(57)【要約】【課題】簡単な構成で全光クロスコネクトできること。【解決手段】光Ａに含まれる波長λ１の光を切り換えるとき、偏光制御素子１９の該当する波長のアレイをＯＮ制御する。これにより、偏光制御素子１９のアレイ１９ａ部分に入射された光Ａは、波長λ１の光Ａのみ偏光方向が９０°回転して反射される。この反射された光Ａは、複屈折板５を通過する際に、偏光方向が９０°回転された波長λ１の光のみを光Ｂの光路に切り換えて光ファイバ３ｄに入射させる。このとき、光Ａに含まれる他の波長λ２〜λｎの光は、光Ａの光路上を直進して光ファイバ３ａに戻す形で入射される。このように、光Ａに含まれる波長毎の光路を切り換えでき、例えば、２入力×２出力の全光クロスコネクトを実現できる。【選択図】      図９
2004302317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重された光が複数入力され、複数の入力された光をそれぞれ波長別に選択して複数出力する波長選択スイッチにおいて、
前記波長多重された光が複数入力される複数の光入力ポートと、
前記波長別に選択された光を複数出力する複数の光出力ポートと、
光の偏光方向に応じて前記光を異なる屈折角度で屈折し分離させるものであり、前記複数の光入力ポート側に入射された光を、内部側の単一の出射位置から出射させる第１の光屈折板と、
前記第１の光屈折板から出射された光を受光し、該光に含まれる波長別の光の成分を異なる方向に分離して出射させる第１の合分波器と、
前記第１の合分波器から出射される光を前記波長別に所定間隔を有する平行光にする第１の光学系と、
前記第１の光学系により平行光とされた前記光の偏光方向を波長別に選択的に制御自在な透過型の偏光制御手段と、
前記偏光制御手段から出射された前記波長別の平行光を集光する第２の光学系と、
前記第２の光学系で集光された前記波長別に分離された光を受光し、該光を合波して出射させる第２の合分波器と、
前記第２の合分波器から出射された合波後の光が単一の入射位置から入射され、該入射された光の偏光方向に応じて該光を異なる屈折角度で屈折させ、前記複数の光出力ポートに出射させる第１の光屈折板と、
を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
波長多重された光が複数入力され、複数入力された光をそれぞれ波長別に選択して複数出力する波長選択スイッチにおいて、
前記波長多重された光が複数入出力される複数の光入出力ポートと、
光の偏光方向に応じて前記光を異なる屈折角度で屈折し分離させるものであり、前記複数の光入出力ポート側の複数の入出射位置と、内部側の単一の出射位置を有する光屈折板と、
前記光屈折板側から出射された光を受光し、該光に含まれる波長別の光の成分を異なる方向に分離して出射させ、また、該出射方向から入射される光を合波して前記光屈折板に出射させる合分波器と、
前記合分波器から出射された光を前記波長別に所定間隔を有する平行光にする光学系と、
前記光学系により平行光とされた前記光の偏光方向を波長別に選択的に制御自在であり、入射した光を反射させる反射型の偏光制御手段と、
を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項３】
波長多重された光が複数入力され、複数の入力された光をそれぞれ波長別に選択して複数出力する波長選択スイッチにおいて、
前記波長多重された光が複数入力される複数の光入力ポートと、
前記波長別に選択された光を複数出力する複数の光出力ポートと、
光の偏光方向に応じて該光を異なる屈折角度で屈折し分離させるものであり、前記複数の光入力ポート側の複数の入射位置と、内部側の単一の出射位置とを、前記複数の光入力ポートと、前記複数の光出力ポートそれぞれに対応して有する光屈折板と、
前記光屈折板側から出射された光を受光し、該光に含まれる波長別の光の成分を異なる方向に分離して出射させ、また、該出射方向から入射される光を合波して前記光屈折板に出射させる合分波器と、
前記合分波器から出射された光を前記波長別に所定間隔を有する平行光にする光学系と、
前記光学系により平行光とされた前記光の偏光方向を波長別に選択的に制御自在であり、入射した光を反射させる反射型の偏光制御手段と、
を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記光屈折板と、前記合分波器との間には、
前記光屈折板により分離された光が入射され、該光屈折板により分離された一方の光の偏光方向と、他方の光の偏光方向とを一致させて出射する波長板と、
前記波長板から出射された光の光路を、該光の偏光方向に応じて分離、あるいは結合させる光路切り換え用の光屈折板と、
を備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の波長選択スイッチ。
【請求項５】
前記光屈折板による光の屈折方向に対し、前記光路切り換え用の光屈折板による光の屈折方向が垂直なことを特徴とする請求項４に記載の波長選択スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、波長多重されて入力された光を波長別に選択して所望するポートに出力する波長選択スイッチに関し、特に全光クロスコネクトが可能な波長選択スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットの普及等により激増するトラフィックを収容し、既存の光ファイバ網を有効に活用するために、波長分割多重通信（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）通信によるネットワークの光化が急速に進んでいる。現在のＷＤＭ通信は、主にポイントツーポイント（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ）のネットワーク形態であるが、リング型ネットワーク、メッシュ状ネットワークへの進展が研究されている。これら将来のネットワークを構成する各ノードでは、任意波長の分岐／挿入を行う光分岐挿入装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＯＡＤＭ）、電気への変換を介さない全光クロスコネクト装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｒｏｓｓＣｏｎｎｅｃｔ：ＯＸＣ）等によって光領域での信号処理が可能となり、波長情報を基にしたダイナミックなパスの設定／解除が行われる予定である。このような光技術を最大限に生かしたフォトニックネットワーク技術の進展に関する文献としては、例えば、下記の非特許文献１がある。
【０００３】
上記のＯＡＤＭや、ＯＸＣは、内部に波長選択スイッチを有している。図１６は、波長選択スイッチの概要構成を示す図である。図１６に示すような２系統の光伝送路は、例えば、一方（第１光伝送路）１１１ａが光ファイバ伝送線路の幹線として運用され、他方（第２光伝送路）１１１ｂが支線として運用される。
【０００４】
第１光伝送路１１１ａと第２光伝送路１１１ｂとの間には、これら第１光伝送路１１１ａと第２光伝送路１１１ｂのノード同士をつなぐ形で波長選択スイッチ１１０が配置される。波長選択スイッチ１１０は、２個の光入力ポートＩｎ，Ａｄｄと、２個の光出力ポートＰａｓｓ，Ｄｒｏｐを有する。厳密には光入力ポートＩｎ，挿入ポートＡｄｄ，通過光出力ポートＰａｓｓ，分岐光出力ポートＤｒｏｐとそれぞれ呼称されている。
【０００５】
これら光入力ポートＩｎ，Ａｄｄポートを介して入力される光は、複数の波長成分からなるＷＤＭ信号であり、典型的な波長間隔は１００ＧＨｚ（０．８ｎｍ）、波長の数は数波〜数十波（例えば３２波；この場合、上述したλｎにおいて、ｎ＝３２）である。第１光伝送路１１１ａのノードにはサーキュレータ１１２ａが挿入され、第２光伝送路１１１ｂのノードにはサーキュレータ１１２ｂが挿入される。これらサーキュレータ１１２ａ，１１２ｂは、光入力ポートＣ１へ入力された光を入光出力ポートＣ２から出力し、入光出力ポートＣ２へ入力された光を光出力ポートＣ３から出力する機能を有している。
【０００６】
２個のサーキュレータ１１２ａ，１１２ｂそれぞれの入光出力ポートＣ２，Ｃ２の間には、光スイッチモジュール１１４が配置される。光スイッチモジュール１１４は、コリメータレンズや集光レンズ等からなる光学系１１７（詳細は不図示）と、回折格子（Ｇｒａｔｉｎｇ）１１８と、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）によるマイクロミラーアレイ１２１を備えて構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
上記構成によれば、サーキュレータ１１２ａの入光出力ポートＣ２から出射された光は、光学系１１７を介して回折格子１１８の格子面に入射される。回折格子１１８は、所定の角度で入射された異なる波長成分に対し、異なる回折角を与える素子である。したがって、回折格子１１８により反射されたＷＤＭ信号は、波長λの成分毎に空間的に分離して、マイクロミラーアレイ１２１に集光される。
【０００８】
マイクロミラーアレイ１２１に集光された各波長λ１〜λｎの光は、このマイクロミラーアレイ１２１に設けられた各波長別のマイクロミラー１２２を角度変更制御することにより、入射光に対して出射光の光路を同一の光路に戻すか、あるいは互いに他方の光路に切り換えて反射させることができる。
【０００９】
このマイクロミラーアレイ１２１は、マイクロマシン技術を用いて作成されたミラーである。マイクロマシン技術に関しては下記の非特許文献２等に記載されている。図示のマイクロミラー１２２は、数十μｍ間隔で複数のマイクロミラー１２２ａ〜１２２ｎを並べて構成したものである。マイクロミラー１２２の個数ｎは、波長λの分離数ｎに一致しており、１つのマイクロミラー１２２が１つの波長成分に対応している。回折格子１１８による分離された各波長λ１〜λｎの光は、この波長に対応する位置のマイクロミラー１２２（１２２ａ〜１２２ｎ）に入射される。
【００１０】
図１７は、マイクロミラーアレイに設けられるマイクロミラーの構成を示す側面図である。図１８は、マイクロミラーの動作状態を示す図である。マイクロミラー１２２は、基板１２３と、基板１２３上に突出形成された支持部１２４と、支持部１２４に中央が支持された反射体１２５とを有して構成されている。反射体１２５は、表面１２５ａが光Ａ，Ｂを全反射する鏡面となっている。基板１２３上には支持部１２４を挟んで反射体１２５に対向する平板状の一対の電極１２６ａ，１２６ｂが設けられ、反射体１２５の裏面全面には電極１２６ａ，１２６ｂに対向する平板状の対向電極１２７が設けられている。
【００１１】
一方の電極１２６ａに電圧を印加すると、電極１２６ａと対向する対向電極１２７との間に静電気力が発生する。これにより、対向電極１２７が一方の電極１２６ａ側に引き寄せられ、反射体１２５は、支持部１２４を中心として一方に傾き、図１７に示す状態となる。
【００１２】
この状態では、反射体１２５に入射された光Ａを同方向に反射させる。具体的には、入射する光Ａの方向に対して反射体１２５の表面１２５ａが直交する角度（直角）となるよう調整しておく。これにより、例えば、光入力ポートＩｎから入力された光を同じ光の光路上に戻し、光出力ポートＰａｓｓから出力することができる。
【００１３】
一方、他方の電極１２６ｂに電圧を印加すると、電極１２６ｂと対向する対向電極１２７との間に静電気力が発生する。これにより、対向電極１２７が一方の電極１２６ｂ側に引き寄せられ、反射体１２５は、支持部１２４を中心として他方に傾き、図１８に示す状態となる。
【００１４】
この状態では、反射体１２５に入射された光Ａ，Ｂをそれぞれ他の光路上に反射させる。具体的には、入射する光Ａ，Ｂの方向に対して反射体１２５の面がいずれも所定角度（θ）となるよう調整しておく。これにより、光入力ポートＩｎから入力された光Ａを他の光Ｂの光路上に切り換えて光出力ポートＤｒｏｐから出力させることができる。同様に、光入力ポートＡｄｄから入力された光Ｂを他の光Ａの光路上に切り換えて光出力ポートＰａｓｓから出力させることができる。
【００１５】
このように、上述した光入力ポートＩｎ，Ａｄｄに入力された光を波長λ１〜λｎ別に選択して光出力ポートＰａｓｓ，Ｄｒｏｐから切り換えて出力できる。例えば、図１６に示すように、第１光伝送路１１１ａのＩｎの光が波長λ１，λ２，λ３であり、第２光伝送路１１１ｂのＡｄｄの光が波長λａ，λｂ，λｃであるとする（波長λ１＝λａ，λ２＝λｂ，λ３＝λｃ）。そして、マイクロミラー１２２の角度変更により、ある波長を選択して他の光路に切り換えることができ、第１光伝送路１１１ａのＰａｓｓから波長λａ，λ２，λｃを出力し、第２光伝送路１１１ｂのＤｒｏｐから波長λ１，λｂ，λ３の光を出力することができるようになる。
【００１６】
このようにマイクロミラーアレイ１２１を用いることにより、マイクロミラーアレイ１２１に入射される波長λ１〜λｎの光Ａ，Ｂの反射方向を各波長成分毎に切り換えることができる。これにより、第１光伝送路（幹線）１１１ａのバックアップ回線として第２光伝送路（支線）１１１ｂを用いたり、一方の光伝送路で伝送障害が生じた特定の波長λのみ他方の光伝送路に振り替えて伝送する等の運用が行えるようになる。
【００１７】
【特許文献１】
米国特許第６２０４９４６号明細書
【非特許文献１】
電子情報通信学会誌、２００２年２月号、ｐ．９４−１０３
【非特許文献２】
「マイクロメカニカル光デバイス」、応用物理学会誌、２０００年第６９巻第１１号、ｐ１２７４−１２８４
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したマイクロミラーアレイを用いた波長選択スイッチ１１０では、第１に全光クロスコネクトを達成することができなかった。マイクロミラーアレイ１２１に用いるマイクロミラー１２２は、図１８に示す角度変更時には、２光入力ポート（Ｉｎ，Ａｄｄ）と、２光出力ポート（Ｐａｓｓ，Ｄｒｏｐ）の光を互いに交換させることができるが、図１７に示す状態では、一方（第１光伝送路１１１ａ）の光入力ポートＩｎから入射された光を光出力ポートＰａｓｓに光を戻すことしかできない。
【００１９】
すなわち、図１７に示す状態においては、他方（第２光伝送路１１１ｂ）の光入力ポートＡｄｄに対する全ての光路切り換え動作を実行することができない。この状態で光入力ポートＡｄｄから光を入射させても、マイクロミラー１２２は、入射された光をどのポートに対しても反射させることができない角度に傾いているためである。このように、従来の波長選択スイッチ１１０は、マイクロミラーアレイ１２１の構造上、２光入力ポートの光を常時２光出力ポートのいずれかに切り換えるという全光クロスコネクトを達成することができなかった。なお、現在の全光クロスコネクトとは、ポート数が２×２（２入力２出力）の構成において各波長毎に任意のポートに光を切り換え可能なことを指している。
【００２０】
また、マイクロミラーアレイ１２１は、マイクロミラー１２２の角度を変更させた状態を保持するために、電極１２６ａあるいは電極１２６ｂに対する電圧印加を継続させなければならない。電圧印加が解除されると、直ちにそれまで保持されていた光路切り換えの状態を保持できないおそれがある。このほか、複数設けられる各マイクロミラー１２２と、このマイクロミラー１２２に対する入射光および出射光の光軸合わせにかかる手間や、マイクロ部品であるため部品価格が高くなったり、マイクロミラー１２２自体が角度変更動作する構造上の耐久性の問題等を有している。
【００２１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構成で全光クロスコネクトが行える波長選択スイッチを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる波長選択スイッチは、波長多重された光が複数入力され、複数入力されたの光をそれぞれ波長別に選択して複数出力する波長選択スイッチにおいて、前記波長多重された光が複数入出力される複数の光入出力ポートと、光の偏光方向に応じて前記光を異なる屈折角度で屈折し分離させるものであり、前記複数の光入出力ポート側の複数の入出射位置と、内部側の単一の出射位置を有する光屈折板と、前記光屈折板側から出射された光を受光し、該光に含まれる波長別の光の成分を異なる方向に分離して出射させ、また、該出射方向から入射される光を合波して前記光屈折板に出射させる合分波器と、前記合分波器から出射された光を前記波長別に所定間隔を有する平行光にする光学系と、前記光学系により平行光とされた前記光の偏光方向を波長別に選択的に制御自在であり、入射した光を透過、あるいは反射させる偏光制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、波長多重された光は、波長分散素子により波長毎に光が分離され、偏光制御素子によって各波長成分の光毎に偏光方向が制御される。この後、波長分散素子により合波して元の波長多重された光に戻され、光の偏光成分に応じて異なる経路に切り換え出力することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる波長選択スイッチの好適な実施の形態を詳細に説明する。本発明の波長選択スイッチは、マイクロミラーアレイを用いず、偏光制御による光路切り換えによって全光クロスコネクトを実現する。以下、この発明の各実施形態について詳細に説明する。以下に説明する各実施の形態では、波長選択スイッチを構成する偏光制御素子に磁気光学素子を用い、波長分散素子に回折格子を適用した例を用いて説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
はじめに、この発明の波長選択スイッチの実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１による透過型の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。また、図２は、この発明の実施の形態１による波長選択スイッチの上面図であり、図３は、この発明の実施の形態１による波長選択スイッチの側面図である。
【００２６】
この波長選択スイッチ１は、２入力×２出力のポートとして、図示しない光コネクタと、一対のファイバコリメータ２ａ，２ｂを有している。ファイバコリメータ２ａ，２ｂは、光ファイバ３（３ａ〜３ｄ）を上下位置にそれぞれ配置し、また、各光ファイバ３の端面位置を揃えた状態で固定保持する。
【００２７】
入力側のファイバコリメータ２ａには、上部位置に第１の光ファイバ３ａが固定され、下部位置に第２の光ファイバ３ｂが固定される。出力側のファイバコリメータ２ｂには、上部位置に第３の光ファイバ３ｃが固定され、下部位置に第４の光ファイバ３ｄが固定される。第１および第３の光ファイバ３ａ，３ｃは、上述した第１光伝送路の一部であり、第２および第４の光ファイバ３ｂ，３ｄは、第２光伝送路の一部として構成される。この透過型の波長選択スイッチ１は、これら光伝送路の一部に介在して光を通過させる形で配置されることになる。入力側である第１，第２の光ファイバ３ａ，３ｂを介して入力される光は、複数の波長成分からなるＷＤＭ信号であり、典型的な波長間隔は１００ＧＨｚ（０．８ｎｍ）、波長の数は数波〜数十波（例えば３２波；この場合、上述したλ１〜λｎにおいて、ｎ＝３２）である。
【００２８】
入力側のファイバコリメータ２ａの上下位置に固定された光ファイバ３ａ，３ｂの端面から出射された光Ａ，Ｂは、コリメータレンズ４（４ａ，４ｂ：図２参照）で平行光にされ、入力側の複屈折板５（５ａ）を介して入力側の波長分散素子６ａに入射される。複屈折板５ａは、入射光の偏光方向により透過した光の出射位置を可変させる。
【００２９】
この複屈折板５は、カルサイト、ルチル等の異方性結晶によって成形され、光学軸と角度をつけて入射した光の偏光成分を分離（常光は直進、異常光はビームシフトして出力）させる。例えば、カルサイトの場合は、結晶内で約６°の角度をつけて分離できるので、所望なシフト量を得るように伝搬方向の結晶の長さを調整することにより、所望する偏光分離が行えるようになる。そして、上記光Ａと光Ｂの偏光方向は、回転角度が９０°異なる方向であり、図３に示すように、入力側の複屈折板５ａは、光Ｂの光路を光Ａと同一光路上に屈折させるよう位置を変更できる。
【００３０】
また、波長分散素子６ａとしては図１に記載の回折格子７を用いることができる。この回折格子７を用いることにより、入射された光Ａ，Ｂに含まれる波長（λ１〜λｎ）の光の成分を、波長λ１〜λｎ別に異なる方向に分離して出射させることができる。この分離方向は、図１に示した波長分散素子６ａから水平な面内で扇状に広がる各方向である。波長分散素子６ａとしては、上記の回折格子７に限らず、他には、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ  Ｉｍａｇｅｄ  ＰｈａｓｅＡｒｒａｙ）を用いることもできる。次に、このＶＩＰＡについて簡単に説明しておく。
【００３１】
図４は、波長分散素子として用いられるＶＩＰＡの一部側断面図である。図示のように、ＶＩＰＡ１０は、ガラス等からなるプレート１２を基材としている。プレート１２の両面には、それぞれ光反射膜１３，１４が設けられる。光の入射側（表面）には、上半部に反射率１００％（Ｒ＝１００）の光反射膜１３が設けられる。下半部は約０％（Ｒ＝０）の反射率をもつ照射窓１２ａである。光の出射側（裏面）には、全面に約９５％、またはそれ以上であって１００％よりも小さい反射率をもつ光反射膜１４が設けられる。
【００３２】
ＶＩＰＡ１０に対する光の入射側の前方位置には、シリンドリカル・レンズ１５が設けられる。シリンドリカル・レンズ１５は、入射した光（ビーム）に対し、図４に示す上下方向だけを絞り込んでＶＩＰＡ１０に入射させる。ＶＩＰＡ１０は、入射する光に対し角度θを有して傾斜配置され、光反射膜１３の直下位置に光が入射される。この入射された光は、焦点線１７に集束される。焦点線１７は、プレート１２の光反射膜１４の面上になる。シリンドリカル・レンズ１５により集束された光の焦点線１７のライン状の幅のことを、入力された光の「ビームウェスト」と呼ぶ。
【００３３】
図４に示すように、光反射膜１４は、入射した光の９５％程度の光を反射し、残り５％程度は光反射膜１４を透過し外部に出射する。この９５％程度の反射光は、表面側の光反射膜１３で全反射され、光反射膜１４により再び反射光と透過光に分けられる。この際、表面側の光反射膜１３によって全反射された光は、裏面側の光反射膜１４にぶつかるが、距離ｄだけずれる。同様にして、一定の距離ｄで、光は多くのパスに分かれる。各々のパスのビーム形は、ビームウェストの虚像１７ａから光が広がる形となる。虚像１７ａは、プレート１２に対して法線である直線状にそって、一定の間隔２ｔで配置される。ここで、ｔはプレート１２の厚さである。虚像１７ａでビームウェストの位置は、自己整列し、位置を調節する必要はない。その後、虚像１７ａから広がる光は、互いに干渉しあい、入射した光の波長にしたがって変化する方向に伝播する、コリメートされた光Ａ（Ｂ）を形成する。
【００３４】
このように多重反射が行われる結果、ＶＩＰＡ１０全体は、フェーズド・アレイ光源と等価になる。このような、仮想的フェーズド・アレイ光源の光は、干渉しあうことにより、コリメートされた光Ａ（Ｂ）となるが、その出射方向は前述した回折格子のブラッグ角に相当する方向となる。
【００３５】
光のパスの距離ｄは、ｄ＝２ｔ・ｓｉｎθで表すことができる。隣接したビームとの間のパスの長さの差は、２ｔ・ｃｏｓθである。角度分散は、これら２つの数字の比に比例し、ｃｏｔθである。この結果、ＶＩＰＡ１０は、異なるキャリア（各波長λ１〜λｎ）の光の間で、大きな角度分散を生成することができる。このＶＩＰＡ１０は、前述した回折格子７と比較して、１０〜２０倍程度の大きな角度分散を実現している。このように、波長分散素子６としてＶＩＰＡ１０を用いたときには、簡単な構造で大きな角度分散を有する光分散（分波）を行うことができる。
【００３６】
このような、ＶＩＰＡ１０や回折格子７からなる波長分散素子６により分光された光Ａの出射方向には、光Ａを平行にする入力側のレンズ８ａと、光透過型の偏光制御素子９が配置される。偏光制御素子９には、液晶や磁気光学素子を用いることができる。例えば、光Ａの光軸に対して主軸を２２．５°に傾けた、ティルト角±２２．５°の強誘電性液晶を用いる。そして、０°と４５°の間で主軸の方向を切り換えるＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことにより、短軸方向と長軸方向の間で生じる位相差をλ／２とすれば、この偏光制御素子９を透過する光の偏光方向を０°あるいは９０°回転させた状態のいずれかに切り換えることができる。この偏光制御素子９としては、上記の強誘電性液晶を用いる他に、ファラデー回転子を用いることもできる。ファラデー回転角２２．５°のファラデー回転子を用い、主軸を２２．５°傾けて配置しても、ＯＮ／ＯＦＦ制御により、０°と、９０°の偏光方向切り換えが上記同様に行える。
【００３７】
このような偏光制御素子９は、分波されて入射する各波長λ１〜λｎの光それぞれに対して上記偏光制御を行うことができる。このため、図２に示すように、偏光制御素子９は、光の幅方向に沿ってアレイ状に複数個９ａ〜９ｎが所定間隔を有して設けられ、各波長（λ１〜λｎ）別に偏光制御を行う。ＯＦＦ時には、偏光方向を変えず（０°）、ＯＮ制御で偏光方向を９０°回転させる切り換えが行える。
【００３８】
偏光制御素子９の後方には、前述した入力側の各光学系と同じ構成による出力側の光学系が配置されている。出力側の光学系は、偏光制御素子９を中心として入力側の光学系に対して対称状に配置される。具体的には、図１〜図３に示した入力側の光学系を構成している、ファイバコリメータ２ａ，２ｂと、光ファイバ３ａ，３ｂと、コリメータレンズ４ａ，４ｂと、複屈折板５ａと、波長分散素子６ａと、レンズ８ａと同じ構成部が配置される。すなわち、偏光制御素子９の後方には、出力側の光学系として、光の通過順に、レンズ８ｂと、波長分散素子６ｂと、複屈折板５ｂと、コリメータレンズ４ｃ，４ｄと、光ファイバ３ｃ，３ｄと、ファイバコリメータ２ａ，２ｂ（図１参照）が配置される。波長分散素子６ｂとしては、波長分散素子６ａと同様に、回折格子７やＶＩＰＡ１０を用いることができる。
【００３９】
次に、実施の形態１の偏光制御による波長別の光路切り換え動作について説明する。光ファイバ３ａの端面から所定の偏光状態を有する光Ａが出射されると、この光Ａは、入力側の各光学系において、コリメータレンズ４ａを介して複屈折板５ａを直進して通過し、入力側の波長分散素子６ａにより波長分散される。すなわち、波長分散素子６ａは、光Ａに含まれる複数の光を波長λ１〜λｎ別に異なる方向に分離して出射させる。波長分散された各波長λ１〜λｎの光は、レンズ８ａにより平行光とされ、各波長λ１〜λｎが偏光制御素子９に入射される。
【００４０】
偏光制御素子９は、図２に示すように、波長別の偏光制御素子アレイ（アレイと称す）９ａ〜９ｎからなる。各波長λ１〜λｎの光は、このアレイ９ａ〜９ｎの配列ピッチに一致した間隔を有して入射されるため、波長λ１〜λｎの光に対して個別に偏光方向を切り換えることができる。ここで、偏光制御素子９のアレイ９ａ〜９ｎが全てＯＦＦ状態のままであると、偏光制御素子９は、いずれの波長λ１〜λｎの光に対する偏光制御を行わない。このとき、光Ａは、入射時の偏光状態のまま偏光制御素子９（９ａ〜９ｎ）を通過する。図３に示すように、偏光制御素子９を通過した光Ａは、レンズ８ｂから波長分散素子６ｂに入射され、再び各波長λ１〜λｎの光が１つの光Ａとして収束された後、複屈折板５ｂをそのまま通過し、光ファイバ３ｃに入射される。
【００４１】
次に、偏光制御素子９（９ａ〜９ｎ）がＯＮ状態となったときの動作について説明する。図５は、この発明の実施の形態１による透過型の波長選択スイッチによる波長別の光路切り換え動作を説明する図である。光ファイバ３ａの光Ａのうち、所望する波長λ１〜λｎの光の光路を切り換えたいときには、偏光制御素子９の該当するアレイ９ａ〜９ｎをＯＮ制御する。
【００４２】
例えば、光Ａに含まれる波長λ１の光を切り換えるときには、偏光制御素子９のアレイ９ａをＯＮ制御する。これにより、偏光制御素子９のアレイ９ａ部分を通過した光Ａは、波長λ１の光Ａのみ偏光方向が９０°回転するよう切り換えられる。この偏光制御素子９を通過した光Ａは、複屈折板５ｂを通過する際に、偏光方向が９０°回転された波長λ１の光の光路のみを光Ｂの光路方向に切り換えて光ファイバ３ｄに入射させる。なお、光Ａのうち、他の波長λ２〜λｎの光は、光Ａの光路上を直進して光ファイバ３ｃに入射される。
【００４３】
このように、所望する波長の光のみ他の系統に光路を切り換えることができるようになる。これにより、第１光伝送路（現用回線）で運用中の光Ａのうち、ある波長λ１〜λｎの成分の光を他の光Ｂの光路、すなわち第２光伝送路（予備回線）側に切り換えることができるようになる。また、波長選択素子９は、波長λ１〜λｎを個々に偏光制御できるため、光Ａに対して単一の波長λ１，λ２，…，λｎ、あるいは、全ての波長λ１〜λｎに対する光路切り換えを行うことができる。
【００４４】
上記説明では、１入力×２出力の切り換え構成、すなわち、単一の光ファイバ３ａから入力された光を光ファイバ３ｃあるいは光ファイバ３ｄに入射させる構成について説明したが、上記構成は、この入出力数に限らない。１入力×２出力の構成時には、図１〜図３に示した入力側の複屈折板５ａの構成は不要である。これに対して、入力側に複屈折板５ａを設けることにより、２入力×２出力の全光クロスコネクトの光路切り換えが行えるようになる。
【００４５】
そして、図３に示したように、光ファイバ３ａに入射される光Ａの偏光方向に対して、光ファイバ３ｂに入射される光Ｂの偏光方向が９０°回転した設定となっている。これにより、光ファイバ３ｂから入射された光Ｂは、複屈折板５ａにより光路Ａ上を通過する。そして、偏光制御素子９のＯＮ／ＯＦＦ制御により、波長λ１〜λｎ別の偏光制御を行うことができる。
【００４６】
例えば、偏光制御素子９のアレイ９ａがＯＦＦ状態のときには、光Ｂの全ての波長λ１〜λｎの成分は、光Ｂの光路上の光ファイバ３ｄから出力される。また、偏光制御素子９のアレイ９ａをＯＮ制御することにより、光Ｂに含まれる波長λ１の光のみ偏光方向を９０°回転させることができる。このとき、出力側の複屈折板５ｂは、波長λ１の光のみを光路Ａのまま光ファイバ３ｃ側に出射させ、他の波長λ２〜λｎの光は、屈折させ光Ｂの光路上の光ファイバ３ｄに出射させることができるようになる。
【００４７】
これにより、図１に示すように、波長選択スイッチ１に対して、光ファイバ３ａの波長（λ１，λ２，λ３）の光と、光ファイバ３ｂの波長（λａ，λｂ，λｃ）の光が入力されたとき、任意の波長のみを選択して他の光路に切り換えることにより、光ファイバ３ｃに波長（λａ，λ２，λｃ）の光を出力させると同時に、光ファイバ３ｃに波長（λ１，λｂ，λ３）の光を出力させることができるようになる。なお、上記波長λ１＝λａ，λ２＝λｂ，λ３＝λｃである。
【００４８】
以上説明したように、実施の形態１による透過型の波長選択スイッチ１によれば、２系統の光それぞれの任意の波長のみ、あるいは全波長を他の系統に光路切り換えできるため、２入力×２出力の全光クロスコネクトが可能となる。
【００４９】
（実施の形態２）
次に、この発明の波長選択スイッチの実施の形態２について説明する。図６は、この発明の実施の形態２による反射型の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。また、図７は、この発明の実施の形態２による波長選択スイッチの上面図であり、図８は、この発明の実施の形態２による波長選択スイッチの側面図である。実施の形態２による波長選択スイッチ１１は、実施の形態１（図１等参照）で説明した出力側の光学系を除く構成、すなわち、入出力共通の光学系と、反射型の偏光制御素子とを備えて構成したものである。実施の形態２において、実施の形態１（図６〜図８参照）で説明した同一の構成部には、同一の符号を附してある。
【００５０】
実施の形態２の構成を具体的に説明する。この波長選択スイッチ１１は、２入力×２出力のポートとして、図示しない光コネクタと、ファイバコリメータ２を備える。ファイバコリメータ２は、光ファイバ３（３ａ，３ｂ）を上下位置にそれぞれ配置し、また、各光ファイバ３の端面位置を揃えた状態で固定保持する。図６に示すように、光ファイバ３ａは、第１光伝送路２０ａに対しサーキュレータ２１ａを介して接続される。光ファイバ３ｂは、第２光伝送路２０ｂに対しサーキュレータ２１ｂを介して接続される。サーキュレータ２１ａ，２１ｂは、それぞれ、光入力ポートＣ１へ入力された光を入光出力ポートＣ２から出力し、入光出力ポートＣ２へ入力された光を光出力ポートＣ３から出力する機能を有している。
【００５１】
ファイバコリメータ２の上下位置に固定された光ファイバ３ａ，３ｂの端面から出射された光Ａ，Ｂは、コリメータレンズ４ａ，４ｂ（図８参照）で平行光にされ、複屈折板５を介して波長分散素子６に入射される。複屈折板５は、入射光の偏光方向により透過した光の出射位置を可変させる。複屈折板５は、実施の形態１同様に、カルサイト、ルチル等の異方性結晶によって成形される。波長分散素子６についても、実施の形態１同様に回折格子７や、ＶＩＰＡ１０を用いることができる。
【００５２】
波長分散素子６により分光された光Ａの出射方向には、光Ａを平行光にして偏光制御素子１９に出射させるレンズ８が設けられる。偏光制御素子１９は、実施の形態１と異なり、入射した光を反射させる反射型のものである。偏光制御素子１９としては、実施の形態１で説明したように、強誘電性液晶を用いたり、ファラデー回転子を用いることができる。なお、反射型の偏光制御素子１９は、透過型のものに比して、約半分の厚さにすることができるため、薄型で安価なものを用いることができる。
【００５３】
次に、実施の形態２の偏光制御による波長別の光路切り換え動作について説明する。第１光伝送路２０ａ上の光信号は、サーキュレータ２１ａを介して波長選択スイッチ１１の光ファイバ３ａに入力される。光ファイバ３ａの端面から所定の偏光状態を有する光Ａが出射されると、この光Ａは、入力側の各光学系において、コリメータレンズ４ａを介して複屈折板５を直進して通過し、波長分散素子６により波長分散される。波長分散素子６は、光Ａに含まれる複数の光を波長λ１〜λｎ別に異なる方向に分離して出射させる。波長分散された各波長λ１〜λｎの光は、それぞれ偏光制御素子１９に入射される。
【００５４】
偏光制御素子１９は、図７に示すように、波長別の偏光制御素子１９ａ〜１９ｎのアレイからなり、各波長λ１〜λｎ別に光の偏光方向を切り換えることができる。ここで、偏光制御素子１９のアレイ１９ａ〜１９ｎが全てＯＦＦ状態のままであると、偏光制御素子１９は、波長λ１〜λｎの光に対する偏光制御を行わずに、全ての波長λ１〜λｎの光を反射させる。このとき、図８に示すように、光Ａは、偏光制御素子１９に入射されたときの偏光状態のままで反射され、この反射された光Ａは、レンズ８を介して波長分散素子６に戻され、再び各波長λ１〜λｎの光が１つの光Ａとして収束された後、複屈折板５をそのまま通過し、光ファイバ３ａに戻す形で入射される。
【００５５】
この状態で、光ファイバ３ａの光は、サーキュレータ２１ａを介して第１光伝送路２０ａに戻される。以上のように、偏光制御素子１９のアレイ１９ａ〜１９ｎが全てＯＦＦ状態のときには、第１光伝送路２０ａ上の光信号は、全ての波長λ１〜λｎの光路切り換えを行わない状態で、この第１光伝送路２０ａに戻される。
【００５６】
次に、偏光制御素子１９（１９ａ〜１９ｎ）がＯＮ状態となったときの動作について説明する。図９は、この発明の実施の形態２による反射型の波長選択スイッチによる波長別の光路切り換え動作を説明する図である。光ファイバ３ａの光Ａのうち、所望する波長λ１〜λｎの光の光路を切り換えたいときには、偏光制御素子１９の該当するアレイ１９ａ〜１９ｎをＯＮ制御する。
【００５７】
例えば、光Ａに含まれる波長λ１の光を切り換えるときには、偏光制御素子１９のアレイ１９ａをＯＮ制御する。これにより、偏光制御素子１９のアレイ１９ａ部分に入射された光Ａは、波長λ１の光Ａのみ偏光方向が９０°回転して反射される。この偏光制御素子１９により反射された光Ａは、複屈折板５を通過する際に、偏光方向が９０°回転された波長λ１の光のみを光Ｂの光路に切り換えて光ファイバ３ｂに入射させる。なお、光Ａのうち、他の波長λ２〜λｎの光は、光Ａの光路上を直進して光ファイバ３ｂに入射される。
【００５８】
このように、所望する波長の光のみ他の系統に光路を切り換えることができるようになる。これにより、図６に示すように、第１光伝送路（現用回線）２０ａで運用中の光Ａのうち、ある波長λ１，λ３の成分の光のみを他の光Ｂの光路、すなわち第２光伝送路（予備回線）２０ｂ側に切り換えることができるようになる。また、波長選択素子１９は、波長λ１〜λｎを個々に偏光制御できるため、光Ａに対して単一の波長λ１，λ２，…，λｎ、あるいは、全ての波長λ１〜λｎに対する光路切り換えを行うことができる。
【００５９】
そして、図９に示したように、光ファイバ３ａに入射される光Ａの偏光方向に対して、光ファイバ３ｂに入射される光Ｂは９０°回転した設定とされている。この光ファイバ３ｂから入射された光Ｂは、複屈折板５により光Ａ上を通過する。そして、偏光制御素子１９のＯＮ／ＯＦＦ制御により、波長λ１〜λｎ別の偏光制御を行うことができる。例えば、偏光制御素子１９のアレイ１９ａがＯＦＦ状態のときには、反射された光Ｂの全ての波長λ１〜λｎの成分が光Ｂの光路上の光ファイバ３ｂに戻される。
【００６０】
また、偏光制御素子１９のアレイ１９ａをＯＮ制御することにより、反射された光Ｂに含まれる波長λ１の光のみ偏光方向を９０°回転させることができる。このとき、複屈折板５は、反射された波長λ１の光のみを光路Ａのまま光ファイバ３ａに戻す形で出射させ、他の波長λ２〜λｎの光は、屈折させ光Ｂの光路上の光ファイバ３ｂに戻す形で出射させることができるようになる。
【００６１】
これにより、図６に示すように、波長選択スイッチ１１に対して、第１光伝送路２０ａ上の波長（λ１，λ２，λ３）の光と、第２光伝送路２０ｂの光ファイバ３ｂの波長（λａ，λｂ，λｃ）の光が入力されたとき、任意の波長のみを選択して他の光路に切り換えることにより、例えば、第１光伝送路２０ａに波長（λａ，λ２，λｃ）の光を戻すと同時に、第２光伝送路２０ｂに波長（λ１，λｂ，λ３）の光を出力させることができるようになる。なお、上記波長λ１＝λａ，λ２＝λｂ，λ３＝λｃである。
【００６２】
以上説明したように、実施の形態２による透過型の波長選択スイッチ１１によれば、２系統の光それぞれの任意の波長のみ、あるいは全波長を他の系統に光路切り換えできるため、２入力×２出力の全光クロスコネクトが可能となる。そして、実施の形態２の構成によれば、反射型の偏光制御素子１９を用いるため、装置内での光路長を実施の形態１に比して約半分に短縮化できる。同時に、実施の形態１で説明した出力側の光学系（波長分散素子６ｂ，複屈折板５ｂ，レンズ８ｂ）を不要にでき、部品点数と必要な部品コストを削減して安価に構成することができる。
【００６３】
（実施の形態３）
次に、この発明の波長選択スイッチの実施の形態３について説明する。図１０は、この発明の実施の形態３による反射型の他の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。また、図１１は、この発明の実施の形態３による反射型の他の波長選択スイッチの側面図である。実施の形態３による波長選択スイッチ２１は、実施の形態２（図６〜図９参照）で説明した反射型の波長選択スイッチ１１とほぼ同様の構成であるが、入力側の光路と、出力側の光路とが異なる光路となるように構成したものである。これにより、実施の形態２で設けられたサーキュレータ２１ａ，２１ｂを不要にしたものである。実施の形態３において、上記各実施の形態と同一の構成部には、同一の符号を附してある。
【００６４】
実施の形態３の構成を具体的に説明する。実施の形態３による波長選択スイッチ２１は、実施の形態２同様に、入出力共通の光学系と、反射型の偏光制御素子によって構成されている。この波長選択スイッチ２１は、２入力×２出力のポートとして、図示しない光コネクタと、ファイバコリメータ２を備える。ファイバコリメータ２は、入力側のファイバコリメータ２ａと、出力側のファイバコリメータ２ｂからなる。入力側のファイバコリメータ２ａは、入力側の光ファイバ３（３ａ，３ｂ）を上下位置にそれぞれ配置し、出力側のファイバコリメータ２ｂは、出力側の光ファイバ３（３ｃ，３ｄ）を上下位置にそれぞれ配置している。このファイバコリメータ２は、各光ファイバ３の端面位置を揃えた状態で固定保持する。
【００６５】
ファイバコリメータ２ａの上下位置に固定された光ファイバ３ａ，３ｂの端面から出射される光Ａ，Ｂは、互いに偏光方向が９０°異なる。この光Ａ，Ｂは、コリメータレンズ４ａ，４ｂ（図１１参照）で平行光にされ、複屈折板５により１つの光路上の光Ａ１とされた後、波長分散素子６に入射される。
【００６６】
波長分散素子６により分光された各波長λ１〜λｎの光Ａ１の出射方向には、この光Ａ１を平行光にして偏光制御素子１９に出射させるレンズ２８が設けられる。図１１に示すように、このレンズ２８は、光Ａ１を偏光制御素子１９に対し所定の入射角度θを有して入射させる。偏光制御素子１９は、実施の形態１，２同様に、入射した光を反射させる反射型のものである。したがって、偏光制御素子１９に対して入射角度θで入射された光Ａ１は、同様の反射角度θを有する光Ａ２としてレンズ２８に出射される。
【００６７】
この反射された光Ａ２は、出力側の光路となる。この光Ａ２は、レンズ２８を介して波長分散素子６に入射され、波長分散素子６は分光された各波長λ１〜λｎの光Ａ２を多重化した単一光に合波して複屈折板５に出射する。複屈折板５は、光Ａ２に含まれる偏光方向により、異なる光路の光Ａ，Ｂとして出射する。これら光Ａ，Ｂは、それぞれ出力側のコリメータレンズ４ｃ，４ｄにより出力側の光ファイバ３ｃ，３ｄに入射される。
【００６８】
この実施の形態３で用いた波長分散素子６は、実施の形態１，２同様の回折格子７であるが、他にＶＩＰＡ１０を用いることもできる。また、偏光制御素子１９としては、強誘電性液晶や、ファラデー回転子を用いることができる。この反射型の偏光制御素子１９は、透過型のものに比して、約半分の厚さにすることができるため、実施の形態２同様に、薄型で安価なものを用いることができる。
【００６９】
次に、実施の形態３の偏光制御による波長別の光路切り換え動作について説明する。光ファイバ３ａの端面から所定の偏光状態を有する光Ａが出射されると、この光Ａは、入力側の各光学系において、コリメータレンズ４ａを介して複屈折板５を直進する光Ａ１として通過し、波長分散素子６により波長分散される。波長分散素子６は、光Ａ１に含まれる複数の光を波長λ１〜λｎ別に異なる方向に分離して出射させる。波長分散された各波長λ１〜λｎの光は、レンズ２８により入射角度θを有して偏光制御素子１９に入射される。
【００７０】
偏光制御素子１９は、上述した実施の形態２の構成と同じであり、図７に示したように、波長別の偏光制御素子１９ａ〜１９ｎのアレイからなり、各波長λ１〜λｎ別に光の偏光方向を切り換えることができる。ここで、偏光制御素子１９のアレイ１９ａ〜１９ｎが全てＯＦＦ状態のままであると、偏光制御素子１９は、波長λ１〜λｎの光に対する偏光制御を行わずに、入射した光Ａ１を反射させる。
【００７１】
このとき、図１１に示すように、偏光制御素子１９は、入射する光Ａ１の入射角度θと同じ出射角度θを有する光Ａ２を反射させる。光Ａ２は、偏光制御素子１９に入射されたときの偏光状態のままで反射される。この反射された光Ａ２は、レンズ２８を介して波長分散素子６に戻され、再び各波長λ１〜λｎの光が１つの光Ａとして収束された後、複屈折板５をそのまま通過し、出力側の光ファイバ３ｃに入射される。なお、図１１に示すように、光Ａ１と光Ａ２の光路は、光ファイバ３〜コリメータレンズ４〜複屈折板５〜波長分散素子６の区間において上下方向に異なる位置を通過している。
【００７２】
以上のように、偏光制御素子１９のアレイ１９ａ〜１９ｎが全てＯＦＦ状態のときには、光ファイバ３ａから入力された光信号は、全ての波長λ１〜λｎの光路切り換えを行わない状態で、この光ファイバ３ｃから出力することができる。
【００７３】
次に、偏光制御素子１９（１９ａ〜１９ｎ）がＯＮ状態となったときの動作について説明する。光ファイバ３ａから出射された光Ａのうち、所望する波長λ１〜λｎの光の光路を切り換えたいときには、偏光制御素子１９の該当するアレイ１９ａ〜１９ｎをＯＮ制御する。
【００７４】
例えば、光Ａ１に含まれる波長λ１の光を切り換えるときには、偏光制御素子１９のアレイ１９ａをＯＮ制御する。これにより、偏光制御素子１９のアレイ１９ａ部分に入射された光Ａ１は、波長λ１の光Ａ１のみ偏光方向が９０°回転した光Ａ２として反射される。この偏光制御素子１９により反射された光Ａ２は、複屈折板５を通過する際に、偏光方向が９０°回転されている波長λ１の光のみを光Ｂの光路に切り換えて光ファイバ３ｄに入射させる。なお、光Ａ２のうち、他の波長λ２〜λｎの光は、光Ａ２の光路上を直進して光ファイバ３ｃに戻す形で入射される。
【００７５】
このように、所望する波長の光のみ他の系統に光路を切り換えることができるようになる。これにより、上記実施の形態１，２同様に、第１光伝送路（現用回線）で運用中の光Ａのうち、ある波長λ１，λ３の成分の光のみを他の光Ｂの光路、すなわち第２光伝送路（予備回線）側に切り換えることができるようになる。また、波長選択素子１９は、波長λ１〜λｎを個々に偏光制御できるため、光Ａに対して単一の波長λ１，λ２，…，λｎ、あるいは、全ての波長λ１〜λｎに対する光路切り換えを行うことができる。
【００７６】
そして、図１１に示したように、光ファイバ３ａに入射される光Ａの偏光方向に対して、光ファイバ３ｂに入射される光Ｂは９０°偏光方向が異なる設定とされている。この光ファイバ３ｂから入射された光Ｂは、複屈折板５により光路Ａ１上を通過する。そして、偏光制御素子１９のＯＮ／ＯＦＦ制御により、波長λ１〜λｎ別の偏光制御を行うことができる。例えば、偏光制御素子１９のアレイ１９ａがＯＦＦ状態のときには、反射された光Ａ２の全ての波長λ１〜λｎの成分が光Ｂの光路を介して光ファイバ３ｄから出力される。
【００７７】
また、偏光制御素子１９のアレイ１９ａをＯＮ制御することにより、反射された光Ａ２に含まれる波長λ１の光のみ偏光方向を９０°回転させることができる。このとき、複屈折板５は、反射された波長λ１の光のみを光路Ａのまま光ファイバ３ｃから出力させ、他の波長λ２〜λｎの光は、屈折させ光Ｂの光路上の光ファイバ３ｄから出力できるようになる。
【００７８】
以上説明したように、実施の形態３による透過型の波長選択スイッチ２１によれば、２系統の光それぞれの任意の波長のみ、あるいは全波長を他の系統に光路切り換えできるため、２入力×２出力の全光クロスコネクトが可能となる。そして、実施の形態３の構成によれば、反射型の偏光制御素子１９を用いるため、装置内での光路長を実施の形態１に比して約半分に短縮化できる。同時に、実施の形態１で説明した出力側の光学系（波長分散素子６ｂ，複屈折板５ｂ，レンズ８ｂ）を不要にでき、部品点数と必要な部品コストを削減して安価に構成することができる。さらに、２入力×２出力の独立した全ポートを備えているため、実施の形態２で用いたサーキュレータを不要にできる。
【００７９】
（実施の形態４）
次に、この発明の波長選択スイッチの実施の形態４について説明する。図１２は、この発明の実施の形態４による反射型の他の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。実施の形態４による波長選択スイッチ３１は、実施の形態３（図１０，図１１参照）で説明した反射型の波長選択スイッチ２１とほぼ同様の構成からなる。実施の形態３との相違点は、複屈折板を２枚用いる点と、２枚の複屈折板の間に光の偏光方向を９０°回転させるλ／２板等からなる波長板を設けた点である。実施の形態４において、前述した各実施の形態と同一の構成部には、同一の符号を附してある。
【００８０】
実施の形態４の構成を具体的に説明する。実施の形態４では、第１の光伝送路に接続されたサーキュレータを介して、光ファイバ３ａから光信号が入出力される第２の光伝送路についてもサーキュレータを介して光ファイバ３ｂから光信号が入出力される（図１等参照）。
【００８１】
第１の光伝送路側の光を伝送する光ファイバ３ａの端面から出射される光Ａは、コリメータレンズ４ａにより平行光にされ、複屈折板３５ａに入射される。複屈折板３５ａは、光Ａの偏光状態に応じて出射角度を切り換える。図示の例では、入射された光Ａの偏光方向が０°であるときには、この光Ａを直進させて光Ａ１として出射させ、入射された光Ａの偏光方向が９０°回転していれば、斜め下方に屈折させ所定距離Ｌ１離れた位置から光Ａ２として出射させる。
【００８２】
また、光ファイバ３ａとコリメータレンズ４ａの下方には、第２の光伝送路側の光を伝送する光ファイバ３ｂと、コリメータレンズ４ｂが設けられる。複屈折板３５ａは、光Ｂの偏光方向が０°であるときには、この光Ｂ１を直進させ、入射された光Ｂの偏光方向が９０°回転していれば、斜め下方に屈折させ所定距離Ｌ１離れた位置から光Ｂ２として出射させる。
【００８３】
複屈折板３５ａの後方に配置される波長板３９は、光Ａ２と光Ｂ１との間に設けられる。そして、光Ａ２と、光Ｂ２の偏光方向を９０°回転させる。これにより、光Ａについては、波長板３９を通過しない光Ａ１の偏光方向と、波長板３９を通過した光Ａ２の偏光方向を一致させる（偏光方向０°）。また、光Ｂについては、波長板３９を通過した光Ｂ１の偏光方向と、波長板３９を通過しない光Ｂ２の偏光方向を一致させる（偏光方向９０°）。光Ａ（Ａ１，Ａ２）と、光Ｂ（Ｂ１，Ｂ２）は、それぞれ複屈折板３５ｂの上下位置に入射される。
【００８４】
複屈折板３５ｂは、偏光方向が０°の光Ａ（Ａ１，Ａ２）を直進させ、偏光方向が９０°の光Ｂ（Ｂ１，Ｂ２）を屈折させる。この複屈折板３５ｂは、屈折させた光Ｂの出射位置を光Ａの出射位置に一致させるよう、所定の厚さＷを有する。これにより、複屈折板３５ｂは、偏光方向が０°の光Ａと、偏光方向が９０°の光Ｂとを偏波多重させて出射する。複屈折板３５ｂの後方には、以下に説明する波長分散素子６と、レンズ２８と、反射型の偏光制御素子１９が配置されている。
【００８５】
次に、光ファイバ３ａに偏光方向が０°の光Ａが入射された場合の光路について説明する。複屈折板３５ｂを通過した光Ｃ１（偏光方向０°）は、波長分散素子６（図示の例では、回折格子７）によりそれぞれ波長λ１〜λｎ別に波長分散される。波長分散素子６で波長分散された光Ｃ１は、レンズ２８に入射される。レンズ２８は、波長分散された光Ｃ１を平行光にするとともに、入射角度を有して偏光制御素子１９に入射させる。
【００８６】
偏光制御素子１９は、実施の形態３同様に反射型で各波長λ１〜λｎ別に偏光方向を切り換えるアレイ状に形成されており、各アレイが個別にＯＮ／ＯＦＦ制御する。光Ｃ１に対する偏光方向を切り換えないとき、偏光制御素子１９は、ＯＦＦ状態であり、入射した各波長の光λ１〜λｎの光Ｃ１の偏光方向を変えない。
【００８７】
偏光制御素子１９は入射角度と同じ出射角度で光Ｃ２を反射させる。この光Ｃ２は、レンズ２８を介し波長分散素子６で合波された後、複屈折板３５ｂに入射される。複屈折板３５ｂは、入射された光Ｃ２を偏光方向が０°の光Ａ２としてそのまま直進させ、波長板３９により偏光方向を９０°回転させた後、複屈折板３５ａで屈折され、コリメータレンズ４ａを介して光ファイバ３ａに出射される。
【００８８】
次に、光ファイバ３ａに偏光方向が０°の光Ａが入射され、この光Ａのうち、所望する波長λ１の光路を切り換える動作について説明する。偏光制御素子１９には、上記のように、偏光方向が０°の光Ｃ１が入射される。そして、偏光制御素子１９をＯＮ制御することにより、この偏光制御素子１９は、入射した光Ｃ１の波長λ１の偏光方向だけを９０°回転し反射する。偏光制御素子１９で反射された偏光方向が９０°回転した光Ｃ２は、複屈折板３５ｂ部分で屈折され、光Ｂ２側に切り換えられる。この光Ｂ２は、波長板３９を介さずに複屈折板３５ａに入射され、この複屈折板３５ａによって屈折され、コリメータレンズ４ｂを介して光ファイバ３ｂに出射される。なお、光ファイバ３ａに入力された光Ａのうち、波長λ１以外（λ２〜λｎ）の成分の光Ａは、光路切り換えされずに、光ファイバ３ａから出力される。
【００８９】
次に、光ファイバ３ａに対して偏光方向が９０°の光Ａが入射された場合の光路について説明する。この光Ａは、複屈折板３５ａにより屈折された光Ａ２の光路を進行し、波長板３９により偏光方向が９０°回転され、偏光方向０°として複屈折板３５ｂに入射される。複屈折板３５ｂを通過した光Ｃ２（偏光方向０°）は、レンズ２８により平行光にされ、入射角度を有して偏光制御素子１９に入射する。
【００９０】
光Ｃ２に対する偏光方向を切り換えないとき、偏光制御素子１９は、ＯＦＦ状態であり、入射した各波長の光λ１〜λｎの光Ｃ２の偏光方向を変えない。このとき、偏光制御素子１９は入射角度と同じ出射角度で光Ｃ１を反射させる。この光Ｃ１は、レンズ２８を介し波長分散素子６で合波された後、複屈折板３５ｂに入射される。複屈折板３５ｂは、偏光方向が０°で入射した光Ｃ１をそのまま直進させ光Ａ１として出射する。この光Ａ１は、波長板３９を介さず、また、複屈折板３５ａを直進し、コリメータレンズ４ａを介して光ファイバ３ａに出射される。
【００９１】
次に、光ファイバ３ａに偏光方向が９０°の光Ａが入射され、この光Ａのうち、所望する波長λ１の光路を切り換えるときの動作について説明する。偏光制御素子１９には、上記した偏光方向０°の光Ｃ２が入射される。そして、偏光制御素子１９をＯＮ制御すると、入射された光Ｃ２の波長λ１の偏光方向だけを９０°回転させて反射する。これにより、偏光制御素子１９で反射され、偏光方向が９０°回転された光Ｃ１は、複屈折板３５ｂ部分で屈折され、光Ｂ１側に切り換えられる。この光Ｂ１は、波長板３９により偏光方向が９０°回転されて（偏光方向０°）、複屈折板３５ａに入射される。そして、この光Ｂ１は、複屈折板３５ａを直進し、コリメータレンズ４ｂを介して光ファイバ３ｂに出射される。なお、光ファイバ３ａに入力された光Ａのうち、波長λ１以外（λ２〜λｎ）の成分の光Ａは、光路切り換えされずに、光ファイバ３ａから出力される。
【００９２】
上記説明では、一方の光ファイバ３ａに対する光Ａの入力を中心に説明したが、他方の光ファイバ３ｂに対する光Ｂの入力についても同様に光路切り換えを行うことができる。
【００９３】
以上説明したように、実施の形態４による波長選択スイッチ３１によれば、入射される光Ａの偏光方向が０°あるいは９０°のいずれであっても、同様な光路切り換えを行うことができる。すなわち、偏光依存性をもたない波長選択スイッチ３１を構成できる。また、２系統の光それぞれの任意の波長のみ、あるいは全波長を他の系統に光路切り換えできるため、２入力×２出力の全光クロスコネクトが可能となる。また、実施の形態４の構成によれば、反射型の偏光制御素子１９を用いるため、装置内での光路長を実施の形態１に比して約半分に短縮化できる。
【００９４】
（実施の形態５）
次に、この発明の波長選択スイッチの実施の形態５について説明する。図１３は、この発明の実施の形態５による反射型の他の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。また、図１４は、この発明の実施の形態５による波長選択スイッチに用いる波長板の配置を示す正面図であり、図１５は、この発明の実施の形態５による波長選択スイッチの説明図である。図１５（ａ）は、波長選択スイッチの側面図である。図１５（ｂ）は、光の偏向方向別の光路切り換え状態を示す図であり、偏光方向を矢印（→，↓）で示してある。→は偏光方向が０°であり、↑は偏光方向が９０°であることを示している。
【００９５】
実施の形態５による波長選択スイッチ４１は、実施の形態４（図１２参照）で説明した反射型の波長選択スイッチ３１とほぼ同様の構成からなる。実施の形態４との相違点は、２枚用いた複屈折板による光の屈折方向を互いに垂直となるよう配置している。また、波長板の配置を変更することにより、２つの光入力ポートと２つの光出力ポートを配置している。これにより、実施の形態５では、サーキュレータを用いずに全光クロスコネクトを可能にしている。この実施の形態５において、前述した各実施の形態と同一の構成部には、同一の符号を附してある。
【００９６】
実施の形態５の構成を具体的に説明する。図１５に示すように、第１の光伝送路側の光を伝送し、光入力ポート１の光ファイバ３ａの端面から出射される光Ａは、コリメータレンズ４ａにより平行光にされ、複屈折板３５ａに入射される。複屈折板３５ａは、光Ａの偏光状態に応じて出射角度を切り換える。図示の例では、入射された光Ａの偏光方向が０°であるときには、この光Ａ１を直進させ、入射された光Ａの偏光方向が９０°回転していれば、斜め下方に屈折させ所定距離Ｌ１離れた位置から光Ａ２として出射させる。なお、光入力ポート２である光ファイバ３ｂ側の詳細な説明は省略するが、光入力ポート１と同様の構成が横に配置されている。
【００９７】
また、光入力ポート１の光ファイバ３ａとコリメータレンズ４ａの下方には、光出力ポート１の光ファイバ３ｃと、コリメータレンズ４ｃが設けられる。また、光入力ポート２の光ファイバ３ｂとコリメータレンズ４ｂの下方には、光出力ポート２の光ファイバ３ｄと、コリメータレンズ４ｄが設けられる。
【００９８】
複屈折板３５ａの後方に配置されるλ／２板等からなる波長板３９は、図１４に示すように、光入力ポート１（光ファイバ３ａ）に入射された光Ａのうち、光Ａ２の光路上に波長板３９ａとして設けられる。また、光入力ポート２（光ファイバ３ｂ）に入射された光Ａに対しては、光Ａ１の光路上に設けられる。また、波長板３９は、光出力ポートにも設けられ、光出力ポート１（光ファイバ３ｃ）に出射させる光Ｂのうち、光Ｂ１の光路上に波長板３９ｃとして設けられる。また、光出力ポート２（光ファイバ３ｄ）に出射させる光Ｂについては、光Ｂ２の光路上に設けられる。これにより、波長板３９ａは光入力ポート１の光Ａ２を、波長板３９ｂは光入力ポート２の光Ａ１を、波長板３９ｃは光出力ポート１の光Ｂ２を、波長板９ｄは光出力ポート２の光Ｂ１の偏光方向をそれぞれ９０°回転させる。
【００９９】
これにより、光入力ポート１の光Ａについては、光Ａ１の偏光方向となるように、波長板３９ａを通過した光Ａ２の偏光方向を一致させる。これらの光Ａ（Ａ１，Ａ２）は、複屈折板３５ｂに入射される。
【０１００】
複屈折板３５ｂは、光入力ポート１と、光入力ポート２から入射された光Ａを同一の光路上に出射させる光路切り換え用として設けられる。光入力ポート１に入射される光の偏光方向と、光入力ポート２に入射される光は、互いに偏光方向が９０°異なるものとする。この複屈折板３５ｂの屈折方向は、図１５の横方向であり、この複屈折板３５ｂの屈折方向は、複屈折板３５ａの屈折方向（上下方向）と垂直な方向である。
【０１０１】
この複屈折板３５ｂは、光入力ポート１と光入力ポート２から入射される光Ａの間隔に対応した厚さを有して形成されるため、実施の形態４に示した構成に比して、入射位置の間隔を狭めることができ、薄型化を図ることができる。なお、光出力ポート１の光Ｂについては、波長板３９ｃを通過した光Ｂ１の偏光方向を、光Ｂ２の偏光方向に一致させる。複屈折板３５ｂは、光出力ポート２の光Ｂの光路上にも位置しており、この光Ｂについても同様の光路切り換えを行う。
【０１０２】
複屈折板３５ｂの後方には、以下に説明する波長分散素子６と、レンズ２８と、反射型の偏光制御素子１９が配置されている。偏光制御素子１９を中心として光Ａ，Ｂの光路を説明すると、光Ａ１の入射角度と光Ｂ１の出射角度が一致する。また、光Ａ２の入射角度と光Ｂ２の入射角度が一致している。偏光制御素子１９に対する、これら光Ａ１，Ａ２の入射角度と、光Ｂ１，Ｂ２の出射角度は、レンズ２８によって設定されている。
【０１０３】
次に、図１５（ｂ）を参照して、光入力ポート１に入射された光Ａの光路切り換え動作について説明する。まず、光入力ポート１である光ファイバ３ａに偏光方向が０°の光Ａが入射された場合の光路について説明する。偏光方向が０°の光Ａは、複屈折板３５ａを直進して光Ａ１の光路を通過し、波長板３９ａの上部を通過し（波長板３９ａ内部は通過しない）、複屈折板３５ｂに入射される。この光Ａ１は、偏光方向０°であるため、複屈折板３５ｂを直進して通過し、波長分散素子６（図示の例では、回折格子７）に入射される。波長分散素子６は、この光Ａ１を波長λ１〜λｎ別に波長分散させる。波長分散素子６で波長分散された光Ａ１は、レンズ２８に入射される。レンズ２８は、波長分散された光Ａ１を平行光にするとともに、入射角度を有して偏光制御素子１９に入射させる。
【０１０４】
偏光制御素子１９は、実施の形態３同様に反射型で各波長λ１〜λｎ別に偏光方向を切り換えるアレイ状に形成されており、各アレイが個別にＯＮ／ＯＦＦ制御する。光Ａ１に対する偏光方向を切り換えないとき、偏光制御素子１９は、ＯＦＦ状態であり、入射した各波長の光λ１〜λｎの光Ａ１の偏光方向を変えない。
【０１０５】
偏光制御素子１９は入射角度と同じ出射角度の光Ｂ１を反射させる。この光Ｂ１は、レンズ２８を介し波長分散素子６で合波された後、複屈折板３５ｂに入射される。複屈折板３５ｂは、入射された光Ｂ１の偏光方向が０°であるため、この光Ｂ１をそのまま直進させ、波長板３９ｃに入射される。波長板３９ｃは、光Ｂ１の偏光方向を９０°回転させて複屈折板３５ａに入射させる。複屈折板３５ａは、この偏光方向が９０°の光Ｂ１を屈折させて光Ｂを出射する。この光Ｂは、コリメータレンズ４ｃを介して光出力ポート１の光ファイバ３ｃに出射される。
【０１０６】
次に、光入力ポート１の光ファイバ３ａに偏光方向が０°の光Ａが入射され、この光Ａのうち、所望する波長λ１の光路を切り換える動作について説明する。偏光制御素子１９には、上記のように、偏光方向が０°の光Ａ１が入射される。そして、偏光制御素子１９をＯＮ制御することにより、この偏光制御素子１９は、入射した光Ａ１のうち、波長λ１の偏光方向だけを９０°回転させ反射する。偏光制御素子１９で反射された偏光方向が９０°回転した光Ｂ１は、波長分散素子６で合波された後、複屈折板３５ｂにより、ポート１からポート２の光路に切り換えられる。この光Ｂ１は、波長板３９ｄの下部を通過し（波長板３９ｄの内部は通過しない）、複屈折板３５ａに入射される。この光Ｂ１は、複屈折板３５ａによって屈折され、コリメータレンズ４ｄを介して光出力ポート２の光ファイバ３ｄに出射される。なお、光入力ポート１の光ファイバ３ａに入力された光Ａのうち、波長λ１以外（λ２〜λｎ）の成分の光Ａは、光路切り換えされずに、光出力ポート１の光ファイバ３ｃから出力される。
【０１０７】
次に、光入力ポート１の光ファイバ３ａに対して偏光方向が９０°の光Ａが入射された場合の光路について説明する。この光Ａは、複屈折板３５ａにより屈折された光Ａ２の光路を進行し、波長板３９ａにより偏光方向が９０°回転され、偏光方向０°として複屈折板３５ｂに入射される。複屈折板３５ｂを通過した光Ａ２（偏光方向０°）は、レンズ２８により平行光にされ、入射角度を有して偏光制御素子１９に入射する。
【０１０８】
光Ａ２に対する偏光方向を切り換えないとき、偏光制御素子１９は、ＯＦＦ状態であり、入射した各波長の光λ１〜λｎの光Ａ２の偏光方向を変えない。このとき、偏光制御素子１９は入射角度と同じ出射角度で光Ｂ２を反射させる。この光Ｂ２は、レンズ２８を介し波長分散素子６で合波された後、複屈折板３５ｂに入射される。複屈折板３５ｂは、偏光方向が０°で入射した光Ｂ２をそのまま直進させる。この光Ｂ２は、波長板３９ｃの上部位置を通過し（波長板３９ｃ内部は通過しない）、複屈折板３５ａに入射される。この光Ｂ２は、複屈折板３５ａを直進し、コリメータレンズ４ａを介して光ファイバ３ａに出射される。
【０１０９】
次に、光入力ポート１の光ファイバ３ａに偏光方向が９０°の光Ａが入射され、この光Ａのうち、所望する波長λ１の光路を切り換えるときの動作について説明する。偏光制御素子１９には、上記した偏光方向０°の光Ａ２が入射される。そして、偏光制御素子１９をＯＮ制御すると、入射された光Ａ２の波長λ１の偏光方向だけを９０°回転させて反射する。これにより、偏光制御素子１９で反射され、偏光方向が９０°回転された光Ｂ２は、複屈折板３５ｂ部分で屈折され、ポート１からポート２の光路に切り換えされる。この光Ｂ２は、波長板３９ｄにより偏光方向が９０°回転されて（偏光方向０°）、複屈折板３５ａに入射される。そして、この光Ｂ２は、複屈折板３５ａを直進し、コリメータレンズ４ｄを介して光出力ポート２の光ファイバ３ｄに出射される。なお、光入力ポート１の光ファイバ３ａに入力された光Ａのうち、波長λ１以外（λ２〜λｎ）の成分の光Ａは、光路切り換えされずに、光出力ポート１の光ファイバ３ｃから出力される。
【０１１０】
上記説明では、光入力ポート１である光ファイバ３ａに対する光Ａの光路切り換えを中心に説明したが、他方の光入力ポート２である光ファイバ３ｂに対する光Ｂの入力についても同様に、光路を切り換えて光出力ポート１、あるいは光出力ポート２から出力させることができる。
【０１１１】
これにより、図１３に示すように、波長選択スイッチ４１に対して、光入力ポート１である光ファイバ３ａの波長（λ１，λ２，λ３）の光と、光入力ポート２の光ファイバ３ｂの波長（λａ，λｂ，λｃ）の光が入力されたとき、任意の波長のみを選択して他の光路に切り換えることにより、例えば、光出力ポート１の光ファイバ３ｃから波長（λａ，λ２，λｃ）の光を出力できると同時に、光出力ポート２の光ファイバ３ｄから波長（λ１，λｂ，λ３）の光を出力させることができるようになる。なお、上記波長λ１＝λａ，λ２＝λｂ，λ３＝λｃである。
【０１１２】
以上説明したように、実施の形態５によれば、偏光分離用の複屈折板と光路切り換え用の複屈折板とを、光の屈折方向（ビームのシフト方向）が垂直となるよう配置することで、小型化を図ることができる。特に、実施の形態４（図１２）に示した構成では、２枚の複屈折板３５ａ，３５ｂによる光の屈折方向がいずれも同じ上下方向である。このような構成において、光路切り換え用として用いた後段の複屈折板３５ｂは、２つの光路Ａ，Ｂを同一の光路Ｃに一致させるために大きな厚さＷを必要とし、大型化および部品コストが高くなる。前述したように、複屈折板３５ｂは、一定な屈折角度を有しているため、２つの光路Ａ，Ｂの入射位置が離れるにしたがい、必然的に厚さＷが大きくなる。
【０１１３】
実施の形態５の構成によれば、２枚の複屈折板３５ａ，３５ｂによる光の屈折方向を互いに垂直にすることにより、前段の複屈折板３５ａにおける複数の光の出射位置が離れていても、後段の複屈折板３５ｂの厚さＷが増えることなく、後段の複屈折板３５ｂに薄いものを用いることができるようになる。
【０１１４】
以上説明したように、実施の形態５による波長選択スイッチ４１によれば、入射される光Ａの偏光方向が０°あるいは９０°のいずれであっても、同様な光路切り換えを行うことができる。すなわち、偏光依存性をもたない波長選択スイッチ４１を構成できる。また、２系統の光それぞれの任意の波長のみ、あるいは全波長を他の系統に光路切り換えできるため、２入力×２出力の全光クロスコネクトが可能となる。また、実施の形態５の構成によれば、反射型の構成であるため、全体の光路長を実施の形態１に比して約半分に短縮化できる。さらに、後段に設けられる光路切り換え用の複屈折板３５ｂの厚さを薄くできるため、実施の形態４に比して部品コストを抑え、光路長をより短くすることができるようになる。
【０１１５】
以上説明したように、この発明の各実施の形態では、マイクロミラーアレイを用いずに、全光クロスコネクトが可能となり、ＷＤＭ通信による光ネットワークの各ノードにおいて、波長情報を基にしたダイナミックなパスの設定／解除を行うことができるようになる。
【０１１６】
（付記１）波長多重された光が複数入力され、複数の入力された光をそれぞれ波長別に選択して複数出力する波長選択スイッチにおいて、
前記波長多重された光が複数入力される複数の光入力ポートと、
前記波長別に選択された光を複数出力する複数の光出力ポートと、
光の偏光方向に応じて前記光を異なる屈折角度で屈折し分離させるものであり、前記複数の光入力ポート側に入射された光を、内部側の単一の出射位置から出射させる第１の光屈折板と、
前記第１の光屈折板から出射された光を受光し、該光に含まれる波長別の光の成分を異なる方向に分離して出射させる第１の合分波器と、
前記第１の合分波器から出射される光を前記波長別に所定間隔を有する平行光にする第１の光学系と、
前記第１の光学系により平行光とされた前記光の偏光方向を波長別に選択的に制御自在な透過型の偏光制御手段と、
前記偏光制御手段から出射された前記波長別の平行光を集光する第２の光学系と、
前記第２の光学系で集光された前記波長別に分離された光を受光し、該光を合波して出射させる第２の合分波器と、
前記第２の合分波器から出射された合波後の光が単一の入射位置から入射され、該入射された光の偏光方向に応じて該光を異なる屈折角度で屈折させ、前記複数の光出力ポートに出射させる第１の光屈折板と、
を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ。
【０１１７】
（付記２）波長多重された光が複数入力され、複数入力された光をそれぞれ波長別に選択して複数出力する波長選択スイッチにおいて、
前記波長多重された光が複数入出力される複数の光入出力ポートと、
光の偏光方向に応じて前記光を異なる屈折角度で屈折し分離させるものであり、前記複数の光入出力ポート側の複数の入出射位置と、内部側の単一の出射位置を有する光屈折板と、
前記光屈折板側から出射された光を受光し、該光に含まれる波長別の光の成分を異なる方向に分離して出射させ、また、該出射方向から入射される光を合波して前記光屈折板に出射させる合分波器と、
前記合分波器から出射された光を前記波長別に所定間隔を有する平行光にする光学系と、
前記光学系により平行光とされた前記光の偏光方向を波長別に選択的に制御自在であり、入射した光を反射させる反射型の偏光制御手段と、
を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ。
【０１１８】
（付記３）前記偏光制御手段に入射する光の入射光路と、該偏光制御手段が反射する光の出射光路を異なる光路とし、
前記光入出力ポートに代えて、前記光の入射光路上に複数の光入力ポートと、前記光の出射光路上に複数の光出力ポートを設けたことを特徴とする付記２に記載の波長選択スイッチ。
【０１１９】
（付記４）波長多重された光が複数入力され、複数の入力された光をそれぞれ波長別に選択して複数出力する波長選択スイッチにおいて、
前記波長多重された光が複数入力される複数の光入力ポートと、
前記波長別に選択された光を複数出力する複数の光出力ポートと、
光の偏光方向に応じて該光を異なる屈折角度で屈折し分離させるものであり、前記複数の光入力ポート側の複数の入射位置と、内部側の単一の出射位置とを、前記複数の光入力ポートと、前記複数の光出力ポートそれぞれに対応して有する光屈折板と、
前記光屈折板側から出射された光を受光し、該光に含まれる波長別の光の成分を異なる方向に分離して出射させ、また、該出射方向から入射される光を合波して前記光屈折板に出射させる合分波器と、
前記合分波器から出射された光を前記波長別に所定間隔を有する平行光にする光学系と、
前記光学系により平行光とされた前記光の偏光方向を波長別に選択的に制御自在であり、入射した光を反射させる反射型の偏光制御手段と、
を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ。
【０１２０】
（付記５）前記光学系は、前記偏光制御手段に対する前記光の入射光路の傾きと、前記光の出射光路の傾きを等しくすることを特徴とする付記３または４に記載の波長選択スイッチ。
【０１２１】
（付記６）前記光屈折板と、前記合分波器との間には、
前記光屈折板により分離された光が入射され、該光屈折板により分離された一方の光の偏光方向と、他方の光の偏光方向とを一致させて出射する波長板と、
前記波長板から出射された光の光路を、該光の偏光方向に応じて分離、あるいは結合させる光路切り換え用の光屈折板と、
を備えたことを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の波長選択スイッチ。
【０１２２】
（付記７）前記光屈折板による光の屈折方向に対し、前記光路切り換え用の光屈折板による光の屈折方向が垂直なことを特徴とする付記６に記載の波長選択スイッチ。
【０１２３】
（付記８）前記偏光制御素子として磁気光学素子を用いたことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の波長選択スイッチ。
【０１２４】
（付記９）前記偏光制御素子として液晶を用いたことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の波長選択スイッチ。
【０１２５】
（付記１０）前記波長分散素子として回折格子を用いたことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の波長選択スイッチ。
【０１２６】
（付記１１）前記波長分散素子としてＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ  Ｉｍａｇｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ａｒｒａｙ）を用いたことを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の波長選択スイッチ。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、光入力ポートに入力される波長多重された光を波長分散素子により分散させてから、偏光制御素子によって各波長毎の光成分それぞれの偏光方向を変える制御を行い、再度の合波後に、光の偏光方向別に異なるポートに出力することにより、任意の波長成分の光を他のポートに切り換えて出力することができるようになる。また、複数の光入力ポートから入力された光を複数の光出力ポートに波長別に切り換えて出力できるため、全光クロスコネクトが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による透過型の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１による波長選択スイッチの上面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による波長選択スイッチの側面図である。
【図４】波長分散素子として用いられるＶＩＰＡの一部側断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１による透過型の波長選択スイッチによる波長別の光路切り換え動作を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態２による反射型の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２による波長選択スイッチの上面図である。
【図８】この発明の実施の形態２による波長選択スイッチの側面図である。
【図９】この発明の実施の形態２による反射型の波長選択スイッチによる波長別の光路切り換え動作を説明する図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による反射型の他の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による反射型の他の波長選択スイッチの側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４による反射型の他の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図１３】この発明の実施の形態５による反射型の他の波長選択スイッチの構成を示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態５による波長選択スイッチに用いる波長板の配置を示す正面図である。
【図１５】この発明の実施の形態５による波長選択スイッチの説明図である。
【図１６】波長選択スイッチの概要構成を示す図である。
【図１７】マイクロミラーアレイに設けられるマイクロミラーの構成を示す側面図である。
【図１８】マイクロミラーの動作状態を示す図である。
【符号の説明】
１，１１，３１，４１  波長選択スイッチ
２（２ａ，２ｂ）  ファイバコリメータ
３（３ａ〜３ｄ）  光ファイバ
４（４ａ〜４ｄ）  コリメータレンズ
５（５ａ，５ｂ），３５ａ，３５ｂ  複屈折板
６ａ，６ｂ  波長分散素子
７  回折格子
８（８ａ，８ｂ），２８  レンズ
９，１９  偏光制御素子
１０  ＶＩＰＡ
３９（３９ａ〜３９ｄ）  波長板
【図１】
2004302317.tif 000003
【図２】
2004302317.tif 000004
【図３】
2004302317.tif 000005
【図４】
2004302317.tif 000006
【図５】
2004302317.tif 000007
【図６】
2004302317.tif 000008
【図７】
2004302317.tif 000009
【図８】
2004302317.tif 000010
【図９】
2004302317.tif 000011
【図１０】
2004302317.tif 000012
【図１１】
2004302317.tif 000013
【図１２】
2004302317.tif 000014
【図１３】
2004302317.tif 000015
【図１４】
2004302317.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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