(57)【要約】【課題】幅広い波長範囲で高分解能に分光測定を行うことができるとともに、堅牢でかつ小型化された導波路型の分光光度計を提供する。【解決手段】被測定光は光入力部１０１で集光され、光ファイバ１０２を介して光分岐回路１０４に入力される。光分岐回路１０４は入力光をそれぞれ異なる波長帯の光を透過する光フィルタが挿入されたＮ本の光導波路に分岐する。１０５はＮ個のアレイ導波路回析格子が積層された多層アレイ導波路回析格子であり、光分岐回路１０４から出力される異なる波長帯のＮ個の光がそれぞれ対応する層のアレイ導波路回析格子に入力される。各層のアレイ導波路回析格子はそれぞれの入力光を分光してＭ本の光導波路に出力し、各層のアレイ導波路回析格子の出力光は受光部１０６で受光される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を集光する集光レンズ系と、該集光レンズ系の出力光が導入される光ファイバとを有する光集光部と、
前記光集光部の出力光を複数の導波路に分岐する光分岐回路と、
前記複数の導波路にそれぞれ挿入され、異なる波長帯の光を透過させる光フィルタと、
複数のアレイ導波路回析格子が積層された多層アレイ導波路回析格子であって、前記複数の導波路の出力光が、それぞれ対応するアレイ導波路回析格子に入力される多層アレイ導波路回折格子と、
前記複数のアレイ導波路回析格子の出力光を受光する受光器と
を有することを特徴とする分光光度計。
【請求項２】
入射光を集光する集光レンズ系と、該集光レンズ系の出力光が導入される光ファイバとを有する光集光部と、
前記光集光部の出力光を分光して、複数の導波路に異なる波長帯の光を出力する第１のアレイ導波路回折格子と、
複数のアレイ導波路回析格子が積層された多層アレイ導波路回析格子であって、前記第１のアレイ導波路回折格子の複数の導波路の出力光が、それぞれ対応するアレイ導波路回析格子に入力される多層アレイ導波路回折格子と、
前記複数のアレイ導波路回析格子の出力光を受光する受光器と
を有することを特徴とする分光光度計。
【請求項３】
前記第１のアレイ導波路回析格子における各導波路に光減衰器が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の分光光度計。
【請求項４】
入射光を集光する集光レンズ系と、該集光レンズ系の出力光が導入される光ファイバとを有する光集光部と、
前記光集光部の出力光を分光して、異なる波長帯の複数の光を出力する第１のアレイ導波路回折格子と、
前記第１のアレイ導波路回折格子と積層された複数の第２のアレイ導波路回析格子と、
前記第１のアレイ導波路回析格子の出力光を空間的にスペクトル分解して液晶空間光変調器上に結像するとともに、該液晶空間光変調器により回折された回折光を前記複数の第２のアレイ導波路回析格子に結合させるフーリエ変換レンズ系と、
前記フーリエ変換レンズ系からの入射光に対して波長ごとに異なる位相変調を加えて異なる方向に回折させる液晶空間光変調器と、
前記複数の第２のアレイ導波路回析格子の出力光を受光する受光器と
を有することを特徴とする分光光度計。
【請求項５】
前記請求項１から請求項４に記載の分光光度計において、
前記光集光部における光ファイバがフォトニック結晶ファイバであることを特徴とする分光光度計。
【請求項６】
前記請求項１から請求項５に記載の分光光度計において、
前記積層された複数のアレイ導波路回析格子又は積層された複数の第２のアレイ導波路回析格子における導波路のコア形状が、層毎に異なることを特徴とする分光光度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路を利用した分光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、回折格子を用いた分光光度計がある。回析格子を用いた分光光度計は、一般に、光入力部、照明用光源、回折格子への導光部、回折格子で分光した光を受光器に結合する光学系、CCDないしpinフォトダイオードアレイなどの受光器と制御系から構成されている。
また、別の従来技術として、導波路を利用する可視光領域の分光計として、アレイ導波路回折格子を利用する技術の報告がある（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Yuki Komai, Hiroko Nagano, Katsunari Okamoto, and Kashiko Kodate, “Compact Spectroscopic Sensor Using a Visible Arrayed Waveguide Grating,” Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 45, No. 8B, pp. 6742-6749(2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回析格子を用いた分光光度計には、回折格子周辺の光学系が大きくなり、振動や外部環境の影響を受け、破損しやすいなどの問題がある。また、光入力部は分光光度計に固定されているため、特定の方向の光の分光測定には、装置全体を移動、回転する必要がある。さらに、ダイナミックレンジの広い測定を行うためには、NDフィルタなどを分光器に別途取り付ける必要もある。
また、アレイ導波路回析格子を利用する場合、単一の構造の導波路で幅広い波長範囲を高分解能で分光することは困難である。
【０００５】
そこで本発明は、幅広い波長範囲で高分解能に分光測定を行うことができるとともに、堅牢でかつ小型化された導波路型の分光光度計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の分光光度計は、入射光を集光する集光レンズ系と、該集光レンズ系の出力光が導入される光ファイバとを有する光集光部と、前記光集光部の出力光を複数の導波路に分岐する光分岐回路と、前記複数の導波路にそれぞれ挿入され、異なる波長帯の光を透過させる光フィルタと、複数のアレイ導波路回析格子が積層された多層アレイ導波路回析格子であって、前記複数の導波路の出力光が、それぞれ対応するアレイ導波路回析格子に入力される多層アレイ導波路回折格子と、前記複数のアレイ導波路回析格子の出力光を受光する受光器とを有するものである。
【０００７】
また、本発明の他の分光光度計は、入射光を集光する集光レンズ系と、該集光レンズ系の出力光が導入される光ファイバとを有する光集光部と、前記光集光部の出力光を分光して、複数の導波路に異なる波長帯の光を出力する第１のアレイ導波路回折格子と、複数のアレイ導波路回析格子が積層された多層アレイ導波路回析格子であって、前記第１のアレイ導波路回折格子の複数の導波路の出力光が、それぞれ対応するアレイ導波路回析格子に入力される多層アレイ導波路回折格子と、前記複数のアレイ導波路回析格子の出力光を受光する受光器とを有するものである。
さらに、前記第１のアレイ導波路回析格子における各導波路に光減衰器が接続されているものである。
【０００８】
さらにまた、本発明のさらに他の分光光度計は、入射光を集光する集光レンズ系と、該集光レンズ系の出力光が導入される光ファイバとを有する光集光部と、前記光集光部の出力光を分光して、異なる波長帯の複数の光を出力する第１のアレイ導波路回折格子と、前記第１のアレイ導波路回折格子と積層された複数の第２のアレイ導波路回析格子と、前記第１のアレイ導波路回析格子の出力光を空間的にスペクトル分解して液晶空間光変調器上に結像するとともに、該液晶空間光変調器により回折された回折光を前記複数の第２のアレイ導波路回析格子に結合させるフーリエ変換レンズ系と、前記フーリエ変換レンズ系からの入射光に対して波長ごとに異なる位相変調を加えて異なる方向に回折させる液晶空間光変調器と、前記複数の第２のアレイ導波路回析格子の出力光を受光する受光器とを有するものである。
さらにまた、前記光集光部における光ファイバがフォトニック結晶ファイバとされているものである。
さらにまた、前記積層された複数のアレイ導波路回析格子又は積層された複数の第２のアレイ導波路回析格子における導波路のコア形状が、層毎に異なるようになされているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1) 分光機能を持つ部品として多層構造の導波路型アレイ導波路回折格子を利用し、各層には波長帯毎に最適化された導波路構造を利用してアレイ導波路回折格子を作製するので、幅広い波長範囲で高分解能かつ高確度な分光測定を行うことが可能となる。
(2) 光導波路を用いて集積化した部分が多いので、堅牢でかつ小型の分光光度計を構成することが可能である。
(3) 広帯域なフォトニック結晶ファイバを用いて、入射光を分光部に導光することによって、測定波長範囲を広げることが可能となる。
(4) 光導波路を利用した光減衰器を用いたり、液晶空間光変調器を用いたりすることにより、ダイナミックレンジの広い測定が可能となる。
(5) 液晶空間光変調器に低周波信号を重畳し、受光電気信号をロックイン検出することにより高感度化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の分光光度計の第１の実施の形態の構成例を示す図である。
【図１Ｂ】光入力部の構成例を示す図である。
【図１Ｃ】光分岐回路の構成例を示す図である。
【図１Ｄ】多層アレイ導波路回析格子における一の層のアレイ導波路回析格子の一構成例を示す図である。
【図１Ｅ】多層アレイ導波路回析格子における一の層のアレイ導波路回析格子の他の構成例を示す図である。
【図１Ｆ】光分岐回路の各導波路から取り出される光の波長スペクトル、及び、対応するアレイ導波路回析格子の各導波路から取り出される光の波長スペクトルの一例を示す図である。
【図２Ａ】本発明の分光光度計の第２の実施の形態の構成例を示す図である。
【図２Ｂ】第２の実施の形態における分岐回路の構成例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の分光光度計の第３の実施の形態の構成例を示す図である。
【図３Ｂ】第３の実施の形態における分岐回路の構成例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の分光光度計の第４の実施の形態の構成例を示す図である。
【図４Ｂ】第４の実施の形態における多層光回路の一の層のアレイ導波路回析格子の一構成例を示す図である。
【図４Ｃ】第４の実施の形態における多層光回路の他の層のアレイ導波路回析格子の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、本発明の分光光度計の第１の実施の形態の構成を示す図である。ここで、１０１は被測定光を集光する光入力部、１０２は光入力部１０１で集光された光が導光される光ファイバ、１０３は照明用光源、１０４は光ファイバ１０２からの入射光を複数Ｎ本の光に分岐する光分岐回路（分岐部）、１０５は光分岐回路１０４で分岐された光が入射されるＮ個のアレイ導波路回折格子が多層に積層された多層アレイ導波路回折格子、１０６は多層アレイ導波路回析格子１０５の出力光を受光する受光器、１０７はこの分光光度計全体の制御を行う分光光度計制御装置である。
【００１２】
光入力部１０１から分光光度計制御装置１０７で分光光度計が構成される。例えば、可視光（波長400nm〜800nm）を主に分光する分光光ファイバ光度計を構成するならば、光ファイバ１０２には、カットオフ波長300nm程度の単一モード光ファイバを用いることが出来る。この光ファイバは可視光波長範囲で単一モード動作するが、長波長側では曲げ損失が大きくなる。広帯域化のためには光ファイバ１０２にフォトニック結晶ファイバを利用するのが望ましい。この場合、曲げ損失を小さく維持しながら波長300nm〜1500nm以上の広い波長帯域で単一モードである。なお、分光光度計を高精度で動作させるためには、入射光に対して光ファイバ１０２が単一モードである必要がある。
【００１３】
照明用光源１０３としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、半導体レーザ励起蛍光体ランプ、LEDなどが利用可能である。照明用光源１０３にレーザを用いて対象物に光を照射し、反射光、その後発生する蛍光、燐光のみを分光することも可能である。また、自然光を分光する場合など、照明が不要な場合は照明用光源１０３は駆動しない。
【００１４】
光入力部１０１の構成例を図１Ｂに示す。１０８、１０９、１１０はレンズである。光ファイバ１０２のNA（開口数）は、通常0.1程度であり、レンズ１０９は同程度の値のNAのレンズである。図１Ｂの（ａ）に示すように、広角の光を集光する場合には、NAが概ね0.1より大きい値のレンズ１０８を利用する。一方、図１Ｂの（ｂ）に示すように、光軸に近い光のみを集光する場合には、NAが概ね0.1より小さい値のレンズ１１０を利用する。なお、レンズ間の距離は各々のレンズの焦点距離の和程度とするのがよい。
レンズ１０８又はレンズ１１０とレンズ１０９とからなる集光レンズ系により集光された光が光ファイバ１０２に導入される。
勿論、レンズ無しに直接１０２で光を取り込んで良いことは言うまでもない。また、複数の１０１，１０２、１０３を用意して、多数の入力光の分光が可能であることも言うまでもない。
【００１５】
光分岐回路１０４の構成例を図１Ｃに示す。ここで、１１１は石英基板、１１２は１：２光結合器、１１３は１：Ｎ光結合器（Ｎは後段のアレイ導波路回折格子の個数であり、２以上の整数）、１１４は光フィルタである。
照明用光源１０３で発生された光は１：２光結合器１１２を介して光ファイバ１０２に入射され、前述のように対象物に照射される。対象物からの反射光や自然光などの被測定光は１：２光結合器１０２を通って１：Ｎ光結合器１１３に導光され、Ｎ本の導波路に分岐される。各導波路にはそれぞれ対応する波長帯の光を透過する光フィルタ１１４が挿入されており、Ｎ本の導波路からそれぞれ異なる波長帯の光が出力され、多層アレイ導波路回析格子１０５の対応するアレイ導波路回析格子に入射される。
【００１６】
多層アレイ導波路回析格子１０５は分光機能を持つ部品であり、Ｎ個のアレイ導波路回析格子が積層されている。各層のアレイ導波路回析格子は、そのアレイ導波路回析格子が担当する波長帯ごとに最適化された導波路構造を使用して作製されている。
多層アレイ導波路回折格子１０５を作製する方法は二通りある。一つは、別々に作製した光導波路の基板を研磨し平滑化して積層する方法である。この技術は、LSIチップの積層などで公知の技術である。もう一つの方法は、石英基板上に通常のプロセスで導波路を作製したあと、上面を研磨し、再び、下部クラッド層、コア層を積層し、コア層をエッチングして光回路を構成し、上部クラッド層を積層して、第２層を作製する。同じことを繰り返して多層の回路を作製することが出来る。層間の距離を短くするときには後者の方法が優れている。  
【００１７】
多層アレイ導波路回折格子１０５を構成するアレイ導波路回折格子１０５−ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）の一構成例を、図１Ｄに示す。ここで、１１５は石英基板、１１６は第１のスラブ導波路、１１７はアレイ導波路、１１８は第２のスラブ導波路である。第２のスラブ導波路１１８は丁度入射光が空間的にスペクトル分解される面で切断されている。第２のスラブ導波路１１８には、受光器１０６が取り付けられている。必要に応じて受光器とスラブ導波路端の間にレンズアレイを挿入する。
前記光分岐回路１０４からこのアレイ導波路回析格子に対応する波長帯の光が第１のスラブ導波路１１６に入力され、複数Ｍ本のアレイ導波路１１７に入射される。アレイ導波路１１７を伝搬した光は第２のスラブ導波路１１８に入射されるが、アレイ導波路１１７の長さは互いに一定長ずつ異なっているため、第２のスラブ導波路１１８の出力端からはその位置に応じた波長の光が出力される。この光が受光部１０６に入射される。
【００１８】
多層アレイ導波路回折格子１０５を構成するアレイ導波路回析格子１０５ーｉの他の構成例を、図１Ｅに示す。図１Ｄの場合と比較すると、この構成では、第２のスラブ導波路１１８の出力側にＭ本の出力導波路１１９が設けられており、分光された光をＭ本の出力導波路１１９に接続し、該出力導波路１１９からの光を受光するように受光器１０６が取り付けられている。この構成は、図１Ｄの場合と比較して、出力光の間隔を受光器１０６の空間分解能に合わせて調整しやすいという利点がある。必要に応じて、導波路端と受光器の間にレンズ、レンズアレイなどを挿入する。
【００１９】
各層のアレイ導波路回折格子を構成する単一モード導波路のコア幅、コア高さは層毎に適切な値に調整する。例えば、１種類の導波路構造で、可視光全域（400nm〜800nm）に渡って低損失かつ単一モード性を維持することは不可能である。コア幅（幅と高さが等しい方形コアとする）は、比屈折率差（コアとクラッドの屈折率差）とカットオフ波長の設定によって変わるが、分光特性を優先する場合、カットオフ波長が最短分光波長よりも短くなるようにコア幅を定める。損失を低減する場合にはカットオフ波長を長めにして、基本モード以外のモードの伝搬が可能な値にする。具体的に、比屈折率差が0.75%でコア幅1.5μmとするとカットオフ波長が370nm、コア幅を3.0μmとすると、カットオフ波長が750nmとなる。この値から、カットオフ波長はほぼコア幅に比例しているので、波長400-500nmの分光には、例えば、コア幅1.4-3.2μm程度が適していると考えられる。このようにして、各層に割り当てられた波長帯域に合わせて、コア幅を調整する。また、あるコア層と隣接するコアとの層間クラッド層の厚さは、少なくとも、コア高さの３倍以上にするが、受光器１０６の形状に合わせると良い。
【００２０】
受光部１０６は、前記多層アレイ導波路回析格子１０５の各層のアレイ導波路回析格子からの出力光を受光する。
受光器１０６は、可視光に対してはSi-pinフォトダイオードアレイ、電荷結合素子、CMOSセンサが利用できる。赤外光に対しては、InGaAs-pinフォトダイオードアレイが利用できる。
【００２１】
本実施の形態の動作を説明する。
光入力部１０１に入射した光は、光ファイバ１０２を経て光分岐回路１０４に導光される。なお、照明用光源１０３を点灯させてその反射光、あるいは、発生する燐光や蛍光を光入力部１０１に取り込む場合もある。
光分岐回路１０４では、１：２光結合器１１２、１：Ｎ光結合器１１３を経てＮ本の光導波路に分岐される。各々の導波路には異なる波長帯の光を透過する光フィルタ１１４が挿入されている。これによって、波長帯毎にＮ層の導波路の中の異なるアレイ導波路回折格子に結合される。
【００２２】
図１Ｆに白色光を入射した場合の各導波路から取り出される光の波長スペクトル、対応するアレイ導波路回折格子の出力導波路１１９のＭ本の各導波路から取り出される光の波長スペクトルを図示する。図１Ｄのように出力導波路が無い場合には、直接受光器１０６にスペクトル毎に異なる画素に入射して分光される。
分光測定を行う前に、既知のスペクトルを持つ光源ないし可変波長光源を利用して装置の校正を行い、その情報を分光光度計制御装置１０７に記憶しておく。分光測定を行う場合には予め分光光度計制御装置１０７に記憶させておいた応答特性を用いて取得データから分光スペクトルを求めることが出来る。
【００２３】
［第２の実施の形態］
本発明の分光光度計の第２の実施の形態の構成を図２Ａに示す。前記図１Ａと同じ構成要素には同じ番号を付して説明を省略する。前述した第１の実施の形態との相違点は、光分岐回路１０４を、アレイ導波路回折格子を利用する分岐回路１２０に変えたところである。
分岐回路１２０の構成を図２Ｂに示す。ここで、１２１と１２３はスラブ導波路、１２２はアレイ導波路である。前記図１Ｂの場合と同様に、１：２光結合器１１２から出射される被測定光は、第１のスラブ導波路１２１を介して、Ｎ本の異なる長さのアレイ導波路１２２に入射され、第２のスラブ導波路１２３に接続されたＮ本の出力導波路から異なる波長帯の光が出力され、多層アレイ導波路回析格子１０５に入射される。
【００２４】
アレイ導波路回析格子の回折次数は5〜20程度であり、本実施の形態では、測定波長帯をＮ分割出来るように設定する。第１の実施の形態と比較すると、この実施の形態の場合には、Ｎを大きく、分岐回路１２０を小型に構成できる利点がある。その他の動作は第１の実施の形態と同様である。
【００２５】
［第３の実施の形態］
本発明の分光光度計の第３の実施の形態の構成を図３Ａに示す。前記図２Ａと同じ構成要素には同じ番号を付して説明を省略する。第２の実施の形態との相違点は、分岐回路１２０を、光減衰器を有する分岐回路１２４に変えたところである。
分岐回路１２４の構成を図３Ｂに示す。ここで、１２５は光減衰器である。前記図２Ａと比較すると、第２のスラブ導波路１２３に接続されたＮ本の出力導波路中に光減衰器１２５が挿入されており、これにより出力光の強度を調整することができるようになっている点が異なっている。
光減衰器１２５としては、例えば、マッハツェンダー型の光干渉系の片アームにヒータを設ける構成が利用できる。ヒータに流す電流を制御することによって、光減衰量を調整できる。一般に、高感度受光器のダイナミックレンジは狭いので、明るすぎる場合は光強度を測定することが出来ない。本実施の形態では、入射光が強い場合にも光を減衰させることによって正確に分光測定が可能となる。その他の動作は第２の実施の形態と同様である。
【００２６】
［第４の実施の形態］
本発明の分光光度計の第４の実施の形態の構成を図４Ａに示す。前記図１Ａと同じ構成要素には同じ番号を付して説明を省略する。ここで、１２６は光分岐素子（分岐部）、１２７は多層光回路、１２８はレンズ系、１２９は液晶空間光変調器（あるいは、LCOS: Liquid Crystal on Silicon）である。本実施の形態では、入射光は、光分岐素子１２６を透過して多層光回路１２７に入力される。
多層光回路１２７は、第１の種類のアレイ導波路回析格子と、複数の第２の種類のアレイ導波路回析格子が積層されて作製されている。また、複数の第２の種類のアレイ導波路回析格子の出力側には、図４Ａには図示されていないが、第２の種類のアレイ導波路回析格子で分光された出力光を受光する受光器１３０が配置されている。
【００２７】
図４Ｂは、多層光回路１２７のある層の光回路（第１の種類のアレイ導波路回析格子１２７ー０）の構成を示す図である。光分岐素子１２６の出力光は、この第１の種類のアレイ導波路回析格子に入射される。この図と前記図１Ｄと比較すると明らかなように、このアレイ導波路回析格子は、図１Ｄのアレイ導波路回析格子における第２のスラブ導波路１１８が無い構成であり、アレイ導波路１１７からは波長によって異なる方角に光が出力される。アレイ導波路１１７から出力される光はレンズ系１２８に入射され、レンズ系１２８の空間フーリエ変換作用により、入射光はスペクトルに空間的に分解されて液晶空間光変調器１２９上に結像する。
【００２８】
図４Ａにおいて、入射光は液晶空間光変調器１２９上のｘ軸方向にスペクトル分解され、各スペクトル成分はｙ軸方向に扁平に広がる。液晶空間光変調器１２９をｙ軸方向に位相変化を加えることによって、ｘｙ平面鉛直方向からｙ軸方向に傾けて光を回折させることが出来る。波長毎に異なる位相変調を加えて、異なる方向に回折させると、レンズ系１２８によって、多層光回路１２７の別の層の光回路に回折光を結合させることが出来る。
【００２９】
図４Ｃに多層光回路１２７の他の複数の層の光回路（第２の種類のアレイ導波路回析格子１２７ーｊ（１≦ｊ≦Ｎ））の構成例を示す。図４Ｃの光回路は、図４Ｂに示した第１のアレイ導波路回析格子と同様に、スラブ導波路が一つ省かれているアレイ導波路回折格子である。ただし、レンズ系１２８からの光が入射されるように構成されており、第１の種類のアレイ導波路回析格子とは光が入射される方向が逆になっている。
図４Ｃのアレイ導波路回折格子は、図４Ｂのアレイ導波路回折格子よりも次数が高く、高分解能なアレイ導波路回折格子である。レンズ系１２８からの回折光はアレイ導波路１１７に入射され、スラブ導波路１１６に入射されて、更に細かく分光され、出力導波路を通って受光器１３０に導光される。
【００３０】
分光光度計制御装置１０７により液晶空間光変調器１２９の変調状態を制御することによって、受光される光強度を調整できるので、第３の実施の形態と同様に入射光が強い場合にも正確に分光測定を行うことが可能である。また、10Hz程度の低周波で液晶空間光変調器１２９の位相状態を変調し、受光器１３０で受光した信号をロックイン増幅することによって高感度測定も可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１０１：光入力部、１０２：光ファイバ、１０３：照明用光源、１０４：光分岐回路、１０５：多層アレイ導波路回折格子、１０６：受光器、１０７：分光光度計制御装置、１０８、１０９、１１０：レンズ、１１１：石英基板、１１２：１：２光結合器、１１３：１：Ｎ光結合器、１１４：光フィルタ、１１５：石英基板、１１６：第１のスラブ導波路、１１７：アレイ導波路、１１８：第２のスラブ導波路、１１９：出力導波路、１２０：分岐回路、１２１：スラブ導波路、１２２：アレイ導波路、１２３：スラブ導波路、１２４：分岐回路、１２５：光減衰器、１２６：光分岐素子、１２７：多層光回路、１２８：レンズ系、１２９：液晶空間光変調器、１３０：受光器
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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