"2×NNは3以上の整数個の光入力ポートと、2×N個の光出力ポートを含み、波長周回性を有する波長ルーティング素子であって、第1の光入力ポートと第1の光出力ポートとは、N個の波長を使用する波長分割多重リングネットワークに接続され、第2の光出力ポートから第Nの光出力ポートは、経路切替光スイッチのN-1個の光入力ポートに接続された波長ルーティング素子と、N-1個の光入力ポートを、ローカルネットワークに接続されたN-1個の切替光出力ポートと、経路選択光スイッチのN-1個のスルー光入力ポートに接続されたN-1個のスルー光出力ポートとの間で切り替える経路切替光スイッチと、前記経路切替光スイッチのN-1個のスルー光出力ポートに接続されたN-1個のスルー光入力ポートと、前記ローカルネットワークに接続されたN-1個の光入力ポートとの間を切り替えて、N-1個の光出力ポートに接続する経路選択光スイッチとを備え、前記経路選択光スイッチのN-1個の光出力ポートは、前記波長ルーティング素子の2×N番目の光出力ポートからN2番目の光出力ポートまで逆順に接続されており、波長分割多重リングネットワークを構成する光回路であって、前記経路切替光スイッチおよび前記経路選択光スイッチは、光導波路が2層以上積層された光導波回路と、該光導波回路に挿入された中空構造マルチモード光導波路とから構成された光スイッチ機能エレメントを含み、前記光スイッチ機能エレメントは、a前記光導波回路のコアの厚みHc、該コアの中心間距離Dcoreであり、b前記中空構造マルチモード光導波路は、前記波長分割多重リングネットワークで使用されるN個の波長の中心波長λ0の1/4の厚みの高屈折率材料からなる薄膜と低屈折率材料からなる薄膜とを交互に積層させた2つのブラッグ反射鏡と、該ブラッグ反射鏡を支える2つの反射板と、前記光導波回路のコアの端面とに囲まれた中空光導波路を備え、前記中空光導波路の高さHMMIは、HMMI=DcoreHc2×Δで表され、ここで、Δは、前記光導波回路のコア/クラッドの境界と前記ブラッグ反射鏡との間隔であり、c前記ブラッグ反射鏡は、前記反射板の間を垂直方向に摺動可能であり、前記中空光導波路の高さHMMIを可変制御することができ、d前記コアの中心間距離Dcoreの1/2の位置と、前記中空光導波路の高さHMMIの1/2の位置とを一致させ、前記中空光導波路の高さHMMIを可変制御して、垂直方向に光路を切り替えることにより、前記経路切替光スイッチにおいて前記切替光出力ポートまたは前記スルー光出力ポートを選択し、または前記経路選択光スイッチにおいて前記切替光入力ポートまたは前記スルー光入力ポートを選択することを特徴とする光回路。前記中空光導波路の長さLMMIは、LMMI=2×[λ0×3/2×2m1×4×nr×HMMI^2]で表され、ここで、m>0であり、nrは、前記中空光導波路の前記中心波長λ0に対する実行屈折率であり、前記ブラッグ反射鏡において前記中空光導波路に露出している2つの薄膜の厚さの合計と、前記中空光導波路の長さLMMIとを選択することにより、前記中空光導波路を偏波無依存とすることを特徴とする請求項1に記載の光回路。一方、非特許文献1によれば、MMIMultimodeInterferenceカプラーにおける導波モード間の干渉により、光の経路を切り替える方法が知られている。中空導波路を用いたMMIカプラー型光スイッチは、中空コア厚さの変位により導波路内の伝搬定数を変化させて、スイッチングを行う。また、非特許文献2によれば、中空光導波路の可変特性を利用して、導波路型の光スイッチが実現可能なことが示唆されている。しかしながら、光回路の回路平面に沿った水平方向のスイッチングは可能であるが、垂直方向の光路を変換することはできない。本発明の目的は、垂直方向の光路を動的に切り替えることができる光スイッチ機能エレメントを並列配置して、波長ルーティング素子と接続することによって構成された光回路を提供することにある。本発明の一実施態様は、波長周回性を有する1個の波長ルーティング素子と、経路切替光スイッチと、経路選択光スイッチ13とを備えた光回路である。前記経路切替光スイッチおよび前記経路選択光スイッチは、光導波路が2層以上積層された光導波回路と、該光導波回路に挿入された中空構造マルチモード光導波路とから構成された光スイッチ機能エレメントを含む。前記中空構造マルチモード光導波路は、対向する2つのブラッグ反射鏡と、該ブラッグ反射鏡を支える2つの反射板と、前記光導波回路のコアの端面とに囲まれた中空光導波路を備え、前記中空光導波路の高さHMMIを可変制御して、垂直方向に光路を切り替える。以上説明したように、本発明によれば、中空構造マルチモード光導波路による光スイッチ機能エレメントを並列配置して、波長ルーティング素子と接続することによって光回路を構成することにより、少ない数の光部品構成でありながら、波長分割多重WDMリングネットワークを低コストに実現することができる。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。ここでは、説明を簡易にするために、波長数N=3の整数を用いるが、3以上の整数についても適用可能であることはいうまでも無い。図1および図2を参照して、本発明の実施形態にかかる光回路の機能を説明する。光回路は、波長周回性を有する1個の波長ルーティング素子11と、経路切替光スイッチ12と、経路選択光スイッチ13とを備えている。波長ルーティング素子11は、6=2×N個の光入力ポートと、6=2×N個の光出力ポートとを備え、6×6波長周回性を有している。波長周回性とは、波長ルーティング素子11の1番目の光入力ポート11-1-1に、所定の波長間隔の波長λ0,λ1,λ2を有する波長分割多重信号以下、WDM信号というを入力すると、それぞれ波長の順に1,2,3番目の光出力ポート11-2-1,2,3に出力され、同様に、波長ルーティング素子11の2番目の光入力ポート11-1-2に、波長分割多重信号を入力すると、それぞれ2,3,4番目の光出力ポート11-2-2,3,4に出力される性質をいう。波長ルーティング素子11の1番目の光入力ポート11-1-1と1番目の光出力ポート11-2-1とは、中心波長λ0の帯域に含まれる3=N個の波長λ0,λ1,λ2を使用する波長分割多重リングネットワーク以下、WDMリングネットワークというを構成する光ファイバ14-1、14-2に接続されている。波長ルーティング素子11の2番目の光出力ポート11-2-2と3番目の光出力ポート11-2-3とは、経路切替スイッチ12の光入力ポート12-1-1、12-1-2のそれぞれに接続されている。経路切替スイッチ12の2=N-1個のスルー光出力ポート12-2-1、12-2-2は、経路選択光スイッチ13のスルー光入力ポート13-1-1,13-1-2にそれぞれ接続されている。経路切替スイッチ12の2=N-1個の切替光出力ポート12-3-1、12-3-2は、2=N-1個のローカルネットワーク15-1、15-2にそれぞれ接続されている。経路選択光スイッチ13の切替光入力ポート13-2-1,13-2-2には、ローカルネットワーク15-1、15-2のそれぞれの光出力ポートが接続されている。経路選択光スイッチ13の2=N-1個の光出力ポート13-3-1、13-3-2は、波長ルーティング素子11の6番目の光入力ポート11-1-6と5番目の光入力ポート11-1-5とに逆順にそれぞれ接続されている。なお、経路切替光スイッチ12は、1入力2出力の光スイッチ機能エレメントを2個含む構成であり、経路選択光スイッチ13は、2入力1出力の光スイッチ機能エレメントを2個含む構成となっている。波長ルーティング素子11の2番目の光入力ポート11-1-2から4番目の光入力ポート11-1-4までは、光終端されており、同様に波長ルーティング素子11の4番目の光出力ポート11-2-4から6番目の光出力ポート11-2-6までも光終端されている。図1に示したように、経路切替スイッチ12を切替光出力ポート側に、経路選択光スイッチ13を切替光入力ポート側に切り替えることにより、WDMリングネットワークのWDM信号のうち波長λ2の信号を、ローカルエリアネットワーク15-1に接続することができる。図2の状態は、経路切替スイッチ12をスルー光出力ポート側に、経路選択光スイッチ13をスルー光入力ポート側に切り替えることにより、WDM信号のいずれの波長もローカルエリアネットワークに接続されておらず、全ての波長が光回路を通過している状態を示している。なお、図1、図2いずれの場合でも、波長λ1のみが波長ルーティング素子11をスルーする。従って、波長λ1は、WDMリングネットワークを構成する光ファイバの断線を監視するための波長として使用することが好適である。図3~5を参照して、本実施形態にかかる光スイッチ機能エレメントの詳細を説明する。図3、4および5はそれぞれ、経路切替光スイッチ12、経路選択光スイッチ13の構成要素となる光スイッチ機能エレメントの導波路の長手方向の断面図、側面図および上面図である。光スイッチ機能エレメントは、垂直方向に光導波路が2層積層された光導波回路21と、光導波回路21の一部をくりぬいた空間に挿入されている中空構造マルチモード光導波路31とから構成されている。光導波回路21は、シングルモード条件を成立させるための所望の厚みHcを有するコア22-1,22-2が、コアの中心間距離がDcoreとなるように、垂直方向にクラッド層23の内部に積層されている。なお、本実施形態のコアは、コア厚みHcとコア幅Wcとが同一の値である正方断面形状としている。中空構造マルチモード光導波路31は、シリコン基板32-1,32-2上に形成されたブラッグ反射鏡33-1,33-2と、反射板35-1,35-2とを備え、ブラッグ反射鏡33、反射板35および光導波回路21のコアの端面を含む面とに囲まれた中空光導波路34からなる。反射板35は、中空光導波路34に接する面が全反射鏡となっている。中空光導波路34は、高さHMMI、長さLMMI、幅WMMIとなるように形成されている。ここで、ブラッグ反射鏡33は、反射板35の間を垂直方向に摺動可能であり、中空光導波路34の高さHMMIを可変制御することができるようになっている。ブラッグ反射鏡33-1,33-2は、使用する光信号波長の1/4の厚みのシリコン/ガラス多層膜から成る。ブラッグ反射鏡33-1,33-2における中空光導波路34に露出しているシリコン薄膜以下、位相制御層というの膜厚Ht1,Ht2は、中空構造マルチモード光導波路31における偏波無依存特性を得るため、その合計値が一定になるように調整されている。Ht1=Ht2となるようにすれば、同じ形状のブラッグ反射鏡を2個配置させることによって、比較的容易に実現することができる。このとき、光導波回路21の中心コアの中心間距離Dcoreの1/2と中空構造マルチモード光導波路31の垂直方向の中心中空光導波路34の高さHMMIの1/2を一致させ、かつ、HMMI、LMMIが以下の関係にあるとき、光導波回路21のコア22-1の端面から、中空光導波路34に出射された波長λ0の光信号は、中空光導波路34を伝播し、光導波回路21のコア23-1の端面へと光結合する。HMMI=DcoreHc2×Δ式1LMMI=2×LMMI_h式2LMMI_h=λ0×3/2×2m1×4×nr×HMMI^2式3ここで、Δは、光導波回路21のコア/クラッドの境界とブラッグ反射鏡の位相制御層の表面との間隔Δ=Δ1=Δ2であり、m>0である。nrは、中空光導波路34の光信号波長λ0に対する実行屈折率である。図6に、位相制御層の厚みによる中空構造マルチモード光導波路長の偏波依存性を示す。中空構造マルチモード光導波路31でのTEモード、TMモード偏波無依存特性を得るために、位相制御層の厚みHt1Ht2とLMMI_hとの最適値を示したグラフである。このとき、光回路の具体的な構造は、光信号波長λ0=1550nm光導波回路21のコア厚みHc=2.0μm光導波回路21のコア間隔Dcore=4.5μm中空光導波路34の高さHMMI=8.0μm中空光導波路34の幅WMMI=80μmブラッグ反射鏡33-1,33-2のシリコン/ガラス多層膜のペア数=7ペアシリコン屈折率=3.48ガラス屈折率=1.44である。なお、中空光導波路34の幅WMMIは、シングルモード光ファイバの外径程度、およそ80μmあれば好適であり、50μm以上であればよい。図6で得られた結果から、位相制御層の厚みHt1Ht2が約0.2μm、中空光導波路34の長さLMMIが約480μm=2×240μmのとき、偏波無依存特性が得られることがわかる。図7に、中空構造マルチモード光導波路における挿入損失、反射損失の偏波依存性を示す。図6で得られた位相制御層の厚みHt1Ht2=0.2μmを用いて、中空光導波路34の長さLMMIをパラメータとして変化させたときの、中空構造マルチモード光導波路31における挿入損失、反射損失を、TEモードとTMモードに分けて示している。挿入損失、反射損失ともに、中空光導波路34の長さLMMIが約400μm付近において、TEモードとTMモードとが交差する結果となり、図6に示した結果に近い値となっている。図8を参照して、中空構造マルチモード光導波路における光結合を説明する。中空光導波路34の高さHMMIを変化させたとき、光導波回路21のコアの端面から、中空光導波路34に出射された波長λ0の光信号が中空光導波路34を伝播し、光導波回路21のコア23-1,23-2の端面へと光結合する様子を示す。図8から明らかなように、中空光導波路34の高さHMMIが8.5μmのとき、光信号のほとんどがコア23-2に結合する。一方、高さHMMIが12.5μmのとき、光信号のほとんどがコア23-1に結合する。すなわち、1入力2出力の光スイッチ機能エレメントとして動作することを示している。また、光の反転対称性から、2入力1出力の光スイッチ機能エレメントとして動作することも明らかである。このことから、本実施形態にかかる光回路に含まれる経路切替光スイッチ12および経路選択光スイッチ13に用いられる光スイッチ機能エレメントは、ブラッグ反射鏡33を約4μm程度動かすだけで、垂直方向の光のスイッチング可能である。加えて、0.1μm程度の精度で制御を行えばよく、少ない可動距離、実用的な精度により十分なスイッチング特性を得ることができる。また、本実施形態によれば、従来のミラーで光路を変換する方法と比較すると、2回のミラーによる反射がない分、光の結合効率が高い。さらに、図9、図10に示される光スイッチ機能が可能となる。さらに、ブラッグ反射鏡33位の位相制御層の厚みと、中空光導波路34の長さLMMIを適切に設定することにより、偏波無依存とすることができる。このようにして、中空構造マルチモード光導波路による光スイッチ機能エレメントを並列配置して、波長ルーティング素子と接続することによって光回路を構成することにより、少ない数の光部品構成でありながら、WDMリングネットワークを低コストに実現することができる。なお、本実施形態においては、光導波回路21は、ガラス光導波路を用いたが、半導体導波路を用いることもできる。垂直方向に2層構造の光導波路としているが、3層以上の構造にも適用できることもいうまでもない。中空構造マルチモード光導波路31は、シリコン基板をInまたはGaAs基板とし、ブラッグ反射鏡のシリコン/ガラス多層膜をIn/InGaAsInGaAsPでも可またはGaAs/GaAlAsの多層膜としてもよい。また、ブラッグ反射鏡33の位置制御は、例えば、非特許文献2にも記載されているように、シリコン基板32にPZTPiezoelectricTransducer素子を取り付けることにより、電圧制御によって、中空光導波路34の高さHMMIを可変にすることができる。"