(57)【要約】【課題】波長選択スイッチの回折格子面での不所望な回折に起因する透過帯域特性の劣化を防止する。【解決手段】波長選択スイッチ１は、波長多重された光を入力する少なくとも１つの入力ポート１０ａと、入力ポート１０ａから入力された波長多重された光を分散させる分散部１５と、分散部１５により分散された光を波長ごとに集光させるレンズ２１と、レンズ２１により集光された光を波長ごとに独立に偏向可能な偏向器１７と、偏向器１７で偏向された光を出射する少なくとも一つの出力ポート１０ｂ〜１０ｅとを有する。分散部１５は回折格子２２ｄを含み、回折格子２２ｄにより所望の次数で回折された光Ｌｓと、所望の次数とは異なる次数または異なる反射または透過の態様で回折されたノイズ光Ｌｎとは、分散部１５からの出射角度範囲が重ならない。【選択図】図２
2012203136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重された光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、
前記入力ポートから入力された前記波長多重された光を分散させる分散部と、
前記分散部により分散された光を波長ごとに集光させる集光部と、
前記集光部により集光された光を波長ごとに独立に偏向可能な偏向部と、
前記偏向部で偏向された光を出射する少なくとも一つの出力ポートと
を備え、
前記分散部は回折格子を含み、該回折格子により所望の次数で回折された光と、少なくとも前記所望の次数とは異なる次数、または、異なる反射若しくは透過の態様で回折されたノイズ光とは、前記分散部からの出射角度範囲が重ならないことを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
前記回折格子は透過型の回折格子であり、前記ノイズ光は、前記回折格子の回折格子面で反射された光であることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
【請求項３】
前記分散部は、反射素子を更に含み、前記入力ポートから入力された前記波長多重された光は、前記回折格子をｍ次の回折を受け透過し、前記反射素子で反射され、前記回折格子をさらにｍ次の回折を受け透過するように構成され、前記ノイズ光は、前記波長多重された光が前記回折格子の前記回折格子面に１回目に入射する際にｍ次の回折を受け反射された第１のノイズ光、および、該回折格子面を透過した光が前記反射素子で反射された後前記回折格子面に２回目に入射する際にｍ次の回折を受け反射され、さらに前記反射素子で反射され、前記回折格子面をｍ次の回折を受け透過した第２のノイズ光であり、ｍは０以外の整数であることを特徴とする請求項２に記載の波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記波長多重された光の波長λの最大値をλｌ、最小値をλｓとし、
前記波長多重された光のそれぞれの波長λについての、前記所望の次数で回折された光、前記第１のノイズ光および前記第２のノイズ光の前記分散部からの出射角を、それぞれ、θＯ（λ）、φＯ１（λ）およびφＯ２（λ）とするとき、
【数１】
2012203136.tif 000011
を満たすことを特徴とする請求項３に記載の波長選択スイッチ。
【請求項５】
前記分散部は、第１の反射素子と第２の反射素子とを含み、前記入力ポートから入力された前記波長多重された光は、前記回折格子でｍ次の回折を受け透過し、前記第１の反射素子および前記第２の反射素子で順次反射され、前記回折格子でさらに−ｍ次の回折を受け透過するように構成され、前記ノイズ光は、前記波長多重された光が前記回折格子の前記回折格子面に１回目に入射する際に正反射されたノイズ光であり、ｍは０以外の整数であることを特徴とする請求項２に記載の波長選択スイッチ。
【請求項６】
前記波長多重された光の波長λの最大値をλｌ、最小値をλｓとし、
前記波長多重された光のそれぞれの波長λについての、前記所望の次数で回折された光および前記ノイズ光の前記分散部からの出射角を、それぞれ、θO（λ）およびφO（λ）とするとき、
【数２】
2012203136.tif 000012
を満たすことを特徴とする請求項５に記載の波長選択スイッチ。
【請求項７】
前記偏向部は、前記集光された光を偏向する偏向素子を備え、前記偏向部の前記偏向素子が配置されていない部分には、前記ノイズ光の前記出力ポートへの出射を抑止するノイズ光抑止部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項８】
前記ノイズ光抑止部は、前記ノイズ光を吸収する光吸収部材であることを特徴とする請求項７に記載の波長選択スイッチ。
【請求項９】
前記ノイズ光抑止部は、前記ノイズ光を前記出力ポートに入射しない方向へ反射させる反射面を有することを特徴とする請求項７に記載の波長選択スイッチ。
【請求項１０】
前記波長多重された光の前記分散部への入射角と、前記ノイズ光の前記分散部からの出射角度範囲とが重ならないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長選択スイッチは、一般に、少なくとも一つの入力ポートおよび少なくとも一つの出力ポートと、分散部と、集光部と、偏向部とを備えた装置が用いられている。この装置では、入力ポートの一つの光ファイバから波長選択スイッチ内に入力された波長多重された光が、回折格子等の分散部により波長毎に分散され、集光レンズ等の集光部により波長毎にＭＥＭＳミラーアレイ等の偏向部の異なるミラー素子に集光され、波長毎に所定の出力ポート方向へ偏向され出力される。
【０００３】
分散部としては、少ない光学部品で大きな分散を得るための種々の構成が知られている。例えば、回折格子とミラーとを互いに傾けて配置した、いわゆるリットマンメトカルフ構成の分散部を有する波長選択スイッチでは、波長多重された光を、レンズ又はミラー等で平行光に変換して回折格子に入射させ、この回折格子で分散された光を、一旦ミラーに当てて反射させた後、再び回折格子に入射させてより大きな分散効果を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６３０５９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リットマンメトカルフ構成の分散部では、透過型の回折格子を用い、この回折格子の回折格子面を２回透過させている。しかし、本発明者らの検討した結果によれば、この回折格子面において、回折格子の設計に基づく所望の次数の透過回折光（正規光）以外に、異なる次数の透過回折光および反射回折光のノイズ光が発生し得る。このノイズ光が偏向部に入射して、同じ波長帯域の正規光が出力される出力ポートへ結合すると、ノイズ光と正規光との光路差の波長依存性により不所望な出力レベルの変動（リップル）を生ぜしめることがある。
【０００６】
図１２は、リットマンメトカルフ構成の分散部を有する波長選択スイッチ１００の概略構成を示す図である。分散部は、回折格子１２２とミラー１２３とにより構成されている。この波長選択スイッチ１００では、入出力部１１０のいずれかの入出力ポートから入力された入力光は、実線により光路を示すように、マイクロレンズ１１１で平行光となり、シリンドリカルレンズ１１２および１１３で一旦集光された後、レンズ１２１により平行なビームとして回折格子１２２に入射する。回折格子１２２に入射した入力光は、回折格子１２２で１次の回折を受け透過し波長毎の光に分散され、ミラー１２３で反射して折り返され、回折格子１２２で１次の回折を受け透過しさらに分散される。回折格子１２２で分散された光は、レンズ１２１により偏向部１１７の偏向素子（ミラー）１１８上に、波長毎に集光される。この波長毎の光は偏向素子１１８によって波長毎に異なる角度で反射され、偏向素子１１８で反射されるまでの光路を折り返して、入出力部１１０の所定のいずれかの出力ポートから出力される。
【０００７】
しかし、レンズ１２１からの入力光が、回折格子１２２の回折格子面に最初に入射する際に、その一部が１次回折して反射されると、上述の正規光とは異なる光路を通るノイズ光となる。図１２に破線で示すように、ノイズ光の一部がいずれかの偏向素子１１８に入射すると、その反射光はいずれかの出力ポートに他のノイズ成分に比べ高い結合効率で結合する。このノイズ光が出力される出力ポートと同じ波長の正規光が出力される出力ポートとが同一のポートである場合、正規光とノイズ光との干渉によるリップルが発生する。
【０００８】
また、同様に他の分散部の構成においても、回折格子における所望の次数と異なる次数の回折（透過、反射を含む）による光路差が、波長選択スイッチの透過帯域特性を劣化させる。
【０００９】
したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、波長選択スイッチの回折格子面での不所望な回折に起因する透過帯域特性の劣化を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する波長選択スイッチの発明は、
波長多重された光を入力する少なくとも１つの入力ポートと、
前記入力ポートから入力された前記波長多重された光を分散させる分散部と、
前記分散部により分散された光を波長ごとに集光させる集光部と、
前記集光部により集光された光を波長ごとに独立に偏向可能な偏向部と、
前記偏向部で偏向された光を出射する少なくとも一つの出力ポートと
を備え、
前記分散部は回折格子を含み、該回折格子により所望の次数で回折された光と、少なくとも前記所望の次数とは異なる次数、または、異なる反射若しくは透過の態様で回折されたノイズ光とは、前記分散部からの出射角度範囲が重ならないことを特徴とするものである。
【００１１】
好ましくは、前記回折格子は透過型の回折格子であり、前記ノイズ光は、前記回折格子の回折格子面で反射された光である。ここで、反射された光とは正反射された光のみならず、反射回折光を含む。
【００１２】
さらに、前記分散部は、反射素子を更に含み、前記入力ポートから入力された前記波長多重された光は、前記回折格子をｍ次の回折を受け透過し、前記反射素子で反射され、前記回折格子をさらにｍ次の回折を受け透過するように構成され、前記ノイズ光は、前記波長多重された光が前記回折格子の前記回折格子面に１回目に入射する際にｍ次の回折を受け反射された第１のノイズ光、および、該回折格子面を透過した光が前記反射素子で反射された後前記回折格子面に２回目に入射する際にｍ次の回折を受け反射され、さらに前記反射素子で反射され、前記回折格子面をｍ次の回折を受け透過した第２のノイズ光であり、ｍは０以外の整数であることが好適である。
【００１３】
また、前記波長多重された光の波長λの最大値をλｌ、最小値をλｓとし、
前記波長多重された光のそれぞれの波長λについての、前記所望の次数で回折された光、前記第１のノイズ光および前記第２のノイズ光の前記分散部からの出射角を、それぞれ、θＯ（λ）、φＯ１（λ）およびφＯ２（λ）とするとき、
【数１】
2012203136.tif 000003
を満たすことが好ましい。
【００１４】
あるいは、前記分散部は、第１の反射素子と第２の反射素子とを含み、前記入力ポートから入力された前記波長多重された光は、前記回折格子をｍ次の回折を受け透過し、前記第１の反射素子および前記第２の反射素子で順次反射され、前記回折格子をさらに−ｍ次の回折を受け透過するように構成され、前記ノイズ光は、前記波長多重された光が前記回折格子の前記回折格子面に１回目に入射する際に正反射されたノイズ光であり、ｍは０以外の整数であっても良い。
【００１５】
その場合、前記波長多重された光の波長λの最大値をλｌ、最小値をλｓとし、
前記波長多重された光のそれぞれの波長λについての、前記所望の次数で回折された光および前記ノイズ光の前記分散部からの出射角を、それぞれ、θO（λ）およびφO（λ）とするとき、
【数２】
2012203136.tif 000004
を満たすことが好ましい。
【００１６】
さらに好ましくは、前記偏向部は、前記集光された光を偏向する偏向素子を備え、前記偏向部の前記偏向素子が配置されていない部分には、前記ノイズ光の前記出力ポートへの出射を抑止するノイズ光抑止部を備える。
【００１７】
前記ノイズ光抑止部は、前記ノイズ光を吸収する光吸収部材であっても良く、前記ノイズ光を前記出力ポートに入射しない方向へ反射させる反射面を有しても良い。
【００１８】
また、前記波長多重された光の前記分散部への入射角と、前記ノイズ光の前記分散部からの出射角度範囲とが重ならないことが、さらに好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回折格子により所望の次数で回折された光と、少なくとも所望の次数とは異なる次数、または、異なる反射若しくは透過の態様で回折されたノイズ光とは、分散部からの出射角度範囲が重ならないようにしたので、波長選択スイッチの回折格子面での不所望な回折に起因する透過帯域特性の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】図１Ａは、波長選択スイッチの基本的構成を説明する側面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、波長選択スイッチの基本的構成を説明する上面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施の形態に係る波長選択スイッチの概略構成を示す上面図である。
【図３】図３は、図２の分散部における正規光およびノイズ光の光路を説明する上面図である。
【図４】図４は、図２の分散素子の構成を示す側面図である。
【図５】図５は、図４の分散素子の透過型回折格子とウェッジプリズムとの接合を説明する図である。
【図６】図６は、図２の分散部を構成する光学部材と分散部を通過する正規光との角度関係を説明する図である。
【図７】図７は、図２の分散部で発生するノイズ光と正規光との角度関係を説明する図である。
【図８Ａ】図８Ａは、正規光とノイズ光との干渉が発生する場合の正規光およびノイズ光の波長（λ）に対する出射角の関係を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１実施の形態における正規光およびノイズ光の波長（λ）に対する出射角（θ，Φ）の関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施の形態に係る波長選択スイッチの概略構成を示す上面図である。
【図１０】図１０は、図９の分散部における正規光およびノイズ光の光路を説明する上面図である。
【図１１】図１１は、図９の分散部で発生するノイズ光と正規光との角度関係を説明する図である。
【図１２】図１２は、リットマンメトカルフ構成の分散部を有する波長選択スイッチの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について説明する前に、波長選択スイッチの基本的構成、作用について、図１Ａの側面図および図１Ｂの上面図を用いて説明する。
【００２２】
波長選択スイッチ１は、入出力部１０、マイクロレンズアレイ１１、シリンドリカルレンズ１２および１３、レンズ１４、分散部１５、集光部を構成するレンズ１６、偏向部を構成する偏向器１７を含んで構成される。
【００２３】
図１Aおよび図１Bにおいて、入出力部１０は、アレイ状に配置された光ファイバにより構成される入力ポート１０ａと出力ポート１０ｂ〜１０ｅとを備える。この入力ポート１０ａおよび出力ポート１０ｂ〜１０ｅは、それぞれ、波長選択スイッチ１の外部からの波長多重された信号光を入力させ、また、外部へ信号光を出力させるものである。以下、説明の便宜上、入力ポート１０ａおよび出力ポート１０ｂ〜１０ｅを、適宜、入出力ポート１０ａ〜１０ｅとまとめて表記する。各光ファイバの一端は波長選択スイッチ１内にあり、他端は波長選択スイッチ１の外部と接続されている。入出力ポートの数は例えば１０以上とし、出力ポートの数を入力ポートの数よりも多数設けることができるが、図１Ａにおいては、説明の都合から、入出力ポート１０ｃを中心とし、直列に配置された５つの入出力ポート１０ａ〜１０ｅのみを図示している。
【００２４】
また、各入出力ポート１０ａ〜１０ｅとマイクロレンズアレイ１１内の各マイクロレンズは対になっている。この各マイクロレンズは、入力ポート１０ａから入力される光を平行光束に変換し、また、出力ポート１０ｂ〜１０ｅに向けて出力される平行光束を光ファイバに結合させる。また、入力ポート１０ａとマイクロレンズアレイ１１のマイクロレンズを通って波長選択スイッチ１内に入力された光、および、出力ポート１０ｂ〜１０ｅのそれぞれに対応するマイクロレンズに向けて出力される光は、それぞれ互いに平行な光束となる。
【００２５】
以下において、入出力ポート１０ａおよびマイクロレンズアレイ１１の対応するマイクロレンズを透過した平行光の進行方向を光軸方向（ｚ方向）とする。この光軸方向は、シリンドリカルレンズ１２，１３による合成レンズおよびレンズ１４からなる光学系の光軸方向でもある。また、入出力ポート１０ａ〜１０ｅおよびマイクロレンズアレイ１１の配列された方向を第１の方向（ｙ方向）とする。光軸方向と第１の方向（ｙ方向）とは、互いに直交する。さらに、光軸方向（ｚ方向）および第1の方向（ｙ方向）のそれぞれに直交する方向を第２の方向（ｘ方向）と呼ぶ。
【００２６】
シリンドリカルレンズ１２は、第１の方向（ｙ方向）に光束を縮める、すなわち、第１の方向（ｙ方向）に屈折力を有するレンズである。シリンドリカルレンズ１２による第１の方向（ｙ方向）の焦点距離はｆ１である。また、シリンドリカルレンズ（アナモルフィックレンズ）１３は、第２の方向（ｘ方向）に光束を縮める、すなわち、第２の方向（ｘ方向）にのみ屈折力を有するレンズである。シリンドリカルレンズ１３による第２の方向（ｘ方向）の焦点距離は、集光位置がシリンドリカルレンズ１２と一致するように設定される。すなわち、シリンドリカルレンズ１３の焦点距離は、シリンドリカルレンズ１２の焦点距離ｆ１よりも短い。これによって、マイクロレンズ１１により平行光となった入力光は、シリンドリカルレンズ１２およびシリンドリカルレンズ１３によって、ほぼ一次集光面Ｓｆ上に集光される。
【００２７】
レンズ１４の前側焦点位置は、シリンドリカルレンズ１２およびシリンドリカルレンズ１３による入力光の集光位置と一致する。言い換えれば、レンズ１４は前側焦点位置が一次集光面Ｓｆ上に位置する。さらに、シリンドリカルレンズ１２，１３およびレンズ１４を含む光学系の光軸は、ｚ軸方向に沿い入出力ポート１０ｃを通るように配置される。また、分散部１５は、一次集光面Ｓｆとレンズ１４との距離と、レンズ１４と分散部１５の分散（回折）面との距離とが、共に等しくレンズ１４の焦点距離ｆ３となる位置に配置される。分散部１５は、例えば、分散面上に第１の方向（ｙ方向）に平行な格子が形成された回折格子である。分散部１５としては、波長毎の光の分解性能が高くより分散角が大きいものが望ましい。
【００２８】
図１Ｂに示すように、レンズ１４を透過した入力光は、略平行光となって分散部１５に入射し、分散部１５の分散面上でｘ方向に波長毎に異なる角度で分散される。すなわち、分散部１５は入力光を入力光に含まれる波長毎の光に分離する。なお、簡単のために、図１Ａでは入力部１０から偏向器１７に至るｚ方向の光路を、直線的に示している。
【００２９】
さらに、レンズ１６および偏向器１７は、分散部１５の分散面からレンズ１６までの距離およびレンズ１６から偏向器１７の偏向素子１８の偏向素子面（ミラー面）までの距離が、それぞれ、レンズ１６の焦点距離ｆ４となるように配置される。これにより、図１Ｂに示すように、分散部１５で分散された波長毎の光は、レンズ１６により各波長の光の主光線が平行な光線となって、各波長に対応した偏向素子１８ａ〜１８ｅに略垂直に入射する。また、図１Ａに示すように、一次集光面Ｓｆ上の集光点を通過した入力光は、分散部１５で分散された後、ｙｚ平面内でレンズ１６の光軸と偏向素子１８の偏向素子面とが交わる高さ位置に集光する。
【００３０】
偏向器１７は、例えば、ＭＥＭＳミラーアレイであり、偏向素子１８は、ＭＥＭＳミラーアレイを構成するマイクロミラーである。偏向素子１８は、分離される波長に対応して、ｘ方向に並列に配置される。この偏向素子１８は、それぞれのミラーを独立に制御して傾きを変えることができる。特に、図１Ａにおけるｙｚ平面内での傾きを変えることにより、入射した波長毎の光を入射方向とは異なる高さ方向へ反射する。なお、図１Ｂに示すように、ｙ軸方向から見たとき、波長毎の光は偏向素子１８ａ〜１８ｅに垂直に入射し、垂直に反射される。
【００３１】
各偏向素子１８ａ〜１８ｅにより反射された波長毎の光は、それぞれレンズ１６を通り分散部１５で回折され、入力光と反対方向の光路を経て、入出力部１０の出力ポート１０ｂ〜１０ｅの何れかに出力される。
【００３２】
図１Ａにおいて、入出力ポート１０ａはシリンドリカルレンズ１２，１３およびレンズ１４による光学系の光軸からの距離位置がＹ１である。入出力ポート１０ａからの入力光は、図１Ａにおいて実線で示されるように、一次集光面Ｓｆ上に集光した後、レンズ１４により光軸からの距離がＹ２の平行光となり、分散部１５により波長毎に分散され、レンズ１６を通り、それぞれ波長毎に偏向素子１８ａ〜１８ｅに集光する。
【００３３】
ここで、偏向素子１８ａ〜１８ｅに入力した光のうち、少なくとも１つの波長の光を入出力ポート１０ｄから出力する場合は、対応する偏向素子１８の偏向方向を制御して、図１Ａに破線で示すように、所定の方向に特定の波長の光を反射させる。偏向素子１８によって反射された特定波長の光は、レンズ１６を通り、分散部１５、レンズ１４、シリンドリカルレンズ１３，１２およびマイクロレンズアレイ１１の対応するマイクロレンズを経て、入出力ポート１０ｄから出力される。同じ入出力ポート１０ｄに出力する波長の光が複数ある場合は、それら複数の波長の光が分散部１５で合波される。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３５】
（第１実施の形態）
図２は、本発明の第１実施の形態に係る波長選択スイッチ１の概略構成を示す上面図である。この波長選択スイッチ１は、図１Aおよび図１Bで説明した波長選択スイッチ１において、透過型の回折格子からなる分散素子２２およびミラー（反射素子）２３で構成されるリットマンメトカルフ型の分散部１５を用いたものである。また、この波長選択スイッチ１では、分散部１５で波長ごとに分散された光の光路を折り返すことによって、レンズ２１が、図１Aおよび図１Bのレンズ１４およびレンズ１６の役割を兼ねている。以下に詳しく説明する。
【００３６】
第１実施の形態の波長選択スイッチ１は、入出力部１０、マイクロレンズアレイ１１、シリンドリカルレンズ１２，１３、レンズ２１、透過型の分散素子２２、ミラー（反射素子）２３、および偏向器１７を含んで構成される。
【００３７】
入出力部１０、マイクロレンズアレイ１１、シリンドリカルレンズ１２，１３は、上述の基本的構成で説明したものと同様の光学素子である。レンズ２１は、このレンズ２１とシリンドリカルレンズ１２，１３による集光点とのｚ方向の距離、および、分散素子２２の中心との距離が、集光レンズ２１の焦点距離に等しくなるように、シリンドリカルレンズ１３と分散素子２２との間に配置されている。ここで、マイクロレンズ１１、シリンドリカルレンズ１２，１３からなる光学系の光軸と、集光レンズ２１の光軸とは第２の方向（ｘ方向）にずらして配置する。なお、これらの光軸の第１方向（ｙ方向）の高さ位置は同じである。また、偏向器１７は、偏向素子１８をレンズ２１側に向けた状態で、シリンドリカルレンズ１２，１３による集光点とｚ方向の位置とが略等しい位置であって、レンズ２１の光軸が通る側に第２の方向（ｘ方向）にずらして配置されている。すなわち、レンズ２１と偏向器１７の偏向素子との間の距離も、レンズ２１の焦点距離である。
【００３８】
分散素子２２とミラー２３とは、いわゆるリットマン−メトカルフ型の構成を有する分散部１５を形成している。すなわち、分散素子２２によるｍ次の透過回折光は、ミラー２３で反射され、再び分散素子２２でｍ次の回折を受け透過する。このように、２度分散素子を透過して回折されることによって、分散角を大きくすることができる。ここで、mはあらかじめ設計時に定めた所望の次数であって、０以外の整数、例えば１である。
【００３９】
以上のような構成によって、出力部１０の入出力ポート１０ａから入力された入力光は、マイクロレンズ１１で平行光となり、シリンドリカルレンズ１２および１３で集光された後、レンズ２１により平行なビームとなり、分散部１５に入射する。分散部１５に入射した入力光は、分散素子２２を２回透過することにより所望の次数であるｍ次の回折を２回受けて波長ごとの光に分散される。分散された波長ごとの光は、それぞれ、レンズ２１により偏向器１７の異なる偏向素子１８上に集光される。この波長ごとの光は偏向素子１８によって波長ごとに異なる角度で反射され、偏向素子１８で反射されるまでの光路を折り返して、入力部１０のいずれかの入出力ポート１０ｂ〜１０ｅから出力される。以下、この光路を通る光を正規光と呼ぶ。
【００４０】
一方、分散部１５の分散素子２２の回折格子面（後述する第２面２２ｂ）においては、正規光である所望のｍ次の透過回折光以外に、ｍ次の反射回折光が発生する。以下、このような正規光と異なる次数の回折光や、正規光が透過すべき面で反射し、または、反射すべき面で透過した光を、ノイズ光と呼ぶ。本実施の形態では、このｍ次の反射回折光は、偏向器１７の偏向素子１８に入射しないように設計されている。以下にその詳細について説明する。
【００４１】
図３は、図２の分散部における正規光およびノイズ光の光路を説明する上面図である。この図において、Ｌｉは、波長多重された入力光、Ｌｓ１，Ｌｓ２およびＬｓ３は、それぞれ波長がλｓ１，λｓ２およびλｓ３の波長ごとに分離された正規光、Ｌｎ１およびＬｎ２は、第１のノイズ光および第２のノイズ光を示している。入力光Ｌｉは、分散素子２２の第１面２２ａに対して所定の角度で斜め方向から入射する。
【００４２】
図４は、図２の分散素子２２の構成を示す図である。この図では、入力光Ｌｉと、波長ごとに回折された光のうち所定の波長（例えば、λｓ２）の光とを図示している。分散素子２２は、透過型回折格子２２ｄと、くさび形のウェッジ状プリズム２２ｃとを、接着層２２ｅで接合して形成される。透過型回折格子２２ｄは、平行平板の一方の面を回折格子面２２ｂ、他方の面を回折の無い平坦な光学面（以下、光学平面と呼ぶ）としたものである。ウェッジ状プリズム２２ｃは、透過型回折格子２２ｄと同じ素材により構成され、互いに向き合った光学平面を有し、その光学平面同士が非平行となっている。また、接着層２２ｅは、透過型回折格子２２ｄおよびウェッジ状プリズム２２ｃとほぼ同一の屈折率を有する接着剤が用いられる。
【００４３】
回折素子２２を、光学平面と回折格子面とが平行な平行平板状の透過型回折格子２２ｄのみで構成しないのは、次の理由による。分散素子２２を透過型回折格子２２ｄのみで構成した場合、例えば光学平面を透過した入力光が分散素子２２内で回折格子面と光学平面とでそれぞれ正反射して、回折格子面でｍ次の回折を受けてこれを透過して出射する迷光経路が発生する。この場合、迷光と正規光とが平行光となり、干渉を起こすという問題が発生する。通常の場合は、光学平面にＡＲコートを施すことによって、迷光を抑制することが可能だが、本発明の適用される光通信の分野では、厳しい信号品質が求められるため、ＡＲコートによる対策では不十分である。このため、分散素子２２の光学平面である第１面２２ａと回折格子面である第２面２２ｂとを傾けることによって、干渉の問題を解決している。なお、光通信に用いる高品位の回折格子は、半導体プロセスを用いて製作するので、基板自体をくさび状に構成することは難しいため、上述のように透過型回折格子とウェッジ状プリズムとを張り合わせて製作する。
【００４４】
また、透過型回折格子２２ｄおよびウェッジ状プリズム２２ｃの素材として、石英を用いた場合、ウェッジ状プリズム２２ｃの２つの光学平面の間の角度（くさび角）は、約４．４度とすることが好ましい。この角度にした場合、温度変化による分散素子の屈折率の変化による回折角の変化と、線膨張による回折格子の格子定数の変化による回折角の変化とが互いに相殺し合う。よって、波長選択スイッチ１内で、分散素子２２の温度が変化した場合であっても、透過回折光の出射角度が変化しない。したがって、波長選択スイッチ１を、偏向器１７の位置調整等を行うことなく、広い温度範囲で使用することが可能になる。
【００４５】
図５は、図４の回折格子の透過型回折格子２２ｄとウェッジ状プリズム２２ｃとの接合を説明する図であり、分散素子２２の厚さ方向位置に対する屈折率ｎｅの変化（ａ）を、この厚さ方向の分散素子２２の構造（ｂ）と対応付けて示している。透過型回折格子２２ｄの接着層２２ｅ側の面には、（ｂ）に示すように、入力光の波長よりも小さい微細構造が形成されている。このように、微細構造を設けることにより、（ａ）に示すように、接着層２２ｅと透過型回折格子２２ｄとの有効屈折率変化が穏やかになり、透過型回折格子２２ｄと接着剤２２ｅとの屈折率整合に対する要求を小さくすることができる。その結果、透過型回折格子と接着層２２ｅとの間の界面による反射を抑えることができる。なお、前記微細構造は本実施の形態において必須の構成ではなく、透過型回折格子２２ｄと接着剤２２ｅとの屈折率整合が十分な精度を持っていれば、前記微細加工を形成しない構成であっても良い。
【００４６】
なお、透過型回折格子２２ｄとウェッジ状プリズム２２ｃとの接合は、接着層２２ｅに代えて、接合する透過型回折格子２２ｄとウェッジ状プリズム２２ｃとの面を平坦に精密研磨して、オプティカルコンタクトにより直接接合しても良い。
【００４７】
図３において、正規光の光路は以下のようになる。すなわち、分散素子２２に入射した入力光Ｌｉは、分散素子の光学平面である第１面２２ａで屈折され、回折格子面である第２面２２ｂでｍ次の回折を受けて透過し、ミラー２３のミラー面２３ａで反射され、再び分散素子２２の回折格子面でｍ次の回折を受けて透過し、波長ごとの正規光Ｌｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３として出射する。図３において、Ｌｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３は、それぞれ入力光に含まれる異なる波長λ１,λ２およびλ３に対応し、λ１は最も短い波長、λ３は最も長い波長である。図３においては、分散素子２２を出射する前の正規光の光路は、波長λ２の光のみを示している。なお、ｍは０以外の整数であり、例えば１である。
【００４８】
一方、この光学系では、次のような光路による第１および第２のノイズ光Ｌｎ１，Ｌｎ２も発生する。第１のノイズ光Ｌｎ１は、入力項Ｌｉ光が、分散素子２２の第２面２２ｂに１回目に入射する際にｍ次の回折を受けて反射された光である。また、第２のノイズ光Ｌｎ２は、第２面２２ｂを透過した透過回折光が反射ミラー２３で反射された後、回折格子面に２回目に入射する際にｍ次の回折を受け反射され、さらにミラー２３で反射され、分散素子２２の第２面２２ｂをｍ次の回折を受けて透過した光である。これら第１のノイズ光Ｌｎ１および第２のノイズ光Ｌｎ２は、回折格子２２により所望の次数ｍで回折された正規光とは、分散部１５からの出射角度範囲が重ならないように設計される。分散部１５を出射する光の角度範囲が重ならなければ、偏向器におけるノイズ光の集光位置が正規光の集光位置と重ならない。
【００４９】
図６は、分散部１５を構成する分散素子２２およびミラー２３と分散部を通過する正規光との角度関係を説明する図である。この図は、入力光Ｌｉのうちの所定の波長の光についての正規光Ｌｓの光路を示したものである。図において、αは、くさび形の分散素子２２の光学平面である第１面２２ａと、回折格子面である第２面２２ｂとの間の角度であり、前述のように４．４２度である。βは、ミラー２３のミラー面２３ａと分散素子２２の第２面２２ｂとの間の角度である。また、θ１およびθ２は、それぞれ、入力光Ｌｉの分散素子２２の第１面２２ａに対する入射角および出射角である。θ３およびθ４は、それぞれ、第１面を透過した正規光の分散素子２２の第２面２２ｂに対する入射角およびｍ次の回折を受けた正規光の出射角である。θ５およびθ６は、それぞれ、正規光の反射面２３ａに対する入射角および反射角である。θ７およびθ８は、それぞれ、反射面２３ａで反射された正規光の、分散素子２２の第２面２２ｂに対する入射角およびｍ次の回折透過回折光の出射角である。θ９およびθ１０は、それぞれ、分散素子２２の第２面を回折を受け透過した正規光の第１面２２ａに対する入射角および出射角である。なお、αおよびβについては、図の矢印の向きを正とし、その他の角度については、各面の垂線から光線の方向に取り、その方向が時計回りのときを正に取るものとする。
【００５０】
上述の各角度α,βおよびθ１〜θ１０は、以下の関係式を満たす。
【数３】
2012203136.tif 000005
ここで、λは正規光の波長、ｎ（λ）は分散素子の部材の屈折率、ｄは回折格子の格子定数、ｍ１、ｍ２は回折の次数を示し本実施の形態では、例えば、１である。α，βおよびθ１（λ）が与えられると、式（１）〜（９）により、順次θ２〜θ１０が定まる。
【００５１】
図７は、図２の分散部で発生するノイズ光と正規光との角度関係を説明する図である。正規光Ｌｓ１，Ｌｓ２およびＬｓ３の分散素子２２の第１面２２ａからの出射角θ１０（λ１）, θ１０（λ２）およびθ１０（λ３）は、角度α，βおよび角度θ１が与えられた場合、式（１）〜（９）に基づいて定まる角度である。また、第１のノイズ光Ｌｎ１および第２のノイズ光Ｌｎ２としては、代表として波長λ２の場合の光路を示している。図７において、φ１（λ２）は、正規光が分散素子２２の第２面２２ｂでｍ次の回折を受け反射された第１のノイズ光Ｌｎ１の第２面２２ｂにおける反射の回折角であり、φ２（λ２）は、第２面２２ｂで反射回折された第１のノイズ光Ｌｎ１の分散素子２２の第１面２２ａを透過する際の出射角である。また、φ３（λ２）は、分散素子２２の第２面２２ｂを透過回折した正規光がミラー面２３ａで反射された後、第２面２２ｂに２回目に入射する際にｍ次の回折を受け反射された第２のノイズ光Ｌｎ２の第２面２２ｂにおける反射の回折角である。さらに、φ４（λ２）およびφ５（λ２）は、それぞれ、第２面２２ｂで反射回折された第２のノイズ光Ｌｎ２が、ミラー面２３ａで再び反射され、分散素子２２の第２面２２ｂをｍ次の回折を受け透過する際の、第２面２２ｂに対する入射角および反射角である。また、φ６（λ２）は、分散素子２２の第２面２２ｂを透過回折した第２のノイズ光Ｌｎ２が、分散素子２２の第１面２２ａを透過する際の出射角である。
【００５２】
φ１（λ）〜φ６（λ）は、α,βおよび式（１）〜（９）により得られるθ１〜θ１０を用いて、次の関係式を満たす。
【数４】
2012203136.tif 000006
ここで、ｍ３、ｍ４およびｍ５は回折の次数を示し本実施の形態では、例えば１である。式（１１）により第１のノイズ光Ｌｎ１の分散部１５からの出射角φ２（λ）が得られる。また、式（１５）により第２のノイズ光Ｌｎ２の分散部１５からの出射角φ６（λ）が得られる。
【００５３】
偏向器１７で、第１のノイズ光Ｌｎ１および第２のノイズ光Ｌｎ２が、正規光Ｌｓの入射する偏向素子１８に入射しないようにするには、波長多重された入力光のすべての波長λについての正規光の出射角度範囲と、すべての波長λについての第１のノイズ光Ｌｎ１および第２のノイズ光Ｌｎ２の出射角度範囲とが重ならないことを要する。図８Ａは、正規光とノイズ光との干渉が発生する場合の正規光およびノイズ光の波長（λ）に対する出射角（θ，Φ）の関係を示す図である。また、図８Ｂは、第１実施の形態における正規光およびノイズ光の波長（λ）に対する出射角（θ１０，φ２およびφ６）の関係を示す図である。図８Ａのように、入力光の波長λの最大値をλｌと最小値をλｓとの間の波長範囲で、正規光の出射角とノイズ光の出射角との間に、重なり部分（δ）があると、偏向器１７の偏向素子１８上にノイズ光が入射することになり好ましくない。図８Ｂのように、正規光とノイズ光との出射角が完全に分離されていることが望ましい。
【００５４】
すなわち、入力光の波長λの最大値をλｌ、最小値をλｓとし、入力光のそれぞれの波長λについての、所望の次数で回折された正規光Ｌｓ、第１のノイズ光Ｌｎ１および第２のノイズ光Ｌｎ２の分散部１５からの出射角を、それぞれ、θＯ（λ）（＝θ１０）、φＯ１（λ）（＝φ２）およびφＯ２（λ）（＝φ６）とするとき、次の式（１６）および（１７）を満たせば良い。
【数５】
2012203136.tif 000007
【００５５】
入力光の入射角θ１、角度α（＝４．４２度），β分散素子２２の媒質の屈折率ｎ（λ）、回折格子の格子周期ｄのパラメータが与えられると、式（１）〜（１５）に基づいて、θＯ（λ）（＝θ１０）、φＯ１（λ）（＝φ２）およびφＯ２（λ）（＝φ６）を算出することができる。これらのパラメータを適切に設定することによって、波長選択スイッチの所望の波長の最大値λｌおよび最小値λｓに対して、式（１６）および（１７）を満たすようにすることができる。
【００５６】
また、図２に示すように、分散部１５で発生したノイズ光Ｌｎが、偏向器１７上の反射素子１８が配置されていない外側に入射する位置に、ノイズ光抑止部として光吸収体１９を設けている。この光吸収体１９は、ノイズ光が波長選択スイッチ１内の反射により、出力ポートへ出射されるのを抑止するものである。具体的にはカーボンシートのような炭素を含んだ素材や、樹脂に赤外に吸収特性を持つ色素などを混ぜた素材を用いて形成することが出来る。なお、光吸収体１９に代えて、ノイズ抑止部としてノイズ光を出力ポート１０ｂ〜１０ｅに入射しない方向へ反射させる反射面を有する部材を設けても良い。また、光吸収体１９の入射界面を前記反射面のように加工しても良い。
【００５７】
（実施例１）
表１に、本発明に基づく波長選択スイッチの分散部１５の設計例１〜４を示す。この実施例において、信号光の周波数は１９１．３〜１９６．３ＴＨｚの範囲である。
【表１】
2012203136.tif 000008
【００５８】
表１の設計例１〜４は、いずれも正規光の出射角（θ１０）と、ノイズ光の出射角（φ２，φ６）とは角度範囲が重なっていない。特に、設計例２および設計例４では、入力光の入射角θ１もノイズ光の角度範囲に重なっていないので、特定の波長のノイズ光が入力ポートに戻ることによるクロストークも発生しない点で有利である。また、設計例３および設計例４では、分散素子２２の第１面２２ａと第２面２２ｂとの成す角（くさび角）αを４．４２度としているので、波長選択スイッチ１の筐体内で温度変化が生じた場合に、媒質の屈折率変化と線膨張による格子定数の変化とが、出射角に与える影響を互いに打ち消し合うように作用する。したがって、これら設計例１〜４の中では、設計例４がより好適である。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、回折格子により所望の次数で回折された正規光Ｌｓと、所望の次数とは異なる次数または異なる態様で回折されたノイズ光Ｌｎとは、分散部１５からの出射角度範囲が重ならないようにしたので、偏向器１７の偏向素子１８上に正規光とノイズ光とが重なって入射することがない。このため、ノイズ光がいずれかの出力ポート１０ｂ〜１０ｅに入射して、同じ波長の正規光とノイズ光との干渉によるリップルが発生することが無い。したがって、波長選択スイッチの回折格子面での不所望な回折に起因する透過帯域特性の劣化を防止することができる。
【００６０】
また、各光学部材は界面において所望の経路を効率良く通るように設計されるため、所望の経路と異なる通り方をする回数が多くなれば、ノイズ光としての光量は小さくなる。ノイズ光が出力ポートから効率良く出力されるのは、上述のような往復光学系であれば、偏向器１７から出力ポートへ向かう経路が、入力ポートから偏向器１７までの経路の逆順になるときである。したがって、入力ポートから偏向器１７までの間で、所望の経路と異なる通り方をする回数をn、所望の経路と異なる通り方をする比率を簡単のために一律でSとすると、ノイズ光の光量はSの２ｎ乗に比例する。本実施の形態で示したノイズ光経路は、分散部内の各界面について、所望の経路と異なる通り方をする回数が１回のみで偏向器１７へ導かれるため、他の経路に比べ、光量の減衰が小さく特に重要となる。
【００６１】
また、一般的に回折格子の回折効率はリトロー角度近傍で最良となるように設計される。さらに、ある入射角度が透過のｍ次回折のリトロー条件となっている場合、おのずと反射のｍ次回折のリトロー条件を満たしていることになる。したがって、効率のみを重視した波長選択スイッチの光学系設計を行うと、本実施の形態における信号光とノイズ光とは必然的に分散部から略同一方向に出射され、透過帯域特性の劣化を生じることとなる。このため、透過帯域特性の劣化の抑制には、本実施の形態における構成を積極的に用いるのが効果的である。
【００６２】
また、偏向部１７の偏向素子１８が配置されていない部分に、ノイズ光の出力ポートへの出射を抑止するノイズ光抑止部として、ノイズ光を吸収する光吸収部材を設けたので、偏向素子１８とほぼ同一平面上にある偏向部の一部で反射されたノイズ光が、迷光となって出力ポートに入射することを抑止することができる。
【００６３】
さらに、実施例の設計例４に示したように、入力光の分散部への入射角も、ノイズ光の角度範囲に重ならないようにすることによって、特定の波長のノイズ光が入力ポートに戻ることによるクロストークも発生しないようにすることができる。
【００６４】
（第２実施の形態）
図９は、本発明の第２実施の形態に係る波長選択スイッチの概略構成を示す上面図である。本実施の形態では、前述の基本的構成において分散部１５を、分散素子３２と２枚のミラー３３および３４を組み合わせて構成している。分散部１５の前段と後段とに配置されたレンズ３１およびレンズ３５は球面凸レンズであり、それぞれ、基本的構成のレンズ１４および１６に対応している。
【００６５】
図９では、入出力ポート１０を出射した波長多重された入力光のうち、特定波長の光の正規光の光路のみを実線で示している。また、光軸を通る正規光が、分散素子３２により正反射（すなわち、０次の反射）されたノイズ光Ｌｎを破線で示している。破線はノイズ光の光路の一例を示すに過ぎないが、本実施の形態の波長選択スイッチ１は分散素子３２で正反射されたノイズ光の分散部１５からの出射角度範囲と分散部１５により所望の次数で回折された正規光の分散部１５からの出射角度範囲とが重ならないように設計される。
【００６６】
図１０は、図９の分散部１５における正規光およびノイズ光の光路を説明する上面図である。この図において、Ｌｉは、波長多重された入力光を、Ｌｓ１，Ｌｓ２およびＬｓ３は、それぞれ波長がλｓ１，λｓ２およびλｓ３の波長ごとに分離された正規光を、Ｌｎはノイズ光を示している。入力光Ｌｉは、分散素子３２に対して所定の角度で入射する。分散素子３２は、入力光Ｌｉの入射側の第１面３２ａが回折格子面であり、第１面と対向する第２面３２ｂが光学平面である回折格子である。第１面３２ａと第２面３２ｂとの間は非平行となっている。
【００６７】
入出力部１０の入力ポート１０ａから入力された波長多重された入力光Ｌｉは、第１面３２ａでｍ次の回折を受けて透過して波長ごとの光Ｌｓ１，Ｌｓ２およびＬｓ３に分散され、第２面３２ｂを屈折して透過する。分散素子３２を透過した、波長ごとの光Ｌｓ１，Ｌｓ２およびＬｓ３は、第１のミラー（第１の反射素子）３３および第２のミラー（第２の反射素子）３４で順次反射される。第２のミラー３４で反射された波長ごとの光は、分散素子３２の第２面３２ｂに入射して屈折し、さらに、第１面３２ａで−ｍ次の回折を受けて透過するように構成されている。このように、本実施の形態では、分散素子の回折格子面３２ａで所望のｍ次および−ｍ次の回折を受ける光を正規光と呼ぶ。
【００６８】
一方、波長多重された入力光Ｌｉが分散素子３２の第１面３２ａに１回目に入射する際に、正反射された光は正規光と近い角度で分散部１５から出射されるノイズ光Ｌｎとなる。
【００６９】
図１１は、図９の分散部で発生するノイズ光と正規光との角度関係を説明する図である。この図は、入力光Ｌｉのうちの所定の波長の光についての正規光Ｌｓ２の光路を示したものである。図１１において、αは、くさび形の分散素子２２の第１面３２ａと第２面３２ｂとの間の角度であり、４．４２度に設定される。βは、ミラー３３のミラー面と分散素子３２の第２面３２ｂとの間の角度であり、γは、ミラー３４のミラー面と分散素子３２の第２面３２ｂとの間の角度である。また、θ１１およびθ１２は、それぞれ、入力光Ｌｉの分散素子３２の第１面３２ａに対する入射角および入力光Ｌｉのｍ次の透過回折光の出射角である。θ１３およびθ１４は、それぞれ、第１面３２ａを透過した正規光の分散素子３２の第２面３２ｂに対する入射角および出射角である。θ１５およびθ１６は、それぞれ、分散素子３２を出射してミラー３３および３４で順次反射された正規光が、分散素子３２の第２面３２ｂに入射する入射角および第２面３２ｂを透過した正規光の出射角である。θ１７およびθ１８は、それぞれ、分散素子３２の第２面３２ｂを透過して第１面３２ａに入射する正規光の入射角および第１面３２ａで−ｍ次の回折を受けた透過回折光の出射角である。また、φ７は、入力光Ｌｉが分散素子３２の第１面で正反射したノイズ光Ｌｎの反射角を示している。
【００７０】
上述の各角度α,β，γ、θ１１〜θ１８、および、φ７は、以下の関係式を満たす。
【数６】
2012203136.tif 000009
ここで、λは正規光の波長、ｎ（λ）は分散素子の部材の屈折率、ｄは回折格子の格子定数、ｍ６，ｍ７およびｍ８は、回折の次数を示し、本実施の形態では、例えば、それぞれ−１,１および０である。角度α（＝４．４２度），βおよびγ並びに入力光Ｌｉの入射角θ１１が与えられると、式（１８）〜（２５）により、順次θ１２〜θ１８およびφ７が定まる。
【００７１】
偏向器１７で、ノイズ光Ｌｎが、正規光Ｌｓの入射する偏向素子１８に入射しないようにするには、波長多重された入力光のすべての波長λについての正規光Ｌｓの出射角度範囲と、すべての波長λについてのノイズ光Ｌｎの出射角度範囲とが重ならないことを要する。すなわち、入力光Ｌｉの波長λの最大値をλｌ、最小値をλｓとし、入力光のそれぞれの波長λについての、前記所望の次数で回折された正規光Ｌｓおよびノイズ光Ｌｎの分散部１５からの出射角を、それぞれ、θＯ（λ）（＝θ１８（λ））およびφＯ（λ）（＝φ７（λ））とするとき、次の式（２６）を満たせば良い。
【数７】
2012203136.tif 000010
【００７２】
入力光Ｌｉの入射角θ１１、角度α（＝４．４２度），βおよびγ、分散素子３２の媒質の屈折率ｎ（λ）、回折格子の格子定数ｄのパラメータに対して、式（１８）〜（２４）に基づいて、θＯ（λ）（＝θ１８）およびφＯ（λ）（＝φ７）を算出することができる。これらのパラメータを適切に設定することによって、波長選択スイッチの所望の波長の最大値λｌおよび最小値λｓに対して、式（２６）を満たすようにすることができる。
【００７３】
また、図９に示すように、分散部１５で発生したノイズ光Ｌｎが、分散器１７上の反射素子１８が配置されていない外側に入射する位置に、ノイズ光抑止部として反射部材２０ａおよび２０ｂを設けている。この反射部材２０ａおよび２０ｂは、ノイズ光を出力ポート１０ｂ〜１０ｅに入射しない方向へ反射させる反射面を有しており、ノイズ光Ｌｎが出力ポートへ出射されるのを抑止するものである。その他の構成、作用は、基本的構成および第１実施の形態と同様であり、同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、図９〜１１に示したような回折格子と２枚のミラー３３，３４を用いて構成した分散部１５を用いた場合でも、第１実施の形態と同様に、分散素子３２の回折格子面により所望の次数で回折された正規光Ｌｓと、所望の次数とは異なる次数または異なる態様で回折されたノイズ光Ｌｎとは、分散部１５からの出射角度範囲が重ならないようにしたので、偏向器１７の偏向素子１８上に正規光とノイズ光とが重なって入射することがない。このため、ノイズ光がいずれかの出力ポート１０ｂ〜１０ｅに入射して、正規光とノイズ光との干渉によるリップルが発生することが無い。したがって、波長選択スイッチの回折格子面での不所望な回折に起因する透過帯域特性の劣化を防止することができる。
【００７５】
また、偏向部１７の偏向素子１８が配置されていない部分に、ノイズ光の出力ポートへの出射を抑止するノイズ光抑止部として、ノイズ光を出力ポート１０ｂ〜１０ｅに入射しない方向へ反射させる反射面を有する反射部材２０ａ，２０ｂを設けたので、偏向素子１８とほぼ同一平面上にある偏向部の一部で反射されたノイズ光が、迷光となって出力ポートに入射することを抑止することができる。
【００７６】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、分散部１５の構成は、第１実施の形態および第２実施の形態に例示したものに限られず、種々の分散部の構成に対して適用することができる。
【００７７】
また、入出力ポート１０は、入力ポートが１つのものに限られず、複数の入力ポートを有する構成も可能である。さらに、シリンドリカルレンズ１２および１３に代えて、一つの球面凸レンズを配置しても良い。また、第２実施の形態において、シリンドリカルレンズ１２および１３並びにレンズ３１を設けず、マイクロレンズ１１でコリメートされた入力光を直接分散部１５に入射させる構成も可能である。
【００７８】
さらに、第１および第２実施の形態では、分散素子２２の非平行な２面の間の好適な角度を４．４２度としたが、この角度としなくとも本発明の効果を得ることはできる。
【符号の説明】
【００７９】
１    波長選択スイッチ
１０    入出力部
１０ａ〜１０ｅ    入出力ポート
１１    マイクロレンズアレイ
１２    シリンドリカルレンズ
１３    シリンドリカルレンズ
１４    レンズ
１５    分散部
１６    レンズ
１７    偏向器
１８    偏向素子
１９    光吸収体
２０ａ，２０ｂ    反射部材
２１    集光レンズ
２２    分散素子
２２ｄ    透過型回折格子
２２ｃ    ウェッジ状プリズム
２２ｂ    接着層
２２ａ    第１面
２２ｅ    第２面
２３    ミラー
３１    レンズ
３２    分散素子
３３    第１のミラー
３４    第２のミラー
３５    レンズ
３３ａ    反射面
Ｙ１，Ｙ２    光軸からの距離
Ｌｉ    入力光
Ｌｓ，Ｌｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３    正規光
Ｌｎ，Ｌｎ１，Ｌｎ２    ノイズ光
Ｓｆ    一次集光面
Ｓｍ    偏向素子面
【図１Ａ】
2012203136.tif 000013
【図１Ｂ】
2012203136.tif 000014
【図２】
2012203136.tif 000015
【図３】
2012203136.tif 000016
【図４】
2012203136.tif 000017
【図５】
2012203136.tif 000018
【図６】
2012203136.tif 000019
【図７】
2012203136.tif 000020
【図８Ａ】
2012203136.tif 000021
【図８Ｂ】
2012203136.tif 000022
【図９】
2012203136.tif 000023
【図１０】
2012203136.tif 000024
【図１１】
2012203136.tif 000025
【図１２】
2012203136.tif 000026