(57)【要約】【課題】  本光路上での光量を損失することなく光をモニタできる光学装置および逆分散型二重分光器を提供すること。【解決手段】  複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段１１と、前記入力光をコリメートして平行光Ｌ１を射出するコリメート手段１２と、平行光に対して少なくとも１回の波長分散作用を与えることにより出力用の第１の回折光Ｌ７を生成する波長分散手段１３と、平行光Ｌ１から第１の回折光Ｌ７が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、第１の回折光を出力する出力手段１８,１９と、波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、出力光路から外れた方向に発生する第２の回折光Ｌ８のスペクトル情報をモニタするモニタ手段２０,２１とを備える。【選択図】      図１
2004233341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、
前記入力光をコリメートして平行光を射出するコリメート手段と、
前記平行光に対して少なくとも１回の波長分散作用を与えることにより出力用の第１の回折光を生成する波長分散手段と、
前記平行光から前記第１の回折光が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、前記第１の回折光を出力する出力手段と、
前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路から外れた方向に発生する第２の回折光のスペクトル情報をモニタするモニタ手段とを備えた
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置において、
前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路に沿って発生する回折光の少なくとも１つに対して所定の操作を施す光操作手段と、
前記モニタ手段によりモニタされたスペクトル情報に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、
前記入力光に対して、第１の波長分散作用を与える第１の波長分散手段と、
前記第１の波長分散手段から発生する回折光のうち、０次回折光とは異なる回折次数の第１の回折光に対して、所定の操作を施す光操作手段と、
前記光操作手段による操作後の光に対して、前記第１の波長分散作用とは逆向きの第２の波長分散作用を与える第２の波長分散手段と、
前記第２の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記複数の波長域に含まれる全ての波長要素が合波されて同一像を形成し得る第２の回折光を出力する出力手段と、
前記第１の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記０次回折光および前記第１の回折光とは異なる回折次数の第３の回折光のスペクトル情報と、前記第２の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記第２の回折光とは異なる回折次数の第４の回折光のスペクトル情報との少なくとも一方をモニタするモニタ手段とを備えた
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項４】
請求項３に記載の逆分散型二重分光器において、
前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段をさらに備えた
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の逆分散型二重分光器において、
前記入力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる入力ポートを含み、
前記出力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる出力ポートを含む
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項６】
請求項３から請求項５の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、前記第１の回折光に対してアッテネーション操作を施すアッテネータである
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項７】
請求項６に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、前記第１の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項８】
請求項７に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが１次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項９】
請求項３または請求項５に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、前記第１の回折光に対してビームステアリング操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１０】
請求項９に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、前記第１の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記ビームステアリング操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが１次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記ビームステアリング操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１２】
請求項３から請求項５の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、前記第１の回折光に対してアッテネーション操作とビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、前記第１の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが１次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１５】
請求項１０,請求項１１,請求項１３,請求項１４の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、
前記出力手段は、複数のオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、
前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させる
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１６】
請求項１０,請求項１１,請求項１３,請求項１４の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、
前記出力手段は、少なくとも１つのオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、
前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させる、または入射させない
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１７】
請求項３から請求項１６の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、
前記入力手段の端部と、前記第１の波長分散手段と、前記光操作手段と、前記第２の波長分散手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、１つの筐体にパッケージされている
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
【請求項１８】
請求項２に記載の光学装置において、
前記入力手段の端部と、前記波長分散手段と、前記光操作手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、１つの筐体にパッケージされている
ことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレーティングやプリズム、またはグリズム（グレーティングとプリズムを合体させたもの）などの波長分散素子を用いた光学装置および逆分散型二重分光器に関し、特に、波長分割多重(ＷＤＭ)方式の光通信分野での使用に好適な光学装置および逆分散型二重分光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光カプラを用いて光の一部をタッピングし、この一部の光をモニタする技術が知られている（例えば非特許文献１参照）。また、波長分散素子を用いた光学装置（例えば逆分散型二重分光器など）では、この装置に入力する光や装置から出力された光の光路（すなわち本光路）上に光カプラを配置して、光カプラでタッピングされた一部の光をモニタしている。
【非特許文献１】波平宜敬 著 「ＤＷＤＭ光測定技術」（株）オプトロニクス社出版 平成13年3月10日発行  Ｐ９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の技術（光タップ）を利用する場合、本光路上の一部の光をモニタ光として利用するため、光の利用効率が悪いという問題があった。
本発明の目的は、本光路上での光量を損失することなく光をモニタできる光学装置および逆分散型二重分光器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の光学装置は、複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、前記入力光をコリメートして平行光を射出するコリメート手段と、前記平行光に対して少なくとも１回の波長分散作用を与えることにより出力用の第１の回折光を生成する波長分散手段と、前記平行光から前記第１の回折光が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、前記第１の回折光を出力する出力手段と、前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路から外れた方向に発生する第２の回折光のスペクトル情報をモニタするモニタ手段とを備えたものである。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学装置において、前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路に沿って発生する回折光の少なくとも１つに対して所定の操作を施す光操作手段と、前記モニタ手段によりモニタされたスペクトル情報に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段とを備えたものである。
請求項３に記載の逆分散型二重分光器は、複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、前記入力光に対して、第１の波長分散作用を与える第１の波長分散手段と、前記第１の波長分散手段から発生する回折光のうち、０次回折光とは異なる回折次数の第１の回折光に対して、所定の操作を施す光操作手段と、前記光操作手段による操作後の光に対して、前記第１の波長分散作用とは逆向きの第２の波長分散作用を与える第２の波長分散手段と、前記第２の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記複数の波長域に含まれる全ての波長要素が合波されて同一像を形成し得る第２の回折光を出力する出力手段と、前記第１の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記０次回折光および前記第１の回折光とは異なる回折次数の第３の回折光のスペクトル情報と、前記第２の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記第２の回折光とは異なる回折次数の第４の回折光のスペクトル情報との少なくとも一方をモニタするモニタ手段とを備えたものである。
【０００６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の逆分散型二重分光器において、前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段をさらに備えたものである。
請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の逆分散型二重分光器において、前記入力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる入力ポートを含み、前記出力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる出力ポートを含むものである。
【０００７】
請求項６に記載の発明は、請求項３から請求項５の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第１の回折光に対してアッテネーション操作を施すアッテネータである。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第１の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作を施すものである。
【０００８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが１次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作を施すものである。
請求項９に記載の発明は、請求項３または請求項５に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第１の回折光に対してビームステアリング操作を施すものである。
【０００９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第１の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記ビームステアリング操作を施すものである。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが１次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記ビームステアリング操作を施すものである。
【００１０】
請求項１２に記載の発明は、請求項３から請求項５の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第１の回折光に対してアッテネーション操作とビームステアリング操作とを施すものである。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第１の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施すものである。
【００１１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが１次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施すものである。
請求項１５に記載の発明は、請求項１０,請求項１１,請求項１３,請求項１４の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、前記出力手段は、複数のオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させるものである。
【００１２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１０,請求項１１,請求項１３,請求項１４の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、前記出力手段は、少なくとも１つのオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させる、または入射させないものである。
【００１３】
請求項１７に記載の発明は、請求項３から請求項１６の何れか１項に記載の逆分散型二重分光器において、前記入力手段の端部と、前記第１の波長分散手段と、前記光操作手段と、前記第２の波長分散手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、１つの筐体にパッケージされているものである。
請求項１８に記載の発明は、請求項２に記載の光学装置において、前記入力手段の端部と、前記波長分散手段と、前記光操作手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、１つの筐体にパッケージされているものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、本光路上での光量を損失することなく光をモニタすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
ここでは、逆分散型二重分光器を例に説明する。逆分散型二重分光器は、迷光低減に優れた分光器として知られ、逆分散型ダブルモノクロメータまたは零分散分光器と呼ばれることもある。この逆分散型二重分光器では、入力光に対して２回の波長分散作用（互いに逆向き）を順に与えると共に、１回目の波長分散作用を受けた後で２回目の波長分散作用を受ける前の回折光に対して、何らかの操作（例えば第１実施形態ではアッテネーション操作）を施している。なお、操作後の光は、２回目の波長分散作用を受けた後、逆分散型二重分光器の外に出力される。出力光のスペクトルは、上記した操作の内容に応じて変化し得る。
【００１６】
第１実施形態の逆分散型二重分光器１０は、図１に示すように、入力ポートのオプティカルファイバ１１と、コリメータ１２と、グレーティング１３と、アッテネータ(１４〜１７)と、集光光学系１８と、出力ポートのオプティカルファイバ１９と、スペクトルモニタ(２０,２１)と、プロセッサ２２と、ドライバ２３とで構成されている。
この逆分散型二重分光器１０は、波長分割多重(ＷＤＭ)方式の光通信システムにおいて、例えば図２のエルビウム添加ファイバアンプ(ＥＤＦＡ)に組み込まれ、そのゲインを平坦化させるための装置、つまり、ダイナミックゲインイコライザ(ＤＧＥ)として動作する。ＥＤＦＡには、逆分散型二重分光器１０の他、エルビウム添加ファイバ(ＥＤＦ)３１,３２と光合波器３３と光分波器３４と光アイソレータ３５,３６と励起光源３７,３８が設けられている。
【００１７】
そして、逆分散型二重分光器１０は、入力ポートのオプティカルファイバ１１の入射端面(不図示)がＥＤＦ３１に接続され、出力ポートのオプティカルファイバ１９の射出端面(不図示)がＥＤＦ３２に接続されている。この逆分散型二重分光器１０では、ＥＤＦ３１からオプティカルファイバ１１に対し、波長域の異なる多種類の光が多重化された状態で入力され（波長多重光）、後述のアッテネーション操作後の波長多重光がオプティカルファイバ１９からＥＤＦ３２に対して出力される。本明細書における“波長域”の波長幅は極めて狭く、各々の波長域の光をほぼ単色光として捉える。
【００１８】
ここで、図１に示す逆分散型二重分光器１０の各構成要素(１１〜２３)の配置や機能について説明する。ちなみに、逆分散型二重分光器１０は、ハードウエアとしては１台の分光器の中で光路を二重に巡らすことにより、逆分散型二重分光器として機能させる構成となっている。
入力ポートのオプティカルファイバ１１（請求項１の「入力手段」に対応）は、単数線であり、ＥＤＦ３１からの波長多重光を逆分散型二重分光器１０の内部に取り込むための部材（例えばシングルモードファイバ）である。逆分散型二重分光器１０の内部は自由空間であり、オプティカルファイバ１１によって、ＥＤＦ３１からの波長多重光が自由空間に射出される。オプティカルファイバ１１の射出端面のコアの直径は例えば１０μｍである。
【００１９】
コリメータ１２（請求項１の「コリメート手段」に対応）は、オプティカルファイバ１１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。コリメータ１２は、オプティカルファイバ１１の射出端面からの波長多重光をコリメートして、グレーティング１３に導くための光学素子（入力インターフェース部）である。
オプティカルファイバ１１とコリメータ１２（総じて請求項３の「入力手段」に対応）は、オプティカルファイバ１１の射出端面がコリメータ１２の焦点位置と一致するように配置されている。このため、オプティカルファイバ１１とコリメータ１２を介して取り込まれた波長多重光Ｌ１（請求項の「入力光」に対応）は、平行光となる。波長多重光Ｌ１の主光線はコリメータ１２の光軸１２ａ（図３）に一致する。以下の説明では、波長多重光Ｌ１に含まれる複数の波長域をλ１,λ２,…,λｎとする。
【００２０】
グレーティング１３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、グレーティング１３の波長分散方向に相当する。また、グレーティング１３の格子定数は使用波長域の数倍程度に大きく、比較的偏光特性が小さく、高次回折光にブレーズされている（いわゆるエシェルグレーティング）。
このグレーティング１３は、オプティカルファイバ１１とコリメータ１２を介して取り込まれた波長多重光Ｌ１に対して、第１の波長分散作用を与える。その結果、グレーティング１３から様々な方向に回折光が発生する。グレーティング１３から発生する全ての回折光は、グレーティング１３の直線溝に垂直な面（以下「基準面」という）に平行である。
【００２１】
グレーティング１３から発生する回折光のうち、図１に示した回折光Ｌ２は、後述するアッテネータ(１４〜１７)の方向に発生した一部の回折光（０次回折光とは異なる回折次数の回折光)(ブレーズが最も強い回折次数の回折光)(例えば１次回折光）であり、請求項の「第１の回折光」に対応する。回折光Ｌ２の主光線は、図３に示すように、波長域λ１,λ２,…,λｎごとに回折角度が少しずつ異なっている(分波)。各波長域λ１,λ２,…,λｎの主光線の分岐点を“Ｃ”とする。
【００２２】
なお、グレーティング１３には、後述のアッテネータ(１４〜１７)によるアッテネーション操作後の光Ｌ５（図１）も入射する。この光Ｌ５に対して、グレーティング１３は、第１の波長分散作用（波長多重光Ｌ１に与えた作用）とは逆向きの第２の波長分散作用を与える。この場合にも、グレーティング１３から基準面に平行な様々な方向に回折光が発生する。
【００２３】
２回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生する回折光のうち、図１に示した回折光Ｌ７は、後述の集光光学系１８の方向に発生した一部の回折光（０次回折光とは異なる回折次数の回折光)(ブレーズが最も強い回折次数の回折光)(例えば１次回折光）である。また回折光Ｌ８は、後述のスペクトルモニタ(２０,２１)の方向に発生した一部の回折光（回折光Ｌ７とは異なる回折次数の回折光)(例えば０次回折光）である。
【００２４】
これら２回目の波長分散作用に関わる光（アッテネーション操作後の光Ｌ５と回折光Ｌ７,Ｌ８）については後で詳細に説明する。回折光Ｌ７,Ｌ８は、各々、請求項の「第２の回折光」,「第４の回折光」に対応する。第１実施形態において、グレーティング１３は、請求項の「第１の波長分散手段」,「第２の波長分散手段」の双方に対応する。
次に、アッテネータ(１４〜１７)の説明を行う。アッテネータ(１４〜１７)は、グレーティング１３からの回折光Ｌ２に対してアッテネーション操作を施す光減衰器であり、リレー光学系１４とマイクロミラーアレイ１５とトラップミラー１６とトラップ１７とで構成されている。
【００２５】
リレー光学系１４は、正の焦点距離を有し、回折光Ｌ２をマイクロミラーアレイ１５上に集光する。また、リレー光学系１４を通過した後の回折光Ｌ３の主光線が、図３の通り、波長域λ１,λ２,…,λｎごとに平行に並ぶように配置されている（テレセントリック系）。さらに、必要な像範囲で平坦な像が得られ、かつ、十分に小さいスポット状の単色像が得られるように、収差補正がなされている。単色像とは、任意の単一波長域の光による像のことである。
【００２６】
このリレー光学系１４により、マイクロミラーアレイ１５上には、図４に示すように、波長域λ１,λ２,…,λｎの異なる多数のスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎが波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。各々のスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎは、単色像であり、オプティカルファイバ１１の射出端面とほぼ相似なスポット状である。波長域λ１,λ２,…,λｎは、波長多重光Ｌ１に含まれていた複数の波長域（単波長）が分離されたものである。
【００２７】
なお、リレー光学系１４に入射する回折光Ｌ２の光路を側方（基準面に平行な方向）から見ると、図５(ａ)に示すように、リレー光学系１４の光軸１４ａに平行で且つ光軸１４ａから偏心していることが分かる。このため、リレー光学系１４を通過した後の回折光Ｌ３の光路は、光軸１４ａに対して斜めとなる。これは、次に説明するマイクロミラーアレイ１５で反射した後の光Ｌ４,Ｌ５が回折光Ｌ２,Ｌ３と重ならないようにするためである。
【００２８】
マイクロミラーアレイ１５は、図４に示すように、複数のマイクロミラー１５ａが１次元的に配列されたアレイ部である（例えばＭＥＭＳ（Mycro Electro Mechanical Systems）方式）。複数のマイクロミラー１５ａは、全て、同じ大きさの平面ミラーである。マイクロミラー１５ａの大きさは、およそ数１０μｍ角〜数１００μｍ角程度である。
このマイクロミラーアレイ１５は、マイクロミラー１５ａの配列方向をスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎの波長分散方向に揃えて、リレー光学系１４の焦点位置（スペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎの形成位置）に配置されている。また、マイクロミラーアレイ１５は、マイクロミラー１５ａの大きさがスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎのスポット径より大きく、かつ、マイクロミラー１５ａどうしの間隔がスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎどうしの間隔（図３に示す回折光Ｌ３の波長域λ１,λ２,…,λｎごとの主光線の間隔）と等しくなるように構成されている。
【００２９】
このため、マイクロミラーアレイ１５の各々のマイクロミラー１５ａ上には、スペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎの各々が１つずつ形成されることになる。つまり、各々のマイクロミラー１５ａと各々のスペクトル像（単色像）は一対一で対応することになる。
さらに、個々のマイクロミラー１５ａは、その配列方向に平行な回転軸を中心として独立に傾斜可能である。マイクロミラー１５ａの傾き角度は、一定の範囲内で連続的に可変であり、ドライバ２３からの駆動信号に応じて調整される。なお、個々のマイクロミラー１５ａの回転軸は、反射面に平行であり、互いに平行である。
【００３０】
以下の説明では、マイクロミラー１５ａの反射面がリレー光学系１４の光軸１４ａに対して垂直である状態を「初期状態」、光軸１４ａに対して傾いた状態を「傾斜状態」という。
全てのマイクロミラー１５ａが初期状態のとき（これをマイクロミラーアレイ１５の初期状態という）、図６(ａ)に示すように、全てのマイクロミラー１５ａの反射面が同一平面上に並ぶ。この同一平面もリレー光学系１４の光軸１４ａに対して垂直である。そして、ドライバ２３からの駆動信号に応じて、１つ以上のマイクロミラー１５ａが傾けられると、各々の反射面は図６(ｂ)に示すような凹凸状態となる。
【００３１】
ここで、マイクロミラーアレイ１５が初期状態のときに（図６(ａ)参照）、マイクロミラーアレイ１５で反射した後の光Ｌ４（以下「反射光Ｌ４」という）について説明する。前述のように、マイクロミラーアレイ１５に入射する回折光Ｌ３は、主光線が波長域λ１,λ２,…,λｎごとに平行であり、上方から見ると(図３参照)、マイクロミラー１５ａに対して垂直方向から入射する。また、側方から見ると(図５(ａ)参照)、マイクロミラー１５ａに対して斜め方向から入射する。
【００３２】
このため、初期状態のマイクロミラーアレイ１５からの反射光Ｌ４は、主光線が波長域λ１,λ２,…,λｎごとに平行であり、上方から見ると(図７参照)、マイクロミラー１５ａから垂直方向に射出する。また、側方から見ると(図５(ａ)参照)、マイクロミラー１５ａから斜め方向に射出する。
ここで、図５(ｂ)に示すように、マイクロミラー１５ａに対して回折光Ｌ３の主光線が入射するときの角度をθ0とする。角度θ0の基準はリレー光学系１４の光軸１４ａである。また、マイクロミラー１５ａから反射光Ｌ４の主光線が射出するときの角度をθ1とする。角度θ1の基準も光軸１４ａである。マイクロミラー１５ａが初期状態のとき、回折光Ｌ３の主光線の入射角度θ0と反射光Ｌ４の主光線の射出角度θ1は一致する。
【００３３】
そして、この反射光Ｌ４は、後述のトラップミラー１６でケラレることなくリレー光学系１４に戻り（図５(ａ)の状態）、リレー光学系１４を再通過した後（光Ｌ５）、グレーティング１３上に集光される。このとき、光Ｌ５の主光線は、図７に示すように、波長域λ１,λ２,…,λｎごとにグレーティング１３に対する入射角度が少しずつ異なっている。
【００３４】
ただし、光Ｌ５の波長域λ１,λ２,…,λｎのうち任意の波長域λｋ(ｋ＝１〜ｎ)の主光線と、上述した回折光Ｌ２（図３）の波長域λ１,λ２,…,λｎのうち任意の波長域λｋの主光線とを比較すると、つまり、同じ波長域λｋどうしで主光線を比較すると、グレーティング１３への光Ｌ５の入射角度は、グレーティング１３からの回折光Ｌ２の回折角度に等しい。また、光Ｌ５の各波長域λ１,λ２,…,λｎの主光線は、共通の点Ｄに集合する。この集合点Ｄは、回折光Ｌ２の各波長域λ１,λ２,…,λｎの主光線の分岐点Ｃと共役である。
【００３５】
次に、マイクロミラーアレイ１５のうち１つ以上のマイクロミラー１５ａがドライバ２３からの駆動信号に応じて傾けられたとき（図６(ｂ)参照）、その傾斜状態のマイクロミラー１５ａから射出される反射光Ｌ４について説明する。マイクロミラー１５ａが傾斜状態であっても、上方から見た様子（図７参照）は初期状態と同じである。
しかし、側方から見た様子（図８(ａ)参照）が、初期状態（図５(ａ)参照）から変化する。つまり、マイクロミラー１５ａが傾斜状態（図８(ａ)参照）のとき、反射光Ｌ４は初期状態（図５(ａ)参照）のときよりもさらに下方に射出する。そして、反射光Ｌ４の主光線（図８(ｂ)）の射出角度θ1は、回折光Ｌ３の主光線の入射角度θ0より大きくなる。このため、トラップミラー１６に到達した反射光Ｌ４の一部（図８(ｃ)のハッチング部を参照）は、トラップミラー１６でケラレることになる。
【００３６】
トラップミラー１６は、マイクロミラーアレイ１５とリレー光学系１４との間に配置され、使用波長域の光を吸収可能な物質（例えばＮＤフィルタ）の表面を研磨して平面ミラーに仕上げたものである。トラップミラー１６の反射面には、反射防止コートが施されている。
このため、傾斜状態のマイクロミラー１５ａから射出してトラップミラー１６に入射した一部の光（図８(ｃ)のハッチング部）は、その大部分のエネルギーがここで吸収消失する。そして僅かな光Ｌ６（図８(ａ)）のみがトラップミラー１６を経てトラップ１７に到達する。
【００３７】
トラップ１７は、トラップミラー１６と同一物質および同一仕上げの平面ミラーを２枚、くさび型に配置したものである。トラップ１７の反射面には反射防止コートを施しても施さなくても構わない。何れにしても、トラップ１７に到達する光Ｌ６は僅かであり、この光Ｌ６を外に逃がすことなくほぼ完全に吸収消失させることができる。
このように、マイクロミラー１５ａの傾き角度を初期状態から変化させた状態で、反射光Ｌ４の一部（図８(ｃ)のハッチング部）に対してトラップミラー１６によるケラレを故意に発生させ、トラップミラー１６とトラップ１７により吸収消失させるため、リレー光学系１４を介してグレーティング１３に戻る光Ｌ５のエネルギーを吸収消失の分だけ減衰させることができる。
【００３８】
また、トラップミラー１６によるケラレ量をマイクロミラー１５ａの傾き角度に応じて自在に変化させることができるため、トラップミラー１６とトラップ１７による吸収消失量も、リレー光学系１４を介してグレーティング１３に戻る光Ｌ５のエネルギーも、連続的に変化させることができる。
さらに、複数のマイクロミラー１５ａの各々と複数のスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎ（単色像）の各々とは一対一で対応している（図４参照）ため、各々のマイクロミラー１５ａの傾き角度を独立に変化させることで、グレーティング１３に戻る光Ｌ５のエネルギーを波長域λ１,λ２,…,λｎごとに独立に変化させることができる。
【００３９】
つまり、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０に組み込まれたアッテネータ(１４〜１７)は、各々のマイクロミラー１５ａにより、各々の波長域λ１,λ２,…,λｎごとに（スペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎごとに）、アッテネーション操作を施すものである。このようなアッテネータ(１４〜１７)は、一般にチャネル型と呼ばれる。１つのチャネルは１つの波長域(λ１,λ２,…,λｎ)に対応する。上記のアッテネータ(１４〜１７)とドライバ２３とは、総じて請求項の「光操作手段」に対応する。
【００４０】
さて、アッテネータ(１４〜１７)によるアッテネーション操作後の光Ｌ５と、２回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生する回折光Ｌ７,Ｌ８について説明する。
アッテネーション操作後の光Ｌ５の主光線（図７参照）は、前述のように、グレーティング１３に対する入射角度が波長域λ１,λ２,…,λｎごとに少しずつ異なり、共通の集合点Ｄに到達する。この集合点Ｄは、１回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生した回折光Ｌ２（図３）の各波長域λ１,λ２,…,λｎの主光線の分岐点Ｃと共役である。
【００４１】
第１実施形態では、同一のグレーティング１３が分岐点Ｃと集合点Ｄとで等価な位置関係となるように配置されている。このため、光Ｌ５がグレーティング１３から受ける２回目の波長分散作用は、回折光Ｌ２がグレーティング１３から受けた波長分散作用（グレーティング１３が波長多重光Ｌ１に与えた波長分散作用）とは逆向きとなる。
ここで、図３に示すように、回折光Ｌ２の任意の波長域λｋ(ｋ＝１〜ｎ)の主光線がグレーティング１３から射出するときの角度をφｋとする。角度φｋの基準はコリメータ１２の光軸１２ａである。角度φｋは、コリメータ１２からグレーティング１３に入射する波長多重光Ｌ１の主光線と回折光Ｌ２の波長域λｋの主光線との成す角度に相当する。
【００４２】
そして、図７に示すように、２回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生する回折光のうち、アッテネーション操作後の光Ｌ５（波長域λｋ）の主光線との成す角度が、図３で説明した角度φｋに等しい回折光Ｌ７（波長域λｋ）の主光線は、全ての波長域λ１,λ２,…,λｎで、ほぼ１本の直線方向に重畳(合波)される。回折光Ｌ７は、複数の波長域に含まれる全ての波長要素（λ１,λ２,…,λｎ）が合波されて同一像を形成し得る光である。
【００４３】
すなわち、全ての波長域λ１,λ２,…,λｎの回折光Ｌ７が多重化された状態となる。この多重化後の回折光Ｌ７（以下「波長多重光Ｌ７」という）は、図３に示す波長多重光Ｌ１と同じ太さの平行光であり、集光光学系１８に向かう。波長多重光Ｌ７の主光線は、集光光学系１８の光軸１８ａに一致する。波長多重光Ｌ７と波長多重光Ｌ１とは互いに平行である。
【００４４】
集光光学系１８（図１）は、出力ポートのオプティカルファイバ１９のＮＡに対して最適化された正の焦点距離を有する。集光光学系１８は、グレーティング１３からの波長多重光Ｌ７を集光して、オプティカルファイバ１９の入力端面に導くための光学素子（出力インターフェース部）である。
出力ポートのオプティカルファイバ１９は、単数線であり、入力ポートのオプティカルファイバ１１と同一仕様のシングルモードファイバである。オプティカルファイバ１９は、集光光学系１８からの波長多重光を図２に示すＥＤＦ３２に導くための部材である。
【００４５】
集光光学系１８とオプティカルファイバ１９（総じて請求項の「出力手段」に対応）は、オプティカルファイバ１９の入射端面が集光光学系１８の焦点位置と一致するように配置されている。このため、集光光学系１８とオプティカルファイバ１９を介し、高い結合効率で、アッテネータ(１４〜１７)によるアッテネーション操作後の波長多重光がＥＤＦ３２に出力される。
【００４６】
一方、図７に示すように、２回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生する回折光のうち、回折次数が０次の回折光Ｌ８は、その主光線の回折角度が波長域λ１,λ２,…,λｎごとに少しずつ異なっている。ただし、０次の回折光Ｌ８は正反射光であるため、グレーティング１３の法線１３ａを基準とした場合、回折光Ｌ８（波長域λｋ）の主光線の角度は、光Ｌ５（波長域λｋ）の主光線の角度と等しくなる。
【００４７】
そして、波長域λ１,λ２,…,λｎの回折光Ｌ８は、次に説明するスペクトルモニタ(２０,２１)に向かう。スペクトルモニタ(２０,２１)は、グレーティング１３から発生した回折光Ｌ８のスペクトル情報（分光特性情報）をモニタする機構であり、モニタ光学系２０と１次元アレイセンサ２１とで構成されている（請求項の「モニタ手段」に対応）。
モニタ光学系２０は、正の焦点距離を有し、回折光Ｌ８を１次元アレイセンサ２１上に集光する。また、モニタ光学系２０を通過した後の回折光Ｌ９の主光線が、波長域λ１,λ２,…,λｎごとに平行に並ぶように配置されている（テレセントリック系）。さらに、必要な像範囲で平坦な像が得られ、かつ、十分に小さいスポット状の単色像が得られるように、収差補正がなされている。
【００４８】
このモニタ光学系２０により、１次元アレイセンサ２１上には、図９に示すように、波長域λ１,λ２,…,λｎの異なる多数のスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎが波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。各々のスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎは、単色像であり、オプティカルファイバ１１の射出端面とほぼ相似なスポット状である。また、スペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎは、マイクロミラーアレイ１５上のスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎ（図４）の共役像に相当する。
【００４９】
１次元アレイセンサ２１は、図９に示すように、多数の受光部２１ａが１次元配列された受光面を有する。複数の受光部２１ａは全て大きさが同じである。１次元アレイセンサ２１は、受光部２１ａの配列方向（アレイ方向）をスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎの波長分散方向に揃えて、その受光面がモニタ光学系２０の焦点位置（スペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎの形成位置）と一致するように配置されている。
【００５０】
また、１次元アレイセンサ２１は、受光部２１ａの大きさがスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎのスポット径より大きく、かつ、受光部２１ａどうしの間隔がスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎどうしの間隔（図７に示す回折光Ｌ９の波長域λ１,λ２,…,λｎごとの主光線の間隔）と等しくなるように構成されている。
このため、１次元アレイセンサ２１の各々の受光部２１ａ上には、スペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎの各々が１つずつ形成されることになる。つまり、各々の受光部２１ａと各々のスペクトル像（単色像）は一対一で対応することなる。したがって、各々の受光部２１ａにより回折光Ｌ９のエネルギーを波長域λ１,λ２,…,λｎごとに独立に検出することができる。
【００５１】
１次元アレイセンサ２１の各受光部２１ａによる検出結果は、回折光Ｌ９のスペクトル情報を表している。また、回折光Ｌ８のスペクトル情報にも対応する。このスペクトル情報は、スペクトルモニタ(２０,２１)によるモニタ結果としてプロセッサ２２に出力される。
そして、プロセッサ２２は、スペクトル情報を演算処理して、マイクロミラーアレイ１５の個々のマイクロミラー１５ａの現在の傾き角度を求め、予め記憶している目標の傾き角度との差を波長域λ１,λ２,…,λｎごとに計算し、この差を補正するために必要なマイクロミラー１５ａの回転量を求め、その情報をドライバ２３に出力する。
【００５２】
ドライバ２３は、プロセッサ２２からの指示（個々のマイクロミラー１５ａの回転量の指示値）に基づいて、アッテネータ(１４〜１７)のマイクロミラーアレイ１５に駆動信号を出力し、個々のマイクロミラー１５ａを回転させ、その傾き角度を変化させる。プロセッサ２２は、請求項の「制御手段」に対応する。
このように、プロセッサ２２とドライバ２３を介して、スペクトルモニタ(２０,２１)によるモニタ結果をアッテネータ(１４〜１７)にフィードバックすることで、マイクロミラーアレイ１５の個々のマイクロミラー１５ａを目標の傾き角度に設定することができる。
【００５３】
マイクロミラー１５ａの目標の傾き角度とは、アッテネータ(１４〜１７)によるアッテネーション操作後の光Ｌ５の目標減衰量に対応し、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０からＥＤＦ３２に出力される波長多重光（アッテネーション操作後）の目標スペクトルに対応する。
このため、マイクロミラー１５ａの目標の傾き角度に代えて、図２のＥＤＦ３２に出力する波長多重光の目標スペクトルをプロセッサ２２内に予め記憶させても構わない。目標スペクトルは、図２のＥＤＦＡのゲイン特性に応じた最適なスペクトルである。
【００５４】
この場合、プロセッサ２２は、スペクトルモニタ(２０,２１)からスペクトル情報を取得すると、このスペクトル情報と目標スペクトルを比較して、波長域λ１,λ２,…,λｎごとに光Ｌ５の減衰率として必要な値を計算する。さらに、光Ｌ５の減衰率とマイクロミラー１５ａの回転量との既知の相関関係に基づいて、波長域λ１,λ２,…,λｎごとにマイクロミラー１５ａの回転量を求め、その情報をドライバ２３に出力する。
【００５５】
なお、プロセッサ２２がスペクトルモニタ(２０,２１)によるモニタ結果に基づいてマイクロミラー１５ａの回転量を求める際、マイクロミラー１５ａの傾き角度とオプティカルファイバ１９の結合効率（カップリング効率）との既知の相関関係も考慮される。また、プロセッサ２２は、必要に応じて外部ＣＰＵからの指令も考慮する。
したがって、スペクトルモニタ(２０,２１)によるモニタ結果をアッテネータ(１４〜１７)にフィードバックすることで、逆分散型二重分光器１０からＥＤＦ３２に出力される波長多重光（アッテネーション操作後）のスペクトルを図２のＥＤＦＡのゲイン特性に応じた最適なものとすることができる。つまり、適切な分光特性のアッテネーション操作を施すことができる。その結果、安定したＷＤＭ方式の光通信が可能となる。
【００５６】
スペクトルモニタ(２０,２１)によるスペクトル情報のモニタを常時行うことにより、図２のＥＤＦ３１から入力される波長多重光のスペクトルが変動しても、その変動に応じてマクロミラー１５ａの傾き角度を調整し、アッテネータ(１４〜１７)によるアッテネーション操作を適切に保つことで、ＥＤＦ３２に出力する波長多重光のスペクトルを最適な状態に保持できる。
【００５７】
このように、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０はダイナミックゲインイコライザ(ＤＧＥ)として動作するため、図２のＥＤＦＡ内での分光特性を状況に応じてリアルタイムで変化させることができ、４０Ｇbps 以上のビットレートにおける超長距離伝送システムにおいて、温度変動などの様々な要因によって発生するスペクトル変動が光アンプの許容範囲を超える事態を回避できる。
【００５８】
さらに、マイクロミラーアレイ１５の各々のマイクロミラー１５ａにより、各々の波長域λ１,λ２,…,λｎごとに（スペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎごとに）、独立してアッテネーション操作を施すので（チャネル型）、厳密なイコライジングが可能となる。
なお、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０は、図２のＥＤＦＡに限らず、他の希土類元素(Ｎｄなど)を添加した光アンプ（光増幅器）のゲインを平坦化させるために用いることもできる。
【００５９】
また、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０をコンベンショナルなフリースペース光学素子で実現すれば、導波路型の分光器を用いた場合に比べて格段に温度特性が安定する。このため取り扱いが簡単になる。光通信機器には一般に厳しい環境温度条件の下で作動することが要求されるため、好適である。環境温度が変化した場合でも、安定した光通信が可能となる。
【００６０】
さらに、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０では、スペクトルモニタ(２０,２１)を内蔵するため、適切なアッテネーション操作を施すことが可能なだけでなく省スペース化や低コスト化も実現する。
また、グレーティング１３から発生する回折光のうち、本光路（波長多重光Ｌ７）とは外れた方向に発生する不要な回折光Ｌ８(,Ｌ９)を取り込んでスペクトル情報をモニタリングするため、逆分散型二重分光器１０から出力される波長多重光の光量を損失することがない。つまり、効率よくモニタリングできる。
【００６１】
さらに、マイクロミラーアレイ１５を用いてアッテネーション操作を施すので、逆分散型二重分光器１０内での光量損失（インサーションロス）を小さく抑えることができる。このため、アッテネーション操作とスペクトル情報のモニタリングを効率よく行うことができる。
また、逆分散型二重分光器１０では、２回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生した回折光Ｌ８(,Ｌ９)をスペクトルモニタ(２０,２１)に取り込むため、次の効果《１》,《２》を奏する。
【００６２】
《１》  逆分散型二重分光器１０から出力される波長多重光のスペクトルと比較的類似した出力側のスペクトル情報をモニタリングすることができる。このため、モニタ結果のスペクトル情報からマイクロミラー１５ａの回転量を求める際の演算が容易になる。
《２》  回折光Ｌ８(,Ｌ９)の分散を大きく確保できるため、１次元ラインセンサ２１の各々の受光部２１ａにより、確実に、波長域λ１,λ２,…,λｎごとの個別のエネルギーを検出できる。
【００６３】
さらに、モニタ用のスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎを検出する素子として１次元アレイセンサ２１を用いたので、多数の波長域λ１,λ２,…,λｎのスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎを同時に検出できる。つまり、波長多重光の波長域λ１,λ２,…,λｎごとの強度を簡単に測定（モニタ）することができる。
また、アッテネータ(１４〜１７)におけるリレー光学系１４の配置をテレセントリック系とし、リレー光学系１４を通過した後の回折光Ｌ３の主光線が波長域λ１,λ２,…,λｎごとに平行に並ぶようにしたので、マイクロミラー１５ａの回転軸が互いに平行な簡素な構成のマイクロミラーアレイ１５を用いることができる（１軸で制御可能）。
【００６４】
さらに、１つのリレー光学系１４で“グレーティング１３からマイクロミラーアレイ１５への光路”と“マイクロミラーアレイ１５からグレーティング１３への光路”とを兼用したため、２回目の波長分散作用によってグレーティング１３から発生する本光路の回折光Ｌ７を精度よく多重化することができる。
また、アッテネータ(１４〜１７)にトラップ１７を設け、トラップミラー１６で反射した僅かな光Ｌ６をここで完全に吸収消失させるため、逆分散型二重分光器１０内での迷光を確実に防止できる。このため、正確なモニタリングが可能となる。
【００６５】
さらに、グレーティング１３から発生する不要な回折光Ｌ８によりモニタリングするので、アッテネータ(１４〜１７)の構成に拘わらず確実にスペクトル情報をモニタすることができる。
すなわち、マイクロミラーアレイ１５に代えて液晶素子を用いた場合でも、グレーティング１３から発生する不要な回折光Ｌ８により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。ちなみに、この場合のアッテネーション操作は、液晶素子の各セルに単色像を対応させ、セルごとに偏光面を回転させることにより行われる。
【００６６】
また、アッテネータ(１４〜１７)をチャネル型の構成に代えてサブバンド型の構成とした場合でも、グレーティング１３から発生する不要な回折光Ｌ８により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。サブバンド型の構成とは、スペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎから外れた箇所にマイクロミラーアレイ１５や液晶素子を配置し、複数の波長チャネルからなるサブバンドごとにアッテネーション操作を施すような構成である。
【００６７】
さらに、アッテネータ(１４〜１７)を構成するリレー光学系１４の配置が非テレセントリック光学系の場合にも、トラップ１７を省略した場合にも、グレーティング１３から発生する不要な回折光Ｌ８により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。
また、アッテネーション操作を施すアッテネータ(１４〜１７)に代えて、他の操作（例えば次に説明する<１>や<２>や<３>など）を施すような機構を設けた場合にも、グレーティング１３から発生する不要な回折光Ｌ８により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。
【００６８】
アッテネーション操作以外の操作には、例えば、<１>１つのスリットを設置して波長多重光に含まれる１つの波長域のみを切り出す操作や、<２>複数のスリットを設置して波長多重光に含まれる複数の波長域を切り出し合波する操作や、<３>ビームステアリング操作などが考えられる。ビームステアリング操作を施す構成例については、後述の第２実施形態で具体的に説明する。
【００６９】
このように、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０に内蔵されたスペクトルモニタ(２０,２１)は、２回の波長分散作用（互いに逆向き）の間における操作の形態に拘わらず確実にスペクトル情報をモニタできるため、汎用性が向上する。
ここで、操作対象の光に対してアッテネーション操作を施すように構成され、かつ、このアッテネーション操作がマイクロミラーアレイにより施される従来の逆分散型二重分光器（例えば特開２００２−１９６１７３号公報を参照）との相違点について説明する。
【００７０】
従来装置では、適切なアッテネーション操作を行うと共に省スペース化と低コスト化を実現するため、スペクトル情報のモニタ機構を内蔵することが提案されている。また、従来装置では、マイクロミラーアレイに入射する光（操作対象の光）のスポット径が個々のマイクロミラーより大きく、スポット径の中に多数のマイクロミラーを２次元的に含むように設定されている。このため、スポット径の中の一部のマイクロミラーを傾斜させて一部の光を本光路外に導く（つまり廃棄する）ことでアッテネーション操作を行い、そのとき廃棄された光を取り込むことでスペクトル情報のモニタを行うことができる（モニタ機構）。そして、傾斜させるマイクロミラー数の制御がスペクトル情報に基づいて行われ、アッテネーション操作を実現させている。
【００７１】
しかし、上記した従来のモニタ機構は、廃棄された入力光の一部を使ってスペクトラムをモニタリングする手法であるため、飽くまでも、(１)マイクロミラーアレイによりアッテネーション操作を施す、(２)マイクロミラーアレイへの入射光のビーム径内に多数のマイクロミラーが含まれるように設定する、という要件(１),(２)を満たす逆分散型二重分光器に固有の技術である。したがって、他の様々な形態の逆分散型二重分光器、例えばマイクロミラーアレイ以外の手段によりアッテネーション操作を施す形態や、アッテネーション操作以外の操作を施す形態など、要件(１),(２)を満足しない逆分散型二重分光器に、上記のモニタ機構を適用することは困難である。つまり、上記のモニタ機構には汎用性に欠けるという問題があった。
【００７２】
これに対し、第１実施形態の逆分散型二重分光器１０では、既に説明した通り、内蔵のモニタ機構（つまりスペクトルモニタ(２０,２１)）によって、２回の波長分散作用（互いに逆向き）の間における操作の形態に拘わらず確実にスペクトル情報をモニタできるため、汎用性が向上する。
（第１実施形態の変形例）
上記した第１実施形態では、２回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生した不要な回折光Ｌ８をスペクトルモニタ(２０,２１)に取り込み、回折光Ｌ８のスペクトル情報をモニタしたが、本発明はこれに限定されない。
【００７３】
例えば図１０の逆分散型二重分光器５０のように、１回目の波長分散作用[１]によりグレーティング１３から発生した不要な回折光Ｌ１０（請求項２の「回折光の少なくとも１つ」に対応）を別のスペクトルモニタ５１に取り込み、回折光Ｌ１０のスペクトル情報をモニタしても構わない。逆分散型二重分光器５０の光操作部５２は、所定の操作（例えばアッテネーション操作）を施す機構である。
【００７４】
１回目の波長分散作用[１]による回折光Ｌ１０は、０次回折光および光操作部５２への回折光Ｌ２とは異なる回折次数の回折光である。回折光Ｌ１０の主光線も、回折光Ｌ２の主光線と同様、図１１に示すように、波長域λ１,…,λｎごとに回折角度が少しずつ異なっている。スペクトルモニタ５１は、スペクトルモニタ(２０,２１)と同様、モニタ光学系と１次元アレイセンサとで構成される。
【００７５】
この場合、プロセッサ２２には、スペクトルモニタ(２０,２１)によるモニタ結果(出力側のスペクトル情報)と、スペクトルモニタ５１によるモニタ結果(入力側のスペクトル情報)とが出力される。このため、プロセッサ２２では、２種類のスペクトル情報に基づいてマイクロミラー１５ａの回転量を求め、その情報をドライバ２３に出力する。
図１０,図１１の変形例によれば、２回の波長分散作用[１],[２]の各々によりグレーティング１３から発生した不要な回折光Ｌ８,Ｌ１０をモニタリングし、得られた２種類のスペクトル情報に基づいて光操作部５２を制御するため、さらに高精度な操作（例えばアッテネーション操作）を施すことができる。
【００７６】
また、図１０の逆分散型二重分光器５０のうち、出力側のスペクトルモニタ(２０,２１)を省略しても構わない。この場合には、スペクトルモニタ５１によるモニタ結果のみがプロセッサ２２に出力され、プロセッサ２２では、入力側のスペクトル情報に基づいてマイクロミラー１５ａの回転量を求め、その情報をドライバ２３に出力する。
さらに、図１２の逆分散型二重分光器５５のように、光操作部５６が光束群を分解する機能を含み、この光操作部５６からグレーティング１３に戻る光Ｌ５が複数（つまり光Ｌ５-1,Ｌ５-2,…,Ｌ５-n）に分かれている場合にも、本発明は適用できる。光操作部５６は、所定の操作（例えばアッテネーション操作）を施す機構である。
【００７７】
操作後の光Ｌ５-1,Ｌ５-2,…,Ｌ５-nの各光線は、それぞれ、図１３に示すように、波長域λ１,…,λｎごとにグレーティング１３に対する入射角度が少しずつ異なり、グレーティング１３に到達する。なお、図１３では、わかりやすいようグレーティング１３表面の点Ｄ-1,Ｄ-2,…,Ｄ-nの各点に集合する光線を選んで図示してある。光Ｌ５-1,Ｌ５-2,…,Ｌ５-nの任意の波長域λｋ(ｋ＝１〜ｎ)の光線どうしは互いに平行である。
【００７８】
そして、集合点Ｄ-1,Ｄ-2,…,Ｄ-nのそれぞれからの波長多重光Ｌ７-1,Ｌ７-2,…,Ｌ７-nは、すべて互いに平行であり、波長多重光Ｌ１とも平行であり、図１２の集光光学系１８を介して出力ポート(OUT１,OUT２,…,OUTｎ)から外部へ出力される。
一方、２回目の波長分散作用[２]によりグレーティング１３から発生する回折光のうち、回折次数が０次の回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nは、図１３に示すように、その主光線の回折角度が波長域λ１,…,λｎごとに少しずつ異なっている。ただし、回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nの任意の波長域λｋ(ｋ＝１〜ｎ)の主光線どうしは互いに平行である。
【００７９】
また、０次の回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nは正反射光であるため、グレーティング１３の法線１３ａを基準とした場合、回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-n（波長域λｋ）の主光線の角度は、光Ｌ５-1,Ｌ５-2,…,Ｌ５-n（波長域λｋ）の主光線の角度と等しくなる。
これらの回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nは、スペクトルモニタ(５７,５８)に向かう。スペクトルモニタ(５７,５８)は、スペクトルモニタ(２０,２１)と同様、モニタ光学系５７と１次元アレイセンサ５８とで構成される。ただし、モニタ光学系５７の配置は非テレセントリック系である。
【００８０】
スペクトルモニタ(５７,５８)では、モニタ光学系５７が回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nの各々を１次元アレイセンサ５８上に集光する。このとき、回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nの任意の波長域λｋ(ｋ＝１〜ｎ)どうしは、１次元アレイセンサ５８上の同じ位置に集光する。
つまり、グレーティング１３の集合点Ｄ-1,Ｄ-2,…,Ｄ-nが異なっていても、モニタ光学系５７の通過位置が異なっていても、同じ波長域λｋであれば１次元アレイセンサ５８上の同じ位置に集光する。
【００８１】
その結果、１次元アレイセンサ５８上には、波長域λ１,…,λｎの異なる多数のスペクトル像(図９のＢ１,…,Ｂｎ参照)が波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。
このため、回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nの各々に含まれる波長域λｋ(ｋ＝１〜ｎ)のエネルギーの和を１次元アレイセンサ５８によって検出し、２回目の波長分散作用[２]によりグレーティング１３から発生した不要な回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nのスペクトル情報をモニタすることができる。
【００８２】
図１２の変形例によれば、２回の波長分散作用[１],[２]の各々によりグレーティング１３から発生した不要な回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-n,Ｌ１０をモニタリングし、得られた２種類のスペクトル情報に基づいて光操作部５６を制御するため、さらに高精度な操作（例えばアッテネーション操作）を施すことができる。図１２の逆分散型二重分光器５５のうち、入力側のスペクトルモニタ５１は省略しても構わない。
【００８３】
さらに、上記した実施形態では、ハードウエアとしては１台の分光器の中で光路を二重に巡らすことにより逆分散型二重分光器として機能させる構成例を説明したが、本発明はこれに限定されない。
図１４に示す逆分散型二重分光器６０のように、ハードウエアとして２台の分光器を連結させても構わない。この逆分散型二重分光器４０は、図１２に示す逆分散型二重分光器５５にグレーティング１３とは別のグレーティング６１を設け、このグレーティング６１により２回目の波長分散作用[２]を与えるものである。グレーティング６１はグレーティング１３と同一設計であることが好ましい。
【００８４】
この場合、スペクトルモニタ(５７,５８)は、２回目の波長分散作用[２]によりグレーティング６１から発生した不要な回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nを取り込み、回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nのスペクトル情報をモニタする。
図１４の変形例によれば、２回の波長分散作用[１],[２]の各々によりグレーティング１３,６１から発生した不要な回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-n,Ｌ１０をモニタリングし、得られた２種類のスペクトル情報に基づいて光操作部５６を制御するため、さらに高精度な操作（例えばアッテネーション操作）を施すことができる。逆分散型二重分光器６０のうち、入力側のスペクトルモニタ５１は省略しても構わない。光操作部５６に代えて図１０の光操作部５２を設けても構わない。
【００８５】
また、上記した実施形態では、入力ポートを単数線のオプティカルファイバにより構成したが、複数線のオプティカルファイババンドルに置き換えても構わない。この場合、独立した複数系統の波長多重光を並行して取り込むことができる。光操作部５２,５６とスペクトルモニタ(２０,２１),５１,(５７,５８)とプロセッサ２２とドライバ２３は、複数系統の波長多重光に対応可能な並列処理型の構成にする必要がある。出力ポート(OUT１,OUT２,…,OUTｎ)も各々の波長多重光に含まれる信号系統に応じた構成となる。
【００８６】
さらに、上記した実施形態では、２回目の波長分散作用[２]によりグレーティング１３(または６１)から発生した回折光のうち、０次の回折光Ｌ８(または回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-n)を、出力側のスペクトルモニタ(２０,２１),(５７,５８)に取り込んだが、本発明はこれに限定されない。波長多重光Ｌ７とは異なる回折次数の回折光であれば０次回折光以外であってもスペクトル情報のモニタリングに用いることができる。
【００８７】
さらに、上記した実施形態では、スペクトルモニタ(２０,２１),５１,(５７,５８)を構成する１次元アレイセンサの各々の受光部により、波長域λ１,…,λｎの異なるスペクトル像(図９のＢ１,…,Ｂｎ参照)の各々を独立に検出したが、本発明はこれに限定されない。複数の受光部により１つのスペクトル像を検出しても構わない。
また、上記した実施形態では、スペクトル像を検出する素子として１次元ラインセンサを用いたが、これに代えて射出スリットとディテクタを用いることもできる。射出スリットは、細長い１つの開口部を有し、この開口部がスペクトル像の形成位置と一致するように配置される。そして、スペクトル像のうち開口部を通過した部分像がディテクタにより受光される。この構成では、射出スリットおよびディテクタを波長分散方向に沿って移動させることで、異なる波長域のスペクトル像を検出できる。
【００８８】
さらに、上記した実施形態では、スペクトルモニタ(２０,２１),５１,(５７,５８)によるモニタ結果に基づいてアッテネータ(１４〜１７)や光操作部５２,５６をフィードバック制御したが、オープンループで制御してもよい。
また、上記した実施形態では、反射型のグレーティングを用いた逆分散型二重分光器の例を説明したが、透過型のグレーティングを用いた構成にも本発明を適用できる。平面回折格子に代えて凹面回折格子を用いても構わない。さらに、波長分散素子としてグレーティング(回折格子)を用いたが、プリズムまたはグリズム（グレーティングとプリズムを合体させたもの）を用いることもできる。コリメータ１２と集光光学系１８は反射光学系でも良い。
【００８９】
さらに、上記した実施形態では、逆分散型二重分光器の入出力ポートとして、単数線のオプティカルファイバ(１１,１９)または複数線のオプティカルファイババンドルを用いたが、光通信分野での使用を前提としない場合には、スリット部材に置き換えることもできる。スリット部材は、１つまたは複数の細長い開口部を有する。
また、上記した逆分散型二重分光器を１つの筐体にパッケージしてもよい。例えば、図１の逆分散型二重分光器１０を例に説明すると、図１５に示す通り、オプティカルファイバ１１の端面近傍、コリメータ１２、グレーティング１３、アッテネータ(１４〜１７)、集光光学系１８、オプティカルファイバ１９の端面近傍、スペクトルモニタ(２０,２１)、プロセッサ２２、および、ドライバ２３を、１つの筐体２４にパッケージすればよい。この場合、逆分散型二重分光器１０の全ての構成要素が一体化するので、取り扱いが簡便になる。なお、オプティカルファイバ１１の端面近傍とコリメータ１２とは総じて請求項の「入力手段の端部」に対応する。オプティカルファイバ１９の端面近傍と集光光学系１８とは総じて請求項の「出力手段の端部」に対応する。
（第２実施形態）
ここでも、逆分散型二重分光器を例に説明する。
【００９０】
第２実施形態の逆分散型二重分光器７０（図１６）は、オプティカルクロスコネクト（ＯＸＣ：Optical Cross Connect）として動作するものであり、入力ポートのオプティカルファイバ９および出力ポートのオプティカルファイバ１〜８を含む光ファイバ束と、拡大光学系７１と、透過型グレーティング７２と、ビームステアリング機構(７３〜７５)と、スペクトルモニタ(７６,７７)と、制御部７８とで構成されている。
【００９１】
また、拡大光学系７１は、オプティカルファイバ１〜９の各々の端面近傍に設けられたマイクロレンズ１１ａと、正の焦点距離を有する２つのレンズ１１ｂ,１１ｃとで構成されている。この拡大光学系７１は、その焦点位置が、オプティカルファイバ１〜９の各々の端面の位置と一致している。入力ポートのオプティカルファイバ９からの光（波長多重光）は、拡大光学系７１を介してビーム径が拡大された平行光となる。なお、入力ポートのオプティカルファイバ９と拡大光学系７１とは総じて請求項の「入力手段」に対応する。出力ポートのオプティカルファイバ１〜８と拡大光学系７１とは総じて請求項の「出力手段」に対応する。
【００９２】
透過型グレーティング７２は、多数の直線溝が等間隔で１次元配列されたものであり、ここを光が一方の方向から通過することで、光に所定の波長分散作用（１回目）を与え、光が逆の方向から通過することで、所定の波長分散作用とは逆向きの波長分散作用（２回目）を光に与える。この透過型グレーティング１２は、本実施形態において、ブレーズの最も強い回折次数の回折光が１次回折光で、後述の０次回折光は、１次回折光に対して極めて弱いブレーズである。透過型グレーティング１２は、請求項の「波長分散手段」に対応する。
【００９３】
ビームステアリング機構(７３〜７５)は、透過型グレーティング７２からの回折光（例えば１次回折光）を結像させる結像光学系７３と、マイクロミラーアレイ７４と、ミラードライバ７５とで構成される。マイクロミラーアレイ７４は、ＭＥＭＳ（Mycro  Electro  Mechanical  System）と呼ばれるもので、複数のマイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…（図１８）を１次元的に並べたものである。マイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…の反射面は、結像光学系７３の焦点位置と一致する。マイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…の大きさは、およそ数１０μｍ〜数１００μｍ角である。マイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…が１次元的に並べられている方向は、透過型グレーティング７２の波長分散方向と同じである。そして、ミラードライバ７５は、マイクロミラーアレイ７４を構成する各マイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…を個別に駆動する。
【００９４】
マイクロミラーアレイ７４で反射した光は、再び、結像光学系７３を通って、透過型グレーティング７２に至る。透過型グレーティング７２に至った光は、ここで逆向きの波長分散作用（合波作用）を受け、逆向きの波長分散作用を受けた光のうちの１次回折光が拡大光学系７１を介して、出力ポートのオプティカルファイバ１〜８の何れかに入射する。
スペクトルモニタ(７６,７７)は、マイクロミラーアレイ７４で反射して透過型グレーティング７２で波長分散作用を受けた光のうちの０次回折光のスペクトル情報をモニタする機構であり、その０次回折光を結像させる結像光学系７６と、結像光学系７６からの光を受光する受光センサ７７とで構成されている。
【００９５】
受光センサ７７は、複数の受光素子が１次元的に並べられたもので、複数の受光素子のうち、光を受けた受光素子が受光量に応じた電気信号を制御部７８へ出力する。すなわち、受光センサ７７は、どの位置にどの程度の光を受光したかを示す信号を制御部７８へ出力する。受光センサ７７は、その受光面がマイクロミラーアレイ７４の反射面と共役な位置、つまり結像光学系７６の焦点位置に配置されている。
【００９６】
次に、第２実施形態の逆分散型二重分光器７０の作用および動作について、図１７〜図１９を用いて説明する。
図１７に示すように、入力ポートのオプティカルファイバ９から、仮に、白色光Ｌ（同図中、実線）が出力されたとする。この光Ｌは、拡大光学系７１でビーム径が拡大された後、透過型グレーティング７２を通過し、ここを通過した光のうちの１次回折光が結像光学系７３およびマイクロミラーアレイ７４に向う。入力ポートのオプティカルファイバ９からの光Ｌは、透過型グレーティング７２での波長分散作用（１回目）により、各波長λ１，λ２，λ３，…の光に分散する。その後、各波長λ１，λ２，λ３，…の光は、前述したように、結像光学系７３を経てマイクロミラーアレイ７４に向う。
【００９７】
図１８に示すように、各波長λ１，λ２，λ３，…毎の光は、マイクロミラーアレイ７４を構成する個々のマイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…で、その傾斜角度に応じて、個別の方向に反射される。
その後、各波長λ１，λ２，λ３，…毎の光は、図１７に示すように、再び、結像光学系７３を経て、透過型グレーティング７２で合波作用（２回目の波長分散作用）を受ける。波長λ１の光と波長λ２の光とは、仮に、透過型グレーティング７２中の同じ位置を通過した場合、合波される。しかし、ここでは、各波長λ１，λ２，λ３，…の光は、透過型グレーティング７２中の異なる位置を通過するので、１回目に通過したときの波長分散作用とは逆の作用を受け、合波されることなく互いに平行な状態で通過する。
【００９８】
透過型グレーティング７２を通過した光のうちの１次回折光λ1１，λ1２，λ1３，…は、前述したように、拡大光学系７１を介して、出力ポートのオプティカルファイバ１,２,…,８に入射する。このとき、マイクロミラーアレイ７４を構成する各マイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…の傾斜角度に応じて、各々の波長域の光（１次回折光λ1１，λ1２，λ1３，…）が、出力ポートの目的のオプティカルファイバ(１,２,…,８の何れか)に導かれる。
【００９９】
一方、透過型グレーティング７２を通過した光のうちの０次回折光λ0１，λ0２，λ0３，…は、スペクトルモニタ(７６,７７)の結像光学系７６に向かう。結像光学系７６を通った０次回折光λ0１，λ0２，λ0３，…は、受光センサ７７で受光される。なお、以上において、「λ」の後の小さな添え字は、回折次数を示している。
マクロミラーアレイ７４と光学的に共役な位置に配置されている受光センサ７７は、受光面のうちのどの位置で受光すると、受光した光がどのような波長λ0１，λ0２，λ0３，…であるかが対応付けられている。
【０１００】
具体的には、図１９に示すように、受光センサ７７は、その受光面が複数の領域に分割され、領域毎に領域ナンバーが付されている。受光センサ７７に関しては、どの領域ナンバー１，２，…が光を受光すると、その光の波長が何であるかが関係付けられている。例えば、領域ナンバー８で受光される光は波長λ0１であり、領域ナンバー１９で受光される光は波長λ0２であり、領域ナンバー３０で受光される光は波長λ0３である、というように関係付けられている。このような、受光面の位置と波長との関係は、予め調べておき、これが制御部７８（図１６）にテーブルとして記憶されている。
【０１０１】
制御部７８は、受光センサ７７から、例えば、領域ナンバー１９で受光した旨の信号を受けると、前述したテーブルを参照して、波長λ0２の光を受光したと認識する。また、その受光強度から波長λ0２の光の強度がどのくらいであるかを認識する。
このように、第２実施形態の逆分散型二重分光器７０によれば、ビームステアリング機構(７３〜７５)のマイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…の各々により、各々の波長域ごとに（スペクトル像ごとに）、ビームステアリング操作を施すことができる。また、スペクトルモニタ(７６,７７)により、透過型グレーティング７２を通過した０次回折光λ0１，λ0２，λ0３，…のスペクトル情報をモニタすることができる。
【０１０２】
また、第２実施形態の逆分散型二重分光器７０では、スペクトルモニタ(７６,７７)を内蔵するため、適切なビームステアリング操作を施すことが可能なだけでなく省スペース化や低コスト化も実現する。
さらに、透過型グレーティング７２から発生する回折光のうち、本光路（入力ポートのオプティカルファイバ９から取り込まれた光が出力ポートのオプティカルファイバ１〜８に導かれるまでの出力光路）から外れた方向に発生する不要な０次回折光λ0１，λ0２，λ0３，…を取り込んでスペクトル情報をモニタリングするため、逆分散型二重分光器７０から出力される光の光量を損失することがない。つまり、光を有効利用し、効率よくモニタリングできる。
【０１０３】
また、マイクロミラーアレイ７４を用いてビームステアリング操作を施すので、逆分散型二重分光器７０内での光量損失（インサーションロス）を小さく抑えることができる。このため、ビームステアリング操作とスペクトル情報のモニタリングを効率よく行うことができる。
（第２実施形態の変形例）
上記した第２実施形態の逆分散型二重分光器７０では、モニタ用の光として、透過型グレーティング７２からの０次回折光λ0１，λ0２，λ0３，…用いたが、本発明はこれに限定されない。出力光として利用される回折次数の光（第２実施形態では１次回折光）以外の回折次数の光であれば、基本的に如何なる次数の光をモニタ用の光として用いても構わない。
【０１０４】
また、上記した第２実施形態では、透過型グレーティング７２による２回目の波長分散作用（つまり上記の合波作用）により発生した不要な回折光（例えば０次回折光λ0１，λ0２，λ0３，…）に基づいてスペクトル情報をモニタしたが、本発明はこれに限定されない。その他、透過型グレーティング７２による１回目の波長分散作用により発生した不要な回折光（図１７の各波長λ１，λ２，λ３，…の光以外の光）に基づいてスペクトル情報をモニタしてもよく、その両方に基づいてスペクトル情報をモニタしてもよい。
【０１０５】
また、上記した第２実施形態では、波長分散手段として、透過型グレーティングを用いた例を説明したが、反射型のグレーティングを用いた構成にも本発明を適用できる。
（第１実施形態と第２実施形態とに共通の変形例）
上記した実施形態では、アッテネーション操作とビームステアリング操作との各々を施すように構成された逆分散型二重分光器の例を説明したが、その双方を施す場合にも、本発明を適用できる。
【０１０６】
この場合、逆分散型二重分光器７０を利用し、出力ポートのオプティカルファイバ１〜８のうち、例えば１つおきに配置されたオプティカルファイバ２,４,６,８を捨て光用とし、残りのオプティカルファイバ１,３,５,７を出力光用として、隣接する２つのオプティカルファイバ（捨て光用と出力光用）に入射する光の割合を調整することにより、出力光の強度（スペクトル）を調整することができ、簡単にアッテネーション操作とビームステアリング操作との双方を実現できる。
【０１０７】
また、この場合には、スペクトルモニタ(７６,７７)によるモニタ結果に基づいて、ビームステアリング機構(７３〜７５)のマイクロミラー７４ａ,７４ｂ,７４ｃ,…をフィードバック制御することで、出力光のスペクトル（各々の波長域ごとの光強度）を最適化することができる。すなわち、適切なアッテネーション操作とビームステアリング操作との双方を実現できる。
【０１０８】
さらに、上記した実施形態では、逆分散型二重分光器を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば図２０に示す光学装置８０のように、入力光に対して波長分散作用を１回だけ与えるような場合にも、本発明を適用できる。また、入力光に対して３回以上の波長分散作用を順に与えるような光学装置(不図示)にも、本発明を適用できる。上記した通り、２回以上の波長分散作用を与える構成では、各々の波長分散作用を同じグレーディングにより与えても良いし、異なるグレーディングにより与えても良い。
【０１０９】
光学装置８０は、複数の波長域からなる入力光Ｋ１を取り込み、該入力光Ｋ１をコリメートして平行光Ｋ２を射出する入力手段(不図示の入力ポートのオプティカルファイバとコリメータレンズ８１を含む)と、平行光Ｋ２に対して１回の波長分散作用を与えることにより、出力用の第１の回折光Ｋ３,Ｋ４,Ｋ５,…を生成する波長分散手段(例えば反射型グレーティング８２)と、平行光Ｋ２から第１の回折光Ｋ３,Ｋ４,Ｋ５,…が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、第１の回折光Ｋ３,Ｋ４,Ｋ５,…を出力する出力手段(コリメータレンズ８１と不図示の出力ポートのオプティカルファイバを含む)と、上記の反射型グレーティング８２での波長分散作用により発生する回折光のうち、出力光路から外れた方向に発生する第２の回折光Ｋ６,Ｋ７,Ｋ８,…のスペクトル情報をモニタするモニタ手段(集光レンズ８３と受光センサ８４を含む)とで構成される。
【０１１０】
出力光（第１の回折光Ｋ３,Ｋ４,Ｋ５,…）の回折次数“ｍ”と、モニタ光（第２の回折光Ｋ６,Ｋ７,Ｋ８,…）の回折次数“ｎ”とは、互いに異なる。
光学装置８０でも、例えば反射型グレーティング８２から発生する回折光のうち、出力光路（入力ポートのオプティカルファイバから取り込まれた光が出力ポートのオプティカルファイバに導かれるまでの本光路）から外れた方向に発生する不要な回折光Ｋ６,Ｋ７,Ｋ８,…を取り込んでスペクトル情報をモニタするため、光学装置８０から出力される光の光量を損失することがない。つまり、光を有効利用し、効率よくモニタリングできる。光学装置８０の反射型グレーティング８２に代えて、透過型グレーティングを用いる場合にも同様の効果が得られる。
【０１１１】
このような光学装置８０には、出力光路に沿って発生する回折光に対して光操作（例えばアッテネーション操作とビームステアリング操作との少なくとも一方）を施す機構を設けても良い。また、アッテネーション操作を施す場合には、モニタ手段(集光レンズ８３と受光センサ８４を含む)によるモニタ結果に基づいて、アッテネータをフィードバック制御することが好ましい。さらに、光学装置８０を図１５の筐体２４と同様の筐体によりパッケージすることが好ましい。
【０１１２】
また、光学装置８０には、モニタ手段(集光レンズ８３と受光センサ８４を含む)によりモニタされたスペクトル情報に基づいて、入力光のスペクトル情報と出力光のスペクトル情報との少なくとも一方を算出する演算手段をさらに設けることが好ましい。ちなみに、入力ポートのオプティカルファイバ(不図示)は、入力光Ｋ１を自由空間に放出する。コリメータレンズ８１は、自由空間内を伝搬する入力光Ｋ１をコリメートする。
【０１１３】
さらに、入力光に対して３回以上の波長分散作用を順に与えるような光学装置では、光操作（例えばアッテネーション操作とビームステアリング操作との少なくとも一方）を施す機構を設ける場合、出力光路に沿って発生する回折光の少なくとも１つに対して所定の操作を施すようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】逆分散型二重分光器１０の全体構成を示す斜視図である。
【図２】エルビウム添加ファイバアンプ(ＥＤＦＡ)の概略構成を示すブロック図である。
【図３】グレーティング１３による１回目の波長分散作用と“グレーティング１３からマイクロミラーアレイ１５への光路”を説明する図である。
【図４】マイクロミラーアレイ１５の構成とスペクトル像Ａ１,Ａ２,…,Ａｎを説明する図である。
【図５】グレーティング１３とマイクロミラーアレイ１５（初期状態のマイクロミラー１５ａ）との間の光路を側方から見た図である。
【図６】マイクロミラー１５ａの初期状態(ａ)と傾斜状態(ｂ)を説明する図である。
【図７】グレーティング１３による２回目の波長分散作用と“マイクロミラーアレイ１５からグレーティング１３への光路”と“グレーティング１３から１次元アレイセンサ２１への光路”を説明する図である。
【図８】グレーティング１３とマイクロミラーアレイ１５（傾斜状態のマイクロミラー１５ａ）との間の光路を側方から見た図である。
【図９】１次元アレイセンサ２１の構成とスペクトル像Ｂ１,Ｂ２,…,Ｂｎを説明する図である。
【図１０】逆分散型二重分光器５０の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】１回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生する不要な回折光Ｌ１０を説明する図である。
【図１２】逆分散型二重分光器５５の全体構成を示すブロック図である。
【図１３】複数に分解された操作後の光Ｌ５-1,Ｌ５-2,…,Ｌ５-nと、２回目の波長分散作用によりグレーティング１３から発生する波長多重光Ｌ７-1,Ｌ７-2,…,Ｌ７-nおよび０次の回折光Ｌ８-1,Ｌ８-2,…,Ｌ８-nを説明する図である。
【図１４】逆分散型二重分光器６０の全体構成を示すブロック図である。
【図１５】パッケージングされた逆分散型二重分光器の構成を説明するブロック図である。
【図１６】第２実施形態の逆分散型二重分光器７０の全体構成を示す図である。
【図１７】逆分散型二重分光器７０における光路を説明する図である。
【図１８】逆分散型二重分光器７０のマイクロミラーアレイ７４による光路変化を説明する図である。
【図１９】逆分散型二重分光器７０の受光センサ７７に入射する光の様子を説明する図である。
【図２０】光学装置８０の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０，５０，５５，６０，７０  逆分散型二重分光器
１〜９，１１，１９  オプティカルファイバ
１２  コリメータ
１３，６１  グレーティング
１４  リレー光学系
１５，７４  マイクロミラーアレイ
１６  トラップミラー
１７  トラップ
１８  集光光学系
２０，５７  モニタ光学系
２１，５８  １次元アレイセンサ
２２  プロセッサ
２３  ドライバ
２４  筐体
３１，３２  エルビウム添加ファイバ(ＥＤＦ)
３３  光合波器
３４  光分波器
３５，３６  光アイソレータ
３７，３８  励起光源
５１  スペクトルモニタ
５２，５６  光操作部
７１  拡大光学系
７２  透過型グレーティング
７３，７６  結像光学系
７５  ミラードライバ
７７  受光センサ
７８  制御部
８０  光学装置
【図１】
2004233341.tif 000003
【図２】
2004233341.tif 000004
【図３】
2004233341.tif 000005
【図４】
2004233341.tif 000006
【図５】
2004233341.tif 000007
【図６】
2004233341.tif 000008
【図７】
2004233341.tif 000009
【図８】
2004233341.tif 000010
【図９】
2004233341.tif 000011
【図１０】
2004233341.tif 000012
【図１１】
2004233341.tif 000013
【図１２】
2004233341.tif 000014
【図１３】
2004233341.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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