(57)【要約】【課題】光を角度分散する分散素子から不等間隔で出力される光を等間隔となるように補正する。【解決手段】第一の分散素子１は、波長多重された光を波長ごとに角度分散して出力する。第二の分散素子２は、第一の分散素子１から出力される各波長の光を等間隔にして出力する。これにより、第一の分散素子１から不等間隔で出力される各波長の光は、第二の分散素子２によって、等間隔となるように補正して出力される。【選択図】図１
2009003170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重された光を波長ごとに分離する光波長分離装置において、
前記光を波長ごとに角度分散して出力する第一の分散素子と、
前記第一の分散素子から出力される各波長の前記光を等間隔にして出力する第二の分散素子と、
を有することを特徴とする光波長分離装置。
【請求項２】
各波長の前記光は、前記第二の分散素子の厚さおよび前記光が入射される面の向きによって等間隔にされることを特徴とする請求項１記載の光波長分離装置。
【請求項３】
前記第二の分散素子は、蛍石を材料にしていることを特徴とする請求項１記載の光波長分離装置。
【請求項４】
前記第一の分散素子は、回折格子であることを特徴とする請求項１記載の光波長分離装置。
【請求項５】
波長多重された前記光は、周波数が等間隔であることを特徴とする請求項１記載の光波長分離装置。
【請求項６】
波長多重された光を波長ごとに分離し、所定の出力経路へ出力する波長選択スイッチにおいて、
前記光を波長ごとに角度分散して出力する第一の分散素子と、
前記第一の分散素子から出力される各波長の前記光を等間隔にして出力する第二の分散素子と、
前記第二の分散素子から出力される各波長の前記光を所定の出力経路へ反射する複数の反射手段と、
を有することを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項７】
波長多重された光の波長ごとの光強度を測定する光強度測定装置において、
前記光を波長ごとに角度分散して出力する第一の分散素子と、
前記第一の分散素子から出力される各波長の前記光を等間隔にして出力する第二の分散素子と、
前記第二の分散素子から出力される各波長の前記光の強度を測定する複数の光強度測定手段と、
を有することを特徴とする光強度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光波長分離装置、波長選択スイッチ、および光強度測定装置に関し、特に波長多重された光を波長ごとに分離する光波長分離装置、波長多重された光を波長ごとに分離し、所定の出力経路へ出力する波長選択スイッチ、および波長多重された光の波長ごとの光強度を測定する光強度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のネットワークは、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）やＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）など、数Ｍｂｉｔ／ｓ〜１００Ｍｂｉｔ／ｓ程度の帯域を持った高速アクセス網が急速に普及している。この高速アクセス網により、ブロードバンドインターネットサービスを享受できる環境が整備されつつあり、通信需要増大に対応するため、バックボーンネットワーク（コア網）では、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）技術を用いた超大容量光通信システムの敷設が進みつつある。
【０００３】
一方、メトロネットワーク（メトロ網）と、コア網との接続部分においては、電気によるスイッチング能力の限界により、帯域ボトルネックの発生が危惧されている。そこで、帯域ボトルネックになるメトロ領域に新しい光スイッチングノードを設置し、ユーザが直接アクセスを行うメトロ網とコア網との間で、電気スイッチを介在することなく光領域で直接接続するという新しいフォトニックネットワークアーキテクチャの研究開発が精力的に行われている。
【０００４】
このような、コア網とメトロ網とを接続する光スイッチングノードとして、波長選択スイッチがある（例えば、特許文献１参照）。波長選択スイッチでは、入力される多重化された光を波長ごとに分離し、各波長の光が所望の出力ポートへと出力されるようにしている。
【０００５】
図６は、従来の波長選択スイッチの光分離を説明する図である。図に示すように、波長選択スイッチは、角度分散素子１０１とＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー１０２ａ〜１０２ｄとを有している。
【０００６】
角度分散素子１０１には、波長多重された光１１１が入力される。角度分散素子１０１は、θ∝λ（θ：出射する光の角度、λ波長）の関係を有し、入力される光１１１を波長ごとに角度分散して出力する。波長ごとに分散された光１１２ａ〜１１２ｄは、１次元に並べられたＭＥＭＳミラー１０２ａ〜１０２ｄへ出力される。
【０００７】
ＭＥＭＳミラー１０２ａ〜１０２ｄは、角度可変な微小ミラーである。ＭＥＭＳミラー１０２ａ〜１０２ｄは、角度分散素子１０１から出力される光１１２ａ〜１１２ｄを、所望の角度方向へ反射させ、各角度方向に配置されている複数の出力光ポート（図示していない）へ導く。
【０００８】
ＩＴＵ（International Telecommunication Union）の規定では、ＷＤＭのチャンネルの周波数配置間隔が１００ＧＨｚないし５０ＧＨｚ間隔になっており、波長で見ると波長間隔は不等間隔になっている。
【０００９】
図７は、ＷＤＭの周波数関係を示した図である。図のグラフの横軸は周波数、縦軸は光の強度を示す。上述したようにＩＴＵが規定するＷＤＭでは、多重化される光の周波数は等間隔となるように設定される。
【００１０】
図８は、ＷＤＭの波長の関係を示した図である。図のグラフの横軸は波長、縦軸は光の強度を示す。図７で示したようにＩＴＵが規定するＷＤＭでは、光の周波数は等間隔となるように設定されるため、波長は、図８に示すように不等間隔となる。
【００１１】
図６で説明したように角度分散素子１０１は、θ∝λの関係を有し、波長多重された光を波長ごとに角度分散する。波長多重された光の波長間隔は、図８に示したように不等間隔なので、角度分散素子１０１から出力される各波長の間隔は、図６の矢印Ａ１０１に示すように不等間隔になる。
【特許文献１】特開２００５−１０２２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このように、ＷＤＭの波長間隔は不等間隔のため、角度分散素子から出力される光は不等間隔で出力される。そのため、波長分散した光を反射するミラー等の間隔を不等間隔になるように作成する必要があり、歩留まりを低下させるという問題点があった。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、角度分散素子から不等間隔で出力される光を等間隔となるように補正して出力することができる光波長分離装置、波長選択スイッチ、および光強度測定装置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】
【００１４】
本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような波長多重された光を波長ごとに分離する光波長分離装置において、光を波長ごとに角度分散して出力する第一の分散素子１と、第一の分散素子１から出力される各波長の光を等間隔にして出力する第二の分散素子２と、を有することを特徴とする光波長分離装置が提供される。
【００１５】
このような光波長分離装置によれば、波長多重された光を第一の分散素子１によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を第二の分散素子２で等間隔にして出力する。
【００１６】
また本発明では上記問題を解決するために、波長多重された光を波長ごとに分離し、所定の出力経路へ出力する波長選択スイッチにおいて、光を波長ごとに角度分散して出力する第一の分散素子と、第一の分散素子から出力される各波長の光を等間隔にして出力する第二の分散素子と、第二の分散素子から出力される各波長の光を所定の出力経路へ反射する複数の反射手段と、を有することを特徴とする波長選択スイッチが提供される。
【００１７】
このような波長選択スイッチによれば、波長多重された光を第一の分散素子によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を第二の分散素子で等間隔にして出力する。そして、第二の分散素子から出力される等間隔の各波長の光を、複数の反射手段によって所定の出力経路へ反射する。
【００１８】
さらに本発明では上記問題を解決するために、波長多重された光の波長ごとの光強度を測定する光強度測定装置において、光を波長ごとに角度分散して出力する第一の分散素子と、第一の分散素子から出力される各波長の光を等間隔にして出力する第二の分散素子と、第二の分散素子から出力される各波長の光の強度を測定する複数の光強度測定手段と、を有することを特徴とする光強度測定装置が提供される。
【００１９】
このような光強度測定装置によれば、波長多重された光を第一の分散素子によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を第二の分散素子で等間隔にして出力する。そして、第二の分散素子から出力される等間隔の各波長の光の強度を、複数の光強度測定手段によって測定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光波長分離装置では、波長多重された光を第一の分散素子によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を第二の分散素子で等間隔にして出力するようにした。これによって、各波長の光が第一の分散素子から不等間隔で出力されても、第二の分散素子によって等間隔の光に補正して出力することができる。
【００２１】
また本発明の波長選択スイッチでは、波長多重された光を第一の分散素子によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を第二の分散素子で等間隔にして出力する。そして、第二の分散素子から出力される等間隔の各波長の光を、複数の反射手段によって所定の出力経路へ反射するようにした。これによって、各波長の光が第一の分散素子から不等間隔で出力されても、第二の分散素子によって等間隔の光に補正されて複数の反射手段へ入射されるので、複数の反射手段を等間隔に形成することができる。
【００２２】
また本発明の光強度測定装置では、波長多重された光を第一の分散素子によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を第二の分散素子で等間隔にして出力する。そして、第二の分散素子から出力される等間隔の各波長の光の強度を、複数の光強度測定手段によって測定するようにした。これによって、各波長の光が第一の分散素子から不等間隔で出力されても、第二の分散素子によって等間隔の光に補正されて複数の光強度測定手段へ入射されるので、複数の光強度測定手段を等間隔に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、光波長分離装置の概要を示した図である。図に示すように光波長分離装置は、第一の分散素子１および第二の分散素子２を有している。
【００２４】
第一の分散素子１には、波長多重された光が入力される。波長多重された光は、周波数が等間隔であり、波長は不等間隔となっている。
第一の分散素子１は、波長多重された光を波長ごとに角度分散して出力する。第一の分散素子１はθ∝λの関係を有し、波長多重された光の波長は不等間隔のため、角度分散された波長ごとの光は、図の矢印Ａ１ａ〜Ａ１ｃに示すように不等間隔で出力される。第一の分散素子１は、例えば、回折格子である。
【００２５】
第二の分散素子２には、第一の分散素子１から出力される光が入力される。第二の分散素子２は、光の波長ごとに屈折率が変わる素子であり、例えば、蛍石を材料とするレンズである。第二の分散素子２は、第一の分散素子１から不等間隔で出力される各波長の光を、図の矢印Ａ２ａ〜Ａ２ｃに示すように等間隔に補正して出力する。具体的には、第二の分散素子２の厚さ（図中ｄ１）および光が入射される面の向き（図中θ１）を調整することによって、第一の分散素子１から出力される各波長の光を等間隔にして出力する。
【００２６】
このように光波長分離装置は、波長多重された光を第一の分散素子１によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を第二の分散素子２で等間隔にして出力するようにした。これによって、各波長の光が第一の分散素子１から不等間隔で出力されても、第二の分散素子２によって等間隔の光に補正して出力することができる。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、光波長分離装置を波長選択スイッチに適用した例について説明する。
図２は、波長選択スイッチの斜視図である。図に示すように波長選択スイッチは、入力ファイバ１１、レンズアレイ１２、角度分散素子１３、凸レンズ１４、異常分散素子１５、ＭＥＭＳ基板１６、および出力ファイバ１７を有している。
【００２８】
入力ファイバ１１と出力ファイバ１７は、Ｙ方向に並べて配置されている。入力ファイバ１１には、波長多重された光が入力され、その光は、入力ファイバ１１に対応して配置されているレンズアレイ１２に出力される。
【００２９】
レンズアレイ１２は、入力ファイバ１１と出力ファイバ１７に対応して配置されている。レンズアレイ１２は、広がる光を並行な光となるようにして出力する。入力ファイバ１１に対応して配置されたレンズアレイ１２には、入力ファイバ１１から出力される光が入力され、その光を並行となるようにして、角度分散素子１３に出力する。
【００３０】
出力ファイバ１７に対応して配置されたレンズアレイ１２には、ＭＥＭＳ基板１６によって反射された光が入力される。レンズアレイ１２は、反射した広がった光を並行となるようにして、出力ファイバ１７に出力する。
【００３１】
角度分散素子１３には、入力ファイバ１１から出力された波長多重された光が入力される。角度分散素子１３は、θ∝λの関係を有し、入力される光を波長ごとに角度分散して出力する。角度分散素子１３は、例えば、回折格子である。角度分散素子１３によって波長ごとに分散された光は、凸レンズ１４に出力される。
【００３２】
凸レンズ１４は、角度分散素子１３によって波長ごとに分散された光を、ＭＥＭＳ基板１６に集光するように出射する。
異常分散素子１５には、角度分散素子１３から出力される光が凸レンズ１４を介して入力される。角度分散素子１３によって波長ごとに分散された光は、不等間隔で出力されるため、異常分散素子１５は、その不等間隔が等間隔となるように補正してＭＥＭＳ基板１６へ出力する。異常分散素子１５は、例えば、蛍石で構成される。
【００３３】
ＭＥＭＳ基板１６は、複数のＭＥＭＳミラー１６ａが１次元に等間隔に形成された基板である。ＭＥＭＳ基板１６は、制御信号等によってＭＥＭＳミラー１６ａの角度を可変する機構を備え、入射された光を所望の出力ファイバ１７へ出力されるように反射させることができる。
【００３４】
図３は、図２の波長選択スイッチをＸ方向から見た図である。図４は、図２の波長選択スイッチをＹ方向から見た図である。図３，４において図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
波長多重された光は、入力ファイバ１１から出力され、入力ファイバ１１に対応するレンズアレイ１２に入力される。レンズアレイ１２は、入力ファイバ１１から出力される光の広がりを抑え、並行となるようにして角度分散素子１３に出力する。
【００３６】
角度分散素子１３は、図４に示すように、波長多重された光をＸ方向において波長ごとに角度分散する。凸レンズ１４は、角度分散素子１３によって波長ごとに角度分散された光を、ＭＥＭＳ基板１６に集光するように出射する。
【００３７】
図７，図８で説明したように、波長多重された光の周波数は、等間隔となるように設定されるため、光の波長は不等間隔となっている。角度分散素子１３は、上述したようにθ∝λの関係を有するため、波長（λ）が不等間隔であれば、角度分散素子１３から出射される光の角度（θ）も不等間隔となる。そのため、角度分散素子１３から出力され、凸レンズ１４で集光される光は、図４の矢印Ａ１１，Ａ１２に示すように、不等間隔となって出力される。
【００３８】
異常分散素子１５は、角度分散素子１３から凸レンズ１４を介して出力される不等間隔の光を、等間隔となるように補正する。具体的には、異常分散素子１５は、略直方体形状を有し、その厚さ（図４中のｄ１１）および光が入射される面の法線角度（図４中のθ１１）を調整することにより、各波長の光が所望の等間隔（ＭＥＭＳ基板１６のＭＥＭＳミラー１６ａの間隔）で出力されるように補正する。これにより、異常分散素子１５を通過した各波長の光は、図４の矢印Ａ２１，Ａ２２に示すように、等間隔となるように補正される。
【００３９】
異常分散素子１５から出力された光は、ＭＥＭＳ基板１６のＭＥＭＳミラー１６ａによって反射される。ＭＥＭＳミラー１６ａは、角度を可変することができ、入力ファイバ１１から入力された光を、目的の出力ファイバ１７へ出力させることができる。例えば、図３に示すように、ＭＥＭＳミラー１６ａは、角度を変えることによって、入力される光を、図の実線矢印または点線矢印に示すように反射させ、目的の出力ファイバ１７へ出力させることができる。
【００４０】
ＭＥＭＳミラー１６ａによって反射された光は、凸レンズ１４でＺ軸に並行となるように屈折され、角度分散素子１３を通過し、レンズアレイ１２に入力される。レンズアレイ１２は、広がった光を並行となるようにして、出力ファイバ１７へ出力する。
【００４１】
このように波長選択スイッチは、波長多重された光を角度分散素子１３によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を異常分散素子１５で等間隔にして出力する。そして、異常分散素子１５から出力される等間隔の各波長の光を、複数のＭＥＭＳミラー１６ａによって所定の出力ファイバ１７へ反射するようにした。
【００４２】
これによって、各波長の光が角度分散素子１３から不等間隔で出力されても、異常分散素子１５によって等間隔の光に補正されて複数のＭＥＭＳミラー１６ａへ入射されるので、複数のＭＥＭＳミラー１６ａを等間隔に形成することができ、ＭＥＭＳ基板１６の歩留まりを向上させることができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、光波長分離装置を波長選択スイッチに適用した例について説明したが、第２の実施の形態では、パフォーマンスモニタに適用した例について説明する。
【００４４】
図５は、パフォーマンスモニタの斜視図である。パフォーマンスモニタは、波長多重された光の波長ごとの光強度を調べることができる装置である。図５において、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図５では、図２に対して出力ファイバ１７が省略され、レンズアレイ１２がレンズ２１となっている。また、ＭＥＭＳ基板１６の代わりに、光の強度を検出する光モニタ基板２２を備えている。光モニタ基板２２には、１次元に配列された複数のＰＤ（Photo Diode）２２ａが等間隔に形成されている。
【００４６】
入力ファイバ１１から出力される光は、レンズ２１を介して角度分散素子１３に入力される。角度分散素子１３に入力された光は、波長ごとに角度分散され、凸レンズ１４に出力される。凸レンズ１４は、角度分散素子１３から出力される各波長の光を、光モニタ基板２２に集光するように出射する。
【００４７】
異常分散素子１５は、角度分散素子１３から凸レンズ１４を介して出力される不等間隔の光を、等間隔となるように補正して光モニタ基板２２へ出力する。具体的には、異常分散素子１５は、略直方体形状を有し、その厚さおよび光が入射される面の法線角度を調整することにより、各波長の光が所望の等間隔（光モニタ基板２２のＰＤ２２ａの間隔）で出力されるように補正する。
【００４８】
光モニタ基板２２の各ＰＤ２２ａは、異常分散素子１５から出力される等間隔の光を電流に変換する。ＰＤ２２ａから出力される電流を測定することによって、波長多重された光の各波長における光強度を測定することができる。
【００４９】
このようにパフォーマンスモニタは、波長多重された光を角度分散素子１３によって波長ごとに角度分散し、角度分散された各波長の光を異常分散素子１５で等間隔にして出力する。そして、異常分散素子１５から出力される等間隔の各波長の光の強度を、複数のＰＤ２２ａによって測定するようにした。
【００５０】
これによって、各波長の光が角度分散素子１３から不等間隔で出力されても、異常分散素子１５によって等間隔の光に補正されて複数のＰＤ２２ａへ入射されるので、複数のＰＤ２２ａを等間隔に形成することができ、光モニタ基板２２の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】光波長分離装置の概要を示した図である。
【図２】波長選択スイッチの斜視図である。
【図３】図２の波長選択スイッチをＸ方向から見た図である。
【図４】図２の波長選択スイッチをＹ方向から見た図である。
【図５】パフォーマンスモニタの斜視図である。
【図６】従来の波長選択スイッチの光分離を説明する図である。
【図７】ＷＤＭの周波数関係を示した図である。
【図８】ＷＤＭの波長の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  第一の分散素子
２  第二の分散素子
【図１】
2009003170.tif 000003
【図２】
2009003170.tif 000004
【図３】
2009003170.tif 000005
【図４】
2009003170.tif 000006
【図５】
2009003170.tif 000007
【図６】
2009003170.tif 000008
【図７】
2009003170.tif 000009
【図８】
2009003170.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月9日(2007.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図６で説明したように角度分散素子１０１は、θ∝λの関係を有し、波長多重された光を波長ごとに角度分散する。波長多重された光の波長間隔は、図８に示したように不等間隔なので、角度分散素子１０１から出力される各波長の間隔は、図６の矢印Ａ１０１に示すように不等間隔になる。
【特許文献１】特開２００５−１０２２７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２８４７４０号公報