(57)【要約】【課題】ＶＩＰＡ板の透過波長を容易かつ高速に可変できるようにする。【解決手段】相対する平行な２つの反射面を有し、１次元方向に集光した光が前記各反射面の間に入射され、該入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、該出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される光部品１１０と、該入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって、該入射光が集光される前記１次元方向に実質的に垂直な軸について、前記光部品の姿勢を回転変位させる回転機構２と、をそなえる。【選択図】図１
2007271761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する平行な２つの反射面を有し、１次元方向に集光した光が前記各反射面の間に入射され、該入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、該出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分光機能をそなえた光部品と、
該入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって、該入射光が集光される前記１次元方向に実質的に垂直な軸について、前記光部品の姿勢を回転変位させる回転機構と、をそなえて構成されたことを特徴とする、分光装置。
【請求項２】
該回転機構における前記光部品の姿勢の回転変位により、該光部品における分光機能によって透過する波長帯を変位させることを特徴とする、請求項１記載の分光装置。
【請求項３】
前記２つの反射面が、前記入射される光が集光される方向である前記１次元方向と平行となる回転変位を、該回転機構において回転変位させる前記光部品の姿勢の基準とすることを特徴とする、請求項２記載の分光装置。
【請求項４】
前記２つの反射面が、前記入射される光が集光される方向である前記１次元方向と平行となる位置からオフセットされた回転変位を、該回転機構において回転変位させる前記光部品の姿勢の基準とすることを特徴とする、請求項２記載の分光装置。
【請求項５】
入力される光ビームを平行光とするコリメートレンズと、
該コリメートレンズからの平行光を１つの線分上に集光させ、前記集光した光を、前記１次元方向に集光した光として前記光部品の各反射面の間に導くライン焦点レンズと、をそなえたことを特徴とする、請求項１記載の分光装置。
【請求項６】
前記光部品が、バーチャリ・イメージド・フェイズド・アレイにより構成されたことを特徴とする、請求項1記載の分光装置。
【請求項７】
相対する平行な２つの反射面を有し、１次元方向に集光した光が前記素子の各反射面の間に入射され、該入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、該出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分光機能をそなえた光部品と、
該光部品の一方の反射面から異なる方向に出射される各波長の光束を反射して前記光部品に戻す反射器と、
前記素子をなす２つの反射面に実質的に平行な軸であって、前記素子に入射される光が集光される前記１次元方向に実質的に垂直な軸について、前記素子の姿勢を回転変位しうる回転機構と、をそなえて構成されたことを特徴とする、波長分散制御装置。
【請求項８】
該光部品が、前記素子とともに、前記波長に応じて進行方向の異なる光束について前記波長ごとに異なる一点に収束させる収束レンズをそなえ、
かつ、該反射器が、反射面形状が３次元形状を有するとともに、該収束レンズからの前記波長に応じて異なる一点に収束された光を反射させ、前記反射した光について前記波長に応じて異なる光路長を与えるように構成されたことを特徴とする、請求項７記載の波長分散制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光装置および波長分散制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の波長分散制御装置の一つとして、波長多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）光を波長に応じて空間的に区別可能な複数の光束に分光（分波）する、いわゆるバーチャリ・イメージド・フェイズド・アレイ（Virtually Imaged Phased Array：ＶＩＰＡ）を利用して構成したものが提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
図１０は、従来のＶＩＰＡ型波長分散制御装置の構成例を示す模式的斜視図であり、図１１は、図１０に示すＶＩＰＡ型波長分散制御装置の上面図である。図１０および図１１に示すように、従来のＶＩＰＡ型波長分散制御装置１００では、例えば、光サーキュレータ１２０を介して光ファイバ１３０の一端から出射された光が、コリメートレンズ１４０で平行光に変換された後に、ライン焦点レンズ１５０によって一つの線分の上に集光され、ＶＩＰＡ板１１０の照射窓１１６を通って対向する平行平面の間に入射される。
【０００３】
図１０に示すＶＩＰＡ板１１０は、照射窓１１６をそなえるとともに、照射窓１１６の同一面における図中上側領域に略１００％の反射率を有する反射膜１１４が形成されるとともに、反射膜１１４の対向面には、１００％よりも低い（例えば９５％程度の）反射率を有する、反射膜１１４と平行な反射膜１１２が形成される。
このＶＩＰＡ板１１０においては、多重反射共振により、照射窓１１６を通って入射された光について、波長に応じて進行方向が異なる複数の光束を作る。即ち、ＶＩＰＡ板１１０への入射光は、例えば、ＶＩＰＡ板１１０の一方の平面に形成された１００％よりも低い反射率を有する反射膜１１２と、他方の平面に形成された略１００％の反射率を有する反射膜１１４との間で多重反射を繰り返す。
【０００４】
その際、反射膜１１２の面で反射するごとに数％の光が当該反射面を透過してＶＩＰＡ板１１０の外に出射される。そして、ＶＩＰＡ板１１０を透過した光は、相互に干渉し、図１２の矢印Ａ１〜Ａ３に示すような方向に、波長に応じて進行方向が異なる複数の（線状の）光束を作る。その結果、各光束を収束レンズ１６０で一点に集光すると、各々の集光位置は波長の変化に伴って図中Ｙ軸に沿った直線上を移動するようになる。
【０００５】
そして、この直線上に例えば図１０に示すような３次元ミラー１７０を配置することにより、ＶＩＰＡ板１１０から出射され収束レンズ１６０で集光された光は、各々の波長に応じて３次元ミラー１７０上の異なる位置で反射されてＶＩＰＡ板１１０に戻される。３次元ミラー１７０で反射された光は波長によって異なる方向に進行し、ＶＩＰＡ板１１０に戻される際に光路がずれる。この光路ずれ量を波長によって変えることにより異なる波長成分は異なる距離を伝送することになって、入力光の波長分散制御を行なうことができるようになる。
【０００６】
上述のＶＩＰＡ板１１０は、この光路ずれ量を波長によって変えることができるようになっている。このため、光ファイバ１３０の一端から出射される光である入力光が有する波長成分に関し、異なる波長成分は異なる距離を伝搬させたものを、光ファイバ１３０に入射される出力光とすることができる。これにより、ＶＩＰＡ型波長分散制御装置１００は、入力光についての波長分散を制御して、出力光として光アイソレータ１２０を通じて出力することができる。
【０００７】
このような構成を有するＶＩＰＡ型波長分散制御装置１００は、光通信システムに適用することにより、伝送路を通じて伝送されてきた信号光の品質を劣化させる要因となる波長分散を補償して、信号光の受信感度を向上させることができるようになる。
図１２は、上述のＶＩＰＡ板１１０に入射された光が出射されると多重反射を受けることを説明するための図である。上述のごときＶＩＰＡ板１１０で多重反射される光の振る舞いは、前述の図１２に示すようなモデルを考えると、階段状の回折格子として周知のエシュロン格子（Echelon grating）と同様の振る舞いをする。このため、ＶＩＰＡ板１１０は仮想的な回折格子として考えることができる。ＶＩＰＡ板１１０による回折格子としての振る舞いについて説明すると、以下のとおりとなる。
【０００８】
すなわち、ＶＩＰＡ板１１０の照射窓１１６に入射された光の光軸１１７は、ＶＩＰＡ板１１０の照射窓１１６をなす面に対して傾斜角度θを持つ。そして、照射窓１１６からの光が１００％よりも低い反射率を有する反射膜１１２に入射されると、一部の光は透過するとともに、ビームウェストの後ろは広がり、残りは略１００％の反射率を有する反射膜１１４に向かって反射される。
【０００９】
また、最初に反射膜１１４によって反射された後、光は再び反射膜１１２に入射されるが、その光軸は最初に反射膜１１２に入射された光からｄだけずれる。その後、反射膜１１２に再入射された光のうちの一部が反射膜１１２を通過する。同様にして、一定の間隔ｄで、光は多くのパスに分かれる。そして、各々のパスのビーム形は、ビームウェストの虚像１１８から光が広がるようになる。虚像１１８は、ＶＩＰＡ板１１０に対して法線である直線Ｌ上にそって、一定の間隔２ｔで仮想的に配置される。ここで、ｔはＶＩＰＡ板１１０の厚さである。
【００１０】
また、上述のごとく配列される各々の虚像１１８から広がる光は、互いに干渉して、照射窓１１６に入力される光の波長に従って異なる方向に伝搬する、図１２の矢印Ａ１〜Ａ３のような複数の光束Ａ１〜Ａ３を形成する。又、隣接する虚像１１８間での光パスの間隔はｄ＝２ｔｃｏｓθであり、隣接したビームとのパス長の差は２ｔｃｏｓθである。そして、角分散はこれら２つの数の比に比例し、ｃｏｔθである。このように、ＶＩＰＡ板１１０は、他のデバイスに比べても大きな角分散を生成するため、高精度な分光性能を実現できることが知られている。
【特許文献１】特表２０００−５１１６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の図１２に示すＶＩＰＡ板１１０や特許文献１に記載された技術においては、上述したような多重反射共振の機能を有しており、図１４に示すように、出力波長の強度は周波数軸上において周期的な特性を有することになる。即ち、前述の図１２に示すＡ１〜Ａ３に示すような波長毎に異なる方向への光束の分布が、図１４に示す周期的なピーク波形ごとに得られるようになる。
【００１２】
このため、利用者が使用を欲する波長が出力波長特性上ディップＤに相当する波長領域となってしまう場合があり、当該波長領域においては、分光装置、ましてや波長分散制御装置として利用することが困難となるという課題がある。
図１３に示すように、隣接する虚像１１８から直線Ｌに対して角度αを有する方向で伝搬する光が干渉により強めあう波長λは、式（１）のように表すことができる。尚、式（１）中において、ｎはＶＩＰＡ板１１０の屈折率であり、ｍは整数である。
【００１３】
ｍλ＝２ｎｔ（ｃｏｓα）                                        …（１）
この式（１）から、λ＝（２ｎｔ／ｍ）・ｃｏｓαであり、ＶＩＰＡ板１１０の屈折率ｎおよび厚さｔを一定とする条件においては、λは、ｍの値を例えば整数ｘ，ｘ＋１，…と増大させていくに従って波長軸上で範囲が特定されるｃｏｓαの関数で表されることになる。
【００１４】
また、ＶＩＰＡ板１１０のＦＳＲ（Free Spectral Range）は、式（２）に示すようになる。尚、ΔνはＦＳＲの値を、ｃは光速を、θはＶＩＰＡ板内を多重反射する光線の傾きを、ｎはＶＩＰＡ板の屈折率を、それぞれ表している。
Δν＝ｃ／（２ｎｔｃｏｓθ）                                    …（２）
したがって、上述のＶＩＰＡ板の厚みであるｔを可変することで、ＦＳＲを可変させて、透過波長範囲を可変することも考えられる。例えば、ＶＩＰＡ板１１０の温度を可変することにより、ＶＩＰＡ板１１０の厚みを熱膨張により変化させ、透過波長範囲を可変することも検討されている。
【００１５】
しかしながら、温度制御がＶＩＰＡ板１１０にむらなく均一に及ばせることが技術的に高度であり、式（１）におけるｔを可変することにより透過波長特性を得ることは難しく、又ＶＩＰＡ板１１０の熱伝導特性を考えても、温度制御については比較的高速に応答させることは困難であるため、透過波長の可変制御についての応答速度を速めることは困難である。
【００１６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ＶＩＰＡ板の透過波長を容易かつ高速に可変できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このため、本発明の分光装置は、相対する平行な２つの反射面を有し、１次元方向に集光した光が前記各反射面の間に入射され、該入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、該出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される光部品と、該入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって、該入射光が集光される前記１次元方向に実質的に垂直な軸について、前記光部品の姿勢を回転変位させる回転機構と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１８】
この場合においては、該回転機構における前記光部品の姿勢の回転変位により、該光部品の透過する波長範囲を変位させることができる。
また、前記２つの反射面が、前記入射される光が集光される方向である前記１次元方向と平行となる回転変位を、該回転機構において回転変位させる前記光部品の姿勢の基準とすることができるほか、前記２つの反射面が、前記入射される光が集光される方向である前記１次元方向と平行となる位置からオフセットされた回転変位を、該回転機構において回転変位させる前記光部品の姿勢の基準とすることとしてもよい。
【００１９】
また、上述の分光装置としては、入力される光ビームを平行光とするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光を１つの線分上に集光させ、前記集光した光を、前記１次元方向に集光した光として前記光部品の各反射面の間に導くライン焦点レンズと、をそなえることもできる。
さらに、前記光部品を、バーチャリ・イメージド・フェイズド・アレイにより構成することとしてもよい。
【００２０】
また、本発明の波長分散制御装置は、相対する平行な２つの反射面を有し、１次元方向に集光した光が前記素子の各反射面の間に入射され、該入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、該出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される光部品と、該光部品の一方の反射面から異なる方向に出射される各波長の光束を反射して前記光部品に戻す反射器と、前記素子をなす２つの反射面に実質的に平行な軸であって、前記素子に入射される光が集光される前記１次元方向に実質的に垂直な軸について、前記素子の姿勢を回転変位しうる回転機構と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００２１】
この場合においては、該光部品が、前記素子とともに、前記波長に応じて進行方向の異なる光束について前記波長ごとに異なる一点に収束させる収束レンズをそなえ、かつ、該反射器が、反射面形状が３次元形状を有するとともに、該収束レンズからの前記波長に応じて異なる一点に収束された光を反射させ、前記反射した光について前記波長に応じて異なる光路長を与えるように構成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
このように、本発明によれば、回転機構により、入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって、入射光が集光される１次元方向に実質的に垂直な軸について、光部品の姿勢を回転変位させることができるので、光部品を温度制御することにより厚みを可変させる手法に比べて、透過波長特性を容易にシフトさせることができるほか、透過波長を可変する応答特性を速めることもできる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
なお、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔Ａ〕本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態にかかる波長分散制御装置１を示す模式的斜視図である。この図１に示す波長分散制御装置１は、前述の図１０におけるもの（符号１００参照）に、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を回転変位させる回転機構２を追加して、ＶＩＰＡ板１１０の透過波長特性を可変できるようにしたものである。尚、図１中、図１０と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００２４】
すなわち、コリメートレンズ１４０は、光ファイバ１３０から入力される光ビームを平行光とするもので、ライン焦点レンズ１５０は、コリメートレンズ１４０からの平行光を１つの線分上に集光させ、集光した光を、１次元方向に集光した光としてＶＩＰＡ板１１０の各反射面１１２，１１４の間に導くようになっている。
また、ＶＩＰＡ板１１０は、相対する平行な２つの反射面１１２，１１４を有し、１次元方向に集光した光が各反射面１１２，１１４の間に入射され、入射光が各反射面１１２，１１４で多重反射されながらその一部が一方の反射面１１２を透過して出射され、出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される光部品である。
【００２５】
さらに、回転機構２は、入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって、各反射面１１２，１１４の間に入射される光が集光される１次元方向に実質的に垂直な軸Ａについて、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を回転変位させるものであり、ＶＩＰＡ板１１０を固定しているフォルダに設けられたマイクロモータ等により構成することができる。
図２（ａ），図２（ｂ）は、回転機構２によるＶＩＰＡ板１１０の回転態様について説明するための模式図であり、図２（ａ）は正視図、図２（ｂ）は上視図である。この図２に示すように、ＶＩＰＡ板１１０に入射される光の光軸に平行にｚ軸を置き、ライン焦点レンズ１５０により集光される線分に平行にｘ軸を置くこととすると、回転機構２は、これらのｘ軸およびｚ軸に垂直なｙ軸方向に平行な軸Ａについて（図２中においてはｙ軸について）、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を回転変位させることができるようになっている。尚、図２（ａ）に示すように、ＶＩＰＡ板１１０はｘ軸（光軸）について角度θだけ傾斜させている。
【００２６】
前述したように、ＶＩＰＡ板１１０のＦＳＲ（Free Spectral Range）は、式（２）に示すようになるので、上述のＶＩＰＡ板の厚みであるｔを可変することで、ＦＳＲを可変させて、透過波長範囲を可変させることができるようになる。
本実施形態のように、ＶＩＰＡ板１１０を回転機構２で軸Ａについて回転させると、ｚ軸方向からの見かけ上のＶＩＰＡ版１１０の厚みは、回転させない状態に比べて変化しているように見える。
【００２７】
たとえば、図２（ｂ）のＣ１に示すように、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を軸Ａについて回転させない基準の状態（即ち角度β＝０度；ＶＩＰＡ板１１０の照射窓１１６をｘ軸に平行としている状態）としている場合においては、図３（ａ）に示すように、ｚ軸方向からの見かけ上のＶＩＰＡ板１１０の厚みはｄ１である。これに対し、図２（ｂ）のＣ２に示すように、ＶＩＰＡ板１１０を軸Ａについて角度βをβ＞０の鋭角となるように回転させた場合には、図３（ｂ）に示すように、ｚ軸方向からの見かけ上のＶＩＰＡ板１１０の厚みｄ２はｄ２＝ｄ１／ｃｏｓβとなる。ｃｏｓβ＜１であるため、見かけ上の厚みｄ２をｄ１よりも大きくすることができるようになる。図２（ｂ）のＣ３に示すように、Ｃ２の場合とは反対側方向に回転変位させた場合にも、ＶＩＰＡ板１１０の見かけ上の厚みはＣ２の場合と同様に変化する。
【００２８】
このｚ軸方向からの見かけ上の厚みの変化は、ＶＩＰＡ板１１０に入射されて２つの反射膜１１２，１１４で多重反射される光についても同様に感ずるようになる。即ち、図２（ｂ）の基準の状態Ｃ１においては、図３（ａ）に示すように、２つの反射膜１１２，１１４の間で多重反射される光の光路はｘ軸上で変位することなく、このときは見かけ上のＶＩＰＡ板１１０の厚みはｄ１である。
【００２９】
これに対し、図２（ｂ）に示すようなＶＩＰＡ板１１０を回転変位させた状態Ｃ２（またはＣ３）の場合においては、例えば図３（ｂ）に示すように、２つの反射膜１１２，１１４の間で多重反射される光の光路はｘ軸上で変位し、見かけ上の厚みｄ２はｄ２＝ｄ１／ｃｏｓβとなる。
これにより、式（２）に示すＦＳＲを求める際のパラメータである、ＶＩＰＡ板１１０において多重反射する光学長ｔが変化するため、式（２）の計算結果として得られるＦＳＲの値も変化する。このため、ＶＩＰＡ板１１０の透過波長特性についても、例えば図４に示すように、Ｂ１からＢ２にシフトさせることができるようになっている。
【００３０】
換言すれば、上述のＶＩＰＡ板１１０および回転機構２により、透過波長特性を可変することができる分光装置を構成することができる。尚、図５は、上述の回転機構２による、ＶＩＰＡ板１１０のＡ軸についての回転角度βをβ＝０とした場合に出力光波長λａが強めあう場合において、回転角度βと、強めあう波長のλａから短波長側への波長変動量Δλと、の関係を示す図である。この図５に示すように、ＶＩＰＡ板１１０の回転角度を増やすに従って波長変動量Δλが増大することが観測できる。
【００３１】
すなわち、このように構成された分光装置においては、入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって入射光が集光される１次元方向に実質的に垂直な軸について、回転機構２によりＶＩＰＡ板１１０の姿勢を回転変位させることにより、透過波長特性を容易にシフトさせることができる。そして、回転変位させる角度量と透過波長特性とを対応付けておくことにより、分光装置としての透過波長特性を所期の特性に設定することができる。更に、ＶＩＰＡ板１１０を温度制御することにより厚みを可変させる手法に比べて、透過波長を可変する応答特性を速めることもできる。
【００３２】
本実施形態にかかる波長分散制御装置１は、上述のごとく構成されているので、光アイソレータ１２０および光ファイバ１３０を通じて光が入力されると、この入力光に含まれる波長成分ごとに分散量を制御することができる。分散量が制御された光は、出力光として光ファイバ１３０および光アイソレータ１２０を通じて出力することができる。
すなわち、光ファイバ１３０の一端から出射された光が、コリメートレンズ１４０で平行光に変換された後に、ライン焦点レンズ１５０によって一つの線分の上に集光され、ＶＩＰＡ板１１０の照射窓１１６を通って対向する平行平面の間に入射される。そして、ＶＩＰＡ板１１０においては、多重反射共振により、照射窓１１６を通って入射された光について、波長に応じて進行方向が異なる複数の光束を作る。
【００３３】
その結果、各光束を収束レンズ１６０で一点に集光すると、各々の集光位置は波長の変化に伴って図中Ｙ軸に沿った直線上に分布させることができる。そして、この直線上に配置された３次元ミラー１７０を配置することにより、ＶＩＰＡ板１１０から出射され収束レンズ１６０で集光された光は、各々の波長に応じて３次元ミラー１７０上の異なる位置で反射されてＶＩＰＡ板１１０に戻される。
【００３４】
すなわち、３次元ミラー１７０は、光部品であるＶＩＰＡ板１１０の一方の反射面をなす反射膜１１２から異なる方向に出射される各波長の光束を反射してＶＩＰＡ板１１０に戻す反射器である。
また、３次元ミラー１７０で反射された光についてはＶＩＰＡ板１１０において、波長によって異なる光路長を有する光路を伝搬させることができる。即ち、３次元ミラー１７０は、反射面形状が３次元形状を有するとともに、収束レンズ１６０からの波長に応じて異なる一点に収束された光を反射させ、反射した光について波長に応じて異なる光路長を与えるように構成することができる。
【００３５】
したがって、この３次元ミラー１７０によりＶＩＰＡ板１１０に戻す反射光路を波長毎に設定することにより、入力光の波長分散制御を行なうことができる。このような波長分散制御がなされた光は、ライン焦点レンズ１５０およびコリメートレンズ１４０を介して光ファイバ１３０に戻されて、光アイソレータ１２０を通じて出力される。
このとき、回転機構２においては、ＶＩＰＡ板１１０による透過波長特性を所期の特性に設定するために、入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって入射光が集光される１次元方向に実質的に垂直な軸について、回転機構２によりＶＩＰＡ板１１０の姿勢を回転変位させることができる。
【００３６】
これにより、例えばＶＩＰＡ板１１０の姿勢を前述の基準位置としている場合には出力波長特性上ディップＤに相当していた波長範囲についても、回転機構２によるＶＩＰＡ板１１０の回転変位により透過波長領域内に収めることができるようになるので、温度制御による場合よりも応答特性を速めかつ容易な手法で、少なくとも分光装置としての透過波長特性を可変させることができ、ひいては波長分散制御を行なうことができる波長領域を拡大させることができる。
【００３７】
ところで、前述したように、ＶＩＰＡ板１１０においては、多重反射共振により、照射窓１１６を通って入射された光が反射膜１１２を通じて出射されて、収束レンズ１６０に入射される際には、波長に応じて進行方向が異なる複数の線状の光束が形成されるようになっている。
このとき、図２（ｂ）のＣ１に示すように、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を軸Ａについて回転させない基準の状態としている場合においては、図６（ａ）に示すように、収束レンズ１６０に入射される複数の線状の光束ＬＢは、縦方向［図２（ａ），図２（ｂ）ではＹ軸方向］に各々の両端がほぼ揃うようになっている。
【００３８】
しかしながら、回転機構２によりＶＩＰＡ板１１０を回転させると、前述の図３（ｂ）に示すように、２つの反射膜１１２，１１４の間で多重反射される段数が増えるに従い、光の光路はｘ軸上で変位するので、図６（ｂ）に示すように、収束レンズ１６０に入射される複数の線状の光束ＬＢ′についても、縦方向［図２（ａ），図２（ｂ）ではＹ軸方向］に各々の両端がそろわず、収束レンズ１６０における上部側の光束、即ち光束の波長が短波長のものとなるに従って、ｘ軸上にずれてゆく。
【００３９】
なお、回転機構２による回転角度βを大きくしていくと、この光束のずれも大きくなってゆき、干渉により波長ごとに異なる光束が形成される限界に到達する。従って、回転機構２としては、この限界となる角度よりも小さい範囲内において回転変位させることで、透過波長特性を可変させることができる。
また、回転機構２によりＶＩＰＡ板１１０を回転させた状態の場合［図２（ｂ）のＣ２，Ｃ３参照］と、回転させない基準状態の場合［図２（ｂ）のＣ１参照］とでは、３次元ミラー１７０からの反射光がＶＩＰＡ板１１０の照射窓１１６を通じて出射される成分が以下のように変動する。
【００４０】
図７（ａ），図７（ｂ）は、図２（ｂ）のＣ１に示すように、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を軸Ａについて回転させない基準の状態としている場合において、３次元ミラー１７０での反射によって波長分散制御された光のうちで照射窓１１６から出力される光の成分について説明するための図である。ＶＩＰＡ板１１０の姿勢が上述の基準の状態である場合には、図７（ａ）に示すように、縦方向に各々の両端がほぼ揃った複数の線状の光束ＬＢが収束レンズ１６０を通過し、３次元ミラー１７０で反射される。すると、反射光として収束レンズ１６０を通過した光は、図７（ｂ）に示すような光束ＬＢｒとなる。
【００４１】
このとき、反射光である光束ＬＢｒの像と反射前の光束ＬＢの像とが重なる部分の光が、光学的に結合されて、ＶＩＰＡ板１１０の照射窓１１６を通じて波長分散制御がなされた光として出力することができるようになっている。
この場合においては、反射光である光束ＬＢｒの像は、反射前の光束ＬＢの像に比べて全体的にわずかに横にずれているが、反射光である光束ＬＢｒの像と反射前の光束ＬＢの像とが重なる部分は、図７（ａ），図７（ｂ）に示す領域Ａ１のようになるので、これらの光束ＬＢ，ＬＢｒ間においては像が重なる領域Ａ１を比較的大きく確保することができる。
【００４２】
一方、図８（ａ），図８（ｂ）は、図２（ｂ）のＣ２またはＣ３に示すように、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を軸Ａについて回転させた状態としている場合において、３次元ミラー１７０での反射によって波長分散制御された光のうちで照射窓１１６から出力される光の成分について説明するための図である。ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を上述のごとく回転させている場合には、図８（ａ）に示すように、（波長毎に）横ずれした複数の線状の光束ＬＢ′が収束レンズ１６０を通過し、３次元ミラー１７０で反射される。すると、反射光として収束レンズ１６０を通過した光は、図８（ｂ）に示すような光束ＬＢｒ′となる。
【００４３】
この場合においても、反射光である光束ＬＢｒ′の像は、反射前の光束ＬＢ′の像に比べて全体的にわずかに横にずれている。又、反射光である光束ＬＢｒ′の像と反射前の光束ＬＢ′の像とが重なる部分は、図８（ａ），図８（ｂ）に示す領域Ａ２のようになり、図７（ａ），図７（ｂ）の場合、即ちＶＩＰＡ板１１０を基準状態としている場合よりも狭くなる。上述のＶＩＰＡ板１１０の軸Ａについての回転変位を大きくすると、このような像が重なる領域についても狭くなってゆく。
【００４４】
しかしながら、少なくとも上述の反射光である光束ＬＢｒ′の像と反射前の光束ＬＢ′の像とが重なるような角度変位の範囲内であれば、波長分散制御された光を照射窓１１６を通じて出力することができるので、波長分散制御装置１としての機能を保つことが可能である。換言すれば、回転機構２によりＶＩＰＡ板１１０の姿勢を軸Ａについて回転変位させることができるので、波長分散制御される波長範囲を調整することが可能となる。
【００４５】
図９は波長分散制御装置１による波長分散制御が可能な波長帯域、即ちＶＩＰＡ板１１０の透過波長帯域（１チャンネル内での透過波長帯域幅）と、３次元ミラー１７０による分散発生量との関係について説明するための図である。
ＶＩＰＡ板１１０から出射される中心波長帯の光（図１２のＡ２参照）は、図９のＥ１に示すような強度分布を有しているが、３次元ミラー１７０で反射された光については、像反転してＥ２に示すような強度分布を有するようになる。このとき、ＶＩＰＡ板１１０からの出射光（Ｅ１）と反射光（Ｅ２）との重なり部分Ｅ３の成分がモード結合して、照射窓１１６を通じて出射されるようになっている。
【００４６】
このとき、３次元ミラー１７０の反射によって形成される光路長差によって得られる分散制御量が大きくなると、反射光の出射光に対するずれが大きくなるため、損失が大きくなる。この現象は、発生分散が大きくなると顕著に現れるようになって、透過波長帯域が狭くなってくる。
しかしながら、上述の図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、出射光の光束ＬＢ′および反射光の光束ＬＢｒ′が重なるような角度変位の範囲内であれば、透過波長帯域が変動するような実質的な光路長差が生じることはない。従って、回転機構２によりＶＩＰＡ板１１０を回転させたとしても、回転させない基準状態の場合と比べて、透過波長帯域の帯域幅自体には変動がない。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、回転機構２により、入射光の光軸に実質的に垂直な軸であって、入射光が集光される１次元方向に実質的に垂直な軸Ａについて、ＶＩＰＡ板１１０の姿勢を回転変位させることができるので、ＶＩＰＡ板１１０を温度制御することにより厚みを可変させる手法に比べて、透過波長特性を容易にシフトさせることができるほか、透過波長を可変する応答特性を速めることもできる利点がある。
【００４８】
〔Ｂ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、上述の本実施形態においては、ＶＩＰＡ板１１０の２つの反射膜１１２，１１４が、入射される光が集光される方向である１次元方向と平行となる回転変位、即ち図２（ｂ）におけるＶＩＰＡ板１１０の回転変位状態Ｃ１を、回転機構２において回転変位させるＶＩＰＡ板１１０の姿勢の基準としているが、本発明によればこれに限定されず、２つの反射膜１１２，１１４が、入射される光が集光される方向である１次元方向と平行となる位置からオフセットされた回転変位［例えば図２（ｂ）の回転変位状態Ｃ２，Ｃ３］を、回転機構２において回転変位させるＶＩＰＡ板１１０の姿勢の基準とすることもできる。
【００４９】
その他、上述した実施形態の開示により、当業者は本発明の装置を製造することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる波長分散制御装置を示す模式的斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はともに、回転機構によるＶＩＰＡ板の回転態様について説明するための模式図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はともに、回転機構によるＶＩＰＡ板の回転態様について説明するための模式図である。
【図４】回転機構によりＶＩＰＡ板の透過波長特性について可変可能なことを説明するための図である。
【図５】回転機構による回転角度と透過波長特性の波長変動量との関係を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）はともに収束レンズに入射される複数の線状の光束を模式的に示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はともに３次元ミラーでの反射によって波長分散制御された光のうちで照射窓から出力される光の成分について説明するための図である。
【図８】（ａ），（ｂ）はともに３次元ミラーでの反射によって波長分散制御された光のうちで照射窓から出力される光の成分について説明するための図である。
【図９】回転機構によりＶＩＰＡ板を回転させたとしても、回転させない基準状態の場合と比べて、透過波長帯域の帯域幅自体には変動がないことを説明するための図である。
【図１０】従来のＶＩＰＡ型波長分散制御装置の構成例を示す模式的斜視図である。
【図１１】図１０に示すＶＩＰＡ型波長分散制御装置の上面図である。
【図１２】ＶＩＰＡ板での多重反射を説明するための図である。
【図１３】ＶＩＰＡ板を出射された光が干渉する態様について説明するための図である。
【図１４】ＶＩＰＡ板の出力波長の強度が周波数軸上において周期的な特性を有することを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１００    波長分散制御装置
２    回転機構
１１０    ＶＩＰＡ板（光部品）
１１２，１１４    反射膜
１１６    照射窓
１１７    光軸
１１８    虚像
１２０    光アイソレータ
１３０    光ファイバ
１４０    コリメートレンズ
１５０    ライン焦点レンズ
１６０    収束レンズ
１７０    ３次元ミラー（反射器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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