(57)【要約】【課題】スルー挿入損失が小さい光アド／ドロップマルチプレクサを提供する。【解決手段】光アド／ドロップマルチプレクサは、第１の光信号を入力する入力ポートと、第１の光信号を外部に出力するドロップポートと、第１の光信号とは異なる第２の光信号を入力するアドポートと、第１または第２の光信号を外部に出力する出力ポートと、第１の光信号が出力されるポートを切り替える第１のスイッチ機構、および、第２の光信号が出力されるポートを切り替える第２のスイッチ機構の少なくとも一方とを備えている。第１のスイッチ機構は、第１の光信号が伝搬する入力ポート用導波路を横断する第１の切れ目を開閉して第１の光信号の透過／反射を制御する第１の駆動部を有する。第２のスイッチ機構は、第２の光信号が伝搬するアドポート用導波路を横断する第２の切れ目を開閉して第２の光信号の透過／反射を制御する第２の駆動部を有する。【選択図】        図１
2004246135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光信号を入力する入力ポートと、
前記第１の光信号を外部に出力するドロップポートと、
前記第１の光信号とは異なる第２の光信号を入力するアドポートと、
前記第１の光信号または前記第２の光信号を外部に出力する出力ポートと、
前記第１の光信号が出力されるポートを切り替える第１のスイッチ機構と、
前記第２の光信号が出力されるポートを切り替える第２のスイッチ機構と
を備えた光アド／ドロップマルチプレクサであって、
前記第１のスイッチ機構は、前記第１の光信号が伝搬する入力ポート用導波路を横断する第１の切れ目、および、該第１の切れ目を開閉して前記第１の光信号の透過および反射を制御する第１の駆動部を有し、
前記第２のスイッチ機構は、前記第２の光信号が伝搬するアドポート用導波路を横断する第２の切れ目、および、該第２の切れ目を開閉して前記第２の光信号の透過および反射を制御する第２の駆動部を有する、光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項２】
前記ドロップポートは、前記第１の切れ目が開いたときに前記第１の光信号が反射する方向に延びたドロップポート用導波路と接続されている、請求項１に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項３】
前記出力ポートは、前記第２の切れ目が開いたときに前記第２の光信号が反射する方向に延びた出力ポート用導波路と接続されている、請求項２に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項４】
前記第１の切れ目が閉じたときに前記第１の光信号が透過する方向にスルーポート用導波路をさらに備え、該スルーポート用導波路は、前記第２の切れ目が閉じたときに前記出力ポート用導波路に直線的に接続され、前記第１の光信号を前記出力ポートに伝搬する、請求項３に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項５】
前記スルーポート用導波路により接続されたドロップ部およびアド部から構成され、
前記ドロップ部は、前記入力ポート、前記ドロップポート、前記入力ポート用導波路、前記ドロップポート用導波路、および、前記第１のスイッチ機構を備えており、
前記アド部は、前記アドポート、前記出力ポート、前記アドポート用導波路、前記出力ポート用導波路、および、前記第２のスイッチ機構を備えている、請求項４に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項６】
第１のポリマーフィルム内に、前記入力ポート、前記ドロップポート、前記入力ポート用導波路、前記ドロップポート用導波路、および、前記第１のスイッチ機構の組を複数有し、
前記第１のポリマーフィルムと異なる第２のポリマーフィルム内に、前記アドポート、前記出力ポート、前記アドポート用導波路、前記出力ポート用導波路、および、前記第２のスイッチ機構の組を複数有する、請求項３に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項７】
前記入力ポート用導波路と前記ドロップポート用導波路とは、前記第１の切れ目において直交し、
前記アドポート用導波路と前記出力ポート用導波路とは、前記第２の切れ目において直交する、請求項３に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項８】
前記入力ポート用導波路と前記ドロップポート用導波路とは、前記第１の切れ目とそれぞれ角度４５°で交差し、
前記アドポート用導波路と前記出力ポート用導波路とは、前記第２の切れ目とそれぞれ角度４５°で交差する、請求項７に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項９】
前記入力ポート用導波路と前記出力ポート用導波路とは、１本の直線状に形成されている、請求項８に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１０】
前記ドロップ部の前記入力ポート用導波路と、前記スルーポート用導波路とは直線状に形成され、
前記アド部の前記出力ポート用導波路と、前記スルーポート用導波路とは直線状に形成されている、請求項５に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１１】
第１の光信号を入力する入力ポートと、
前記第１の光信号を外部に出力するドロップポートと、
前記第１の光信号とは異なる第２の光信号を入力するアドポートと、
前記第１の光信号または前記第２の光信号を外部に出力する出力ポートと、
前記第１の光入力信号を、前記出力ポートおよび前記ドロップポートのいずれから出力するかを切り替えるスイッチ機構であって、前記第１の光入力信号を前記ドロップポートから出力する場合には、前記第２の光信号を前記出力ポートから出力するスイッチ機構と
を備えた光アド／ドロップマルチプレクサであって、
前記スイッチ機構は、前記第１の光信号が伝搬する入力ポート用導波路を横断する切れ目、および、該切れ目を開閉して前記第１の光信号の透過および反射を制御する駆動部を有する、光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１２】
前記出力ポート用導波路の経路の途中に、前記出力ポートから出力される光信号の光量を調節する減衰器を備えた、請求項１〜１１のいずれかに記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１３】
前記減衰器は、
前記出力ポート用導波路を横断する第１の減衰器用切れ目と、
前記第１の減衰器用切れ目の開閉量を調整して前記光信号の減衰を制御する第１の減衰器用駆動部と、
前記第１の減衰器用切れ目を通過した前記光信号を構成する第１の偏波および第２の偏波を互いに逆転させる偏波変換部と、
前記出力ポート用導波路を横断する第２の減衰器用切れ目と、
前記第２の減衰器用切れ目の開閉量を調整して、前記偏波変換部を経た前記光信号の減衰を制御する第２の減衰器用駆動部と
を備えている、請求項１２に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１４】
前記減衰器は、
前記出力ポート導波路に沿って設けられ、前記出力ポート導波路側に変位して該出力ポート導波路を屈曲させる屈曲作用部と、
前記屈曲作用部の変位量を制御して前記出力ポート導波路の屈曲量を調整する屈曲用駆動部と
を備えた、請求項１２に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１５】
前記出力ポート導波路は、第１の屈折率を有するクラッド部と、該第１の屈折率より低い第２の屈折率を有するコア部とから形成され、前記クラッド部を除去して前記コア部を露出させた減衰領域を有し、
前記減衰器は、
前記第２の屈折率を有する透明部材、および、光減衰部材を有する減衰部と、前記減衰領域において露出した前記コア部に、前記減衰部の接触／非接触を制御する駆動部と
を備えた、請求項１２に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【請求項１６】
前記減衰部は複数存在し、
各減衰部の減衰量は、前記コア部に接触する前記透明部材の長さに応じて異なる、請求項１５に記載の光アド／ドロップマルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いる光アド／ドロップマルチプレクサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光通信設備において光路の切り替えに用いられる種々の光スイッチが知られている。例えば、光アド／ドロップマルチプレクサ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ；ＯＡＤＭ）として、熱光学効果を用いた光スイッチ素子が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
熱光学効果を用いた光スイッチ素子には、石英基板上に複数の導波路が形成されている。光スイッチ素子は複数のスイッチを含んでおり、一つのスイッチはカプラ部と２本のアームから構成されている。このような光スイッチ素子は、いわゆる干渉系の素子と称される。光路は、一方のアームに取りつけたヒータの熱で屈折率を変化させて切り替えられる。より具体的には、熱で屈折率を変化させることにより、２本の出力ポートのいずれにも任意に切り替えることができる。非特許文献１に示す例では、光スイッチを３個用いて入力ポートからの光を出力ポートと分岐ポートとの間で切り替え、そして挿入ポートからの光を出力ポートに導くように構成されている。多数の入力・アド・出力・ドロップポートを設けた光アド／ドロップマルチプレクサＯＡＤＭを得るためには、複数のスイッチでアレイを一体化して構成することになる。
【０００４】
別の光スイッチとして、ポリマーフィルムを利用したポリマー導波路型光スイッチも知られている（例えば、特許文献１参照）。この光スイッチでは、ポリマーフィルムに切れ目が入れられており、この切れ目の間隙を接近、および離反させることで光の進行方向を切り替えている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７４７８４号公報
【非特許文献１】
“光ＡＤＭリングシステム”  ＮＴＴ  Ｒ＆Ｄ  平成１２年１月号  ｐｐ．５０−５８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱光学効果を用いた従来の光スイッチは、挿入損失が１２ｄＢと大きいという問題がある。ＡＤＭ装置では、入力ポートからの光を出力ポートに出力したとき（スルー動作）時の損失が重要である。また応答速度が１０ｍｓレベルと遅く、また、使用環境の温度にも影響を受けやすいという欠点がある。
【０００７】
また、従来のポリマー導波路型光スイッチでは、１ｘ２スイッチのアレイ化について考察したものはなく、応用範囲が限られ、例えば大規模ネットワークでの利用ができなかった。
【０００８】
本発明の目的は、スルー挿入損失が小さい光アド／ドロップマルチプレクサＯＡＤＭを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光アド／ドロップマルチプレクサは、第１の光信号を入力する入力ポートと、前記第１の光信号を外部に出力するドロップポートと、前記第１の光信号とは異なる第２の光信号を入力するアドポートと、前記第１の光信号または前記第２の光信号を外部に出力する出力ポートと、前記第１の光信号が出力されるポートを切り替える第１のスイッチ機構と、前記第２の光信号が出力されるポートを切り替える第２のスイッチ機構とを備えている。この光アド／ドロップマルチプレクサの前記第１のスイッチ機構は、前記第１の光信号が伝搬する入力ポート用導波路を横断する第１の切れ目、および、該第１の切れ目を開閉して前記第１の光信号の透過および反射を制御する第１の駆動部を有し、前記第２のスイッチ機構は、前記第２の光信号が伝搬するアドポート用導波路を横断する第２の切れ目、および、該第２の切れ目を開閉して前記第２の光信号の透過および反射を制御する第２の駆動部を有する。これにより上記目的が達成される。
【００１０】
さらに本発明による光アド／ドロップマルチプレクサは、第１の光信号を入力する入力ポートと、前記第１の光信号を外部に出力するドロップポートと、前記第１の光信号とは異なる第２の光信号を入力するアドポートと、前記第１の光信号または前記第２の光信号を外部に出力する出力ポートと、前記第１の光入力信号を、前記出力ポートおよび前記ドロップポートのいずれから出力するかを切り替えるスイッチ機構であって、前記第１の光入力信号を前記ドロップポートから出力する場合には、前記第２の光信号を前記出力ポートから出力するスイッチ機構とを備えている。前記スイッチ機構は、前記第１の光信号が伝搬する入力ポート用導波路を横断する切れ目、および、該切れ目を開閉して前記第１の光信号の透過および反射を制御する駆動部を有する。これにより上記目的が達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面では、同じ機能および構成を有する構成要素には、同じ参照符号を付している。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１による光アド／ドロップマルチプレクサ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ；ＯＡＤＭ）１００の構成を示す図である。光アド／ドロップマルチプレクサ１００は、入力光をドロップ（分岐）するドロップ部１０と、新たな光信号をアド（挿入）するアド部２０を備えている。いずれも光スイッチを備えており、光スイッチを動作させることにより上述の動作を実現する。図４は、ドロップ部１０の外観図である。アド部２０も同様の構成であることから、図４に示す素子を２つ並べて配置することにより、光アド／ドロップマルチプレクサ１００が得られる。なお図４のより詳しい説明は後述する。このようにドロップ部１０およびアド部２０の２対で構成することにより、一方の素子に故障が発生した場合でも修理交換が容易になる。
【００１３】
再び図１を参照して、光アド／ドロップマルチプレクサ１００の構成を説明する。ドロップ部１０およびアド部２０のいずれにおいても、光スイッチはポリマーフィルム１の導波路上に形成されている。まずドロップ部１０は、４つの光スイッチ１１−１〜１１―４をアレイ状に備えている。いずれも同じ構成であるため、以下では光スイッチ１１−１のみを説明する。
【００１４】
光スイッチ１１−１は、ネットワークからの光信号を受け取る入力ポート１２と、入力光をドロップするドロップポート１３と、入力信号をスルー出力するスルーポート１６とを有する。各ポートに対応する光導波路がポリマフィルム１内に形成されている。ここで、入力ポート１２からの光導波路とドロップポート１３からの光導波路はそれぞれ、ポリマフィルム１端面から垂直に伸び、その後、互いの方向に向かって４５°屈曲して、約９０°で交差する。入力ポート１２からの導波路はその後、真っ直ぐ延び、再び屈曲してスルーポート１６へと至る。光スイッチ１１−１はさらに、溝１５を有する。溝１５は、入力ポート１２およびドロップポート１３が交差する位置においてポリマーフィルム１に形成された切れ目である。溝１５に対応して、スイッチ機構（図示せず）が設けられている。スイッチ機構は、溝１５を形成する切れ目を開閉することにより、光を透過させ、または反射させる。これにより入力ポート１２からの光を、ドロップポート１３またはスルーポート１６にスイッチングできる。
【００１５】
ここで溝１５周辺部のより詳しい構成、および、スイッチ機構の動作原理を説明する。図２の（ａ）および（ｂ）は、溝１５およびスイッチ機構３０の断面図である。まず図２の（ａ）は、光が透過する状態を示す図である。光３３が伝搬するコア部は、ポリマーフィルムである導波路１４のほぼ中央に形成されており、図では光３３を示す矢印に重畳した実線として示されている。導波路１４は押さえ板３２で挟まれている。押さえ板３２は溝１５部分で開口しており、溝１５に対応してスイッチ機構３０が設けられている。スイッチ機構３０の駆動部３１−１および３１−２は、溝１５部分の導波路１４と接触して溝１５を間に挟んでいる。駆動部３１−１および３１−２は、圧電アクチュエータ等である。溝１５である切れ目は、導波路１４のコア部を横断するようにポリマー導波路１４の途中まで形成されている。図２の（ａ）では、溝１５が設けられた側の駆動部３１−１がポリマーフィルムを押圧して、溝１５を完全に閉じている。このとき溝１５における導波路１４内のコア部は密着しているため、コアを伝搬する光３３は溝１５の存在を感じずにそのまま透過していく。
【００１６】
一方、図２の（ｂ）は、光が反射する状態を示す図である。まず、導波路１４は押さえ板３２で押さえられているので、溝１５が設けられた側と反対側の駆動部３１−２が駆動されて導波路１４を押し上げると、溝１５が開く。開いた溝１５の中には空気層ができる。コアを伝搬した光３４は、コアと空気層との間の屈折率差によって全反射する。
【００１７】
なお、押さえ板３２の開口径は、反射動作に必要な駆動部の押し上げ量と密接な関係がある。例えば、開口径が３００μｍの場合には、押し上げ量は１０μｍ程度必要となる。開口径が大きければ大きいほど必要な押し上げ量は増加し、小さいと押し上げ量は減少する。
【００１８】
以上のようにスイッチ機構３０の駆動部３１−１および３１−２を駆動することにより、光を透過させるか、または反射させるかを選択できる。
【００１９】
再び図１を参照して、アド部２０の構成を説明する。アド部２０は、４つの光スイッチ２１−１〜２１−４から構成されている。各光スイッチ２１−１〜２１−４の構成および動作は同じであるので、光スイッチ２１−１のみを説明する。アド部２０の光スイッチ２１−１は、光信号をネットワークに出力する出力ポート２２と、新しく光信号をアドするアドポート２３と、ドロップのスルーポート２６と、ファイバによって接続させるスルーポートとを備えている。導波路は、スルーポート２６と出力ポート２２からそれぞれ屈曲した後に直線で接続され、アドポート２３からの導波路は屈曲した後、出力ポート２２からの導波路と約９０°で交差する。なおアド部２０の光スイッチ２１−１には、アドポート２３と直線で接続される導波路が存在する。この導波路は、後述するクロストーク光を排除するために用いられる。光スイッチ２１−１は、出力ポートの導波路の経路の途中に可変減衰器２４を備えている。可変減衰器２４は、出力ポートへ出力される光信号の光量を調節する。例えば、アド／ドロップマルチプレクサでは、スルー光、アド光の光出力はそれぞればらつきがあるため、可変減衰器２４を用いて出力を等しくする。可変減衰器２４は、周知であるので、その具体的な構成の説明は省略する。光スイッチ２１−１においても、出力ポート２２とアドポート２３の導波路が交差するポイントには溝２５が形成されており、図２を参照して説明した方法と全く同様の方法によって溝２５を開閉して、出力ポート２２へ導かれる光をスルーポート２６からの光とするか、アドポート２３からの光とするかをスイッチングできる。
【００２０】
次に、光アド／ドロップマルチプレクサ１００全体の動作を説明する。なお、以下の説明においても、ドロップ部１０の光スイッチ１１−１、およびアド部２０の光スイッチ２１−１を例に説明する。光アド／ドロップマルチプレクサ１００の動作は、大きく、スルー動作とアド／ドロップ動作に分けることができる。図３の（ａ）は、スルー動作時の溝１５の開閉状態と光路との関係を示す図である。図３の（ｂ）は、アド／ドロップ動作時の溝１５の開閉状態と光路との関係を示す図である。
【００２１】
図３の（ａ）に示すように、スルー動作時には、光スイッチ１１−１の溝１５と光スイッチ２１−１の溝２５とは閉じている。これにより入力ポート１２からドロップ部１０に入力された光は溝１５をそのまま透過し、スルーポート１６から出力される。その光は、ドロップ部１０のスルーポート１６と、アド部２０のスルーポート２６とを接続する導波路を伝播する。そして、アド部２０のスルーポート２６から入力され、溝２５を透過して可変減衰器２４を経て出力ポート２２から出力する。
【００２２】
一方図３の（ｂ）に示すように、アド／ドロップ動作時には、光スイッチ１１−１の溝１５と光スイッチ２１−１の溝２５とは開いている。これにより、入力ポート１２からドロップ部１０に入力された光は、溝１５の端面で反射してドロップポート１３から出力される。この光は受光部（図示せず）で電気信号に変換され、他のネットワークへと出力される。また、アド部２０では、アドポート２３からの光が入力され、溝２５の端面で反射し、可変減衰器２４を経て出力ポート２２から出力される。このように、ドロップ部１０の溝１５とアド部２０の溝２５は互いに連動する。
【００２３】
光アド／ドロップマルチプレクサ１００の動作において重要なのが、ドロップ部１０においてクロストーク光が発生しても、アド部２０の出力ポート２２にその影響が出ないことである。より詳しく説明すると、アド／ドロップ動作時（図３の（ｂ））に、入力ポート１２からの光の一部がスルーポート１６に漏れ出し、導波路を経てアド部２０のスルーポート２６へ到達し、そしてアド部２０の出力ポート２２から出力されてしまうことがある。このスルーポート１６に漏れ出した光がクロストーク光１９である。クロストーク光１９はアド部２０の光信号と混ざり合うため、信号の品質を大きく劣化させる。
【００２４】
本実施の形態によるアド部２０では、アド部２０の溝２５が開いていることから、クロストーク光１９は溝２５の端面で全反射する。よってクロストーク光１９が溝２５を超えて出力ポート２２に出力されることはない。なお全反射したクロストーク光１９は、スルーポート２６側に図示されている他方のポート（クロストークポート）から出力される。このように、２つの溝１５および２５を連動して開閉することにより、クロストーク光１９の出力を大きく減少させることができる。例えば、溝が開いた状態における光の透過量を−３０ｄＢとすると、この２段構成により、出力ポート２２に漏れこむ量は−６０ｄＢとなる。これは実用上全く問題のないレベルである。なおスルー動作時に、入力ポート１２からの光がドロップポートに漏れこむ場合も存在する。しかし、スルー動作ではドロップポート後段の受光器をＯＦＦ状態にするので、特に問題は生じない。以上から、光アド／ドロップマルチプレクサ１００によればクロストーク光を確実に除去できるため、出力される光信号の品質を十分高くできる。
【００２５】
次に図３の（ｃ）は、ドロップ＆スルー動作時の溝１５の開閉状態と光路との関係を示す図である。「ドロップ＆スルー」動作とは、入力ポート１２からの一部の光はドロップポート１３に出力し、残りの光はスルーポート１６から出力する動作である。「ドロップ＆スルー」動作を実現するためには、ドロップ部１０の溝１５は半分開いた状態とする。これは、下側に配置した駆動部３１−２（図２）が導波路１４（図２）を押し上げる量を反射時よりも少なくすることにより実現できる。これにより、入力ポート１２から入力された光の一部は反射してドロップポート１３から出力される。そして残りの光は溝１５を透過してスルーポート１６から出力され、アド部２０の閉じた状態の溝２５を透過して、出力ポート２２から出力される。ドロップポートへの光の分岐比は駆動部の押し上げ量を調整することによって自由に設定できる。
【００２６】
以上説明したドロップ部１０およびアド部２０の各光スイッチの溝１５、２５は、独立して駆動できるので、各入力ポートを独立してスイッチングできる。これにより、アドドロップマルチプレクサノードとして、任意の波長、任意の波長数の光をアドドロップでき、ネットワークの流動的な情報量の増減にフレキシブルに対応できる。
【００２７】
次に、光アド／ドロップマルチプレクサ１００の具体的な外観構成を説明する。図４は、ドロップ部１０の外観図である。このようなドロップ部１０は、図５の状態から完成される。上述のようにアド部２０も同様に組み立て、完成させることができる。図５は、実施の形態１によるアド／ドロップマルチプレクサ（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ；ＡＤＭ）の組み立て構造を示す図である。
【００２８】
光スイッチ１１−１（図１）は、コアがポリマーフィルム１内に形成されている。ポリマーフィルム１の表面には、４つのスイッチにわたって一本の直線の溝として溝１５が形成されている。まず、この溝を開閉させる駆動部３１−１の構造を説明する。ポリマーフィルム１を４つの開口（例えば、開口３２−１）が空いた押さえ板３２で上下から挟む。これによって、溝は一本ではあるが、４つのスイッチ部は独立に溝開閉を行うことができる。この開口は、丸穴と溝１５と同一方向に長径を持つ楕円の組み合わせ形である。開口３２−１の丸穴は、ポリマーフィルム１を押圧するボール１０１の位置を固定する役割を有する。また開口３２−１の楕円穴は、より小さな押圧力で溝１５を開閉する役割を有する。各開口の丸穴部にボール１０１に嵌め込む。表面に溝１５を設けた面側の各ボール１０１の上にはコンタクトピン１０２を配置し、そしてさらに上方にバネアレイ１０３が配置される。この構造により、バネアレイ１０３のバネがコンタクトピン１０２を押し、そして、コンタクトピン１０２がボール１０１を、そしてボール１０１がポリマーフィルム１を押圧する。以上のように駆動部３１−１が構成され、動作する。
【００２９】
ここで、ボール１０１を用いているのは、ボール１０１は非常に高い寸法精度で製作することができるため、押圧ポイントと溝１５の位置とを精度良く位置合わせできるからである。このようにボール１０１を用いることにより、コンタクトピン１０２のサイズや位置精度は厳密でなくてもよくなり、ある程度ラフでもよい。
【００３０】
一方、溝１５を形成された面とは逆の面側にも、駆動部３１−２が設けられる。まず溝１５を形成された面とは逆の面に、押さえ板３２とボール１０４とが配置される。そして、ボール１０４の下にはピエゾアクチュエータアレイ１０５が配置される。バネ１０３は常に各溝部を押圧しているため、ピエゾアクチュエータ１０５が駆動していないときは常に透過状態となる。溝１５を反射状態にしたい場合にはピエゾアクチュエータ１０５を駆動させて変位させることにより、ポリマーフィルム１が押し上げられ、溝１５を開かせる。バネ１０３の荷重をピエゾアクチュエータ１０５の発生力よりも小さくすることで、透過と反射を切り替えることができる。各ピエゾアレイの下部にはピエゾアクチュエータ１０５に電圧を印加する電極ピン１０６がつけられている。ピエゾアクチュエータ１０５を駆動するための回路基板はピエゾアクチュエータ１０５の下に配置されており、基板に設けたピンホール１０８により回路から各ピエゾアクチュエータ１０５に電圧を印可する。また、この回路には、どのスイッチ部を駆動するかのＡＤＭ制御信号を受け取るＡＤＭ制御信号入力部１０９を有する。ポリマーフィルム１（導波路）の両端面にはファイバアレイ１１０を接合する硝子ブロック１１１が上下から接着されており、硝子ブロック１１１とファイバアレイ１１０とを接着する。
【００３１】
このように本発明のドロップ部１０およびアド部２０では、多数のポートを有する場合であっても各部品が１次元アレイ構成であり、容易に組み立てられるとともに、コストを低減できる。なお、本実施の形態では、４ポートのアド／ドロップマルチプレクサを示して説明した。しかし、本実施の形態はその数に限るものではなく、ポート数であってもよい。
【００３２】
なお本実施の形態では、例えば図１に示すように、ドロップ部１０とアド部２０とを別体で構成した。しかし図６に示すように、アド切替部とドロップ切替部を１体として構成することもできる。図６は、実施の形態１の変形例による光アド／ドロップマルチプレクサ１６０の構成を示す図である。光アド／ドロップマルチプレクサ１６０もまた、４つの光スイッチ６１−１〜６１−４から構成されているので、光スイッチ６１−１についてのみ説明する。光スイッチ６１−１は、ポリマーフィルム１上に形成された導波路６４を有しており、さらに入力ポート１２と、ドロップポート１３と、出力ポート２２と、アドポート２３と、可変減衰器２４と、溝６５とを備える。溝６５が閉じている状態では、入力ポート１２からの光は溝６４を透過し、そして、そのまま出力ポート２２から出力される。一方、溝６５が開いている状態では、入力光は、溝６５の端面で反射し、ドロップポート１３から射出される。このときアドポート２３からの光も同様に溝６５の端面で反射され、出力ポート２２から射出される。このような構成によれば、１つの溝でドロップへの切替、アドへの切替が可能となるので、光アド／ドロップマルチプレクサ１６０をコンパクトに形成できる。またスイッチ機構の構成要素の部品点数が少なくなるので、マルチプレクサを容易かつ安価に製造できる。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、アド／ドロップする導波路の構造の変形例を説明する。
【００３４】
アド／ドロップマルチプレクサでは、透過（スルー）する光の挿入損失が、ドロップやアドの損失よりも重要である。その理由は、アド／ドロップマルチプレクサを介したネットワークでは、光信号は多数のアド／ドロップマルチプレクサを通過するので、アド／ドロップマルチプレクサ通過時の挿入損失が小さければ小さいほどネットワークの規模を大きくできるからであり、さらに、ドロップやアドは、光信号にとっては各１度しか発生しないからである。
【００３５】
実施の形態２では、スルー損失が小さい光アド／ドロップマルチプレクサの構成を説明する。図７は、実施の形態２による光アド／ドロップマルチプレクサ１７０の構成を示す図である。なお図ではドロップ部７０の光スイッチ７１−１およびアド部８０の光スイッチ８１−１は、各１つしか示していないが、これは例であり、図１のように複数組存在してもよい。
【００３６】
光アド／ドロップマルチプレクサ１７０が光アド／ドロップマルチプレクサ１００と異なるのは、ドロップ部７０の入力ポート１２からスルーポート１６に至る導波路（以下、「光スイッチ７１−１のスルー導波路」と称する）、および、アド部８０のスルーポート２６から出力ポート２２に至る導波路（以下、「光スイッチ８１−１のスルー導波路」と称する）を直線にしたことにある。すなわち入力ポート１２からの光スイッチ７１−１のスルー導波路は、フィルム端面から垂直に延び、そのまま真っ直ぐ逆端面まで伸びてスルーポート１６と接続される。同様に、光スイッチ８１−１のスルーポート２６から出力ポート２２へ至る導波路も直線である。このように構成したことにより、光の導波路伝搬損失を限りなく小さくできる。
【００３７】
一方入力ポート１２からドロップポート１３へも光信号を伝送しなければならないため、溝７５は、光スイッチ７１−１のスルー導波路に対して４５度傾けて設けた。そして、溝７５とスルー導波路との交点から、光スイッチ７１−１のスルー導波路に垂直にドロップポートへ至る導波路（以下、「ドロップ導波路」と称する）が延びている。光スイッチ７１−１においてスルー導波路を光信号が進む向きを０度としたとき、ドロップ導波路は、２７０度方向に伸び、徐々に１８０度方向に経路を変えつつポリマーフィルム１端面まで延び、ドロップポート１３へと至る。アド部８０の光スイッチ８１−１においても、導波路に対して４５度傾けて溝８５を設けている。溝と導波路の交差する位置から、光スイッチ８１−１のスルー導波路に垂直な方向に、それぞれアドポート２３およびクロストークポートに至る導波路が設けられている。これらの導波路は、途中で９０度曲がりながらポリマーフィルム１端面に至る。この結果、光アド／ドロップマルチプレクサ１７０ではドロップ時とアド時は実施例１と比べ損失が大きくなる。しかし上述のように、スルー損失を限りなく小さくできる方がより有用である。
【００３８】
図８は、実施の形態２の変形例による光アド／ドロップマルチプレクサ１８０の構成を示す図である。光アド／ドロップマルチプレクサ１８０は、実施の形態１の変形例（図６）に対応する、実施の形態２の変形例である。具体的には、光アド／ドロップマルチプレクサ１８０は、入力ポート１２から出力ポート２２への直線のスルー導波路を備えつつ、一つの溝６５を用いてアドおよびドロップを実現する。そしてスルー導波路に対して溝６５を４５度傾けて設けている。これに伴い、スルー導波路に垂直な方向に、アドポート２３およびドロップポート１３への導波路をそれぞれ設け、途中で９０度曲がりながらポリマーフィルム１端面に至るようにした。上述の点以外の構成については、光アド／ドロップマルチプレクサ１６０（図６）と同様であるため、その説明は省略する。
【００３９】
（実施の形態３）
実施の形態３は、可変減衰機能に特徴を有するアド／ドロップマルチプレクサを説明する。可変減衰機能は、それぞればらつきのあるスルー光、アド光の光出力の信号強度を等しくする機能である。
【００４０】
図９は、実施の形態３による、可変減衰部２２３を有する光アド／ドロップマルチプレクサ２００の構成を示す図である。この図には、光アド／ドロップマルチプレクサ２００のドロップ部が示されていないが、例えば実施の形態１、２のドロップ部１０、７０（図１、７）等を採用することができる。
【００４１】
アド部２２０は、スルーポート２２１と、溝２２２と、出力ポート２２８と、アドポート２２９と、溝２２２から出力ポート２２８までの導波路中に可変減衰部２２３を有する。可変減衰部２２３以外の構成要素については、すでに説明した同名の構成要素の構成および機能と同じであるので、その説明は省略する。
【００４２】
可変減衰部２２３は、これまでのアド／ドロップマルチプレクサに用いたのと同様の２つの溝２２５、２２７と、その間に挿入された１／２波長板２２６とを含む。溝２２５、２２７には、それぞれを駆動する駆動部２１２、２１４、さらにそれらを制御する駆動部制御回路２１０を有する。溝２２５、２２７は、駆動部２１２、２１４の押し上げ量を調整することにより、その開閉量を自由に制御できる。押し上げ量を大きくすれば溝の開き量は大きくなり、光の透過量は小さくなる。よって減衰量は大きくなる。その制御は以下のように行われる。まず導波路分岐部２２４が、光の一部を分岐すると、フォトダイオード２１６は、導波路分岐部２２４が分岐した光の一部を検出して検出信号を出力する。検出値は、駆動制御部２１０に送られる。駆動部制御回路２１０は、フォトダイオード２１６からの信号に基づいて、駆動部２１２、２１４を制御し、他のポート（図示せず）と同じ光出力値となるように、駆動部２１２と駆動部２１４を駆動する電圧値を各駆動部に送る。
【００４３】
可変減衰部２２３において、２つの溝２２５、２２７と１／２波長板２２６とを用いている理由は、入射光の偏波方向による減衰量の依存性を排除するためである。溝は不完全な開閉状態にあるとき、その透過率には偏波依存性がある。そこで、２個の溝を用いて同じ開き量とし、その間に結晶軸がフィルムの面に対して４５度傾いた１／２波長板を挿入した。可変減衰部２２３に入力するに先だって、溝２２２に入射する光は任意の偏波状態となっており、ここではＳ波（Ｌｓ）とＰ波（Ｌｐ）とに分解できる。この光は溝２２２を通過することにより、それぞれ異なる量の減衰を受ける。よって通過した光は、αｓＬｓ、αｐＬｐとなる。次に、１／２波長板によって、Ｓ波はＰ波に、Ｐ波はＳ波に変換される。その後溝２２５で同様の減衰を受けるが、偏波が逆転しているので、αｐαｓＬｓ、αｐαｓＬｐとなる。つまり、減衰量はどちらの偏波も同じαｓαｐとなる。
【００４４】
可変減衰部の溝を安定して制御する為に、この可変減衰部での押さえ板の開口径は、光アド／ドロップマルチプレクサ部の開口よりも大きくすればよい。例えば、４倍の１．２ｍｍとすることで、押し上げ量を１μｍで減衰量を０．５ｄＢ変化させることができる。
【００４５】
本実施の形態では、光アド／ドロップマルチプレクサに用いた溝開閉機能を可変減衰部２２３にも与えて減衰量を調整するように構成したので、同一の製作工程、同一部品で製造でき、効率的かつ容易に製造できる。
【００４６】
（実施の形態４）
実施の形態４では、実施の形態１〜３の可変減衰部の別の例を説明する。図１０は、実施の形態４による可変減衰部３００の構成を示す断面図である。図では可変減衰部３００部分のみを示しているが、図１、６、８、９等で利用でき、アド／ドロップマルチプレクサと同一モジュール中に一体化させることができる。
【００４７】
可変減衰部３００の特徴は、ボール３０６を用いてポリマフィルム（導波路）３０４に比較的大きな曲がりを発生させることにある。ポリマフィルム３０４は、ボール３０６近傍を除いて押さえ板３０４で押さえられている。ポリマフィルム３０４に対して互いに反対の位置に存在する駆動部３０８および３１０が、各ボール３０６をポリマフィルム３０４側に変位させる。すると各ボール３０６の変位がポリマフィルム３０４に作用して、導波路３０４が各ボール３０６の変位方向に曲がる。
【００４８】
導波路の曲がりによって、導波路内を伝搬する光には伝搬損失が生じ、減衰する。ボール３０６はピエゾアクチュエータ等の駆動部３１８、３１０と接触しており、ピエゾアクチュエータの変位量を制御することで曲がり具合（曲率）を変化させることができ、減衰量を制御できる。なお光を減衰させないときは導波路は直線状に延びた状態となる。本実施の形態によれば、コアに対し溝には波長板がないので、減衰させない場合の通過損失が小さいというメリットを持つ。
【００４９】
（実施の形態５）
実施の形態５は、可変減衰部のさらに別の例を説明する。図１１は、実施の形態５による可変減衰部３４０の構成を示す断面図である。導波路は、屈折率が低いクラッド部３４８の中に屈折率がより高いコア部３４６を作り込むことにより、コア部３４６に入射した光信号を全反射の繰返しで伝播する。ここでは、導波路の減衰領域３４２において、ポリマフィルムの上面のクラッド部３４４のみエッチング等によって取り除き、コア部３４６を表面に露出させる。そして露出したコア部３４６の上方に、可変減衰器部３４０を構成する、光吸収層３５２と透明部材３５４とを有する駆動部３５０を配置する。ここで、この透明部材３５４の屈折率はコア部３４６と同じ屈折率とする。各駆動部３５０が有するこれらの部材は、長さが異なる複数の種類が規定される。「長さ」とは、光の進行方向についての、コア部３４６に接触する透明部材３５４の長さをいう。各駆動部３５０は独立して変位し、透明部材３５４とコア部３４６表面とが接触／非接触切り替えられるようになっている。コア部３４６を伝搬してきた光は、コア部３４６と透明部材３５４が接触している場合、屈折率が同じであるため一部の光はこの透明部材３５４の中に入射する。そして、光吸収層３５２に達して光は吸収される。透明部材３５４に入射せずに界面で反射した残りの光は、元の光よりも減衰してコア部３４６を伝搬する。光の減衰量は、透明部材の長さによって変化し、長ければ長いほど減衰量は大きくなる。
【００５０】
ここで、例として４つの透明部材３５４の長さをそれぞれ８Ｌ、４Ｌ、２Ｌ、Ｌと設定し、各駆動部３５０の接触の組み合わせを変えることによりデジタル的に減衰量を変化させることができる。
【００５１】
以上説明した構成によれば、減衰量をこのようにデジタル的に変化させることができるので、制御が容易であり、また動作が安定する。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の光アド／ドロップマルチプレクサによれば、スイッチ機構は、光信号が伝搬する導波路を横断する切れ目、および、その切れ目を開閉して光信号の透過および反射を制御する駆動部を有する。これにより、挿入損失の小さな光アド／ドロップを実現できる。
【００５３】
切れ目および駆動部を複数有する場合には、クロストーク光を確実に除去できるため、出力される光信号の品質を十分高くできる。
【００５４】
切れ目および駆動部を各１つ設けた場合には、スイッチ機構の構成要素の部品点数が少なくなるので、コンパクトなマルチプレクサを容易かつ安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による光アド／ドロップマルチプレクサの構成を示す図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、溝１５およびスイッチ機構の断面図である。（ａ）は、光が透過する状態を示す図である。（ｂ）は、光が反射する状態を示す図である。
【図３】（ａ）は、スルー動作時の溝１５の開閉状態と光路との関係を示す図である。（ｂ）は、アド／ドロップ動作時の溝の開閉状態と光路との関係を示す図である。
【図４】ドロップ部の外観図である。
【図５】実施の形態１によるアド／ドロップマルチプレクサ（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ；ＡＤＭ）の組み立て構造を示す図である。
【図６】実施の形態１の変形例による光アド／ドロップマルチプレクサの構成を示す図である。
【図７】実施の形態２による光アド／ドロップマルチプレクサの構成を示す図である。
【図８】実施の形態２の変形例による光アド／ドロップマルチプレクサの構成を示す図である。
【図９】実施の形態３による、可変減衰部を有する光アド／ドロップマルチプレクサの構成を示す図である。
【図１０】実施の形態４による可変減衰部の構成を示す断面図である。
【図１１】実施の形態５による可変減衰部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ポリマーフィルム、  １０  ドロップ部、  １１−１〜１１−４  光スイッチ、  １２  入力ポート、  １３  ドロップポート、  １４  導波路、  １５溝、  １６  スルーポート、  ２０  アド部、  ２１−１〜２１−４  光スイッチ、  ２２  出力ポート、  ２３  アドポート、  ２４  可変減衰器、  ２５溝、  １００  光アド／ドロップマルチプレクサ
【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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