任意の波長の光線を抽出して分波するか、または任意の「可変型光波長選択手段」に任意の波長の光線を入射して合波するかの少なくとも一方を行う。第１の面と第２の面とは、平行に対向している。
【００２５】
具体的には、「可変型光波長選択手段」についてはＭＥＭＳ技術、電気光学効果、熱光学効果などを用いた波長可変型エタロンを利用する構成が考えられる。「光導波手段」については、平板状のシリコン、ガラスまたは透明樹脂などからなり、その両面または片面に多重膜ミラーや金属蒸着ミラーなどを形成した平板状の光導波層を利用して入射光線を多重反射する構成が考えられる。また「光導波手段」の他の形態としては、空気中を光が伝播する形態でもよい。この場合には、例えば、内部に平板状の空洞が形成された部材において、空洞の内面に多重膜ミラーや金属蒸着ミラーなどを形成し、この空洞内を入射光線が多重反射しながら伝播する構成が考えられる。光線が空洞内を多重反射して伝播する光導波手段では、伝播損失および反射面での反射率において有利な場合もある。「光透過口」については光導波層の表面に伝播光線の波長帯域を透過させるための光学窓を形成しておく構成などが考えられ、その数は入出力する光線の数に応じて複数設けてもよい。
【００２６】
本発明に係る波長可変合分波素子を分波器として利用する場合の具体的な動作原理は以下のとおりである。
【００２７】
「光導波手段」の外部から、コリメート光が光線入力用の「光透過口」を経て内部に入射する。その入射角度は「光導波手段」の「反射面」に対して斜め方向であるため、入射光線は「光導波手段」の内部を多重反射しつつ伝播する。
【００２８】
「光導波手段」の「反射面」と対向する表面には、「可変型光波長選択手段」がアレイ状にとりつけられており、「可変型光波長選択手段」と「光導波手段」は光学的に結合されている。
【００２９】
「光導波手段」の表面において、その内部を伝播する多重反射光線の反射位置（反射面における反射位置を除く）が「可変型光波長選択手段」の取り付け位置と一致するように、入射光線の入射位置と入射角度を調整することにより、伝播光線は各々の「可変型光波長選択手段」の入射端面に対して斜め方向に入射する。
【００３０】
「可変型光波長選択手段」によって選択される波長は外部から制御される。「可変型光波長選択手段」の具体例として、波長可変型エタロンを利用する場合、エタロンのキャビティ長は外部から制御されており、そこで共振する波長の光はそのままエタロンを透過して「光導波手段」の外部に射出される。それ以外の波長の光は入射角に等しい反射角で反射され、更に「可変型光波長選択手段」の対向面に存在する「反射面」において多重反射し、隣接する波長可変型エタロンに入射する。
【００３１】
「光導波手段」の内部において、外部から入射された波長多重光信号が、「反射面」と「可変型光波長選択手段」とで交互に反射し伝播することにより、任意の「可変型光波長選択手段」において任意の波長の光線を「光導波手段」の外部に射出することができる。また、いずれの「可変型光波長選択手段」においても選択されなかった波長の光線は、出力光線用の「光透過口」を経て「光導波手段」の外部に射出される場合もある。
【００３２】
また、本発明に係る波長可変合分波素子を合波器として利用する場合には、分波する際の入射光線と射出光線との向きを逆にすることで対応することができる。すなわち、「可変型光波長選択手段」を同様に制御すると共に、複数本の入射光線をそれぞれの「可変型光波長選択手段」に入射し、一本の射出光線として出力されるように設定することで実現可能である。
【００３３】
また、第２の発明は、第１の発明に係る波長可変合分波素子において、「光透過口」は、光線を光導波手段に入力する入力用光透過口と、光導波手段を伝播した光線を外部に出力する出力用光透過口との２つからなり、入力用光透過口と出力用光透過口とは同じ面に設けられることを特徴とする。
【００３４】
また、第３の発明は、第１の発明に係る波長可変合分波素子において、「光透過口」である入力用光透過口と出力用光透過口とは異なる面に設けられることを特徴とする。
【００３５】
また、第４の発明は、第１の発明に係る波長可変合分波素子において、「光透過口」は１つであり、光導波手段の第１の面または第２の面に設けられることを特徴とする。
【００３６】
また、第５の発明は、第４の発明に係る波長可変合分波素子において、光導波手段の第３の面に、光導波手段の内部を伝播する光線の迷走を防止する「光吸収膜」、「光散乱膜」又は「光透過膜」を設けたことを特徴とする。光線の光導波手段内部における迷走を防止する部材としては、光線を吸収、散乱、透過等の機能を有する光吸収膜、光散乱膜又は光透過膜等の光迷走防止膜を適用することができる。
【００３７】
また、第６の発明は、第１ないし第５のいずれかの発明に係る波長可変合分波素子において、複数の可変型光波長選択手段は一体化されたことを特徴とする。複数の可変型光波長選択手段を一体化させるとは、複数の可変型光波長選択手段を一まとめにして一つのブロックとすることである。この結果、各可変型光波長選択手段を別々に位置調整する手間を省き、一度の光学アライメントで「光導波手段」と全ての「可変型光波長選択手段」のアライメントを完了させることができる。
【００３８】
また、第７の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明に係る波長可変合分波素子において、光透過口または可変型光波長選択手段に光学的に結合する「光伝送手段」を更に有すると共に、光透過口または前記可変型光波長選択手段に対する「光伝送手段」の位置調整を行う治具を有することを特徴とする。
【００３９】
また、第８の発明は、第１ないし第６のいずれかの発明に係る波長可変合分波素子において、発光素子または受光素子の少なくとも一方が、可変型光波長選択手段に光学的に結合することを特徴とする。
【００４０】
また、第９の発明は、第８の発明に係る波長可変合分波素子において、可変型光波長選択手段に発光素子を光学的に結合させる場合には、発光素子の発する射出光線の光軸が可変型光波長選択手段の反射する特定波長以外の光線の光軸と一致するように結合させ、可変型光波長選択手段に受光素子を光学的に結合させる場合には、可変型光波長選択手段を透過する特定波長の光線が受光素子へ最も効率的に入射するように結合させることを特徴とする。
【００４１】
また、第１０の発明は、第１ないし第９のいずれかの発明に係る波長可変合分波素子において、可変型光波長選択手段は、静電気力を利用したミラー駆動部を有するファブリペロー共振器であることを特徴とする。
【００４２】
また、第１１の発明は、第１ないし第９のいずれかの発明に係る波長可変合分波素子において、可変型光波長選択手段は、ピエゾ素子を利用したミラー駆動部を有するファブリペロー共振器であることを特徴とする。
【００４３】
以上のように、本発明に係る素子を「波長選択型合分波器」として利用することにより、波長可変型グレーティングファイバと光サーキュレーターを利用する場合よりも総光路長を短縮することができると共に、ＡＷＧフィルタと光スイッチを利用する場合よりも光コネクタなどの光結合部を大幅に削減することができるため、低損失化が可能である。
【００４４】
また、本発明に係る素子の場合、「可変型光波長選択手段」を数ｍｍ程度の間隔で集積することが可能であり、選択する波長数を増加させた場合でも数ｍｍ程度のサイズ増加で「可変型光波長選択手段」を追加できるため、素子サイズの著しい増加をまねくことはない。この結果、１６ポート程度の「波長可変型合分波素子」をＡＷＧフィルタと光スイッチを用いて実現する場合には、十数ｃｍ角程度のサイズが必要である一方、本発明では３〜４ｃｍ程度のサイズで実現可能なため、選択波長数増加時のサイズ削減という利点がある。
【００４５】
更に、別途、複数の「可変型光波長選択手段」をアレイ状に一体化させておく場合には、一度の光学アライメントで「光導波手段」と全ての「可変型光波長選択手段」のアライメントを完了させることができる。この結果、本発明の素子の場合には「可変型光波長選択手段」の設置数が増加しても実装コストはほとんど変化せず、選択波長数増加時の製造・実装コストの削減という利点を有する。
【００４６】
また、「光導波手段」の光学材料としては、シリコン、ガラスまたは透明樹脂など伝播光線の波長帯域に対して低損失なものを利用することができ、この光学材料を加工する際には、従来からの技術を利用することができる。よって、加工技術および材料選択の自由度が高いという利点を有する。
【００４７】
以上述べたように、本発明によれば、低損失化、選択波長数増加時のサイズ削減および製造・実装コストの削減、加工技術および材料選択の自由度の向上などの利点を有する波長可変合分波素子を提供することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を具体的に説明するが、以下の実施形態は本発明を限定するものではない。
【００４９】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号１１−１，１１−２，１１−３が示す部材は入力用光ファイバ、符号１２−１，１２−２，１２−３が示す部材は出力用光ファイバである。符号１３−１，１３−２，１３−３が示す部材は、入力用光ファイバ１１−１，１１−２，１１−３の端面から射出する光をコリメート光にして「光導波手段」である光導波層１４に入射するための凸面レンズである。符号１５−１，１５−２，１５−３が示す部材は、光導波層１４から射出されるコリメート光を集光して出力用光ファイバ１２−１，１２−２，１２−３に結合するための凸面レンズである。光ファイバ及び凸面レンズは、「光伝送手段」として機能する。
【００５０】
符号１６が示す部材は入力用光透過口、符号１７は出力用光透過口である。符号１８−１，１８−２，１８−３，１８−４が示す部材は「可変型光波長選択手段」である選択波長透過型の波長可変フィルタ、符号１９が示す部材は全反射ミラーである。反射面１１０は、光導波層１４において、入力用光透過口１６と出力用光透過口１７と全反射ミラー１９と波長可変フィルタ１８−１，１８−２，１８−３，１８−４とが設置される面（第２の面）の対向面（第１の面）に形成される。第１の面と第２の面とは、平行である。
【００５１】
光導波層１４の表面のうち、光透過口１６，１７が形成されている位置、波長可変型フィルタ１８−１，１８−２，１８−３，１８−４及び全反射ミラー１９をとりつけることができる位置を「光ポート」と定義する。図１に示す本実施形態に係る波長可変合分波素子は、入力用光透過口１６と出力用光透過口１７と全反射ミラー１９と波長可変フィルタ１８−１，１８−２，１８−３，１８−４とからなる７つの光ポートを有する例である。
【００５２】
７つの光ポートは、入力用光透過口１６から出力用光透過口１７まで順に、入力用光透過口１６に対応した光ポートである「第１光ポート」と、出力用光ファイバ１２−２と波長可変型フィルタ１８−１に対応した光ポートである「第２光ポート」と、出力用光ファイバ１２−３と波長可変型フィルタ１８−２に対応した光ポートである「第３光ポート」と、全反射ミラー１９を取り付けている光ポートである「第４光ポート」と、入力用光ファイバ１１−２と波長可変型フィルタ１８−３に対応した光ポートである「第５光ポート」と、入力用光ファイバ１１−３と波長可変型フィルタ１８−４に対応した光ポートである「第６光ポート」と、出力用光透過口１７に対応した光ポートである「第７光ポート」とからなる。
【００５３】
以下に、本実施形態に係る波長可変合分波素子の合分波動作の原理を説明する。
【００５４】
前記第１光ポートから入射する全ての波長の光線が、入力用光透過口１６から光導波層１４の内部に入射し、光導波層１４の反射面１１０で反射された後、隣接する前記第２光ポートに到達する。
【００５５】
前記第２光ポートでは、前記第１光ポートから導波された光線のうち、波長可変型フィルタ１８−１が選択した波長の光線が透過し、前記第２光ポートの出力用光ファイバ１２−２に射出される。また、波長可変型フィルタ１８−１が選択しない波長の光線は反射され、光導波層１４の反射面１１０を経て更に隣接する前記第３光ポートへ到達する。
【００５６】
前記第３光ポートでは、前記第２光ポートから導波された光線のうち、波長可変型フィルタ１８−２が選択した波長の光線が透過し、前記第３光ポートの出力用光ファイバ１２−３に射出される。また、波長可変型フィルタ１８−２が選択しない波長の光線は反射され、光導波層１４の反射面１１０を経て更に隣接する前記第４光ポートへ到達する。
【００５７】
前記第４光ポートでは、前記第３光ポートから導波された光線が全反射ミラー１９により反射され、光導波層１４の反射面１１０を経て更に隣接する前記第５光ポートへ到達する。
【００５８】
前記第５光ポートでは、前記第４光ポートから導波された光線のうち、波長可変型フィルタ１８−３が選択しない波長の光線が反射される。また、前記第５光ポートの入力用光ファイバ１１−２から光導波層１４に入射する光線のうち、波長可変型フィルタ１８−３が選択する波長の光線が透過する。これらの反射光線と透過光線とが合波され、光導波層１４の反射面１１０を経て更に隣接する前記第６光ポートへ到達する。
【００５９】
前記第６光ポートでは、前記第５光ポートから導波された光線のうち、波長可変型フィルタ１８−４が選択しない波長の光線が反射される。また、前記第６光ポートの入力用光ファイバ１１−３から光導波層１４に入射する光線のうち、波長可変型フィルタ１８−４が選択する波長の光線が透過する。これらの反射光線と透過光線とが合波され、光導波層１４の反射面１１０を経て更に隣接する前記第７光ポートへ到達する。
【００６０】
前記第７光ポートでは、前記第６光ポートから導波された光線のうち、全ての波長の光線が出力用光透過口１７を経て光導波層１４の外部に射出され、出力用光ファイバ１２−１に光結合される。
【００６１】
以上に説明するように、本実施形態に係る波長可変合分波素子の構成及び動作原理によれば、入力用光透過口１６から分波が必要な波長多重光線を入射し、任意の出力用の光ポートから任意の波長の光信号を抽出することができると共に、任意の入力用の光ポートから任意の波長の光信号を挿入し、出力用光透過口１７から合波された波長多重光線を射出することができる。
【００６２】
本実施形態では、光ポートの総数を７個とした例を示したが、光ポートの総数はこれに限定されない。また、光ポートのうち、合波のための波長可変型フィルタと入力用光ファイバを設置するポート、分波のための波長可変型フィルタと出力用光ファイバを設置するポート、全反射ミラーを設置するポートなどの数や設置位置も自由であり、必要に応じて波長可変型フィルタと全反射ミラーを取り替えることも可能である。また、入射光線と射出光線との向きを逆（出力用光透過口１７から光線を入射し、入力用光透過口１６から射出する）にしてもよく、この場合には、光ファイバ１１−１，１１−２，１１−３は出力用となり、光ファイバ１２−１，１２−２，１２−３は入力用となる。
【００６３】
選択波長透過型の波長可変型フィルタについてはいくつかの具体例が考えられるが、一つは、液晶などを利用してファブリペロー共振器を形成する構成があげられる。この場合、外部からの電気信号により、共振器のキャビティ長を変化させることができるので、それぞれの光ポートで選択する波長を自動かつ高速に制御することができる。これにより、波長選択の制御が容易で伝播光線の光軸ずれの小さい、比較的低コストな波長可変型フィルタを実現することができる。また、同様の原理から、熱光学効果の大きな媒質を利用し、温度制御によって共振器のキャビティ長を変化させ、波長選択を行うことも可能である。
【００６４】
もう一つは、ファブリペロー共振器のミラーを物理的に駆動させ、そのキャビティ長を変化させる構成である。ミラー駆動方式として、静電気や液体ピストンなどのＭＥＭＳ技術を用いた場合には、それぞれの光ポート外部からの電気信号により、選択する波長を自動かつ高速に制御することができる。これにより、液晶を用いた共振機よりも光損失の低減、可変帯域の拡大という点で有利となる。また、ミラー駆動方式としては、微調整機構を手動制御することでミラー間キャビティ長を変化させる方式も考えられる。
【００６５】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図１に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号２１が示す部材は合波時は出力用、分波時は入力用となる光ファイバ、符号２２が示す部材は合波時は入力用、分波時は出力用となる光ファイバである。符号２３及び２５が示す部材は、光ファイバから光導波層２４に入射される光をコリメート光にしたり、光導波層２４から射出されるコリメート光を集光して光ファイバに結合するための凸面レンズである。
【００６６】
符号２６が示す部材は入出力用光透過口を有する共通ポートである。符号２８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面２１０は、光導波層２４において、共通ポート２６と波長可変フィルタ２８とが設置される面の対向面に形成される。
【００６７】
ここで、本実施形態においては、波長可変型フィルタ２８を有する光ポートを通過（入射、射出）する光線が互いに平行になるように、凸レンズ２５や光ファイバ２２を設置する。これにより、共通ポート２６が１つである合分波または分波器として利用することができる。
【００６８】
分波器として利用する場合には、共通ポート２６に光線を入射して、波長可変型フィルタ２８を有する複数の光ポートから分波された光信号を出力する。また、合波器として利用する場合には、波長可変型フィルタ２８を有する複数の光ポートに互いに平行な光信号を入力して、合波された光信号を共通ポート２６から出力する。
【００６９】
図３は、本実施形態に係る波長可変合分波素子２０について、光ポートの数を拡張した応用例の概略構成図である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。同図に示すように、本実施形態に係る波長可変合分波素子２０を２個用意し、第１の波長可変合分波素子２０−１の出力用光透過口２７−１と第２の波長可変合分波素子２０−２の入力用透過口２６−２とを光学的に連結することで光ポートの数を拡張することができる。更に、本実施形態に係る波長可変合分波素子２０を３個以上結合することもでき、必要とされる光ポート数に柔軟に対応することができる。
【００７０】
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図２に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号４１が示す部材は合波時は出力用、分波時は入力用となる光ファイバ、符号４２が示す部材は合波時は入力用、分波時は出力用となる光ファイバである。符号４３及び４５が示す部材は、光ファイバから光導波層４４に入射される光をコリメート光にしたり、光導波層４４から射出されるコリメート光を集光して光ファイバに結合するための凸面レンズである。
【００７１】
符号４６，４７が示す部材は入出力光透過口である。光透過口４６，４７は、合波時には、光透過口４６が出力用光透過口、光透過口４７が入力用光透過口となる。一方、分波時には、光透過口４６が入力用光透過口、光透過口４７が出力用光透過口となる。符号４８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面４１０は、光導波層４４において、波長可変フィルタ４８と光透過口４７とが設置される面（第２の面）の対向面（第１の面）に形成される。
【００７２】
ここで、光透過口４６は、光導波層４４の反射面４１０が形成された面（第１の面）に形成され、光透過口４７は、光導波層４４の波長可変フィルタ４８が設置された面（第２の面）に形成されている。これにより、入力用光ポートと出力用光ポートとを対向させることができるため、波長可変合分波素子の実装形態の柔軟性を確保することができる。
【００７３】
また、光導波層４４の反射面４１０が形成された面に光透過口を２つ形成することで、光透過口を有する光ポートと可変型光波長選択手段である波長可変フィルタが取り付けられている表面とを対向させることも可能である。
【００７４】
［第４の実施形態］
図５は、本発明の第４の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図４に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号５１が示す部材は合波時は出力用、分波時は入力用となる光ファイバ、符号５２が示す部材は合波時は入力用、分波時は出力用となる光ファイバである。符号５３及び５５が示す部材は、光ファイバから光導波層５４に入射される光をコリメート光にしたり、光導波層５４から射出されるコリメート光を集光して光ファイバに結合するための凸面レンズである。
【００７５】
符号５６が示す部材は入出力光透過口である。光透過口５６は、合波時には出力用光透過口、分波時には入力用光透過口となる。符号５８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面５１０は、光導波層５４において、波長可変フィルタ５８が設置される面の対向面に形成される。符号５９が示す部材は光吸収膜である。
【００７６】
本実施形態においては、図４に示す光透過口４７を有する光ポートをなくして、代わりに波長可変フィルタ５８が取り付けられた光ポートとしている。すなわち、本実施形態においては、光透過口を有する光ポートは１つ（光透過口５６）としている。これは、次の２つの場合、
１．分波器として利用する際に、いずれの波長可変型フィルタ５８によっても選択されなかった波長の光信号が不要である場合
２．合波器として利用する際に、光透過口を有する入力用光ポート（図４、光透過口４７に相当）が不要である場合
には、光透過口を有する光ポートは光透過口５６の１つでよいためである。
【００７７】
ただし、分波器として利用する場合には、いずれの波長可変フィルタ５８によっても選択されなかった波長の光線が光導波層５４の中を迷走しないように、光導波層５４の第３の面に光吸収膜５９などを形成して、光導波層５４の内部から逃がす工夫が必要である。「第３の面」とは、いずれの波長可変フィルタ５８によっても選択されなかった波長の光線を光導波層５４の外部に逃がすことのできる面であり、前記「第１の面」や「第２の面」と重なることもありうる。光線の光導波層５４中における迷走を防止する部材としては、光吸収膜５９に限られず、光線を吸収、散乱、透過等の機能を有する部材であれば良い。例えば、光吸収膜５９の代わりに、光散乱膜又は光透過膜等の光迷走防止膜を適用することができる。
【００７８】
［第５の実施形態］
図６は、本発明の第５の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図４に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号６１が示す部材は合波時は出力用、分波時は入力用となる光ファイバ、符号６２が示す部材は合波時は入力用、分波時は出力用となる光ファイバである。符号６３及び６５が示す部材は、光ファイバから光導波層６４に入射される光をコリメート光にしたり、光導波層６４から射出されるコリメート光を集光して光ファイバに結合するための凸面レンズである。
【００７９】
符号６６，６７が示す部材は入出力光透過口である。光透過口６６，６７は、合波時には、光透過口６６が出力用光透過口、光透過口６７が入力用光透過口となる。一方、分波時には、光透過口６６が入力用光透過口、光透過口６７が出力用光透過口となる。符号６８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面６１０は、光導波層６４において、波長可変フィルタ６８と光透過口６７とが設置される面の対向面に形成される。
【００８０】
本実施形態においては、複数の波長可変フィルタ６８をアレイ状に一体化させた波長可変型フィルタアレイ６１１と光導波層６４とを張り合わせることにより、全ての波長可変フィルタ６８と光導波層６４の光学アライメントを一度で行うことができる。このような構成にすることで、光ポートの数が増えても光学アライメントの工程数を少なくすると共に実装精度をほぼ一定にし、実装コストを削減することができる。
【００８１】
図７は、波長可変型フィルタアレイ６１１の拡大図である。なお、同図では、光ファイバ６２、凸面レンズ６５を省略してある。光導波層６４の表面にミラー層６１２を形成し、シリコンやポリイミドなどからなる弾性薄膜６１３にミラー部６１４をアレイ状に形成する。ミラー部６１４の大きさは光導波層６４からの射出光線のビーム径よりは大きく、ミラー部６１４自体の平滑性が保てる程度に小さいことが望ましい。また、弾性薄膜６１３は光導波層６４の射出光線に対して透明であり、構造的な柔軟性があることが望ましい。
【００８２】
また、弾性薄膜６１３に形成されたミラー部６１４と光導波層６４に形成されたミラー層６１２を向き合わせ、それらの間の平行度と距離を一定に保ち、ファブリペロー共振器構造を支持するための支柱構造６１５をアレイ状に設置する。このアレイ状の支柱構造６１５としては、周期的に穿孔された平行平板を用いてもよい。
【００８３】
更に、シリコン基板などを加工し、支柱構造６１５の間隔に対応するくぼみ状構造６１６が周期的に形成されたフィルタ制御層６１７を作製し、その各々のくぼみ状構造６１６にミラー駆動部６１８を作製する。
【００８４】
図７では、ミラー駆動部６１８の例として、静電気力を利用するための電極６１８−１　，６１８−２　を取り付けた例を示している。くぼみ状構造６１６に電極６１８−１　を形成すると共に、弾性薄膜６１３のミラー部６１４を形成した表面と反対側の表面にアレイ状に電極６１８−２　を形成する。
【００８５】
電極６１８−１　，６１８−２　に外部から電圧を印加することで、電極間に発生する静電気力によって弾性薄膜６１３に歪みを与え、ファブリペロー共振器の共振器長を変化させ、波長可変フィルタ６８の選択波長を制御することができる。この場合、ファブリペロー共振器長の制御に静電気力を利用しているため、高精度な選択波長制御が可能であり、制御のための消費電力も抑えることができる利点がある。
【００８６】
ミラー駆動部６１８の別の例としては、微小磁石と微小コイルを組み合わせる等して磁気力を利用する方法や、ピエゾ素子や微小ピストン等の可変体積構造を利用する方法を用いてもよい。
【００８７】
図８は、ミラー駆動部としてピエゾ素子を設置した例の概略構成図である。同図に示すように、くぼみ状構造６１６にはミラー駆動部６１８としてピエゾ素子６１９が設置されている。ピエゾ素子６１９に外部から電圧を印加し、ピエゾ素子６１９を変形させることで、弾性薄膜６１３に歪みを与えることができる。この結果、ファブリペロー共振器の共振器長を変化させ、波長可変フィルタ６８の選択波長を制御することができる。ピエゾ素子６１９を利用する場合も、高精度な選択波長制御が可能であり、制御のための消費電力も比較的少なくすることができるという利点がある。
【００８８】
このフィルタ制御層６１７には、外部からの制御信号をミラー駆動部６１８に伝達するための配線や駆動回路などを形成することもできる。この場合、別途配線板を準備する必要がないため、低コスト化が可能である。また、フィルタ制御層６１７としては、光導波層６４の射出光線に対して透明な材料を用いて形成することが望ましい。更に、フィルタ制御層６１７を通過する光線を外部の光路と光学的に結合する集光手段などをアレイ状に形成してもよい。
【００８９】
［第６の実施形態］
図９は、本発明の第６の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図４に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号９１が示す部材は合波時は出力用、分波時は入力用となる光ファイバ、符号９２が示す部材は合波時は入力用、分波時は出力用となる光ファイバである。符号９３及び９５が示す部材は、光ファイバから光導波層９４に入射される光をコリメート光にしたり、光導波層９４から射出されるコリメート光を集光して光ファイバに結合するための光結合用レンズである。光ファイバ及び光結合用レンズは、「光伝送手段」として機能する。
【００９０】
符号９６，９７が示す部材は入出力光透過口である。光透過口９６，９７は、合波時には、光透過口９６が出力用光透過口、光透過口９７が入力用光透過口となる。一方、分波時には、光透過口９６が入力用光透過口、光透過口９７が出力用光透過口となる。符号９８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面９１０は、光導波層９４において、波長可変フィルタ９８と光透過口９７とが設置される面の対向面に形成される。
【００９１】
本実施形態では、光導波層９４の外部に、「光伝送手段」である入出力用の光ファイバ９１，９２と光結合用レンズ９３，９５（凸面レンズ、ボールレンズ等）との位置決めを容易にするための治具９９−１，９９−２を設置する。具体的には、光ファイバ９１，９２や光結合用レンズ９３，９５を固定するため、治具９９−１，９９−２にＶ型の溝などを形成すると共に、光導波層９４との相対的な位置合わせを行うため、治具９９−１，９９−２に位置調整手段（突起など）を形成する。このような構成とすることで、光ファイバ９１，９２や光結合用レンズ９３，９５の実装コストを下げると共に、光導波層９４と光ファイバ９１，９２との光結合効率を向上させることができる。
【００９２】
［第７の実施形態］
図１０は、本発明の第７の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図６に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号１０１が示す部材は入力用光ファイバ、符号１０２が示す部材は出力用光ファイバである。符号１０３が示す部材は、入力用光ファイバ１０１から光導波層１０４に入射される光をコリメート光にするための凸面レンズである。符号１０５が示す部材は、光導波層１０４から射出されるコリメート光を集光して出力用光ファイバ１０２に結合するための凸面レンズである。
【００９３】
符号１０６が示す部材は入力光透過口であり、符号１０７が示す部材は出力光透過口である。符号１０８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面１０１０は、光導波層１０４において、波長可変フィルタ１０８と出力光透過口１０７とが設置される面の対向面に形成される。本実施形態においては、第５の実施形態と同様に、複数の波長可変フィルタ１０８をアレイ状に一体化させた波長可変型フィルタアレイ１０１１が設置され、光学アライメントの工程等を簡易にしている。
【００９４】
更に、本実施形態においては、波長可変型フィルタアレイ１０１１の上に、各光ポートの位置に対応するように受光素子１０１２をアレイ状に実装する。これにより、波長選択型の多ポート光−電気変換モジュールを小型かつ低コストで実現することができる。
【００９５】
なお、受光素子１０１２は光線の受光のみを行うため、本実施形態に係る波長可変合分波素子は分波器としてのみの機能を有する。合波器とする場合には、受光素子１０１２の代わりに、発光素子を設置すると共に、伝播光線の進行方向を逆向きにして使用すればよい。
【００９６】
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に複数の波長可変合分波素子を用意し、一方の出力用光透過口と他方の入力用光透過口とを光学的に連結することで光ポートを拡張することができる。また、第４の実施形態と同様に光透過口を含むポートを一つのみにして、その他の光ポートにはすべて波長可変型フィルタが含まれるように構成することもできる。
【００９７】
［第８の実施形態］
図１１は、本発明の第８の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図１０に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号１１１が示す部材は出力用光ファイバ、符号１１２が示す部材は入力用光ファイバである。符号１１５が示す部材は、入力用光ファイバ１１２から光導波層１１４に入射される光をコリメート光にするための凸面レンズである。符号１１３が示す部材は、光導波層１１４から射出されるコリメート光を集光して出力用光ファイバ１１１に結合するための凸面レンズである。
【００９８】
符号１１６が示す部材は出力光透過口であり、符号１１７が示す部材は入力光透過口である。符号１１８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面１１１０は、光導波層１１４において、波長可変フィルタ１１８と入力光透過口１１７とが設置される面の対向面に形成される。
【００９９】
波長可変型フィルタアレイ１１１１は、複数の波長可変フィルタ１１８をアレイ状に一体化させたものであり、本実施形態においては、波長可変型フィルタアレイ１１１１の上面に、光導波層１１４の内部を伝播する光線の入反射角度に対応し、各光ポートの形成間隔に相当するように鋸刃状の切り込みが形成されている。更に、鋸刃状の切り込みの上に発光素子１１１３が設置されている。
【０１００】
この切り込みについては、波長可変型フィルタアレイ１１１１の切り込みの上に発光素子１１１３をアレイ状に実装した際に、発光素子１１１３の射出光線の光軸が光導波層１１４の内部を伝播する光線の光軸と一致するように形成する。この結果、波長選択型の多ポート光−電気変換モジュールを小型かつ低コストで実現することができると共に、第７の実施形態の場合よりも更に光結合効率を向上させることができる。
【０１０１】
なお、発光素子１１１３は光線の発光のみを行うため、本実施形態に係る波長可変合分波素子は合波器としてのみの機能を有する。分波器とする場合には、発光素子１１１３の代わりに、受光素子を設置すると共に、伝播光線の進行方向を逆向きにして使用すればよい。また受光素子を設置する場合には、波長可変フィルタ１１８を透過する特定波長の光線が受光素子へ最も効率的に入射するように結合させる。これは、受光素子に入射する入射光の角度によって受光の効率が異なるためである。
【０１０２】
発光素子１１１３については、主に面発光型の波長可変光線を利用することが好ましく、その場合は光カプラよりも原理的に低損失の合波器を実現することができる。
【０１０３】
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に複数の波長可変合分波素子を用意し、一方の出力用光透過口と他方の入力用光透過口とを光学的に連結することで光ポートを拡張することができる。また、第４の実施形態と同様に光透過口を含むポートを一つのみにして、その他の光ポートにはすべて波長可変型フィルタが含まれるように構成することもできる。
【０１０４】
［第９の実施形態］
図１２は、本発明の第９の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図であり、図１０及び図１１に示した波長可変合分波素子の応用例である。なお、同図には、素子に入射され、素子内部を伝播する光を概念的に示してある。符号１２１が示す部材は入力用光ファイバ、符号１２２が示す部材は出力用光ファイバである。符号１２３が示す部材は、入力用光ファイバ１２１から光導波層１２４に入射される光をコリメート光にするための凸面レンズである。符号１２５が示す部材は、光導波層１２４から射出されるコリメート光を集光して出力用光ファイバ１２２に結合するための凸面レンズである。
【０１０５】
符号１２６が示す部材は入力光透過口であり、符号１２７が示す部材は出力光透過口である。符号１２８が示す部材は選択波長透過型の波長可変フィルタである。反射面１２１０は、光導波層１２４において、波長可変フィルタ１２８と入力光透過口１２６と出力光透過口１２７とが設置される面の対向面に形成される。
【０１０６】
波長可変型フィルタアレイ１２１１は、複数の波長可変フィルタ１２８をアレイ状に一体化させたものであり、本実施形態においては、波長可変型フィルタアレイ１２１１の上面に、光導波層１２４の内部を伝播する光線の入反射角度に対応し、各光ポートの形成間隔に相当するように波状の切り込みが形成されている。更に、波状の切り込みの上に受光素子１２１２と発光素子１２１３とが設置されている。
【０１０７】
この切り込みについては、波長可変型フィルタアレイ１２１１の切り込みの上に受光素子１２１２と発光素子１２１３とを交互にアレイ状に実装した際に、発光素子１２１３の射出光線または受光素子１２１２への入射光線の光軸が、光導波層１２４の内部を伝播する光線の光軸と一致するように形成する。
【０１０８】
これにより、外部から入力する波長多重光線について、全ての波長を分波し光路単位にわけることなく、任意の波長を波長単位で光−電気交換し、電気信号処理を行うことが可能な波長選択型の多ポート光−電気変換モジュールを小型かつ低コストで実現することができる。
【０１０９】
本実施形態においても、第２の実施形態と同様に複数の波長可変合分波素子を用意し、一方の出力用光透過口と他方の入力用光透過口とを光学的に連結することで光ポートを拡張することができる。また、第４の実施形態と同様に光透過口を含むポートを一つのみにして、その他の光ポートにはすべて波長可変型フィルタが含まれるように構成することもできる。
【０１１０】
更に、切り込みの上に光ファイバと光結合用のレンズを設置して、分波された射出光をそのまま利用したり、合波したい光を入射することができる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る波長可変合分波素子によれば、入力された波長多重光信号を分波し、任意の出力用光ポートから任意の波長の光信号を抽出できると共に、任意の入力用光ポートから挿入した任意の波長光信号を合波し、波長多重光信号として出力することができる。更に、上記性能を満たしつつ、具体的には、低損失化、選択波長数増加時のサイズの削減および製造・実装コストの削減、加工技術および材料選択の自由度の向上など特有の効果を有する波長可変合分波素子とすることができる。この結果、波長可変型の合分波素子の多波長化および多ポート化にともなう問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図２】第２の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図３】第２の実施形態に係る波長可変合分波素子について、光ポートの数を拡張した応用例の概略構成図である。
【図４】第３の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図５】第４の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図６】第５の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図７】第５の実施形態に係る波長可変合分波素子における波長可変型フィルタアレイの拡大図である。
【図８】第５の実施形態に係る波長可変合分波素子におけるミラー駆動部としてピエゾ素子を設置した例の概略構成図である。
【図９】第６の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図１０】第７の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図１１】第８の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図１２】第９の実施形態に係る波長可変合分波素子の概略構成図である。
【図１３】全光アドドロップ装置とネットワークとの関係を説明する概念図である。
【図１４】ネットワークの発展に対応する全光アドドロップ装置を示す概念図である。
【図１５】合分波素子と光スイッチとからなる波長選択型合分波素子の概略構成図である。
【図１６】波長可変型グレーティングファイバと光サーキュレータとからなる波長選択型合分波素子の概略構成図である。
【符号の説明】
１１−１〜３　　　入力用光ファイバ
１２−１〜３　　　出力用光ファイバ
１３−１〜３　　　凸面レンズ
１４　光導波路
１５−１〜３　　　凸面レンズ
１６　入力用光透過口
１７　出力用光透過口
１８−１〜４　　　波長可変型フィルタ
１９　全反射ミラー
１１０　反射面
５９　光吸収膜
６１１　波長可変型フィルタアレイ
６１２　ミラー層
６１３　弾性薄膜
６１４　ミラー部
６１５　支柱構造
６１６　くぼみ状構造
６１７　フィルタ制御層
６１８　ミラー駆動部
６１８−１，２　　電極
６１９　ピエゾ素子
９５　光結合用レンズ
９９−１，２　　治具
１０１２　　受光素子
１１１３　　発光素子
１２１３　　発光素子
１２１２　　受光素子
１３１　全光アドドロップ装置
１３２　リング型光ネットワーク
１３３　光ネットワーク
１４３　入出力ポート
１５１　ＡＷＧフィルタ
１５２　入出力ポート
１５３　マトリクススイッチ
１５４　共通ポート
１５５　入出力ポート
１６１　グレーティング
１６２　グレーティングファイバ
１６３　光サーキュレーター
１６４　共有ポート
１６５　入出力ポート
【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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