(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳミラーの反りによって生じる光ファイバへの結合損失の増加を防止した、高性能な波長選択スイッチを提供すること。【解決手段】本発明に係る波長選択スイッチは、光ファイバ群１と、スイッチ軸方向シリンダレンズ２と、波長軸方向シリンダレンズ３と、第１の主レンズ４と、回折格子５と、第２の主レンズ６と、ＭＥＭＳミラーアレイ７とを備えた波長選択スイッチであって、反り補正レンズ８を更に備えたことを特徴とする。前記補正レンズ８は、ＭＥＭＳミラーの反りの曲率に対応した光学パワーを有する。前記光学パワーは、光ファイバ群の配列方向（Ｙ軸方向）に関する光学パワーである。【選択図】図１
2013125078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの入力ポートと、
前記少なくとも１つの入力ポートから出射される波長多重信号を波長分離する分光手段と、
前記分光手段で波長分離された光信号を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光信号を反射する複数のＭＥＭＳミラーから構成されたＭＥＭＳミラーアレイと、
前記ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号を結合する少なくともひとつの出力ポートであって、前記ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号は、前記集光レンズ及び前記分光手段を介して結合する、少なくとも１つの出力ポートと
を備えた波長選択スイッチであって、
前記ＭＥＭＳミラーアレイのＭＥＭＳミラーの光入射面の近傍に、前記ＭＥＭＳミラーの反りの曲率に対応した光学パワーを持つシリンダレンズが配置され、
前記シリンダレンズの光学パワーは、前記入力ポートおよび前記出力ポートの配列方向に関する光学パワーであることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳミラーアレイの反りが凸面である場合、前記シリンダレンズは、凸面レンズ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ＭＥＭＳミラーアレイの反りが凹面である場合、前記シリンダレンズは、凹面レンズ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４】
少なくとも１つの入力ポートと、
前記少なくとも１つの入力ポートから出射される波長多重信号を波長分離する分光手段と、
前記分光手段で波長分離された光信号を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光信号を反射する複数のＭＥＭＳミラーから構成されたＭＥＭＳミラーアレイと、
前記ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号を結合する少なくともひとつの出力ポートであって、前記ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号は、前記集光レンズ及び前記分光手段を介して結合する、少なくとも１つの出力ポートと
を備えた波長選択スイッチであって、
前記波長選択スイッチは、前記入力ポートからの光信号と、前記出力ポートへの光信号との主光線が特定の１つの点で交わるように光信号の光路を変換するシリンダレンズを更に備え、
前記入力ポートからの光信号と、前記出力ポートへの光信号とのビームウェストは、前記特定の１つの点と異なる位置に配置され、
前記特定の１つの点と前記ビームウェストとの間の距離は、前記ＭＥＭＳミラーの曲率半径に等しいことを特徴とする波長選択スイッチ。
【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し、具体的には、波長分割多重光ネットワークに用いられる波長選択スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の大容量化が進展し、伝送容量が波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing、本明細書では、ＷＤＭと略記される）方式により増大する一方で、ノードにおける経路切換機能のスループットの増大が強く求められている。従来の経路切換は、伝送されてきた光信号を電気信号に変換した後に、電気スイッチにより行う方法が主流であった。しかし、高速で広帯域であるという光信号の特徴を生かすことを目的として、光スイッチ等を用いて光信号のまま、アド・ドロップ等を行う、ＲＯＡＤＭ（reconfigurable optical add/drop multiplexer）システムが導入されている。具体的には、ネットワークをリング型として各ノードで光信号のアド・ドロップを行うとともに、その必要がないものは光信号のまま通過させるため、ノード装置が小型で低消費電力化するという利点がある。ＲＯＡＤＭシステムの将来的な展開に必要なデバイスとして、波長選択スイッチ（Wavelength selective switch、ＷＳＳと略記される）モジュールが求められている。
【０００３】
複数のＲＯＡＤＭシステムを相互に接続する光スイッチとして、多入力、多出力のＷＳＳへの要求が高まりつつある。斯かる要求に応えるための、ＣＤＣ（Colorless, Directionless, Contentionless）と呼ばれるＲＯＡＤＭ構成が提起され、次世代のネットワークへの適用が期待されている。一例として、特許文献１にはＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）による波長選択スイッチの例が開示されている。
【０００４】
図１３に、従来の波長選択スイッチの構成を示す（特許文献１を参照）。図１３に示す波長選択スイッチは、Ａｄｄ型ＷＳＳからなり、複数の入出力ポートを有する入出力ポートアレイ１０と、入出力ポートに光信号を入出力するために偏向光を平行光に変換するｆθレンズ４２０と、ｆθレンズ４２０からの光信号のビーム断面を楕円形状にする円筒レンズ４３０と、第１のレンズ４４１、光信号を合分波する回折格子４４２および第２のレンズ４４３からなり、円筒レンズ４３０を通して集光された断面が楕円形状の光信号をミラーアレイ４５０に等倍で投影する４ｆ光学系４４０と、複数のＭＥＭＳミラー装置４５１が所定の方向に沿って一列に配列されたミラーアレイ４５０とを備えている。
【０００５】
図１４は、図１３に示したＭＥＭＳミラー装置４５１の拡大図である。ＭＥＭＳミラーは軸ｘに対して回転することでスイッチング動作を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のＭＥＭＳミラーを用いた光スイッチでは以下の課題があった。
【０００８】
一般に、ＭＥＭＳミラーの製造において、加工のスループットを上げるためには、ＭＥＭＳミラーを構成するシリコン層の厚みを薄くするのが好ましい。一方で、ミラーを形成するためにはシリコン上に金やアルミなどの金属材料からなる高反射層を蒸着する必要があるが、蒸着の過程において、金属材料とシリコンの熱膨張係数の違いからミラーが反ってしまう。この反りはミラーにより反射された光信号のビームの性質を変化させてしまうため、出力ポートへ光が戻った際に、出力ポートを構成する光ファイバの固有モードと異なる形状のビームとして戻ってしまう。したがって、出力光ファイバへの結合効率が劣化し、損失の増加を招くという課題が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも１つの入力ポートと、少なくとも１つの入力ポートから出射される波長多重信号を波長分離する分光手段と、分光手段で波長分離された光信号を集光する集光レンズと、集光レンズにより集光された光信号を反射する複数のＭＥＭＳミラーから構成されたＭＥＭＳミラーアレイと、ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号を結合する少なくともひとつの出力ポートであって、ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号は、集光レンズ及び分光手段を介して結合する、少なくとも１つの出力ポートとを備えた波長選択スイッチであって、ＭＥＭＳミラーアレイのＭＥＭＳミラーの光入射面の近傍に、ＭＥＭＳミラーの反りの曲率に対応した光学パワーを持つシリンダレンズが配置され、シリンダレンズの光学パワーは、入力ポートおよび出力ポートの配列方向に関する光学パワーであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一実施形態において、ＭＥＭＳミラーアレイの反りが凸面である場合、シリンダレンズは、凸面レンズであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一実施形態において、ＭＥＭＳミラーアレイの反りが凹面である場合、シリンダレンズは、凹面レンズであることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、少なくとも１つの入力ポートと、少なくとも１つの入力ポートから出射される波長多重信号を波長分離する分光手段と、分光手段で波長分離された光信号を集光する集光レンズと、集光レンズにより集光された光信号を反射する複数のＭＥＭＳミラーから構成されたＭＥＭＳミラーアレイと、ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号を結合する少なくともひとつの出力ポートであって、ＭＥＭＳミラーにより反射された光信号は、集光レンズ及び分光手段を介して結合する、少なくとも１つの出力ポートとを備えた波長選択スイッチであって、波長選択スイッチは、入力ポートからの光信号と、出力ポートへの光信号との主光線が特定の１つの点で交わるように光信号の光路を変換するシリンダレンズを更に備え、入力ポートからの光信号と、出力ポートへの光信号とのビームウェストは、特定の１つの点と異なる位置に配置され、特定の１つの点とビームウェストとの間の距離は、ＭＥＭＳミラーの曲率半径に等しいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、波長選択スイッチなどの光スイッチにおいてＭＥＭＳミラーをスイッチング素子として用いる場合、ＭＥＭＳミラーに反り等が発生した場合においても、光学系の構築時に、その反りを補正することが可能になり、高性能な波長選択スイッチの実現に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光スイッチ全体の光学系の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を説明するための概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を説明するための概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明するための概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を説明するための概略図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を説明するための概略図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を説明するための概略図である。
【図８】本発明の第４の実施形態を説明するための概略図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態を説明するための概略図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態において、点Ａとビームウェストとの間の距離および光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離の関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第４の実施形態を説明するための概略図である。
【図１３】従来の波長選択スイッチの構成を示す図である。
【図１４】図１３の拡大図であり、ＭＥＭＳミラー装置におけるミラーのθｘ方向の回動を説明するための図である
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る波長選択スイッチ全体の光学系の概略を示す図である。本実施形態に係る波長選択スイッチは、光ファイバ群１と、スイッチ軸方向シリンダレンズ２と、波長軸方向シリンダレンズ３と、第１の主レンズ４と、回折格子５と、第２の主レンズ６と、ＭＥＭＳミラーアレイ７とを備え、反り補正レンズ８を更に備えたことを特徴とする。
【００１６】
図１において光信号の経路は点線で図示されている。光ファイバ群１のいずれかの光ファイバから入射した光信号は、スイッチ軸方向シリンダレンズ２によりスイッチ軸（Ｙ軸）方向に光路変換される。次いで、光信号は、波長軸方向シリンダレンズ３により、ビーム整形される。光ファイバ群１からの光信号のすべてについて、スイッチ軸方向シリンダレンズ２の光路変換機能により、その主光線は点Ａで交わるとともに、Ｙ軸方向にビームウェストを結ぶ。点Ａは波長軸方向シリンダレンズ３よりも前方に設定され、波長軸方向シリンダレンズ３のＺ方向の位置を前後させることにより、Ｘ軸方向にもビームウェストを結ぶ。ここで、光ファイバの出射位置とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離は、スイッチ軸方向シリンダレンズ２の焦点距離に等しく、点Ａとスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離もスイッチ軸方向シリンダレンズ２の焦点距離に等しい。すなわち、点Ａでは、光ファイバ群１の各々からの光信号の主光線が交わるともに、ビームウェストを結ぶ。
【００１７】
点Ａを通過した光信号は、その焦点距離だけ点Ａから離れた位置に配置された第一主レンズ４を通過した後、回折格子５により波長分波される。次いで、光信号は、第二主レンズ６により集光ビームとなってＭＥＭＳミラーアレイ７へ集光する。ＭＥＭＳミラーアレイ７上には波長軸（Ｘ軸）方向にアレイ化されたＭＥＭＳミラー７ａが設置されている。ＭＥＭＳミラー７ａにより反射された光信号は、再び第二主レンズ６を通過して、回折格子５により合波される。次いで、光信号は、第一主レンズ４によりＹ軸方向に光路変換されて、点Ａに至る。
【００１８】
点Ａに到達した光信号は、波長軸方向シリンダレンズ３及びスイッチ軸方向シリンダレンズ２を介して、光ファイバ群１のうちの所望のポートに結合する。
【００１９】
点ＡからＭＥＭＳミラー７ａまでは、第一主レンズ４および第二主レンズ６の焦点距離ｆの４ｆ光学系となっており、点Ａでの光ビームの像がＭＥＭＳミラー７ａに再現される。
【００２０】
図１に示す実施形態では、回折格子５は透過型のものとしたが、反射型の回折格子を使用することもできる。また、図１に示す実施形態では、回折格子５を通過した光はＺＸ平面内で異なる方向に回折するが、ここでは、模式的にＺ軸方向の向きにそのまま通過するとして図示した。
【００２１】
本願発明の重要な技術的特徴は、ＭＥＭＳミラーアレイ７の直前に反り補正レンズ８を設置したことである。
【００２２】
本実施形態では、ＭＥＭＳミラー７ａが凸面状に反っているものとする。以下、図２を用いて本実施形態について説明する。
【００２３】
図２は、反り補正レンズを設置しない場合にＹＺ平面に垂直な方向から見たＭＥＭＳミラーアレイ７近傍のビームの様相を示す図である。ＭＥＭＳミラー７ａに入力するビームは、ＭＥＭＳミラー７ａ上にビームウェストを結ぶため、その近傍ではほぼ平行光とみなすことができる。ＭＥＭＳミラー７ａが図２のように凸面に反っている場合、その反射方向はビームの当たる位置で異なるため入射角とは異なる角度で反射し、入力光よりも大きな発散角で反射する。この反射された光信号は、光ファイバ群１へと戻ったときに、光ファイバの固有モードとは異なるビームを形成することになるため、結合効率の劣化につながる。
【００２４】
図３は、反り補正レンズを設置した場合の、ＭＥＭＳミラーアレイ７近傍のビームの様相を示す図である。図１に示すように、ＭＥＭＳミラー７ａの直近に反り補正レンズ８を設置する。反り補正レンズ８の設置位置としては、ＭＥＭＳミラー７ａから、第一主レンズ４および第二主レンズ６の焦点距離ｆの1/10以下の距離に設置するのが好ましい。ＭＥＭＳミラー７ａの近傍に設置することで、ＭＥＭＳミラー７ａの偏向角が低減されるのを抑制しつつ、ＭＥＭＳミラー７ａの反りを補償することが可能になる。
【００２５】
本実施形態では、反り補正レンズ８は凸のシリンダレンズであり、スイッチ軸（Ｙ軸）方向にパワーを持つ。図３に示した波面の様相からわかるように、反り補正レンズ８により、ＭＥＭＳミラー７ａへ入射する光波はそのビームのすべての領域において、ＭＥＭＳミラー７ａに垂直に入射させることができる。反射ビームは入力ビームと、全く同じビームとして入射方向と逆の向きに出力することが可能になる。すなわち、反り補正レンズを入れない場合に生じる、光ファイバへの結合損失の増加を避けることが可能になる。
【００２６】
たとえば、ＭＥＭＳミラー７ａがスイッチ軸（Ｙ軸）方向に曲率半径１００ｍｍの反りを有している場合、反り補正レンズ８としては、第一面の曲率半径５４．５ｍｍ、第二面は平面、厚み２ｍｍの、硝材ＢＫ７からなる凸シリンダレンズを、ＭＥＭＳミラー７ａから５ｍｍの位置に配置すれば、ＭＥＭＳミラー７ａの反りによる損失増加を防ぐことができる。
【００２７】
本実施形態では、反り補正レンズ８をＭＥＭＳミラーの直近に配置する例を示した。このように、ＭＥＭＳミラーの直近に反り補正レンズを配置するのが好ましいが、必ずしもこの位置に限るものではなく、ＭＥＭＳミラー７ａ上で所望の電界分布（強度、位相）を設定できるのであれば、任意の位置に設置してもかまわない。たとえば、後述する第４の実施形態における点Ａ近傍に設置してもかまわない。
【００２８】
本実施形態では、反り補正機能をレンズを用いて実現する例を示したが、光学的に等価な反射ミラー（凹面ミラー）を用いても同様の機能を実現することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
本実施形態では、ＭＥＭＳミラー７ａが凹面状に反っている場合の例を示す。基本となる光学系は第１の実施形態と同様であるので、ＭＥＭＳミラー７ａ近傍でのビームの様相のみを以下で示す。
【００３０】
図４は、ＭＥＭＳミラー７ａが凹面状に反っている場合のＭＥＭＳミラー７ａ近傍でのビームの様相を示す図である。この場合、ＭＥＭＳミラー７ａで反射するビームは、凹面ミラーの集光性能により、その反射光は収束光となって反射される。したがって、第１の実施形態と同様に、光ファイバ群１への結合効率は劣化する。
【００３１】
図５は、本実施形態における反り補正レンズ８の効果を示す図である。凹面上のＭＥＭＳミラー７ａに対しては、図５に示すように、反り補正レンズ８としてスイッチ軸（Ｙ軸）方向にパワーを持つ凹面状のシリンダレンズを設置するのが好ましい。図５に示すように、平行光として入射したビームは、波面を参照すればわかるように凹面状の反り補正レンズ８により発散光となってＭＥＭＳミラー７ａへ入射する。すなわち、ＭＥＭＳミラー７ａの面すべての領域について垂直に入射する。したがって、その反射ビームは入力ビームと同じ経路をとることができるため、光ファイバ１への結合効率の劣化は生じない。
【００３２】
第１の実施形態および第２の実施形態で示したように、ＭＥＭＳミラー７ａの反りの形状に応じて、反り補正レンズを選択することで、ＭＥＭＳミラーの反りに起因する損失の増加を防ぐことができる。反り補正レンズの選択にあたっては、ＭＥＭＳミラー７ａの製造後に、反りの向きおよび反りの曲率をあらかじめ計測しておくことで適切な反り補正レンズを容易に選択することができる。
【００３３】
たとえば、ＭＥＭＳミラー７ａの曲率半径が２００ｍｍの場合は、第一面の曲率半径が−９１．１ｍｍ、第二面が平面、厚みが２ｍｍの、硝材ＢＫ７からなる凹シリンダレンズを、ＭＥＭＳミラー７ａの直近から５ｍｍの位置に設置すればよい。
【００３４】
また、反りの曲率が大きな場合には、反り補正レンズのパワーを大きくすることで、任意の反りを補正することが可能になる。
【００３５】
本実施形態では、反り補正機能をレンズを用いて実現する例を示したが、光学的に等価な反射ミラー（凸面ミラー）を用いても同様の機能を実現することができる。
【００３６】
上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、反り補正レンズとして、曲面がＭＥＭＳミラーと反対側に存在するものを例示したが、所望の光学パワーを有するものであれば、曲面がＭＥＭＳミラー側にあっても、両面にあっても構わない。
【００３７】
（第３の実施形態）
上述の実施形態では、反り補正機能をレンズを用いて実現することについて説明したが、反り補正レンズには、ＭＥＭＳミラーの初期傾きを補正する効果もある。ＭＥＭＳミラーに初期傾きがある場合、ＭＥＭＳミラーを駆動しない状態では保持すべき出力ポートへのビーム出力ができない場合がある。反り補正レンズの設置位置を調整することで、ＭＥＭＳミラーの初期傾きを補正することができる。
【００３８】
ＭＥＭＳミラーの初期傾きの原因としては、ＭＥＭＳミラーアレイを光学系に固定する場合の設置誤差などが挙げられる。
【００３９】
図６は、ＭＥＭＳミラーの初期傾きを補正するための反り補正レンズの設置方法を説明する図である。本実施形態では、第１の実施形態に示した凸面の反り補正レンズを用いた例について説明するが、凹面の反り補正レンズの場合でも同様であることは明らかである。図６において、ＭＥＭＳミラー７ａが初期傾きを持っている場合、その反射光は初期傾きの２倍だけ傾いて反射される。このことは、本来無駆動時に出力すべきポートが入力信号と正対するポートであった場合に、そのポートへ出力することができないという問題を生じさせる。
【００４０】
図７を参照しながら、反り補正レンズを用いてこの問題を解決する方法を説明する。図７に示すように、反り補正レンズ８をＹ軸方向に適当量移動させ、ＭＥＭＳミラー７ａに垂直に光信号が入射するように設置する。図７に示すような本実施形態において、第１の実施形態の数値例と同様の構成を採用する場合を検討する。ＭＥＭＳミラーの初期傾きが、Ｘ軸に対して左ねじの方向に０．５°である場合、反り補正レンズ８をＹ軸正方向に０．９ｍｍ移動させると、入力光と同じ方向に反射光を逆伝搬させることができる。
【００４１】
本実施形態で示したように、反り補正レンズ８を使うことによってＭＥＭＳミラー７ａの初期傾きも同時に補正できるため、余分な部品を必要としないという利点を有する。
【００４２】
図６および図７においては、矢印はビームの主光線を示しており、図２から図５の場合においては、矢印はビームの形状を示しており、これらの矢印の意味合いが異なることに注意されたい。
【００４３】
（第４の実施形態）
前述の第１乃至第３の実施形態において、反り補正レンズ８をＭＥＭＳミラーアレイ７の直前に設置してＭＥＭＳミラー７ａの反りを補正する方法を示した。本実施形態では、反り補正レンズ８を挿入せずに、光ファイバ群１のＺ方向の位置を調整することにより、ＭＥＭＳミラー７ａの反りを補正する方法を示す。
【００４４】
先に示したように、図１の光学系の点Ａにおける像がＭＥＭＳミラー７ａ上に再現される。したがって、点Ａにおいて、ＭＥＭＳミラー７ａの反りの影響がキャンセルできるような像を構成しても良い。たとえば、第１の実施形態で示した凸面状の反りをＭＥＭＳミラー７ａが有している場合、反りの曲率の中心に仮想的にビームウェストが存在すると考えても良いため、その仮想的なビームウェストの位置に実際のビームウェストをもつ入力光をＭＥＭＳミラー７ａに入射すればよい。この場合、入力ビームを構成する光線はすべてＭＥＭＳミラー７ａに対し垂直に入射するため、その反射光は入力光と全く同じビームウェスト、発散角を持つビームとして伝搬する。
【００４５】
図８に示すように、ＭＥＭＳミラー７ａが凸面の反りを有している場合、その曲面の中心に仮想ビームウェストが存在すると考える。この場合、仮想ビームウェストの位置に入力光のビームウェストを設定すると、入力光は必ずＭＥＭＳミラー７ａに対して垂直入射することになる。
【００４６】
図９は、図８に示すようにＭＥＭＳミラー７ａの中心にビームウェストが存在するようなビームを形成するための点Ａにおけるビームの様相を示す図である。ＭＥＭＳミラーの反りが無視できる場合は、スイッチ軸方向のビームウェストは点Ａに設定するのが好ましい。しかし、ＭＥＭＳミラーが凸面の反りを有し、この反りが無視できない場合には、図９に示すように、ビームウェストの位置を点Ａよりもファイバコリメータ側に設定するのがよい。図９中の一点鎖線はビームの波面を示しており、これが点Ａで図８に示すＭＥＭＳミラー７ａの曲率と同じ曲率を有し、その符号が逆であるときに、入力光はＭＥＭＳミラー７ａに対して垂直に入射する。点ＡからＭＥＭＳミラー７までの光学系は４ｆ系であるため、点Ａ近傍におけるビームの様相は、ＭＥＭＳミラー７近傍における様相とミラー対称になる。
【００４７】
図９に示すようにビームウェストの位置を点Ａからずらすためには、光ファイバ群１のＺ方向の位置を前後して調整するとよい。図１０は、光ファイバ群１から点Ａまでの光学系の概略を示した図である。図１０はＭＥＭＳミラーに反りがない、理想的な状態を示しているが、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離Ｄを変化させることにより、ビームウェストの位置を点Ａに対して前後させることができる。
【００４８】
図１１は、点Ａとビームウェストとの間の距離および光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離の関係を示したグラフである。図１１に示すように、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離（Ｄ）を変化させると、点Ａとビームウェストとの間の距離を非線形に変化させることができる。図１１において、縦軸のプラス側は点Ａに対してビームウェストが光ファイバ群１に近づく状態であり、マイナス側は点Ａに対してビームウェストがＭＥＭＳミラー側に近づく状態を示している。ＭＥＭＳミラー７ａに反りがない場合は、Ｄ＝１１．２ｍｍの際に点Ａとビームウェストが一致する状態になる。図１１の計算にあたっては、光ファイバの出射端のビーム径を３０μｍ、スイッチ軸方向シリンダレンズ２の焦点距離を１２．５ｍｍとした。
【００４９】
一例として、図１２に、ＭＥＭＳミラー７ａの反りが凸面上であり、ビームウェストを点Ａから光ファイバアレイ側に設置する場合の例を示す。図１２に示すように、光ファイバ群１をスイッチ軸方向シリンダレンズ２に近接させることで、ビームウェストの位置は点Ａからスイッチ軸方向シリンダレンズ側に近づけることができる。この場合、ビームウェストと点Ａの位置は、ＭＥＭＳミラー７ａの曲率に等しく離れて設定するのが良い。これは、ビームウェストから距離ｒだけ離れた位置のビームの波面の曲率はｒに等しく、点Ａでは波面は曲率ｒを持つので、ＭＥＭＳミラー７ａ上でも曲率ｒの波面のビームが入射することになり、このｒがＭＥＭＳミラー７ａの曲率と等しい場合に、ＭＥＭＳミラー７ａからの反射光は入力光と同等のビームパラメータを持たせることができるためである。
【００５０】
（第５の実施形態）
前述の第４の実施形態では、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離を調整する方法を示したが、両者間の距離を変化させることなしに、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間に平行平板を挿入することでも光路長を変化させることができる。よって、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の光学的な距離を調整することが可能になる。
【００５１】
たとえば、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間に１ｍｍのＢＫ７ガラスの平行平板を挿入する場合、ＢＫ７の１．５μｍでの屈折率は１．５程度であるため、その光学長は１．５×１ｍｍ＝１．５ｍｍに相当する。したがって、平行平板の光学長−平行平板の実厚＝１．５ｍｍ−１ｍｍ＝０．５ｍｍ分だけ、光ファイバ群１をスイッチ軸方向シリンダレンズ２に近づけたのと同じ効果を得ることができる。
【００５２】
この方法は、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の光学距離を短くするのと同様の効果を得るためにしか適用できない。しかしながら、本実施形態に係る調整方法は、ＷＳＳの光学系を製造した後にＭＥＭＳミラーの反りを補正するように光学系を調整することができるため、製造工程の自由度を高めることができる。したがって、光ファイバ群１とスイッチ軸方向シリンダレンズ２との間の距離をあらかじめ離して製造した後に、所望の厚みの平行平板を挿入することで調整の自由度を高めるという方法を利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  光ファイバ群
２  スイッチ軸方向シリンダレンズ
３  波長軸方向シリンダレンズ
４  第一主レンズ
５  回折格子
６  第二主レンズ
７  ＭＥＭＳミラーアレイ
７ａ  ＭＥＭＳミラー
８  反り補正レンズ
１０  入出力ポートアレイ
１１  通過ポート
１２  挿入ポート
１３  共通ポート
４２０  ｆθレンズ
４３０  円筒レンズ
４４０  ４ｆ光学系
４４１  第１のレンズ
４４２  回折格子
４４３  第２のレンズ
４５０  ミラーアレイ
４５１  ＭＥＭＳミラー装置
４５１１  ミラー
４５１２ａ〜４５１２ｄ  電極
【図１】
2013125078.tif 000003
【図２】
2013125078.tif 000004
【図３】
2013125078.tif 000005
【図４】
2013125078.tif 000006
【図５】
2013125078.tif 000007
【図６】
2013125078.tif 000008
【図７】
2013125078.tif 000009
【図８】
2013125078.tif 000010
【図９】
2013125078.tif 000011
【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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