(57)【要約】【課題】  従来のＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチに比べて、動作速度よりも高速に動作するとともに、スイッチ動作させるために要する消費電力を大幅に削減する。【解決手段】  偏光制御素子アレイ６をなす個々の偏光制御素子６−１による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、各入力ポート２−１，２−３からの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポート２−４，２−２が切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光をそれぞれ出力するように、偏光合成・波長合波部材３，４，５を構成する。【選択図】        図１
2005070546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの入力ポートからの入力側波長多重光について、２つの偏光成分にそれぞれ分離された波長分波光として平行なビーム方向で出射するための偏光分離・波長分波部材と、
該偏光分離・波長分波部材からの各波長分波光について、制御信号により前記偏光成分の偏光方向が切り替え可能な偏光制御素子が、アレイ状に配置される偏光制御素子アレイと、
該偏光制御素子アレイからの各波長分波光について、もとの偏光成分に合成された出力側波長多重光として、２つの出力ポートのいずれかに出射するための偏光合成・波長多重部材と、をそなえ、
該偏光制御素子アレイをなす個々の偏光制御素子による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、上記各入力ポートからの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポートが切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光をそれぞれ出力するように、該偏光合成・波長合波部材が構成されたことを
特徴とする、偏光制御型波長選択スイッチ。
【請求項２】
該偏光分離・波長分波部材が、
該２つの入力ポートからの波長多重光を、それぞれ概ね平行光にコリメートするための第１コリメータと、
該第１コリメータからの各波長多重光を、入射位置および偏光方向に応じて出射位置を分離させて、２つの偏光成分に分離された波長多重光としてそれぞれ出射するための偏光分離素子と、
該偏光分離素子からの各波長多重光について、各波長成分に分波するための波長分波素子と、
該波長分波素子にて分波された各波長分波光を概ね平行光にコリメートして、該偏光制御素子アレイへ出射するための第１レンズと、をそなえるとともに、
該偏光合成・波長合波部材が、
該偏光制御素子アレイからの各波長分波光を集光するための第２レンズと、
該第２レンズにて集光された各波長分波光を合波して、波長多重光として出射するための波長合波素子と、
該偏光分離素子で分離されている偏光成分をもとの状態に偏光合成し、該偏光制御素子アレイで偏光方向が切り替えられた波長成分ごとに出力先となる出力ポートを切り替えて出射する偏光合成素子と、
該偏光合成素子から出射される２つの波長多重光を概ね平行光にコリメートし、それぞれの出力ポートへ出射する第２コリメータと、
をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【請求項３】
該偏光制御素子アレイをなす各偏光制御素子が、各波長分波光についての出射光が入射端面から折り返されて出射されるように構成され、
上記の第１レンズおよび第２レンズ、波長分波素子および波長合波素子、偏光分離素子および偏光合成素子、並びに第１コリメータおよび第２コリメータが、可逆素子として共用化されていることを特徴とする、請求項２記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【請求項４】
上記の２つの入力ポートに２本の入力用光ファイバが、２つの出力ポートに２本の出力用光ファイバが、それぞれ接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【請求項５】
上記の２つの入力ポートおよび２つの出力ポートが、２つの入出力ポートとして共用化され、該２つの入出力ポートに２本の入出力用の光ファイバが接続されるとともに、
該２本の入出力用の光ファイバには、上記入力側波長多重光は上記入力ポート側へ伝搬させるとともに上記出力側波長多重光については上記入力側波長多重光の経路とは反対方向へ伝搬させる光サーキュレータが、それぞれ介装されたことを特徴とする、請求項３記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば波長多重通信システム中の光クロスコネクト装置や光分岐挿入装置において用いて好適の、偏光制御型波長選択スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の光通信システム分野においては、光信号のまま波長単位で伝送経路を変更する光クロスコネクト装置や、１本の光ファイバに伝送される波長の異なる複数の光（波長多重光）からある波長の信号を分岐又は挿入する光分岐挿入装置に関する技術の開発が活発になされている。
入力光としての波長多重光の波長成分を選択的に切り替えて出力光としての波長多重光を出力する波長選択スイッチは、上述のごとき光クロスコネクト装置や光分岐挿入装置に関する技術の中核をなすものである。この波長選択スイッチとして従来提案されているものには、図１８に代表されるような回折格子とＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーアレイとを組み合わせた例が多い。
【０００３】
この図１８に示す波長選択スイッチ１００は、２本の光ファイバ１０１ａ，１０１ｂから伝搬されてきた波長多重光について、コリメート光学系１０４ａ，１０４ｂ，回折格子１０５ａ，１０５ｂおよびＭＥＭＳミラーアレイ１０６の組み合わせにより、波長単位に伝送先光ファイバ１０２ａ，１０２ｂを切り替えようとするものである。
なお、光ファイバ１０１ａから入射される波長多重光の信号光Ｓ０１〜Ｓ０３と、光ファイバ１０１ｂから入射される波長多重光の信号光Ｓ１１〜Ｓ１３について、Ｓ０１とＳ１１（波長λ１）、Ｓ０２とＳ１２（波長λ２）、Ｓ０３とＳ１３（波長λ３）はそれぞれ同じ波長の信号光であるものとする。
【０００４】
この図１８は、波長選択スイッチ１００により、波長λ２の信号光Ｓ０２を光ファイバ１０１ａから光ファイバ１０２ｂに切り替えて伝送し、波長λ１およびλ３の信号光Ｓ０１・Ｓ０３を光ファイバ１０１ａから光ファイバ１０２ａに、波長λ１およびλ３のＳ１１・Ｓ１３を光ファイバ１０１ｂから光ファイバ１０２ｂに、切り替えずに伝送する場合を示している。
【０００５】
ここで、光サーキュレータ１０３ａ，１０３ｂはそれぞれ、光ファイバ１０１ａ，１０１ｂから伝搬されてきた波長多重光を入力光としてコリメート光学系１０４ａ，１０４ｂへ導くとともに、コリメート光学系１０４ａ，１０４ｂからの出力光を光ファイバ１０２ａ，１０２ｂの出力側へ導く。
回折格子１０５ａは、コリメート光学系１０４ａから導かれた入力光について、波長成分ごとに異なる出射角度の平行光として、ＭＥＭＳミラーアレイ１０６に出射するとともに、ＭＥＭＳミラーアレイ１０６から反射された光を各波長成分が合波された波長多重光としてコリメート光学系１０４ａおよび光サーキュレータ１０３ａを介して光ファイバ１０２ｂへ出射する。
【０００６】
同様に、回折格子１０５ｂは、コリメート光学系１０４ｂから導かれた入力光について、波長成分ごとに異なる出射角度の平行光として、ＭＥＭＳミラーアレイ１０６に出射するとともに、ＭＥＭＳミラーアレイ１０６から反射された光を各波長成分が合波された波長多重光としてコリメート光学系１０４ｂおよび光サーキュレータ１０３ｂを介して光ファイバ１０２ａへ出射する。
【０００７】
ＭＥＭＳミラーアレイ１０６は、印加される電気信号等から駆動力を得て反射面角度を可変しうるマイクロミラー１０６ａ〜１０６ｄがアレイ状に配置されてなるもので、回折格子１０５ａ，１０５ｂからの反射光は、波長成分ごとに異なるマイクロミラー１０６ａ〜１０６ｄを反射するようになっている。
すなわち、マイクロミラー１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｄは、回折格子１０５ａおよび１０５ｂによりそれぞれλ１，λ２，λ３の光が集光されるものであり、回折格子１０５ａ，１０５ｂから出力される光の波長が同一であれば、同一のマイクロミラーユニットで反射され、制御される構成である。
【０００８】
これにより、例えば、光ファイバ１０１ａからの波長多重光のうちで、伝送先光ファイバを切り替えずに光ファイバ１０２ｂに出射する波長成分に対しては、当該波長成分光を反射するマイクロミラー１０６ａ〜１０６ｄの反射面角度を、ミラー反射光が回折格子１０５ｂおよびコリメート光学系１０４ｂを通じて光ファイバ１０２ａに入射されるように設定する。又、伝送先光ファイバを切り替えて光ファイバ１０２ａに出射する波長成分に対しては、当該波長成分光を反射するマイクロミラー１０６ａの反射面角度を、ミラー反射光が回折格子１０５ａおよびコリメート光学系１０４ａを通じて光ファイバ１０２ｂに入射されるように設定する。
【０００９】
たとえば、伝送先光ファイバの切り替えを行なわない場合として、ファイバ１０１ａよりサーキュレータ１０３ａを通じて入力された波長λ１の信号光Ｓ０１は、回折格子１０５ａによりマイクロミラー１０６ａに集光され、反射して回折格子１０５ｂに出力され、サーキュレータ１０３ｂよりファイバ１０２ａに出力される。
同様に、サーキュレータ１０３ｂより入力された波長λ１の信号光Ｓ１１は、回折格子１０５ｂによりマイクロミラー１０６ａに集光され、反射して回折格子１０５ａに出力され、サーキュレータ１０３ａよりファイバ１０２ｂに出力される。
【００１０】
また、伝送先光ファイバの切り替えがある場合として、ファイバ１０１ａよりサーキュレータ１０３ａを通じて入力された波長λ２の信号光Ｓ０２は、回折格子１０５ａによりマイクロミラー１０６ｂに集光され、反射して再び回折格子１０５ａに出力され、サーキュレータ１０３ａよりファイバ１０２ｂに出力される。
このとき、ファイバ１０１ｂよりサーキュレータ１０３ｂを通じて入力された波長λ２の信号光Ｓ１２は、回折格子１０５ｂによりマイクロミラー１０６ｂに集光されるが、マイクロミラー１０６ｂは回折格子１０５ａの方向を向いているので反射されず、信号光Ｓ１２は、サーキュレータ１０３ａにも、サーキュレータ１０３ｂにも出力されない。
【００１１】
したがって、２ポートからの同一波長の入力光を同一のマイクロミラーユニットにより制御する図１８の構成では、光ファイバ１０２ｂへの波長λ２の光として、信号光Ｓ０２と信号光Ｓ１２を切り替えることはできるが、光ファイバ１０２ａおよび１０２ｂの波長λ２の光を同時に切り替える、フル・クロスコネクト動作を行なうことができない。
すなわち、２ポートからの同一波長の入力光を、同一のマイクロミラーユニットにより制御する上述の図１８のごとき構成では、フル・クロスコネクトを実現することはできない。フル・クロスコネクトをＭＥＭＳミラーアレイを用いて実現するには、マイクロミラーの２次元制御が必要となるため、構造やミラー制御が複雑になる。
【００１２】
さらに、上述のごときＭＥＭＳミラーを用いた構成では、マイクロミラー角度を保持しておくために常時電圧を印加しておく必要があるため、消費電力が増大するという課題がある。又、ＭＥＭＳミラーの動作速度はミリ秒台であり、より高速な動作要求に応えるためには、動作速度をより高速化された新たな波長選択スイッチを構成することが望まれる。
【００１３】
なお、本願発明に関連する技術として、以下に示す特許文献１には、インライン偏光計から出力される偏光状態の情報に応じて複数の光信号の偏光を修正し制御する機能について記載されているが、後述の本願発明のごとき、偏光制御によって波長成分ごとの光路切り替えを行なう波長選択スイッチについて提供するものではない。
【特許文献１】特開２００１−３３７２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、従来のＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチに比べて、簡素な構造と制御で、より高速に動作するとともに、スイッチ動作させるために要する消費電力を大幅に削減させながら、フル・クロスコネクトを行なうことができるようにした、偏光制御型波長選択スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このため、本発明の偏光制御型波長選択スイッチは、２つの入力ポートからの入力側波長多重光について、２つの偏光成分にそれぞれ分離された波長分波光として平行なビーム方向で出射するための偏光分離・波長分波部材と、該偏光分離・波長分波部材からの各波長分波光について、制御信号により前記偏光成分の偏光方向が切り替え可能な偏光制御素子が、アレイ状に配置される偏光制御素子アレイと、該偏光制御素子アレイからの各波長分波光について、もとの偏光成分に合成された出力側波長多重光として、２つの出力ポートのいずれかに出射するための偏光合成・波長多重部材と、をそなえ、該偏光制御素子アレイをなす個々の偏光制御素子による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、上記各入力ポートからの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポートが切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光をそれぞれ出力するように、該偏光合成・波長合波部材が構成されたことを特徴としている。
【００１６】
また、好ましくは、偏光分離・波長分波部材を、２つの入力ポートからの波長多重光を、それぞれ概ね平行光にコリメートするための第１コリメータと、第１コリメータからの各波長多重光を、入射位置および偏光方向に応じて出射位置を分離させて、２つの偏光成分に分離された波長多重光としてそれぞれ出射するための偏光分離素子と、偏光分離素子からの各波長多重光について、各波長成分に分波するための波長分波素子と、波長分波素子にて分波された各波長分波光を概ね平行光にコリメートして、該偏光制御素子アレイへ出射するための第１レンズと、をそなえるとともに、偏光合成・波長合波部材が、偏光制御素子アレイからの各波長分波光を集光するための第２レンズと、第２レンズにて集光された各波長分波光を合波して、波長多重光として出射するための波長合波素子と、偏光分離素子で分離されている偏光成分をもとの状態に偏光合成し、該偏光制御素子アレイで偏光方向が切り替えられた波長成分ごとに出力先となる出力ポートを切り替えて出射する偏光合成素子と、偏光合成素子から出射される２つの波長多重光を概ね平行光にコリメートし、それぞれの出力ポートへ出射する第２コリメータと、をそなえて構成することができる。
【００１７】
さらに、偏光制御素子アレイをなす各偏光制御素子を、各波長分波光についての出射光が入射端面から折り返されて出射されるように構成され、上記の第１レンズおよび第２レンズ、波長分波素子および波長合波素子、偏光分離素子および偏光合成素子、並びに第１コリメータおよび第２コリメータが、可逆素子として共用化されるようにしてもよい。
また、好ましくは、上記の２つの入力ポートに２本の入力用光ファイバが、２つの出力ポートに２本の出力用光ファイバが、それぞれ接続されている。
【００１８】
さらに、好ましくは、上記の２つの入力ポートおよび２つの出力ポートが、２つの入出力ポートとして共用化され、該２つの入出力ポートに２本の入出力用の光ファイバが接続されるとともに、２本の入出力用の光ファイバには、上記入力側波長多重光は上記入力ポート側へ伝搬させるとともに上記出力側波長多重光については上記入力側波長多重光の経路とは反対方向へ伝搬させる光サーキュレータを、それぞれ介装する。
【発明の効果】
【００１９】
したがって、本発明によれば、共用化された偏光分離・波長分波部材および偏光合成・波長多重部材と、偏光制御素子アレイとをそなえ、偏光制御素子アレイをなす個々の偏光制御素子による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、各入力ポートからの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポートが切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光をそれぞれ出力することができるので、従来のＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチに比べて、簡素な構造と制御で、より高速に動作するとともに、スイッチ動作させるために要する消費電力を大幅に削減させながら、フル・クロスコネクトを行なうことができる利点がある。
【００２０】
また、本発明によれば、該偏光制御素子アレイをなす各偏光制御素子を、各波長分波光についての出射光が入射端面から折り返されて出射されるように構成し、偏光分離・波長分波部材および偏光合成・波長多重部材としての機能を、共用化させることができるので、上述のごとき利点に加え、装置を構成するための部品点数を更に削減させ、装置製造のためのコストを削減し、装置規模を大幅に縮小させることができる利点もある。
【００２１】
さらに、２つの入力ポートに２本の入力用光ファイバが、２つの出力ポートに２本の出力用光ファイバが、それぞれ接続されているので、上述のごとき利点に加え、光サーキュレータを不要とするように構成することができ、装置製造のためのコストを更に削減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
〔ａ〕第１実施形態の説明
図１，図８は本発明の第１実施形態を示す図で、図１は第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０を示す模式的斜視図で、図８は第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０の構成要素の配置関係に着目した上視図である。この図１又は図８に示すように、偏光制御型波長選択スイッチ１０は、基板１上に、ファイバコリメータ２，偏光ビームスプリッタ３，回折格子４，レンズ５および磁気光学素子アレイ６が配置されて構成されて、フル・クロスコネクトを実現するものである。
【００２３】
なお、図１においては、本実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０の各構成要素２〜６が基板１上に配置されるようになっているが、実装上はこれらの構成要素２〜６が筐体に収納されて構成することとしてもよい。
ファイバコリメータ（第１コリメータ，第２コリメータ）２は、入力用の２本の光ファイバ７−１，７−３からの波長多重光を導入するための入力ポート２−１，２−３とともに、出力用の２本の光ファイバ７−２，７−４への波長多重光を導くための出力ポート２−２，２−４をそなえている。即ち、２つの入力ポート２−１，２−３に２本の入力用光ファイバ７−１，７−３が、２つの出力ポート２−２，２−４に２本の出力用光ファイバ７−２，７−４が、それぞれ接続されている。
【００２４】
なお、図１に示す偏光制御型波長選択スイッチ１０においても、光ファイバ７−１から入射される波長多重光の信号光Ｓ０１〜Ｓ０３と、光ファイバ７−３から入射される波長多重光の信号光Ｓ１１〜Ｓ１３について、Ｓ０１とＳ１１（波長λ１）、Ｓ０２とＳ１２（波長λ２）、Ｓ０３とＳ１３（波長λ３）はそれぞれ同じ波長の信号光であるものとする。
【００２５】
また、この図１においては、偏光制御型波長選択スイッチ１０により、波長λ２の信号光Ｓ０２，Ｓ１２はそれぞれ光ファイバ７−１，７−３から光ファイバ７−４，７−２に伝送し、波長λ１の信号光Ｓ０１，Ｓ１１はそれぞれ光ファイバ７−１，７−３から出力先方路を切り替えて光ファイバ７−２，７−４に、波長λ３の信号光Ｓ０３，Ｓ１３も光ファイバ７−１，７−３からそれぞれ出力先方路を切り替えて光ファイバ７−２，７−４に、伝送する場合を示している。
【００２６】
これにより、ファイバコリメータ２においては、入力ポート２−１，２−３からの波長多重光をそれぞれ概ね平行光にコリメートするとともに、出力光としての波長多重光についても概ね平行光にコリメートして出力ポート２−２，２−４を通じて光ファイバ７−２，７−４へ導く（出射する）ようになっている。
図２〜図５は、偏光ビームスプリッタ３における機能とともに、偏光ビームスプリッタ３で分離された偏光成分についての、後述の回折格子４，レンズ５および偏光制御素子アレイ６間における光学的結合状態に着目して図示されたものである。
【００２７】
なお、図２は偏光制御素子アレイ６をなす対応偏光制御素子６−１をＯＦＦにしたときの、光ファイバ７−１からの入力光の光路を示した図であり、入力光は光ファイバ７−４へと出力される。又、図３は偏光制御素子アレイ６をなす対応偏光制御素子６−１をＯＦＦにしたときの、光ファイバ７−３からの入力光の光路を示した図であり、入力光は光ファイバ７−２へと出力される。更に、図４は偏光制御素子アレイ６をなす対応偏光制御素子６−１をＯＮにしたときの、光ファイバ７−１からの入力光の光路を示した図であり、入力光は光ファイバ７−２へと出力される。又、図５は偏光制御素子アレイ６をなす対応偏光制御素子６−１をＯＮにしたときの、光ファイバ７−３からの入力光の光路を示した図であり、入力光は光ファイバ７−４へと出力される。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ３は、図２〜図５に示すように、何れも断面形状が平行四辺形で四角柱状の例えばBK7、石英等からなる２個の光学ガラス材料３−１，３−２の斜面間に誘電体多層膜３−３を挟んだ構造により構成することができるほか、グランレーザープリズム、ウォラストンプリズム、ローションプリズム等もこの目的で使用可能である。
そして、偏光ビームスプリッタ３は、ファイバコリメータ２からの２つの波長多重光を、入射位置および偏光方向に応じて出射位置を分離させて、２つの偏光成分（例えば、互いに直交する垂直偏光成分および水平偏光成分）に分離された波長多重光としてそれぞれ出射する偏光分離素子として機能するとともに、後述する偏光合成素子として機能する。これにより、入射光が、互いに直交した偏光成分に分離され、それぞれ異なるポートからの出射光となる。
【００２９】
たとえば、偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタ３は、図２（又は図４）に示すように、光ファイバ７−１からファイバコリメータ２を介して伝搬されてきた波長多重光ＩＭ♯１について、垂直偏光成分ＩＭ♯１（Ｐ）と水平偏光成分ＩＭ♯１（Ｈ）とに分離して、互いに異なる出射位置（例えば、基板１面に対して概ね垂直方向に離れた２点）から回折格子４へ出射する。
【００３０】
同様に、図３（又は図５）に示すように、光ファイバ７−３からファイバコリメータ２を介して伝搬されてきた波長多重光ＩＭ♯２については、垂直偏光成分ＩＭ♯２（Ｐ）と水平偏光成分ＩＭ♯２（Ｈ）とを分離して、互いに異なる出射位置から回折格子４へ出射する。
さらに、回折格子４は、偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタ３からの各波長多重光について、各波長成分に分波するための波長分波素子として機能するとともに、後述の波長合波素子として機能する。即ち、波長分波素子としての回折格子４は、偏光ビームスプリッタ３で偏光成分が分離された波長多重光のそれぞれ〔ＩＭ♯１（Ｐ），ＩＭ♯１（Ｈ），ＩＭ♯２（Ｐ），ＩＭ♯２（Ｈ）〕について、基板1面に対して概ね平行だが波長成分ごとに異なる出射角度でレンズ５側へ出射する。
【００３１】
これにより、図２〜図５に示すように、回折格子４からは、垂直偏光ビームＩＭ♯１（Ｐ）の波長分波光として基板１面に平行に広がりを持つビーム形状の垂直偏光ビームＩＤ♯１（Ｐ）が出射される（図１のビームＢ１参照）。同様に、水平偏光ビームＩＭ♯１（Ｈ）の波長分波光として同様のビーム形状Ｂ３の水平偏光ビームＩＤ♯１（Ｈ）（図１のビームＢ３参照）が、垂直偏光ビームＩＭ♯２（Ｐ）の波長分波光として同様のビーム形状の垂直偏光ビームＩＤ♯２（Ｐ）（図１のビームＢ３参照）が、水平偏光ビームＩＭ♯２（Ｈ）の波長分波光として同様のビーム形状の水平偏光ビームＩＤ♯２（Ｈ）（図１のビームＢ１参照）が、それぞれ出射される。
【００３２】
また、レンズ５は、波長分波素子としての回折格子４にて分波された各波長分波光を概ね平行光にコリメートして、偏光制御素子アレイ６へ出射するための第１レンズとしての機能と、後述の第２レンズとしての機能を併せ持っている。
すなわち、図１に示すように、回折格子４にて波長成分ごとに異なる出射角度で出射された各波長分波光としてのビームＢ１，Ｂ３をコリメートして、各波長成分が（偏光分離成分ごとに）帯状に伝搬する帯状ビームＢ１１，Ｂ１３として出射するようになっている。
【００３３】
さらに、偏光制御素子アレイ６は、例えば図６に示すように、レンズ５からの波長分波光に対応してアレイ状（この場合においては横一列）に偏光制御素子６−１が配置されて構成されている。即ち、偏光制御素子６−１は、光ファイバ７−１又は光ファイバ７−３からの波長多重光の波長種類に対応して、個々の波長分波光に一つが割り当てられて配列される。
【００３４】
そして、各偏光制御素子６−１は、制御信号により各波長分波光の偏光方向を個別に９０°切り替え可能なものであって、例えば、電気信号によるトリガ信号により磁界をオン／オフ制御することで伝搬する光の偏光方向を回転させる磁気光学素子により構成することができ、好ましくはファラデー回転子により構成することができる。
すなわち、偏光制御素子６−１に、磁気光学素子を用いることにより、数百マイクロ秒オーダーの切り替えが可能となり、更には自己保持型のファラデー回転子を用いる事で、必要な電力は切り替え時のみとなり、ミラー角度保持のために常時電力を供給する必要があったＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチの場合に比べ、装置運用のために要する電力を大幅に削減している。
【００３５】
また、図７に示すように、各偏光制御素子６−１には、波長分波光についての出射光が入射端面から折り返されて出射されるように、レンズ５に対する反対側の面に反射膜６ａが形成されている。更に、各々の偏光制御素子６−１の反射膜６ａにおいては、対応する波長分波光の２つの偏光成分について、互いに異なる光路を通じて入射されるが、レンズ５の曲率およびレンズ５と偏光制御素子６−１との距離を調整することで、これら２つの偏光成分の反射光は、入射光と異なる光路で反射されて、偏光ビームスプリッタ３で偏光合成され出力側の光ファイバ７−２，７−４へ通じるようになっている。
【００３６】
換言すれば、第１実施形態においては、光ファイバ７−１，７−３からの波長多重光について波長選択スイッチングを施した後の波長多重光を、光ファイバ７−１，７−３とは異なる光ファイバ７−２，７−４を通じて伝搬させるために、偏光制御素子６−１への入射光の光路と、偏光制御素子６−１からの出射光の光路とは、互いに異なっている。
なお、図１中、Ｂ１２，Ｂ１４はそれぞれ、帯状ビームＢ１３，Ｂ１１が反射して、入射光である帯状ビームＢ１３，Ｂ１１とは異なる光路で各波長成分が（偏光分離成分ごとに）帯状に伝搬する帯状ビームを示している。即ち、帯状ビームＢ１３，Ｂ１１の偏光制御素子６−１への入射角０°以外にする事で、入力ポート２−１，２−３と出力ポート２−２，２−４とを異なるものとしている。
【００３７】
これにより、偏光制御素子６−１においては、レンズ５からの波長分波光の垂直偏光ビームまたは水平偏光ビームが入射されると、これらの垂直偏光ビームまたは水平偏光ビームを反射膜６ａで上述のごとく反射するが、制御信号により各波長分波光の偏光方向を個別に切り替えて、垂直偏光ビームを水平偏光ビーム、水平偏光ビームを垂直偏光ビームとして反射光を出射することができるようになっている。
【００３８】
この場合においては、制御信号により偏光回転角を０°または４５°に可変可能なファラデー回転子により偏光制御素子６−１を構成して、偏光制御素子６−１、反射膜６ａ、偏光制御素子６−１と光が通過する際に、偏光制御素子６−１の入口、出口で偏光面の回転が０°又は９０°になるように構成する。
そして、偏光状態の切り替えを行なわない制御モードの偏光制御素子６−１では、ビームＢ１１をなす垂直偏光ビームＩＤ♯１（Ｐ）を反射しビームＢ１４をなす垂直偏光ビームＲＤ♯１（Ｐ）として出射するとともに、ビームＢ１３をなす水平偏光ビームＩＤ♯１（Ｈ）を反射しビームＢ１２をなす水平偏光ビームＲＤ♯１（Ｈ）として出射する（図１，２参照）。同様に、ビームＢ１３をなす垂直偏光ビームＩＤ♯２（Ｐ）を反射して反射されたビームＢ１２をなす垂直偏光ビームＲＤ♯２（Ｐ）として出射するとともに、ビームＢ１１をなす水平偏光ビームＩＤ♯２（Ｈ）を反射し反射されたビームＢ１４をなす水平偏光ビームＲＤ♯２（Ｈ）として出射する（図１，３参照）。
【００３９】
また、偏光状態の切り替えを行なう制御モードの偏光制御素子６−１では、ビームＢ１１をなす垂直偏光ビームＩＤ♯１（Ｐ）の偏光方向を回転させて反射し、ビームＢ１４をなす水平偏光ビームＲＤ♯１（Ｈ）として入射角に応じた出射角で出射するとともに、ビームＢ１３をなす水平偏光ビームＩＤ♯１（Ｈ）の偏光方向を回転させて反射し、ビームＢ１２をなす垂直偏光ビームＲＤ♯１（Ｐ）として入射角に応じた出射角で出射する（図４参照）。同様に、ビームＢ１３をなす垂直偏光ビームＩＤ♯２（Ｐ）の偏光方向を回転させて反射し、ビームＢ１２をなす水平偏光ビームＲＤ♯２（Ｈ）として出射するとともに、ビームＢ１１をなす水平偏光ビームＩＤ♯２（Ｈ）の偏光方向を回転させて反射し、ビームＢ１４をなす垂直偏光ビームＲＤ♯２（Ｐ）として出射する（図５参照）。
【００４０】
また、レンズ５は、第１レンズおよび第２レンズとしての機能を可逆素子として共用している。即ち、第２レンズとしてのレンズ５は、偏光制御素子アレイ６における各偏光制御素子６−１で反射された波長分波光としての互いに直交する２つの偏光成分を平行光とする一方、波長分波光として帯状に広がっているビームを集光するようになっている。
さらに、回折格子４は、波長分波素子と波長合波素子としての機能を、可逆素子として共用している。即ち、波長合波素子としての回折格子４は、レンズ５にて集光された各波長分波光を合波して、波長多重光として出射するようになっている。即ち、回折格子４は、レンズ５からの各波長分波光について同一の出射角度で出射することにより、波長分波光ごとの光路がまとめられて、偏光ビームスプリッタ３側へ出射する。このとき、波長分波光ごとの光路はまとめられているが、偏光状態については分離されたままである。
【００４１】
具体的には、帯状ビームＢ１４が集光されたビームＢ４をなす各波長分波光の偏光成分〔ビームＲＤ♯１（Ｐ）又は９０°回転されたビームＲＤ♯１（Ｈ）およびビームＲＤ♯２（Ｈ）又は９０°回転されたビームＲＤ♯２（Ｐ）〕について波長多重して偏光ビームスプリッタ３へ出射し、帯状ビームＢ１２が集光されたビームＢ２をなす各波長分波光の偏光成分〔ビームＲＤ♯１（Ｈ）又は９０°回転されたビームＲＤ♯１（Ｐ）およびビームＲＤ♯２（Ｐ）又は９０°回転されたビームＲＤ♯２（Ｈ）〕について波長多重して偏光ビームスプリッタ３へ出射する。
【００４２】
また、偏光合成素子としての偏光ビームスプリッタ３は、回折格子４からの波長多重光について、当該偏光ビームスプリッタ３で分離されている偏光成分をもとの状態に偏光合成し、偏光制御素子６−１で偏光方向が切り替えられた波長成分ごとに出力先となる出力ポート２−２，２−４を切り替えて出射する。
たとえば、偏光状態の切り替えを行なわない制御モードの偏光制御素子６−１から反射された波長成分については、入力される波長多重光を伝搬する光ファイバに応じて、光ファイバ７−１からの波長多重光をなす波長成分については、図２に示すように光ファイバ７−４へ通じる光路から出射するとともに、光ファイバ７−３からの波長多重光をなす波長成分については、図３に示すように光ファイバ７−２へ通じる光路から出射するようになっている。
【００４３】
すなわち、図２に示すように、偏光ビームスプリッタ３では、偏光状態の切り替えを行なわない波長成分の垂直偏光成分ＲＭ♯１（Ｐ）および水平偏光成分ＲＭ♯１（Ｈ）を、上述の回折格子４への出射光ＩＭ♯１（Ｐ），ＩＭ♯１（Ｈ）とは異なる入射位置で入射され、これらの反射光についてもとの状態に偏光合成して、波長多重光ＲＭ♯１としてファイバ７−４への光路を通じてファイバコリメータ２へ出射する。
【００４４】
同様に、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ３では、偏光状態の切り替えを行なわない波長成分の垂直偏光成分ＲＭ♯２（Ｐ）および水平偏光成分ＲＭ♯２（Ｈ）を、上述の回折格子４への出射光ＩＭ♯２（Ｐ），ＩＭ♯２（Ｈ）とは異なる入射位置で入射され、これらの反射光についてもとの状態に偏光合成して、波長多重光ＲＭ♯２としてファイバ７−２への光路を通じてファイバコリメータ２へ出射する。
【００４５】
また、偏光状態の切り替えを行なう制御モードの偏光制御素子６−１から反射された波長成分については、入力される波長多重光を伝搬する光ファイバに応じて、光ファイバ７−１からの波長多重光をなす波長成分については、図４に示すように光ファイバ７−２へ通じる光路から出射するとともに、光ファイバ７−３からの波長多重光をなす波長成分については、図５に示すように光ファイバ７−４へ通じる光路から出射するようになっている。
【００４６】
すなわち、図４に示すように、偏光ビームスプリッタ３では、偏光状態の切り替えを行なう制御モードの偏光制御素子６−１から反射された垂直偏光成分ＲＭ♯１（Ｐ）および水平偏光成分ＲＭ♯１（Ｈ）を、上述の回折格子４への出射光ＩＭ♯１（Ｈ），ＩＭ♯１（Ｐ）とは異なる入射位置で入射され、これらの反射光についてもとの状態に偏光合成して、波長多重光ＲＭ♯１としてファイバ７−２への光路を通じてファイバコリメータ２へ出射する。
【００４７】
さらに、図５に示すように、偏光ビームスプリッタ３では、偏光状態の切り替えを行なう制御モードの偏光制御素子６−１から反射された垂直偏光成分ＲＭ♯２（Ｐ）および水平偏光成分ＲＭ♯２（Ｈ）を、上述の回折格子４への出射光ＩＭ♯２（Ｈ），ＩＭ♯２（Ｐ）とは異なる入射位置で入射され、これらの反射光についてもとの状態に偏光合成して、波長多重光ＲＭ♯２としてファイバ７−４への光路を通じてファイバコリメータ２へ出射する。
【００４８】
したがって、偏光ビームスプリッタ３においては、偏光制御素子６−１で偏光方向が回転された波長成分の光については、出力される光ファイバ７−２，７−４へ通じる出力ポート２−２，２−４が切り替えられて、偏光方向が回転していない波長成分の光とともに波長多重光として出射するようになっている。
これにより、上述の偏光ビームスプリッタ３，回折格子４およびレンズ５により、２つの入力ポート２−１，２−３からの入力側波長多重光について、２つの偏光成分にそれぞれ分離された波長分波光として平行なビーム方向で出射するための偏光分離・波長分波部材を構成するとともに、偏光制御素子アレイ６からの各波長分波光について、もとの偏光成分に合成された出力側波長多重光として、２つの出力ポート２−２，２−４のいずれかに出射するための偏光合成・波長多重部材を構成する。
【００４９】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０では、偏光制御素子アレイ６をなす個々の偏光制御素子６−１による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、各入力ポート２−１，２−３からの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポート２−２，２−４が切り替えられることで、入力側波長多重光に対して波長波長成分が切り替えられた出力側波長多重光を出力する。これにより入射光の偏光状態に依存しない、フルクロスコネクト可能な偏光無依存型の波長選択スイッチを実現している。
【００５０】
すなわち、光ファイバ７−１，７−３から入力される波長多重光をなす波長成分のうちで、出力先方路を切り替えない（波長選択スイッチ１０にて切り替えを行なわない）波長成分に対応する位置の偏光制御素子６−１を制御信号によりＯＦＦ（偏光状態の切り替えを行なわないモード）としているので、例えば信号光Ｓ０２，Ｓ１２等の波長選択スイッチ１０による切り替えを行なわない波長成分については、図２，図３に示されるように、反射する偏光制御素子６−１で偏光方向を回転させないようにして、光ファイバ７−１からの波長多重光をなす波長成分については出力ポート２−４を通じて光ファイバ７−４へ出射させ、光ファイバ７−３からの波長多重光をなす波長成分については出力ポート２−２を通じて光ファイバ７−２へ出射させる。
【００５１】
なお、波長選択スイッチ１０による出力先方路の切り替えがなされない場合、たとえば図１の信号光Ｓ０２，Ｓ１２はそれぞれ、光ファイバ７−１，７−３より波長選択スイッチ１０に入力し、光ファイバ７−４，７−２に出力されるが、このときの対応偏光制御素子６ｉはＯＦＦ、すなわち、「偏光状態の切り替えを行なわないモード」であり、その光路は図２，図３に示されている。
【００５２】
換言すれば、偏光制御素子アレイ６において、波長λ２の光に対応する偏光制御素子６ｉをＯＦＦにすることにより、信号光Ｓ０２が光ファイバ７−１からポート２−１を通じて入力され、ポート２−４を通じて光ファイバ７−４に出力されると同時に、信号光Ｓ１２が光ファイバ７−３からポート２−３を通じて入力され、ポート２−２を通じて光ファイバ７−２に出力される。
【００５３】
また、光ファイバ７−１，７−３から入力される波長多重光をなす波長成分のうちで、出力先方路を切り替える（波長選択スイッチ１０にて切り替えを行なう）波長成分に対応する位置の偏光制御素子６−１については制御信号によりＯＮ（偏光状態の切り替えを行なうモード）としているので、例えば信号光Ｓ０１，Ｓ１１等の波長選択スイッチ１０による切り替えを行なう波長成分については、図４，５に示されるように、反射する偏光制御素子６−１で偏光方向を回転させるようにして、光ファイバ７−１からの波長多重光をなす波長成分については出力ポート２−２を通じて光ファイバ７−２へ出射させ、光ファイバ７−３からの波長多重光をなす波長成分については出力ポート２−４を通じて光ファイバ７−４へ出射させる。
【００５４】
なお、波長選択スイッチ１０による出力先方路の切り替えがなされる場合、たとえば図１の信号光Ｓ０１，Ｓ１１はそれぞれ、光ファイバ７−１，７−３より波長選択スイッチ１０に入力し、光ファイバ７−２，７−４に出力されるが、このときの対応偏光制御素子６−１はＯＮ、すなわち、「偏光状態の切り替えを行なうモード」であり、その光路は図４，図５に示されている。
【００５５】
換言すれば、偏光制御素子アレイ６において、波長λ１の光に対応する偏光制御素子６−１をＯＮにすることにより、信号光Ｓ０１が光ファイバ７−１からポート２−１を通じて入力され、ポート２−２を通じて光ファイバ７−２に出力されると同時に、信号光Ｓ１１が光ファイバ７−３からポート２−３を通じて入力され、ポート２−４を通じて光ファイバ７−４に出力される。
【００５６】
このようにして、第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０においては、フル・クロスコネクトを実現している。
さらに、偏光制御素子６−１として磁気光学素子を適用しているので、波長切り替えの信号となる磁場状態の切り替え信号に対して、各偏光制御素子６−１では数百マイクロ秒オーダーで磁場の状態を切り替えることができ、波長選択スイッチ１０としてのスイッチの応答速度を、ＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチよりも大幅に速めている。又、自己保持型のファラデー回転子を偏光制御素子６−１として用いることで、磁場状態の切り替え時のみ信号が立ち上がるようなトリガ信号とすればよいので、スイッチ切り替え状態の保持のために要する電力は切り替え時だけで済むので、ＭＥＭＳスイッチを用いた波長選択スイッチに比べて消費電力を大幅に削減している。
【００５７】
このように、本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０によれば、共用化された偏光分離・波長分波部材および偏光合成・波長多重部材２〜５と、偏光制御素子アレイ６とをそなえ、偏光制御素子アレイをなす個々の偏光制御素子６−１による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、各入力ポート２−１，２−３からの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポート２−２，２−４が切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光をそれぞれ出力することができるので、従来のＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチに比べて、簡素な構造と制御で、より高速に動作するとともに、スイッチ動作させるために要する消費電力を大幅に削減させながら、フル・クロスコネクトを行なうことができる利点がある。
【００５８】
すなわち、２ポートからの同一波長の入力光を、同一のマイクロミラーユニットにより制御する図１８の構成では、フル・クロスコネクトを実現することはできず、フル・クロスコネクトをＭＥＭＳで実現するには、マイクロミラーの２次元制御が必要となり、その構造や制御が複雑になるが、第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０によれば、偏光制御素子アレイ６，回折格子５および偏光ビームスプリッタ３による簡素な構造により、各波長対応の偏光制御素子６−１の簡素なオンオフ制御のみで、フル・クロスコネクトを実現できるのである。
【００５９】
また、本発明によれば、該偏光制御素子アレイ６をなす各偏光制御素子６−１を、各波長分波光についての出射光が入射端面から折り返されて出射されるように構成し、偏光分離・波長分波部材および偏光合成・波長多重部材としての機能を、偏光ビームスプリッタ３，回折格子４およびレンズ５により共用化させることができるので、上述ごとき利点に加え、装置を構成するための部品点数を削減させ、装置製造のためのコストを削減し、装置規模を大幅に縮小させることができる利点もある。
【００６０】
さらに、２つの入力ポート２−１，２−３に２本の入力用光ファイバ７−１，７−３が、２つの出力ポート２−２，２−４に２本の出力用光ファイバ７−２，７−４が、それぞれ接続されているので、光サーキュレータを不要とするように構成することができ、装置製造のためのコストを更に削減させることができる。
〔ｂ〕第２実施形態の説明
図９は本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ２０を示す模式的斜視図で、この図９に示す偏光制御型波長選択スイッチ２０は、前述の第１実施形態におけるもの（符号１０参照）に比して、入力用の２本の光ファイバ１７−１，１７−３と出力用の２本の光ファイバ１７−４，１７−２とが、光サーキュレータ１７ａ，１７ｂを介してファイバコリメータ１２に接続されている点が異なっている。
【００６１】
また、光サーキュレータ１７ａは、入出力用の光ファイバ１７−１，１７−４間に介装されて、光ファイバ１７−１からの入力側波長多重光は入力ポート１２−１側へ伝搬させるとともに出力側波長多重光については入力側波長多重光の経路とは反対方向の光ファイバ１７−４へ伝搬させるものである。
同様に、光サーキュレータ１７ｂは、入出力用の光ファイバ１７−３，１７−２間に介装されて、光ファイバ１７−３からの入力側波長多重光は入力ポート１２−２側へ伝搬させるとともに出力側波長多重光については入力側波長多重光の経路とは反対方向の光ファイバ１７−２へ伝搬させるものである。
【００６２】
さらに、ファイバコリメータ１２は、光ファイバ１７−１，１７−３からの波長多重光を導入するとともに、光ファイバ１７−４，１７−２へ出力すべき波長多重光を導くための入出力ポート１２−１，１２−２をそれぞれそなえている。換言すれば、前述の第１実施形態における２つの入力ポート２−１，２−３および２つの出力ポート２−２，２−４としての機能を、２つの入出力ポート１２−１，１２−２で共用化している。
【００６３】
これにより、ファイバコリメータ１２においては、光ファイバ１７−１，１７−３からの波長多重光をそれぞれ概ね平行光にコリメートするとともに、出力光としての波長多重光についても概ね平行光にコリメートして光ファイバ１７−４，１７−２へ出力するようになっている。
なお、図９に示す偏光制御型波長選択スイッチ２０においても、光ファイバ１７−１から入射される波長多重光の信号光Ｓ０１〜Ｓ０３と、光ファイバ１７−３から入射される波長多重光の信号光Ｓ１１〜Ｓ１３について、Ｓ０１とＳ１１（波長λ１）、Ｓ０２とＳ１２（波長λ２）、Ｓ０３とＳ１３（波長λ３）はそれぞれ同じ波長の信号光であるものとする。
【００６４】
また、この図９においては、偏光制御型波長選択スイッチ２０により、波長λ２の信号光Ｓ０２，Ｓ１２はそれぞれ光ファイバ１７−１，１７−３から光ファイバ１７−４，１７−２に伝送し、波長λ１の信号光Ｓ０１，Ｓ１１はそれぞれ光ファイバ１７−１，１７−３から出力先方路を切り替えて光ファイバ１７−２，１７−４に、波長λ３の信号光Ｓ０３，Ｓ１３も光ファイバ１７−１，１７−３からそれぞれ出力先方路を切り替えて光ファイバ１７−２，１７−４に、伝送する場合を示している。
【００６５】
また、前述の第１実施形態の場合と同様、偏光ビームスプリッタ１３，回折格子１４およびレンズ１５は、偏光分離・波長分波部材としての機能とともに偏光合成・波長多重部材としての機能についても併せ持っているが、前述の第１実施形態の場合と異なり、レンズ１５は、後段の偏光制御素子アレイ１６をなす各偏光制御素子に向けた波長分波光の２つの偏光成分を、それぞれの反射膜において同一光路で反射させるような角度で出射するようになっている。
【００６６】
また、偏光制御素子アレイ１６についても前述の第１実施形態におけるもの（符号６参照）と同様に、アレイ状に配列された複数の偏光制御素子１６−１（符号６−１参照）をそなえるとともに、各偏光制御素子には第１実施形態の場合と反射膜（符号６ａ参照）が形成されている。
すなわち、偏光制御素子アレイ１６をなす各偏光制御素子１６−１は、レンズ１５からの波長分波光の垂直偏光ビームまたは水平偏光ビームが入射されると、これらの垂直偏光ビームまたは水平偏光ビームを反射膜で上述のごとく同一光路で反射するが、前述の第１実施形態の場合と同様に、制御信号により各波長分波光の偏光方向を個別に９０°回転するように切り替えて、垂直偏光ビームを水平偏光ビーム、水平偏光ビームを垂直偏光ビームとして反射光を出射することができるようになっている。
【００６７】
なお、偏光制御素子１６−１は、前述の第１実施形態におけるものと同様に、磁気光学素子により構成され、好ましくは反射型のファラデー回転子により構成することができる。この場合においては、制御信号により偏光回転角を０°または４５°に可変可能なファラデー回転子により偏光制御素子を構成して、偏光制御素子、反射膜、偏光制御素子と光が通過する際に、偏光制御素子１６−１の入口、出口で偏光面の回転が０°又は９０°になるように構成する。
【００６８】
また、レンズ１５は、前述の第１実施形態におけるもの（符号５参照）と同様、第１レンズおよび第２レンズとしての機能を可逆素子として併せ持つ。即ち、各偏光制御素子１６−１で反射された波長分波光の垂直偏光ビームおよび水平偏光ビームは、入射光の光路と同一光路で入射されるが、前述の第１実施形態の場合と同様に、２つの偏光成分にビームが分かれた各波長分波光を集光して回折格子１４へ出射する。
【００６９】
回折格子１４においても、前述の第１実施形態におけるもの（符号４参照）と同様、波長分波素子および波長合波素子としての機能を可逆素子として併せ持つ。即ち、偏光ビームスプリッタ１３からの偏光成分が分離された波長多重光を波長分波するとともに、レンズ１５からの偏光成分が分離された波長分波光を波長多重して偏光ビームスプリッタ１３へ出射する。
【００７０】
さらに、偏光ビームスプリッタ１３は、前述の第１実施形態におけるもの（符号３参照）と同様の構造を有し、偏光分離素子および偏光合成素子としての機能を可逆素子として併せ持つ。即ち、ファイバコリメータ１２の２つのポート１２−１，１２−２を通じて入力された波長多重光のそれぞれを、垂直偏光成分のビームおよび水平偏光成分のビームに偏光分離して出射するとともに、回折格子１４からの偏光成分が分離された波長多重光についてもとの状態に偏光合成し、偏光制御素子１６−１で偏光方向が切り替えられた波長成分ごとに出力先となるポート１２−１，１２−２を切り替えて出射する。
【００７１】
換言すれば、光ファイバ１７−１，１７−３からポート１２−１，１２−２を通じてそれぞれ入力される波長多重光について、波長多重光をなす波長成分ごとに出力先となる光ファイバ１７−４，１７−２を切り替える場合には、該当する波長成分をなす波長分波光が入射される偏光制御素子１６−１を、入射される波長分波光の各偏光成分について偏光方向を９０°回転させるように制御する。これにより、偏光ビームスプリッタ１３では偏光方向が９０°回転された（切り替えられた）波長成分ごとに出力先となるポート１２−１，１２−２を切り替えることができるのである。
【００７２】
上述の構成により、本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ２０の動作を、図１０〜図１３を参照しながら以下に説明する。
図１０〜図１３は、偏光ビームスプリッタ１３における機能とともに、偏光ビームスプリッタ１３で分離された偏光成分についての、回折格子１４，レンズ１５および偏光制御素子アレイ１６間における光学的結合状態に着目して図示されたものである。
【００７３】
なお、図１０は偏光制御素子アレイ１６をなす対応偏光制御素子１６−１をＯＦＦにしたときの、光ファイバ１７−１からの入力光の光路を示した図であり、図１１はその反射光の光路を示した図である。更に、図１２は偏光制御素子アレイ１６をなす対応偏光制御素子１６−１をＯＮにしたときの、光ファイバ１７−１からの入力光の光路を示した図であり、図１３はその反射光の光路を示した図である。
【００７４】
たとえば、偏光ビームスプリッタ１３では、図１０（又は図１２）に示すように、光ファイバ１７−１からファイバコリメータ１２を介して伝搬されてきた波長多重光ＩＭ♯１について、垂直偏光成分ＩＭ♯１（Ｐ）と水平偏光成分ＩＭ♯１（Ｈ）とに分離して、互いに異なる出射位置（例えば、基板１面に対して概ね垂直方向に離れた２点）から回折格子１４へ出射する。
【００７５】
なお、偏光ビームスプリッタ１３では、光ファイバ１７−３からファイバコリメータ１２を介して伝搬されてきた波長多重光についても水平偏光成分と垂直偏光成分とに偏光分離して、上述の光ファイバ１７−１からの波長多重光についての垂直偏光成分とほぼ同一の光路を通じて水平偏光成分を出射するとともに、光ファイバ１７−１からの波長多重光についての水平偏光成分とほぼ同一の光路を通じて垂直偏光成分を出射する。
【００７６】
さらに、回折格子１４では、偏光ビームスプリッタ１３で偏光成分が分離された波長多重光〔ＩＭ♯１（Ｐ），ＩＭ♯１（Ｈ）〕について、基板1面に対して概ね平行だが波長成分ごとに異なる出射角度でレンズ１５側へ出射することにより波長分波する。光ファイバ１７−２からの波長多重光の偏光分離成分についても、同様に波長分波された光をレンズ１５側へ出射する。
【００７７】
これにより、図１０，図１２に示すように、回折格子１４からは、垂直偏光ビームＩＭ♯１（Ｐ）の波長分波光として基板１面に平行に広がりを持つビーム形状の垂直偏光ビームＩＤ♯１（Ｐ）が出射される（図９のビームＢ１′参照）。同様に、水平偏光ビームＩＭ♯１（Ｈ）の波長分波光として同様のビーム形状の水平偏光ビームＩＤ♯１（Ｈ）（図９のビームＢ２′参照）が出射される。
【００７８】
また、レンズ１５では、回折格子１４にて波長成分ごとに異なる出射角度で出射された各波長分波光としてのビームＢ１′，Ｂ２′をコリメートして、各波長成分が（偏光分離成分ごとに）帯状に平行伝搬する帯状ビームＢ１１′，Ｂ１２′として出射される。
さらに、偏光制御素子アレイ１６では、レンズ１５からの（偏光成分が分離された）波長分波光を入射されて、制御信号により偏光分離成分の偏光方向を、各波長分波光の波長成分ごとに個別に切り替える。
【００７９】
この場合においては、偏光状態の切り替えを行なわない場合には、ビームＢ１１′をなす垂直偏光ビームＩＤ♯１（Ｐ）を、偏光状態を回転させずに反射してビームＢ１１′をなす垂直偏光ビームＲＤ♯１（Ｐ）として出射するとともに、ビームＢ１２′をなす水平偏光ビームＩＤ♯１（Ｈ）を、偏光状態を回転させずに反射してビームＢ１２′をなす水平偏光ビームＲＤ♯１（Ｈ）として出射する（図９，１１参照）。光ファイバ１７−４からの波長分波光についても同様に反射する。
【００８０】
また、偏光状態の切り替えを行なう場合には、ビームＢ１１′をなす垂直偏光ビームＩＤ♯１（Ｐ）を、偏光方向を回転させて反射してビームＢ１１′をなす水平偏光ビームＲＤ♯１（Ｈ）として出射するとともに、ビームＢ１２′をなす水平偏光ビームＩＤ♯１（Ｈ）を、偏光方向を回転させて反射してビームＢ１２′をなす垂直偏光ビームＲＤ♯１（Ｐ）として出射する（図９，１３参照）。光ファイバ１７−４からの波長分波光についても同様に偏光方向を回転させて反射する。
【００８１】
そして、回折格子１４では、帯状ビームＢ１１′がレンズ１５で集光されたビームＢ１′をなす各波長分波光の偏光成分〔ビームＲＤ♯１（Ｐ）又は９０°回転されたビームＲＤ♯１（Ｈ）〕について波長多重して偏光ビームスプリッタ１３へ出射し、帯状ビームＢ１２′がレンズ１５で集光されたビームＢ２′をなす各波長分波光の偏光成分〔ビームＲＤ♯１（Ｈ）又は９０°回転されたビームＲＤ♯１（Ｐ）〕について波長多重して偏光ビームスプリッタ１３へ出射する。
【００８２】
偏光ビームスプリッタ１３では、図１１に示すように、偏光状態の切り替えが行なわれていない波長成分の垂直偏光成分ＲＭ♯１（Ｐ）および水平偏光成分ＲＭ♯１（Ｈ）を、上述の回折格子１４への出射光ＩＭ♯１（Ｐ），ＩＭ♯１（Ｈ）とは同一入射位置で入射され、これらの反射光についてもとの状態に偏光合成して、波長多重光ＲＭ♯１としてポート１２−１を通じて光ファイバ１７−４へ出射する。光ファイバ１７−３からの波長多重光をなす波長成分のうちで、偏光状態の切り替えが行なわれていない波長成分についても、上述の場合と同様に偏光合成してポート１２−２を通じて光ファイバ１７−２へ出力する。
【００８３】
なお、波長選択スイッチ２０による出力先方路の切り替えがなされない場合、たとえば図９の信号光Ｓ０２，Ｓ１２はそれぞれ、光ファイバ１７−１，１７−３より波長選択スイッチ２０に入力し、光ファイバ１７−４，１７−２に出力されるが、このときの対応偏光制御素子１６ｉはＯＦＦ、すなわち、「偏光状態の切り替えを行なわないモード」である（図１０，図１１参照）。
【００８４】
換言すれば、偏光制御素子アレイ１６において、波長λ２の光に対応する偏光制御素子１６ｉをＯＦＦにすることにより、信号光Ｓ０２が光ファイバ１７−１からポート１２−１を通じて入力され、ポート１２−１を通じて光ファイバ１７−４に出力されると同時に、信号光Ｓ１２が光ファイバ１７−３からポート１２−２を通じて入力され、ポート１２−２を通じて光ファイバ１７−２に出力される。
【００８５】
また、偏光ビームスプリッタ１３では、図１３に示すように、偏光状態の切り替えが行なわれた波長成分における水平偏光成分ＲＭ♯１（Ｈ）および垂直偏光成分ＲＭ♯１（Ｐ）を入射されて、これらの反射光をもとの状態に偏光合成して、出力先が切り替えられた波長多重光ＲＭ♯２として光ファイバ１７−２へ通じる出力ポート１２−２へ出射される。光ファイバ１７−３からの波長多重光をなす波長成分のうちで、偏光状態の切り替えが行なわれた波長成分についても、上述の場合と同様に偏光合成して、出力先が切り替えられた波長多重光ＲＭ♯１としてポート１２−１を通じて光ファイバ１７−４へ出力する。
【００８６】
なお、波長選択スイッチ２０による出力先方路の切り替えがなされる場合、たとえば図１の信号光Ｓ０１，Ｓ１１はそれぞれ、光ファイバ１７−１，１７−３より波長選択スイッチ２０に入力し、光ファイバ１７−２，１７−４に出力されるが、このときの対応偏光制御素子１６−１はＯＮ、すなわち、「偏光状態の切り替えを行なうモード」である（図１２，図１３参照）。
【００８７】
換言すれば、偏光制御素子アレイ１６において、波長λ１の光に対応する偏光制御素子１６−１をＯＮにすることにより、信号光Ｓ０１が光ファイバ１７−１からポート１２−１を通じて入力され、ポート１２−２を通じて光ファイバ１７−２に出力されると同時に、信号光Ｓ１１が光ファイバ１７−３からポート１２−２を通じて入力され、ポート１２−１を通じて光ファイバ１７−４に出力される。
【００８８】
このようにして、第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ２０においても、フル・クロスコネクトを実現している。
このように、本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ２０においても、共用化された偏光分離・波長分波部材および偏光合成・波長多重部材１２〜１５と、偏光制御素子アレイ１６とをそなえ、偏光制御素子アレイをなす個々の偏光制御素子による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、各入力ポート１２−１，１２−２からの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポート１２−１，１２−２が切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光としてそれぞれ出力することができるので、前述の第１実施形態の場合と同様に、従来のＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチに比べて、簡素な構造と制御で、より高速に動作するとともに、スイッチ動作させるために要する消費電力を大幅に削減させながら、フル・クロスコネクトを行なうことができる利点がある。
【００８９】
また、本発明によれば、偏光制御素子アレイ１６をなす各偏光制御素子を、各波長分波光についての出射光が入射端面から折り返されて出射されるように構成し、偏光分離・波長分波部材および偏光合成・波長多重部材としての機能を、偏光ビームスプリッタ１３，回折格子１４およびレンズ１５により共用化させることができるので、装置を構成するための部品点数を削減させ、装置製造のためのコストを削減し、装置規模を大幅に縮小させることができる利点もある。
【００９０】
〔ｃ〕第３実施形態の説明
図１４，図１９は本発明の第３実施形態を示す図で、図１４は第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ３０を示す模式的上視図で、図１９は第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ３０を示す模式的斜視図である。この図１４又は図１９に示すように、第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ３０は、前述の第１実施形態におけるものに比して、偏光制御素子アレイ６１をなす偏光制御素子６１−１を透過型の素子により構成するとともに、偏光分離・波長分波部材および偏光合成・波長多重部材としての機能を、それぞれ別々の素子で構成している点が異なっている。尚、図１４，図１９中、図１と同一の符号は同様の部分を示している。
【００９１】
すなわち、前述の図１に示すファイバコリメータ２としての機能を２つのファイバコリメータ２１，２２で実現し、偏光ビームスプリッタ３としての機能を２つの偏光ビームスプリッタ３１，３２で実現し、回折格子４としての機能を２つの回折格子４１，４２で実現し、レンズ５としての機能を２つのレンズ５１，５２で実現している。
ここで、ファイバコリメータ２１は、図１９に示すように、入力用の２本の光ファイバ７−１，７−３からの波長多重光を導入するための入力ポート２１−１，２１−３をそなえ、入力ポート２１−１，２１−３からの波長多重光をそれぞれ概ね平行光にコリメートする第１コリメータとして機能するものである。
【００９２】
また、偏光ビームスプリッタ３１は、ファイバコリメータ２１からの各波長多重光を、入射位置および偏光方向に応じて出射位置を分離させて、２つの偏光成分に分離された波長多重光としてそれぞれ出射するための偏光分離素子として機能し、回折格子４１は、偏光ビームスプリッタ３１からの各波長多重光について、各波長成分に分波するための波長分波素子として機能する。
【００９３】
さらに、レンズ５１は、回折格子４１にて分波された各波長分波光を概ね平行光にコリメートして、偏光制御素子アレイ６１へ出射するための第１レンズとして機能する。従って、上述のファイバコリメータ２１，偏光ビームスプリッタ３１，回折格子４１およびレンズ５１により、偏光分離・波長分波部材を構成する。
偏光制御素子アレイ６１は、レンズ５１からの各波長分波光について、制御信号により偏光成分の偏光方向が切り替え可能な偏光制御素子６１−１がアレイ状に配列されてなるもので、この偏光制御素子６１−１としては、前述の各実施形態の場合と同様、磁気光学素子により構成することができ、好ましくはファラデー回転子により構成することができる。この場合においては、偏光制御素子６１−１は偏光回転角０°〜９０°の可変ファラデー回転子により構成する。
【００９４】
さらに、レンズ５２は、偏光制御素子アレイ６１からの各波長分波光を集光するための第２レンズとして機能し、回折格子４２は、レンズ５２にて集光された各波長分波光を合波して、波長多重光として出射するための波長合波素子として機能する。
また、偏光ビームスプリッタ３２は、偏光ビームスプリッタ３１で分離されている偏光成分をもとの状態に偏光合成し、偏光制御素子アレイ６１で偏光方向が切り替えられた波長成分ごとに出力先となる出力ポート２２−２，２２−４を切り替えて出射する偏光合成素子として機能する。
【００９５】
ファイバコリメータ２２は、図１９に示すように、出力側の光ファイバ７−２，７−４に接続される出力ポート２２−２，２２−４をそれぞれそなえられ、偏光ビームスプリッタ３２から出射される２つの波長多重光を概ね平行光にコリメートし、それぞれの出力ポートへ出射する第２コリメータとして機能する。
したがって、上述のレンズ５２，回折格子４２，偏光ビームスプリッタ３２およびファイバコリメータ２２により、偏光合成・波長多重部材を構成する。
【００９６】
なお、図１４，図１９に示す偏光制御型波長選択スイッチ３０においても、光ファイバ７−１から入射される波長多重光の信号光Ｓ０１〜Ｓ０３と、光ファイバ７−３から入射される波長多重光の信号光Ｓ１１〜Ｓ１３について、Ｓ０１とＳ１１（波長λ１）、Ｓ０２とＳ１２（波長λ２）、Ｓ０３とＳ１３（波長λ３）はそれぞれ同じ波長の信号光であるものとする。
【００９７】
また、この図１４，図１９においても、偏光制御型波長選択スイッチ３０により、波長λ２の信号光Ｓ０２，Ｓ１２はそれぞれ光ファイバ７−１，７−３から光ファイバ７−４，７−２に伝送し、波長λ１の信号光Ｓ０１，Ｓ１１はそれぞれ光ファイバ７−１，７−３から出力先方路を切り替えて光ファイバ７−２，７−４に、波長λ３の信号光Ｓ０３，Ｓ１３も光ファイバ７−１，７−３からそれぞれ出力先方路を切り替えて光ファイバ７−２，７−４に、伝送する場合を示している。
【００９８】
上述の構成により、本発明の第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ３０においては、たとえば、図１５に示すように、光ファイバ７−１からの波長多重光をなす波長成分のうちで、出力先を切り替えずに光ファイバ７−４から出力する波長成分に対しては、対応する偏光制御素子６１−１を偏光方向が回転しないように制御する。
なお、波長選択スイッチ３０による出力先方路の切り替えがなされない場合、たとえば図１９の信号光Ｓ０２，Ｓ１２はそれぞれ、光ファイバ７−１，７−３より波長選択スイッチ３０に入力し、光ファイバ７−４，７−２に出力されるが、このときの対応偏光制御素子６１ｉはＯＦＦ、すなわち、「偏光状態の切り替えを行なわないモード」である（図１５参照）。
【００９９】
換言すれば、偏光制御素子アレイ６１において、波長λ２の光に対応する偏光制御素子６１ｉをＯＦＦにすることにより、信号光Ｓ０２が光ファイバ７−１からポート２１−１を通じて入力され、ポート２２−４を通じて光ファイバ７−４に出力されると同時に、信号光Ｓ１２が光ファイバ７−３からポート２１−３を通じて入力され、ポート２２−２を通じて光ファイバ７−２に出力される。
【０１００】
また、図１６に示すように、光ファイバ７−１からの波長多重光をなす波長成分のうちで、出力先を切り替えて光ファイバ７−２から出力する波長成分に対しては、対応する偏光制御素子６１−１を偏光方向が９０°回転するように制御する。
なお、波長選択スイッチ３０による出力先方路の切り替えがなされる場合、たとえば図１９の信号光Ｓ０１，Ｓ１１はそれぞれ、光ファイバ７−１，７−３より波長選択スイッチ３０に入力し、光ファイバ７−２，７−４に出力されるが、このときの対応偏光制御素子６１−１はＯＮ、すなわち、「偏光状態の切り替えを行なうモード」である（図１６参照）。
【０１０１】
換言すれば、偏光制御素子アレイ６１において、波長λ１の光に対応する偏光制御素子６１−１をＯＮにすることにより、信号光Ｓ０１が光ファイバ７−１からポート２１−１を通じて入力され、ポート２２−２を通じて光ファイバ７−２に出力されると同時に、信号光Ｓ１１が光ファイバ７−３からポート２１−３を通じて入力され、ポート２２−４を通じて光ファイバ７−４に出力される。
【０１０２】
このようにして、第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ３０においても、フル・クロスコネクトを実現している。
これにより、偏光制御素子アレイ６１をなす個々の偏光制御素子６１−１による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、各入力ポート２１−１，２１−３からの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポート２２−２，２２−４が切り替えられることで、入力側波長多重光に対して波長波長成分が切り替えられた出力側波長多重光を出力する。これにより入射光の偏光状態に依存しない、フルクロスコネクト可能な偏光無依存型の波長選択スイッチを実現している。
【０１０３】
このように、本発明の第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ３０においても、偏光分離・波長分波部材２１〜５１および偏光合成・波長多重部材２２〜５２と、偏光制御素子アレイ６１とをそなえ、偏光制御素子アレイをなす個々の偏光制御素子６１−１による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、各入力ポート２１−１，２１−３からの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポート２２−２，２２−４が切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光をそれぞれ出力することができるので、前述の第１実施形態の場合と同様、従来のＭＥＭＳミラーを用いた波長選択スイッチに比べて、簡素な構造と制御で、より高速に動作するとともに、スイッチ動作させるために要する消費電力を大幅に削減させながら、フル・クロスコネクトを行なうことができる利点がある。
【０１０４】
〔ｄ〕その他
なお、上述した実施形態に関わらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
たとえば、上述の各実施形態においては、第１コリメータ又は第２コリメータとしてファイバコリメータを用いているが、本発明によればこれに限定されず、例えばコリメーティングレンズ等を用いて構成することもできる。
【０１０５】
また、上述の第１実施形態又は第２実施形態においては、反射型の偏光制御素子アレイ６，１６をなす偏光制御素子として、０°〜４５°（往復で０°〜９０°）の偏光回転可能な可変ファラデー回転子を用いているが、本発明によればこれに限定されず、例えば図１７に示すように、第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチ１０における偏光制御素子アレイ６に換えて、偏光回転角−２２．５°〜２２．５°（往復で−４５°〜４５°）の可変ファラデー回転子６−２がアレイ状に配列された偏光制御素子アレイ６′をそなえ、更に、偏光ビームスプリッタ３と回折格子４との間の偏光制御素子からの反射光が通過する部分にλ／２波長板８を介装して、これらの偏光制御素子アレイ６′およびλ／２波長板８が協働することにより、波長スイッチングのために偏光方向を切り替えるようにしてもよい。
【０１０６】
すなわち、波長多重光をなす波長成分のうちで、出力先を切り替えない波長成分に対しては、可変ファラデー回転子６−２における偏光回転角を−２２．５度に設定することにより、可変ファラデー回転子６−２、反射部分、可変ファラデー回転子６−２と光が通過する際に、可変ファラデー回転子６−２の入口、出口で偏光面の回転が−４５°となるように構成する。これにより、λ／２波長板８を通過することによって偏光回転する分（４５度）と合わせて、偏光ビームスプリッタ３に反射される各偏光分離成分の偏光状態をそのままの状態としている。
【０１０７】
また、波長多重光をなす波長成分のうちで、出力先を切り替える波長成分に対しては、可変ファラデー回転子６−２における偏光回転角を２２．５度に設定することにより、可変ファラデー回転子６−２、反射部分、可変ファラデー回転子６−２と光が通過する際に、可変ファラデー回転子６−２の入口、出口で偏光面の回転が４５°となるように構成する。これにより、λ／２波長板８を通過することによって偏光回転する分（４５°）と合わせて、偏光ビームスプリッタ３に反射される各偏光分離成分の偏光状態を９０°回転させた状態としている。
【０１０８】
このほか、上述の図１７に示すλ／２波長板８の位置に介装された偏光回転角２２．５°の固定ファラデー回転子と、可変ファラデー回転子６−２に換えて、偏光回転角−２２．５°〜２２．５°（往復で−４５°〜４５°）の可変ファラデー回転子とを組み合わせることも考えられる。
さらに、上述の第３実施形態においては、偏光制御素子アレイ６１をなす偏光制御素子６１−１として、０°〜９０°の偏光回転可能な可変ファラデー回転子を用いているが、本発明によればこれに限定されず、例えば偏光制御素子６１−１に換えて、偏光回転角−４５°〜４５°の可変ファラデー回転子をそなえるとともに、偏光ビームスプリッタ３１と回折格子４１との間、もしくは回折格子４２と偏光ビームスプリッタ３２との間に、λ／２波長板（または４５度の固定ファラデー回転子）を介装させて、これらの偏光回転角−４５°〜４５°の可変ファラデー回転子およびλ／２波長板で協働して０°〜９０°の偏光回転制御を行なうようにすることも考えられる。
【０１０９】
また、上述の各実施形態においては、波長分波素子および波長合波素子として、回折格子を用いているが、本発明によればこれに限定されず、バーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイにより構成することとしてもよい。
さらに、上述の各実施形態において第１レンズおよび第２レンズとして用いられるレンズとしては、複数のレンズにより構成したり、単一のレンズで構成したりすることが可能である。
【０１１０】
また、本発明の各実施形態が開示されていれば、当業者によって製造することが可能である。
〔ｅ〕付記
（付記１）  ２つの入力ポートからの入力側波長多重光について、２つの偏光成分にそれぞれ分離された波長分波光として平行なビーム方向で出射するための偏光分離・波長分波部材と、
該偏光分離・波長分波部材からの各波長分波光について、制御信号により前記偏光成分の偏光方向が切り替え可能な偏光制御素子が、アレイ状に配置される偏光制御素子アレイと、
該偏光制御素子アレイからの各波長分波光について、もとの偏光成分に合成された出力側波長多重光として、２つの出力ポートのいずれかに出射するための偏光合成・波長多重部材と、をそなえ、
該偏光制御素子アレイをなす個々の偏光制御素子による各波長分波光の偏光方向の切り替えに従って、上記各入力ポートからの入力側波長多重光の波長成分ごとに出力先となる出力ポートが切り替えられて、入力側波長多重光に対して波長成分が切り替えられた出力側波長多重光をそれぞれ出力するように、該偏光合成・波長合波部材が構成されたことを
特徴とする、偏光制御型波長選択スイッチ。
【０１１１】
（付記２）  該偏光分離・波長分波部材が、
該２つの入力ポートからの波長多重光を、それぞれ概ね平行光にコリメートするための第１コリメータと、
該第１コリメータからの各波長多重光を、入射位置および偏光方向に応じて出射位置を分離させて、２つの偏光成分に分離された波長多重光としてそれぞれ出射するための偏光分離素子と、
該偏光分離素子からの各波長多重光について、各波長成分に分波するための波長分波素子と、
該波長分波素子にて分波された各波長分波光を概ね平行光にコリメートして、該偏光制御素子アレイへ出射するための第１レンズと、をそなえるとともに、
該偏光合成・波長合波部材が、
該偏光制御素子アレイからの各波長分波光を集光するための第２レンズと、
該第２レンズにて集光された各波長分波光を合波して、波長多重光として出射するための波長合波素子と、
該偏光分離素子で分離されている偏光成分をもとの状態に偏光合成し、該偏光制御素子アレイで偏光方向が切り替えられた波長成分ごとに出力先となる出力ポートを切り替えて出射する偏光合成素子と、
該偏光合成素子から出射される２つの波長多重光を概ね平行光にコリメートし、それぞれの出力ポートへ出射する第２コリメータと、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【０１１２】
（付記３）  該偏光制御素子アレイをなす各偏光制御素子が、各波長分波光についての出射光が入射端面から折り返されて出射されるように構成され、
上記の第１レンズおよび第２レンズ、波長分波素子および波長合波素子、偏光分離素子および偏光合成素子、並びに第１コリメータおよび第２コリメータが、可逆素子として共用化されていることを特徴とする、付記２記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【０１１３】
（付記４）  上記の２つの入力ポートに２本の入力用光ファイバが、２つの出力ポートに２本の出力用光ファイバが、それぞれ接続されていることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
（付記５）  上記の２つの入力ポートおよび２つの出力ポートが、２つの入出力ポートとして共用化され、該２つの入出力ポートに２本の入出力用の光ファイバが接続されるとともに、
該２本の入出力用の光ファイバには、上記入力側波長多重光は上記入力ポート側へ伝搬させるとともに上記出力側波長多重光については上記入力側波長多重光の経路とは反対方向へ伝搬させる光サーキュレータが、それぞれ介装されたことを特徴とする、付記３記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【０１１４】
（付記６）  上記の偏光制御素子アレイをなす偏光制御素子が、磁気光学素子により構成されたことを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
（付記７）  上記の偏光分離素子と波長分波素子との間又は上記の波長合波素子と偏光合成素子との間に、波長板が介装されたことを特徴とする、付記２〜６のいずれか１項記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【０１１５】
（付記８）  上記の波長分波素子および波長合波素子が、回折格子により構成されたことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
（付記９）  上記の波長分波素子および波長合波素子が、バーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイにより構成されたことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項記載の偏光制御型波長選択スイッチ。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチを示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの要部を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの要部を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの要部を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの要部を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの要部を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの要部を示す図である。
【図８】第１実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの構成要素の配置関係に着目した上視図である。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチを示す模式的斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの動作を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチを示す模式的上視図である。
【図１５】本発明の第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの動作を説明するための図である。
【図１６】本発明の第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの動作を説明するための図である。
【図１７】本実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチの変形例を示す図である。
【図１８】従来例を示す図である。
【図１９】本発明の第３実施形態にかかる偏光制御型波長選択スイッチを示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１    基板
２，１２，２１，２２    ファイバコリメータ
２−１〜２−４，１２−１，１２−２，２１−１，２１−３，２２−２，２２−４    ポート
３，１３，３１，３２    偏光ビームスプリッタ
３−１，３−２    光学ガラス材料
３−３    誘電体多層膜
４，１４，４１，４２    回折格子
５，１５，５１，５２    レンズ
６，１６，６１    偏光制御素子アレイ
６−１，１６−１，６１−１，６ｉ，１６ｉ，６１ｉ    偏光制御素子
６ａ    反射膜
７−１〜７−４，１７−１，１７−２    光ファイバ
８    λ／２波長板
１０，２０，３０    偏光制御型波長選択スイッチ
１７ａ，１７ｂ    光サーキュレータ
【図１】
2005070546.tif 000003
【図２】
2005070546.tif 000004
【図３】
2005070546.tif 000005
【図４】
2005070546.tif 000006
【図５】
2005070546.tif 000007
【図６】
2005070546.tif 000008
【図７】
2005070546.tif 000009
【図８】
2005070546.tif 000010
【図９】
2005070546.tif 000011
【図１０】
2005070546.tif 000012
【図１１】
2005070546.tif 000013
【図１２】
2005070546.tif 000014
【図１３】
2005070546.tif 000015
【図１４】
2005070546.tif 000016
【図１５】
2005070546.tif 000017
【図１６】
2005070546.tif 000018
【図１７】
2005070546.tif 000019
【図１８】
2005070546.tif 000020
【図１９】
2005070546.tif 000021