(57)【要約】【課題】偏光依存性を低減し、光学系内で偏光成分による光路長差が発生しないすることのできる分光器および分光器を用いたオプティカルクロスコネクト、液晶ダイナミックチャネルイコライザを提供する。【課題を解決する手段】入射光の偏光方向を一方向に揃える偏光方向変換手段と、前記偏光方向変換手段により偏光方向が一方向に揃えられた光を回折する回折手段と、を有することを特徴とする偏光無依存分光器である。【選択図】  図１
2004325926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の偏光方向を該入射光の偏光方向によらずに同一の光路長で一方向に揃える偏光方向変換手段と、
前記偏光方向変換手段により偏光方向が一方向に揃えられた光を回折する回折手段と、を有すること
を特徴とする偏光無依存分光器。
【請求項２】
請求項１記載の偏光無依存分光器であって、
前記偏光方向変換手段は、
入射光を、偏光方向が互いに直交する２つの成分に分離する光分離手段と、
前記光分離手段から出射された前記２つの成分各々の偏光方向を互いに逆方向に４５度ずらして、偏光方向が互いに平行な２つの成分に変換する偏光手段と、を有すること
を特徴とする偏光無依存分光器。
【請求項３】
請求項２記載の偏光無依存分光器であって、
前記光分離手段は、サバールブロックであり、
前記偏光手段は、１／２波長板であること
を特徴とする偏光無依存分光器。
【請求項４】
請求項１記載の偏光無依存分光器であって、
前記回折手段は、前記偏光方向変更手段で揃えられた偏光方向に対して最も高い回折効率を有するように配置されること
を特徴とする偏光無依存分光器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の偏光無依存分光器と、
前記偏光無依存分光器の前記回折手段により波長域に応じて異なる方向へ回折された回折光毎に、出力方向を制御する出力方向制御手段と、を有すること
を特徴とするオプティカルクロスコネクト装置。
【請求項６】
請求項５記載のオプティカルクロスコネクト装置であって、
前記出力方向制御手段は、反射角度を個別に制御可能に構成された複数のマイクロミラーを有するマイクロミラーデバイスであること
を特徴とするオプティカルクロスコネクト装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の偏光無依存分光器と、
前記偏光無依存分光器の前記回折手段により波長域に応じて異なる方向へ回折された回折光毎に、出力先への出射を制御する出射制御手段と、を有すること
を特徴とするダイナミックチャネルイコライザ装置。
【請求項８】
請求項７記載のダイナミックチャネルイコライザ装置であって、
前記出射制御手段は、偏光方向を個別に制御可能に構成された複数の液晶素子と、前記複数の液晶素子の前段に配置された偏光素子と、前記複数の液晶素子の後段に配置された反射板と、を有する液晶装置であること
を特徴とするダイナミックチャネルイコライザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折格子を用いた分光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回折格子は、入射光の偏光状態によって回折効率が異なる。このため、入射光の強度が一定であっても、入射光の偏光状態が変化すると回折格子での回折効率が変化し、結果として、回折格子から射出される回折光の強度が変化してしまう。
【０００３】
そこで、従来より、回折格子を用いた分光器（以下、単に「分光器」という）には、回折格子から射出される回折光の強度（つまり分光器の出力）が入射光の偏光状態に依存しないようにするための、つまり、分光器の偏光依存性を解消するための、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１に開示された分光器では、ライトガイドなどの光学繊維をデポラライザ（偏光解消子）として用い、入射光の偏光状態を撹乱によって強制的にランダム化することで、多くの偏光状態がランダムに混じった光（非偏光）を作り出している。
【０００４】
また、特許文献２や特許文献３に開示された分光器では、ウエッジ（Ｗｅｄｇｅ）型の複屈折結晶をデポラライザとして用い、入射光の偏光状態を平均化によって強制的にランダム化することで、上記と同様の非偏光を作り出している。そして、上述した従来の分光器では、デポラライザから得られる非偏光を回折格子に入射させている。つまり、従来の分光器の回折格子には、常に多くの偏光状態の光が入射することになる。各々の偏光状態の光に対する回折効率は、回折格子ごとに予め決まっているので、非偏光における偏光状態の分布が変化しなければ、非偏光に対する回折効率は一定となり、分光器の偏光依存性がほぼ解消する。
【０００５】
特許文献４に開示された分光器では、単一の複屈折性結晶を用いて、入射したビームを２つの互い直交する複屈折成分に分離し、その片方に１／２波長板を挿入して、偏光方向を９０°回転させ、もう片方のビ−ムの偏光方向にそろえて、回折格子の偏光特性を解消したものである。
【０００６】
【特許文献１】
特許第１２０７８５４号公報
【特許文献２】
特許第２９９５９８５号公報
【特許文献３】
特開平９−２２９７７１号公報
【特許文献４】
米国特許６２４９３６４号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したデポラライザを用いても入射光の偏光状態を完全にランダム化することは困難であり、デポラライザに入射する光の偏光状態が変化すると、デポラライザから得られる非偏光の偏光状態の分布が変化してしまう。このため、非偏光に対する回折効率も変化することになり、分光器の偏光依存性を完全に解消することはできない。
【０００８】
また、特許文献４に示された方式は、偏光解消法としては完全なものであり、また、回折格子の回折効率の最も高い方向の直線偏光を選択できる特徴がある。しかし、分離された２つのビーム間の光路長に差異を発生することになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、偏光依存性を低減し、光学系内で偏光成分による光路長差が発生しないようにすることのできる分光器および分光器を用いたオプティカルクロスコネクト、デジタルチャネルイコライザを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、入射光の偏光方向を該入射光の偏光方向によらずに同一の光路長で一方向に揃える偏光方向変換手段と、前記偏光方向変換手段により偏光方向が一方向に揃えられた光を回折する回折手段と、を有することを特徴とする偏光無依存分光器である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の偏光無依存分光器であって、前記偏光方向変換手段は、入射光を、偏光方向が互いに直交する２つの成分に分離する光分離手段と、前記光分離手段から出射された前記２つの成分各々の偏光方向を互いに逆方向に４５度ずらして、偏光方向が互いに平行な２つの成分に変換する偏光手段と、を有することを特徴とする偏光無依存分光器である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の偏光無依存分光器であって、前記光分離手段は、サバールブロックであり、前記偏光手段は、１／２波長板であることを特徴とする偏光無依存分光器である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の偏光無依存分光器であって、前記回折手段は、前記偏光方向変更手段で揃えられた偏光方向に対して最も高い回折効率を有するように配置されることを特徴とする偏光無依存分光器である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の偏光無依存分光器と、前記偏光無依存分光器の前記回折手段により波長域に応じて異なる方向へ回折された回折光毎に、出力方向を制御する出力方向制御手段と、を有することを特徴とするオプティカルクロスコネクト装置である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載のオプティカルクロスコネクト装置であって、前記出力方向制御手段は、反射角度を個別に制御可能に構成された複数のマイクロミラーを有するマイクロミラーデバイスであることを特徴とするオプティカルクロスコネクト装置である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の偏光無依存分光器と、前記偏光無依存分光器の前記回折手段により波長域に応じて異なる方向へ回折された回折光毎に、出力先への出射を制御する出射制御手段と、を有することを特徴とするダイナミックチャネルイコライザ装置である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載のダイナミックチャネルイコライザ装置であって、前記出射制御手段は、偏光方向を個別に制御可能に構成された複数の液晶素子と、前記複数の液晶素子の前段に配置された偏光素子と、前記複数の液晶素子の後段に配置された反射板と、を有する液晶装置であることを特徴とするダイナミックチャネルイコライザ装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る偏光無依存分光器の概略構成図である。図示するように、偏光無依存分光器は、光ファイバ１と、正のパワーを有するレンズ２と、サバールブロック３と、１／２波長板４−１、４−２と、正のパワーを有するレンズ５と、正のパワーを有するレンズ６−１、６−２と、回折格子７と、受光あるいは反射デバイス９９とを備えて構成されている。
【００２１】
なお、図１において、被分光光Ｌ２の偏光無依存分光器への入射方向を「Ｚ方向」とし、Ｚ方向に直交し、紙面に平行な方向を「Ｙ方向」としている。そして、Ｙ方向、Ｚ方向に直交する方向を「Ｘ方向」としている。したがって、図１に示す座標系は右手座標系となる。
【００２２】
上記構成の偏光無依存分光器は、光ファイバ１を介して入射された被分光光Ｌ１を、サバールブロック３および１／２波長板４−１、４−２を用いて、偏光方向の揃った２つの被分光光Ｌ４１、Ｌ４２にする。そして、その被分光光Ｌ４１、Ｌ４２を、レンズ６−１および回折格子７により、等しい回折効率を持つ分散光Ｌ７１、Ｌ７２へと分光する。
【００２３】
光ファイバ１は、被分光光Ｌ１を偏光無依存分光器の内部に入射させるための部材（例えばシングルモードファイバ）である。光ファイバ１の光射出部１ａの直径は、例えば１０μｍである。なお、被分光光の偏光状態が不安定な場合、光ファイバ１の光射出部１ａから分光器の内部に入射する被分光光Ｌ１の偏光状態も不安定となる。つまり、被分光光Ｌ１の偏光状態は、不安定な偏光状態となっている。特に、光ファイバ１自体が変形などで応力を受けると、偏光状態を変動させる要因になり得る。
【００２４】
レンズ２は、被分光光Ｌ１をコリメートし、サバールブロック３へ入射させる。被分光光Ｌ１をコリメートするため、光ファイバ１の端面は、レンズ２の焦点に設置される。コリメートされた被分光光Ｌ２は、サバールブロック３の一方の平行平面板３ａに対して垂直に入射する。
【００２５】
サバールブロック３は、被分光光Ｌ２を２つの光に分離する。ここで、サバールブロックとは、通常のサバール板と全く同じ機能を有するものである。但し、本実施形態では、サバール板から出射する２本のビーム光が互いに重複（干渉）しないようにするために、入射する被分光光Ｌ２に対して充分な厚みを持たせている。そこで、通常のサバール板に対して区別するために、本実施形態で用いる充分な厚みのあるサバール板を、サバールブロックと呼ぶこととしている。
【００２６】
図２は、本実施形態の偏光無依存分光器のサバールブロック３を含む部分の概略図である。図示するように、サバールブロック３は、同一仕様で厚さｔが等しい２枚の複屈折性材料からなる平行平面板３ａ、３ｂを接合することで構成された偏光分離素子である。
【００２７】
レンズ２からの被分光光Ｌ２は、既に説明したように、ランダムな偏光状態となっている。そして、この被分光光Ｌ２は平行平面板３ａに入射し、常光線Ｌ３と異常光線Ｌ４とに分かれる。平行平面板３ａの内部において、常光線Ｌ３はそのままＺ方向に直進し、異常光線Ｌ４はＺ方向に対して角度θをなす斜め方向に進行する。
【００２８】
常光線Ｌ３は平行平面板３ｂに達すると、異常光線Ｌ５となる。一方、異常光線Ｌ４は平行平面板３ｂに達すると、常光線Ｌ６となる。平行平面板３ｂの内部において、異常光線Ｌ５はＺ方向に対して角度θをなす斜め方向に進行し、常光線Ｌ６はＺ方向に直進する。
【００２９】
異常光線Ｌ５および常光線Ｌ６は、Ｚ方向（被分光光Ｌ２の入射方向）に対して平行に進行する２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２に分離された状態で、平行平面板３ｂ（サバールブロック３）から射出され、平行平面板３ｂに密着配置された１／２波長板４−１、４−２に向かう。
【００３０】
以上により、サバールブロック３は、レンズ２からの被分光光Ｌ２を偏光方向が直交した２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２に分離する。
【００３１】
また、サバールブロック３によれば、同一仕様で厚さｔが等しい２枚の平行平面板３ａ、３ｂを用いているので、サバールブロック３の内部における２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２の光路長を一定にすることができる。このため、サバールブロック３から射出される２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２同士の光路長差を０にすることができる。
【００３２】
なお、サバールブロック３から射出される２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２のＹ方向の分離距離をＤ１とし（図２参照）、ビーム幅をΦとした場合、この２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２が互いに重複（干渉）しないようにするためには、Ｄ１＞Φとする必要がある。周知のように、Ｙ方向の分離距離Ｄ１は、サバールブロック３の厚さ２ｔに比例する。したがって、Ｄ１＞Φを満たすように、サバールブロック３の厚さ２ｔを決めればよい。
【００３３】
さて、サバールブロック３に入射する被分光光Ｌ２の偏光状態は、上述したように、入射光ファイバ１とその前段の光伝送経路（不図示）の不安定性に応じて変化し、任意の偏光状態となっている。サバールブロック３では、このような被分光光Ｌ２が上述した２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２に分離されて射出される。被分光光Ｌ２の偏光状態が変化しても分離後の２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２の偏光状態は変化しないが、被分光光Ｌ１の偏光状態が変化すると、その偏光状態の変化に応じて、２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２の強度比が変化することになる。２つの成分Ｌ３１、Ｌ３２の強度和は、被分光光Ｌ１の偏光状態によらず、常に、被分光光Ｌ１の強度に比例する。
【００３４】
図２に示すように、成分Ｌ３１が出射するサバールブロック３の部分には、１／２波長板４−１が密着配置され、成分Ｌ３２が出射するサバールブロック３の部分には１／２波長板４−２が密着配置されている。この１／２波長板４−１、４−２により、サバールブロック３から出射された成分Ｌ３１、Ｌ３２は、それぞれ１／２波長板４−１、４−２によりその偏光方向が回転して、偏光方向が揃った成分Ｌ４１、Ｌ４２となる。
【００３５】
図３は、サバールブロック３から出射する成分Ｌ３１、Ｌ３２の偏光方向Ａ１、Ａ２と、１／２波長板４−１、４−２の光学軸方向Ｃ１、Ｃ２と、１／２波長板４−１、４−２から出射する成分Ｌ４１、Ｌ４２の偏光方向Ｂ１、Ｂ２との関係を示す図である。この図において、Ｚ方向（被分光光Ｌ２の偏光無依存分光器への入射方向）は、紙面の裏側から表側へ向かう方向となっている。
【００３６】
図３に示すように、１／２波長板４−１は、入射する成分Ｌ３１の偏光方向Ａ１と自身の光学軸方向Ｃ１との成す角が−２２．５度となるように設置されている。したがって、１／２波長板４−１は、入射光の成分Ｌ３１を、光学軸方向Ｃ１との成す角が−２２．５度となる新たな偏光方向Ｂ１を持つ成分Ｌ４１に変換する。
【００３７】
同様に、１／２波長板４−２は、入射する成分Ｌ３２の偏光方向Ａ２と自身の光学軸方向Ｃ２との成す角が＋２２．５度となるように設置されている。したがって、１／２波長板４−２は、入射光の成分Ｌ３２を、結晶光軸Ｃ２との成す角が−２２．５度となる新たな偏光方向Ｂ２を持つ成分Ｌ４２に変換する。
【００３８】
その結果、図３に示すように、互い直交する偏光方向Ａ１、Ａ２を持つ成分Ｌ３１、Ｌ３２は、１／２波長板４−１、４−２により、互いに平行な偏光方向Ｂ１、Ｂ２を持つ成分Ｌ４１、Ｌ４２に変換される。
【００３９】
図１に戻って説明を続ける。１／２波長板４−１、４−２の後段には、順番に、レンズ５、レンズ６−１、回折格子７、および、レンズ６−２が配置されている。そして、レンズ６−２の結像位置には、受光あるいは反射デバイス９９が配置されている。１／２波長板４−１、４−２からの出射光Ｌ４１、Ｌ４２は、レンズ５およびレンズ６−１により、ビーム径Φおよび互いのビーム間隔Ｄ１が拡大され、平行な成分Ｌ６１、Ｌ６２として回折格子７に入射する。成分Ｌ６１、Ｌ６２は、回折格子７を介して成分Ｌ７１、Ｌ７２となり、後段に配置されたレンズ６−２に入射する。成分Ｌ７１、Ｌ７２は、レンズ６−２により収束ビームＬ８１、Ｌ８２となり、デバイス９９の受光面上にスペクトル像Ｓ１、Ｓ２を形成する。
【００４０】
回折格子７は、透過型平面回折格子であり、Ｙ方向に細長い多数の溝７ａがＸ方向に対し平行なＷ７方向に沿って１次元配列されたものである。つまり、回折格子７は、ＸＺ平面に関して面対称に配置されている。なお、多数の溝７ａの配列方向（Ｗ７方向）は、回折格子７の波長分散方向に相当する。
【００４１】
１／２波長板４−１、４−２から射出される２つの成分Ｌ４１、Ｌ４２の偏光方向Ｂ１、Ｂ２（Ｂ１とＢ２は平行）と、回折格子７の各々の溝７ａとは、９０度の角度をなす。また、２つの成分Ｌ４１、Ｌ４２の分離方向（Ｙ方向）は、回折格子７の各々溝７ａと平行である。もちろん、１／２波長板４−１、４−２の結晶軸の角度を調節することで、偏光方向Ｂ１、Ｂ２と溝７ａとのなす角を９０度から変更可能である。
【００４２】
レンズ５およびレンズ６−１は、１／２波長板４−１、４−２からの成分Ｌ４１、Ｌ４２それぞれのビーム径Φを拡大し、かつビーム間隔Ｄ１をＹ軸方向に拡大した２つの成分Ｌ５１、Ｌ５２に変換し、更にコリメートされた成分Ｌ６１、Ｌ６２に変換する。
【００４３】
このように、ビーム径Φおよびビーム間隔Ｄ１を拡大することで、回折格子７の波長分散能力を高めることが可能である。また、サバールブロック３を小型化することが可能となる。
【００４４】
なお、１／２波長板４−１、４−２から射出される２つの成分Ｌ４１、Ｌ４２の偏光方向Ｂ１、Ｂ２の相対的な関係（互いに平行）は、レンズ５およびレンズ６−１によるビーム径Φおよびビーム間隔Ｄ１の拡大によっても不変である。したがって、図１に示すように、成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向も、成分Ｌ４１、Ｌ４２の偏光方向と同様、ＸＺ平面と平行でＺ軸と垂直な方向Ｂ１、Ｂ２で表される。
【００４５】
さて、レンズ６−１から出射された成分Ｌ６１、Ｌ６２は、回折格子７で分散されて、成分Ｌ７１、Ｌ７２となる。レンズ６−１から出射される２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２の強度比は、１／２波長板４−１、４−２から射出されたときの２つの成分Ｌ４１、Ｌ４２の強度比と等しい。ここで、２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２の分離方向はＹ方向に平行であり、したがって、回折格子７の各々の溝７ａの方向と平行である。また、２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向Ｂ１、Ｂ２はＸ方向に平行、または垂直であり、回折格子７の各々の溝７ａの１次配列方向Ｗ７と平行である。このため、レンズ６−１から出射された成分Ｌ６１、Ｌ６２（コリメート光）は、回折格子７に入射すると多数の溝７ａによって回折され、２つの成分Ｌ７１、Ｌ７２（回折光）に変換される。
【００４６】
レンズ６−２は、この２つの成分Ｌ７１、Ｌ７２を集光して２つの成分Ｌ８１、Ｌ８２に変換し、デバイス９９の受光面上にスペクトル像Ｓ１、Ｓ２を形成する。なお、Ｓ１、Ｓ２は同一位置に重なって形成される。
【００４７】
なお、レンズ６−１から射出される２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向Ｂ１、Ｂ２の相対的な関係（互いに平行）は、回折格子７およびレンズ６−２による分散、集光によっても不変である。したがって、図１に示すように、成分Ｌ８１、Ｌ８２の偏光方向も、成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向と同様、ＸＺ平面と平行でＺ軸と垂直な方向Ｂ１、Ｂ２で表される。
【００４８】
なお、上記光学系を薄肉レンズ系として表示したとき、隣接する２つの薄肉レンズ間隔を各々の薄肉レンズの焦点距離の和に取ることが望ましい。そうすることによって、光ファイバがシングルモードファイバで、被分光光Ｌ１がガウスビームであるときは、上記光学系内に形成される近軸的焦点とビームウエストが一致する。また、回折格子７の位置にビームウエストが形成される。その結果、後述するように再びシングルモードファイバに光を出力する場合、カップリング効率向上に有利となる。
【００４９】
以上、本実施形態に係る偏光無依存分光器について説明した。
【００５０】
回折格子７の回折効率は、周知のように、回折格子７に入射する光（ここでは２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２）の偏光状態が変化すると、その偏光状態の変化に応じて変化してしまう。しかし、本実施形態の偏光無依存分光器では、上記したように、回折格子７に入射する光（２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２の各々）の偏光状態を、偏光無依存分光器に入射する被分光光Ｌ１の偏光状態に関わらず一定とすることができる。また、２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向Ｂ１、Ｂ２が互いに平行であるので、回折格子７に入射する光の偏光方向を全て同一方向に揃えることができる。したがって、本実施形態に係る偏光無依存分光器によれば、２つの成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向Ｂ１、Ｂ２が回折効率の高い偏光方向となるように回折格子７を配置することで、回折効率が高く、しかも回折効率の変動の少ない分光光学系が可能となる。
【００５１】
なお、ここでは回折格子７として透過型平面回折格子を用いているが、回折格子７は、例えば反射型平面回折格子であっても構わない。また、本実施形態では、サバールブロック３および１／２波長板４−１、４−２を用いているが、回折格子７に入射する光の偏光方向を全て同一方向に揃えることができるものであればよい。
【００５２】
次に、本発明の実施形態に係る偏光無依存分光器を用いた光学装置として、オプティカルクロスコネクト（ＯＸＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｒｏｓｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔ）装置および液晶デジタルチャンネルイコライザ（ＤＣＥ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）装置について説明する。
【００５３】
まず、本発明の実施形態に係る偏光無依存分光器を用いたＯＸＣ装置について説明する。
【００５４】
図４は、本発明の実施形態に係る偏光無依存分光器を用いたＯＸＣ装置の概略図である。図４（Ａ）は上面図を、そして、図４（Ｂ）は正面面図（図１と同じ）を示している。ここで、図１に示すものと同じ機能を有するものには同じ符号を付している。
【００５５】
図示するように、ＯＸＣ装置は、入出力兼用ポートである複数の光ファイバ１−１〜１−５と、光ファイバ１−１〜１−５各々に対応して配置されたマイクロレンズ２−１〜２−５からなるレンズ２と、サバールブロック３と、１／２波長板４−１、４−２と、レンズ５と、レンズ６と、回折格子７と、複数のマイクロミラー８−１〜８−６からなるマイクロミラーアレイ８と、マイクロミラーアレイ８を駆動するためのドライバおよびプロセッサ（共に不図示）と、を備えて構成されている。
【００５６】
以上の構成を有するＯＸＣ装置において、いずれかの光ファイバ１−１〜１−５（図４（Ａ）では光ファイバ１−１）から出射された波長多重光（波長域をλ１、λ２、…、λ６とする）Ｌ１は、対応するマイクロレンズ２−１〜２−５（図４（Ａ）ではマイクロレンズ２−１）でコリメートされ、コリメート光Ｌ２となる。
【００５７】
ここで、マイクロレンズ２−１〜２−５は、光ファイバ１−１〜１−５のＮＡ（開口数）に対して最適化された正の焦点距離を有する。また、マイクロレンズ２−１〜２−５は、自身の焦点位置と自身に対応する光ファイバ１−１〜１−５の光射出部とが一致するように配置されている。このため、光ファイバ１−１〜１−５から出射された波長多重光Ｌ１は、対応するマイクロレンズ２−１〜２−５でコリメートされる。
【００５８】
次に、コリメート光Ｌ２は、サバールブロック３および１／２波長板４−１、４−２で偏光方向（Ｂ１、Ｂ２）が同一方向に揃えられ、且つ、Ｙ軸方向に分離された２つの光Ｌ４１、Ｌ４２に変換される。
【００５９】
１／２波長板４−１、４−２からの出射光Ｌ４１、Ｌ４２は、レンズ５およびレンズ６により、ビーム径Φおよび互いのビーム間隔Ｄ１が拡大され、進行方向が互いに平行な成分Ｌ６１、Ｌ６２として回折格子７に入射する。ここで、成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向は、１／２波長板４−１、４−２から出射された成分Ｌ４１、Ｌ４２の偏光方向（Ｂ１、Ｂ２）と同一である。また、成分Ｌ６１、Ｌ６２の波長域は波長多重光Ｌ１と同じλ１、λ２、…λ６である。
【００６０】
さて、回折格子７に入射した成分Ｌ６１、Ｌ６２は、回折格子７の波長分散作用により、波長に応じて回折格子７から特定の角度で分散（反射）する。つまり、回折格子７は、その入射光の波長域λ１、λ２、…λ６各々に対し、波長域の回折角度に応じた位置に、スペクトル像を結像する。この際、成分Ｌ６１、Ｌ６２の偏光方向は同一方向に揃えられているので、分散光の減衰の偏光依存性が取り除かれる。
【００６１】
ここで、回折格子７は、多数の直線溝が等間隔で１次元配列された反射型の平面回折格子である。直線溝の配列方向は、回折格子７の波長分散方向に相当する。なお、図４では、光線の分散経路の把握を容易にするために、波長多重光Ｌ１に含まれる波長域のうち１つの波長域の光の経路のみを表示している。
【００６２】
上述したように、回折格子７に入射した成分Ｌ６１、Ｌ６２は、回折格子７の領域Ｓ１、Ｓ２において波長域毎に異なる角度へ回折され、波長域毎に異なる回折角度を持った、進行方向が互いに平行な２つの成分Ｌ７１、Ｌ７２に変換されて、レンズ６に再び入射される。ここで、図４（Ａ）に示すように、回折格子７は、レンズ６から出射された成分Ｌ６１、Ｌ６２が回折格子７で回折され、その回折光Ｌ７１、Ｌ７２が再びレンズ６に入射できる位置に配置される。
【００６３】
次に、回折格子７で波長域（λ１、λ２、…λ６）毎に異なる角度へ回折された、進行方向が互いに平行な２つの成分Ｌ７１、Ｌ７２は、レンズ６により、収束する２つの成分Ｌ８１、Ｌ８２としてマイクロミラーアレイ８に集光される。そして、マイクロミラーアレイ８上で中間像Ｉ２を結ぶ。ここで、中間像Ｉ２の結像位置と、レンズ５が結像させる中間像Ｉ１の結像位置とは、レンズ６に対して共役な位置である。
【００６４】
なお、レンズ６およびマイクロミラーアレイ８は、回折格子７で回折された成分Ｌ７１、Ｌ７２が波長域毎に異なるマイクロミラー８−１〜８−６のミラー面に集光するように、つまり、波長域λ１の成分Ｌ７１、Ｌ７２がマイクロミラー８−１のミラー面に集光され、波長域λ２の成分Ｌ７１、Ｌ７２がマイクロミラー８−２のミラー面に集光され、．．．、そして、波長域λ６の成分Ｌ７１、Ｌ７２がマイクロミラー８−６のミラー面に集光されように、配置されている。
【００６５】
マイクロミラーアレイ８は、複数のマイクロミラー８−１〜８−６がＸ軸方向に沿って１次元的に配列されたアレイ部である。このようなアレイ部として、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）方式がある。マイクロミラー８−１〜８−６の大きさは、およそ数１０μｍ角〜数１００μｍ角程度である。また、個々のマイクロミラー８−１〜８−６は、図示していないドライバからの駆動信号により、ミラー面の傾斜角度を独立に制御することができる。
【００６６】
さて、図示していないドライバは、マイクロミラー８−１〜８−６に集光された成分Ｌ８１、Ｌ８２の反射波Ｌ９１、Ｌ９２が、レンズ６を介して、進行方向が互いに平行な２つの成分Ｌ１０１、Ｌ１０２に変換された後、回折格子７の所望の領域Ｓ３、Ｓ４に到達するように、マイクロミラー８−１〜８−６各々の傾斜角度を調節する。
【００６７】
なお、所望の領域Ｓ３、Ｓ４の回折格子７上における位置は、出力用ポートとして使用する光ファイバ１−１〜１−５の位置に応じて予め決定されている。図示していないドライバは、波長域毎に、その波長域を持つ光の出力用ポートとして使用する光ファイバ１−１〜１−５の位置に応じて決定された領域Ｓ３、Ｓ４に、その波長域に対応するマイクロミラー８−１〜８−６での反射光が到達するように、マイクロミラー８−１〜８−６の傾斜角度を制御する。
【００６８】
回折格子７の所望の領域Ｓ３、Ｓ４に到達した進行方向が互いに平行な２つの成分Ｌ１０１、Ｌ１０２は、領域Ｓ３、Ｓ４で逆回折して、進行方向が互いに平行な２つの波長多重光Ｌ１１１、Ｌ１１２となって、レンズ６へ入射する。ここで、光Ｌ１１１、Ｌ１１２は、回折格子７への入射光Ｌ６１、Ｌ６２と平行となる。
【００６９】
レンズ６へ入射した、進行方向が互いに平行な２つの光Ｌ１１１、Ｌ１１２は、レンズ６により収束する２つの成分Ｌ１２１、Ｌ１２２となり、レンズ５に入射する。そして、レンズ５によりコリメートされて、Ｙ軸方向に分離された進行方向が互いに平行な光Ｌ１３１、Ｌ１３２となる。その後、１／２波長板４−１、４−２およびサバールブロック３を通過して、１つの光Ｌ１４０に変換される。その後、いずれかのマイクロレンズ２−１〜２−５で収束され、収束光Ｌ１５０として、その焦点位置にある出力用ポートの光ファイバ１−１〜１−５の光受光部に入射する。
【００７０】
以上により、本実施形態に係る偏光無依存分光器を用いたＯＸＣ装置では、入射された波長多重光を、波長域（λ１、λ２、…λ６）毎に、出力先を設定・変更することができる。また、例えば、入射された波長多重光に含まれる複数の波長域のうちの２以上の波長域の出力先を同じに設定することで、前記２以上の波長域を含む波長多重光を出力することができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る偏光無依存分光器を用いて全光束を回折格子７の回折効率のより高い方向の直線偏光に変換して、回折格子７にて回折作用を受けさせるので、回折によるエネルギー減衰を小さく抑え、安定した光ファイバ間のチャネル交換を実現できる。
【００７２】
いうまでもなく、上記光経路とは全く逆向きに、複数の光ファイバから光を入力させ、単一光ファイバに出力する使い方も可能である。
【００７３】
次に、本発明の実施形態に係る偏光無依存分光器を用いた液晶ＤＣＥ（ダイナミックチャネルイコライザ）装置について説明する。
【００７４】
図５は、本発明の実施形態に係る偏光無依存分光器を用いた液晶ＤＣＥ装置の概略図である。図５（Ａ）は上面図を、そして、図５（Ｂ）は正面図（図１と同じ）を示している。ここで、図１、図４に示すものと同じ機能を有するものには同じ符号を付している。
【００７５】
図示するように、液晶ＤＣＥ装置は、入力用ポートの光ファイバ１−１と、出力用ポートの光ファイバ１−２と、光ファイバ１−１に対応して配置されたマイクロレンズ２−１と、光ファイバ１−２に対応して配置されたマイクロレンズ２−２と、サバールブロック３と、１／２波長板４−１、４−２と、レンズ５と、レンズ６と、回折格子７と、偏光素子９、液晶１０およびミラー１１からなる液晶装置１２と、液晶装置１２を駆動するためのドライバおよびプロセッサ（共に不図示）と、を備えて構成されている。
【００７６】
ここで、光ファイバ１−１、１−２、マイクロレンズ２−１、２−２、サバールブロック３、１／２波長板４−１、４−２、レンズ５、レンズ６、および、回折格子７の光学的な位置関係は、図４に示す偏光無依存分光器を用いたＯＸＣ装置の場合と同様である。
【００７７】
偏光素子９は、レンズ６から出射された２つの成分Ｌ８１、Ｌ８２の図１および図２に示す偏光方向（Ｂ１、Ｂ２）のみを透過させる。
【００７８】
ミラー１１は、中間像Ｉ２の結像位置に配置され、レンズ６から出射された進行方向に互い平行な２つの成分Ｌ８１、Ｌ８２を、最終的に、出力用ポートの光ファイバ１−２に入射する方向へ反射するよう配置されている。
【００７９】
液晶１０は、複数の液晶素子１０−１〜１０−６で構成され、各液晶素子１０−１〜１０−６は、図４に示すマイクロミラー８−１〜８−６と同様、回折格子７の回折光Ｌ７１、Ｌ７２の波長域（λ１、λ２、…λ６）に対応するように配置されている。すなわち、波長域λ１の成分Ｌ７１、Ｌ７２が液晶素子１０−１に到達し、波長域λ２の成分Ｌ７１、Ｌ７２が液晶素子１０−２に到達し、．．．、そして、波長域λ６の成分Ｌ７１、Ｌ７２が液晶素子１０−６に到達するように配置されている。
【００８０】
以上のような構成において、液晶装置１２は、図示していないドライバからの駆動信号により、液晶素子１０−１〜１０−６を個別に制御して、液晶素子１０−１〜１０−６を透過する光の偏光方向を変える。これにより、偏光素子１２を透過してレンズ６へ入射する光Ｌ９１、９２の光量を、波長域毎に制御することができる。本実施形態の偏光無依存分光器を用いた液晶ＤＣＥ装置は、ダイナミックゲインイコライザの一種であり、上述のように波長毎に透過特性を変化させることができる。
【００８１】
また、本実施形態に係る偏光無依存分光器を用いているので、前述と同じく回折によるエネルギー減衰を小さく抑え、安定したダイナミックゲインイコライザを実現できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏光依存性を低減し、光学系内で偏光成分による光路長差が発生しないすることのできる分光器および分光器を用いたオプティカルクロスコネクト、液晶ダイナミックチャネルイコライザを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を示す図である。
【図２】サバールブロックの拡大部を含む本発明の一部概観図である
【図３】光成分の偏光状態を示す図である。
【図４】実施例１の構成を示す（Ａ）上面図と（Ｂ）正面図である。
【図５】実施例２の構成を示す（Ａ）上面図と（Ｂ）正面図である。
【符号の説明】
Ｌ１…入射光（波長多重光）、Ｌ２〜Ｌ６１…光成分、Ｌ７１〜Ｌ８２…分散光、
Ｓ１，Ｓ２…スペクトル像、
１…光ファイバ、２…レンズ、３…サバールブロック、４−１、４−２…１／２波長板、５…レンズ、６−１、６−２…レンズ、７…回折格子、９９…受光あるいは反射デバイス。
【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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