N個の異なる波長λ1<λ2<<λNを多重したN波長分割多重信号を入力信号とする1入力2出力の波長選択スイッチであって、1つの入力導波路から入力されたN波長分割多重信号を波長分割して、N個の出力導波路へと出力する第1のアレイ導波路回折格子と、前記N個の出力導波路からの出力光が並列に入力される1入力2出力の光スイッチをN個有する光スイッチアレイであって、該光スイッチアレイのうちの第kk=1、2、N番目の光スイッチは、前記N個の出力導波路のうちの1つの出力導波路からk番目に短い波長λkの光が入力され、該波長λkの光を2つの出力のうちの少なくとも一方から出力する、光スイッチアレイと、前記N個の光スイッチのうちで隣接する波長の光を出力する2つの光スイッチからの出力光が並列に入力される2入力1出力の波長カプラをN-1個有する波長カプラアレイであって、該波長カプラアレイのうちの第kk=1、2、N1番目の波長カプラは、波長λkの光を出力するk番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、波長λk1の光を出力するk1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力され、該2つの入力を合波して1つの出力から出力する、波長カプラアレイと、前記N-1個の前記波長カプラのN-1個の出力と、前記光スイッチのうち最も短波長λ1の光を出力する第1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、前記光スイッチのうち最も長波長λNの光を出力する第N番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力されるN1個の入力ポートを有し、該N1個の入力ポートから入力された光を2つの出力ポートの少なくとも1方から出力する第2のアレイ導波路回折格子とを備え、前記第2のアレイ導波路回折格子の入力ポートは、第1番目から第N1番目の入力ポートが最も長いアレイ導波路に近い側から順次隣接して設けられており、第1番目の入力ポートに前記第1番目の光スイッチの出力が入力され、第k1番目の入力ポートに第k番目の波長カプラの出力が入力され、第N1番目の入力ポートに前記第N番目の光スイッチの出力が入力されるよう接続されていることを特徴とする波長選択スイッチ。N個の異なる波長λ1<λ2<<λNを多重したN波長分割多重信号を入力信号とする1入力2出力の波長選択スイッチであって、N2個の入力ポートと、N2個の出力ポートを有するアレイ導波路回折格子であって、第1の入力ポートから入力されたN波長分割多重信号を波長分割して、第3から第N2の出力ポートに接続されたN個の出力導波路へと出力するアレイ導波路回折格子と、前記N個の出力導波路からの出力光が並列に入力される1入力2出力の光スイッチをN個有する光スイッチアレイであって、該光スイッチアレイのうちの第kk=1、2、N番目の光スイッチは、前記N個の出力導波路のうちの1つの出力導波路からk番目に短い波長λkの光が入力され、該波長λkの光を2つの出力のうちの少なくとも一方から出力する、光スイッチアレイと、前記N個の光スイッチのうちで隣接する波長の光を出力する2つの光スイッチからの出力光が並列に入力される2入力1出力の波長カプラをN-1個有する波長カプラアレイであって、該波長カプラアレイのうちの第kk=1、2、N1番目の波長カプラは、波長λkの光を出力するk番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、波長λk1の光を出力するk1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力され、該2つの入力を合波して1つの出力から出力する、波長カプラアレイとを備え、前記アレイ導波路回折格子は、第2の入力ポートから第N2の入力ポートであるN1個の入力ポートから、前記N-1個の前記波長カプラのN-1個の出力と、前記光スイッチのうち最も短波長λ1の光を出力する第1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、前記光スイッチのうち最も長波長λNの光を出力する第N番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力され、該N1個の入力ポートから入力された光を、第1および第2の2つの出力ポートの少なくとも1方から出力し、前記N1個の入力ポートには、第2番目の入力ポートに前記第1番目の光スイッチの出力が入力され、第k2番目の入力ポートに第k番目の波長カプラの出力が入力され、第N2番目の入力ポートに前記第N番目の光スイッチの出力が入力されるよう接続されていることを特徴とする波長選択スイッチ。しかしながら、図1に示す従来の波長選択スイッチでは、以下のような欠点があった。第1に、3つのAWGを含んでいるため回路サイズが大きくなり、波長チャネル数の増加が困難である。第2に、AWGの中心波長を一致させる必要があるが、一致させることは困難であり、製造後補償などプロセスが複雑化する。第3に、交差導波路を多数含んでいるが、導波路交差で交差方向へのクロストークを十分低減するために交差角が浅くならないよう設計する必要があり、コンパクトなレイアウトが阻害される。特に高いコアクラッド間の屈折率コントラストの導波路で交差クロストークが大きくなる傾向があり、困難が大きい。上記のうち第2の欠点を克服するため、ループバック導波路を採用し、AWGを1つだけ用いた2×2波長選択スイッチが提案された非特許文献1参照。この従来例では、AWGのポート数が1×Nから2N2×2N2となっているため、AWG自体のサイズは大型化しており、第1の欠点の解消に劇的な効果はない。また、第3の欠点は依然残っている。以上を鑑み、本発明の課題は、AWGの規模をほとんど拡大させずに、従来は3つ必要であったAWGを2つないし1つに統合し、なおかつ交差導波路を一切含まない1×2波長選択スイッチを提供することにある。上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、N個の異なる波長λ1<λ2<<λNを多重したN波長分割多重信号を入力信号とする1入力2出力の波長選択スイッチであって、1つの入力導波路から入力されたN波長分割多重信号を波長分割して、N個の出力導波路へと出力する第1のアレイ導波路回折格子と、前記N個の出力導波路からの出力光が並列に入力される1入力2出力の光スイッチをN個有する光スイッチアレイであって、該光スイッチアレイのうちの第kk=1、2、N番目の光スイッチは、前記N個の出力導波路のうちの1つの出力導波路からk番目に短い波長λkの光が入力され、該波長λkの光を2つの出力のうちの少なくとも一方から出力する、光スイッチアレイと、前記N個の光スイッチのうちで隣接する波長の光を出力する2つの光スイッチからの出力光が並列に入力される2入力1出力の波長カプラをN-1個有する波長カプラアレイであって、該波長カプラアレイのうちの第kk=1、2、N1番目の波長カプラは、波長λkの光を出力するk番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、波長λk1の光を出力するk1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力され、該2つの入力を合波して1つの出力から出力する、波長カプラアレイと、前記N-1個の前記波長カプラのN-1個の出力と、前記光スイッチのうち最も短波長λ1の光を出力する第1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、前記光スイッチのうち最も長波長λNの光を出力する第N番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力されるN1個の入力ポートを有し、該N1個の入力ポートから入力された光を2つの出力ポートの少なくとも1方から出力する第2のアレイ導波路回折格子とを備え、前記第2のアレイ導波路回折格子の入力ポートは、第1番目から第N1番目の入力ポートが最も長いアレイ導波路に近い側から順次隣接して設けられており、第1番目の入力ポートに前記第1番目の光スイッチの出力が入力され、第k1番目の入力ポートに第k番目の波長カプラの出力が入力され、第N1番目の入力ポートに前記第N番目の光スイッチの出力が入力されるよう接続されていることを特徴とする波長選択スイッチである。請求項2に記載の発明は、N個の異なる波長λ1<λ2<<λNを多重したN波長分割多重信号を入力信号とする1入力2出力の波長選択スイッチであって、N2個の入力ポートと、N2個の出力ポートを有するアレイ導波路回折格子であって、第1の入力ポートから入力されたN波長分割多重信号を波長分割して、第3から第N2の出力ポートに接続されたN個の出力導波路へと出力するアレイ導波路回折格子と、前記N個の出力導波路からの出力光が並列に入力される1入力2出力の光スイッチをN個有する光スイッチアレイであって、該光スイッチアレイのうちの第kk=1、2、N番目の光スイッチは、前記N個の出力導波路のうちの1つの出力導波路からk番目に短い波長λkの光が入力され、該波長λkの光を2つの出力のうちの少なくとも一方から出力する、光スイッチアレイと、前記N個の光スイッチのうちで隣接する波長の光を出力する2つの光スイッチからの出力光が並列に入力される2入力1出力の波長カプラをN-1個有する波長カプラアレイであって、該波長カプラアレイのうちの第kk=1、2、N1番目の波長カプラは、波長λkの光を出力するk番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、波長λk1の光を出力するk1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力され、該2つの入力を合波して1つの出力から出力する、波長カプラアレイとを備え、前記アレイ導波路回折格子は、第2の入力ポートから第N2の入力ポートであるN1個の入力ポートから、前記N-1個の前記波長カプラのN-1個の出力と、前記光スイッチのうち最も短波長λ1の光を出力する第1番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力と、前記光スイッチのうち最も長波長λNの光を出力する第N番目の光スイッチの2つの出力のうちの1つの出力とが入力され、該N1個の入力ポートから入力された光を、第1および第2の2つの出力ポートの少なくとも1方から出力し、前記N1個の入力ポートには、第2番目の入力ポートに前記第1番目の光スイッチの出力が入力され、第k2番目の入力ポートに第k番目の波長カプラの出力が入力され、第N2番目の入力ポートに前記第N番目の光スイッチの出力が入力されるよう接続されていることを特徴とする波長選択スイッチである。以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。第1の実施形態図2は、第1の実施形態の波長選択スイッチの概略構成を示している。図2aは波長選択スイッチの上面図であり、図2bは波長選択スイッチの側方断面図である。波長選択スイッチは、図2bに示すように、石英またはシリコンからなる基板107上に、ともに石英からなるコア105およびクラッド106が積層されて構成される。図2aに示すように波長選択スイッチは、第1のAWG101と、光スイッチアレイ102と、波長カプラアレイ103と、第2のAWG104とが縦続接続されて構成されている。波長選択スイッチは、波長がλ1~λNであるN個の波長チャネルの光を処理することができるが、図2では、N=8である場合を例示している。波長選択スイッチは、必要に応じてチャネル数Nを増減することによって、小型化あるいは大規模化が容易に可能である。第1のAWG101は、波長選択スイッチの入力側に設けられたAWGであり、N波長多重された入力光をλ1~λNλ1<λ2<λ3<λNに分解する。第1のAWG101には、1つの入力ポートとN個の出力ポートを有するAWGを用いることができる。図2では、AWGのアレイ導波路は最も長い導波路が図示上方に位置していることとして示しており、図示上方の出力ポートに最も短波長の光が出力され、次に短い波長の光が隣接する出力ポートから出力され、図示下側の出力ポートから最も長波長の光が出力されるように構成されている。第2のAWG104は、波長選択スイッチの出力側に設けられたAWGであり、N1個の入力光を合波して2つのポートから出力する。第2のAWG104には、N1個の入力ポートと2つの出力ポートとを有するAWGを用いることができる。図3は第2のAWG104の構成を示す図である。第2のAWG104は、図3に示すように、N1個の入力ポートを有する第1のスラブ導波路42と、アレイ導波路43と、2つの出力ポートを有する第2のスラブ導波路44とを備えている。第1のスラブ導波路42の出力側には、各導波路の設置間隔がd1となるようにアレイ導波路43が接続されており、第2のスラブ導波路44の入力側には、各導波路の設置間隔がd2となるようにアレイ導波路43の接続されている。また、第1のスラブ導波路42の入力側には、入力されるN1個の導波路41の導波路設置間隔がD1となるように入力ポートが配設され、第2のスラブ導波路44の出力側には、出力される2つの導波路45の導波路設置間隔がD2となるように出力ポートが配設されている。f1、f2はそれぞれ第1スラブ導波路第2スラブ導波路の長さである。このとき第2のAWG104は、次式1が満たされるように構成される。第2のスラブ導波路44の2つの出力ポート45を最も短いアレイ導波路に近い側図2において下側からポートA、ポートBとすると、上式1が成り立っているとき、AWGの基本的特性から、ある波長の出力をポートAからポートBに変更するには、図2aの第2のAWGにおいて入力側のポートを最も短いアレイ導波路に近い側図2において下側に1ポートずらせばよい。この特性をもとに、第2のAWG104において波長λ1~λNがポートAに出力されるための入力側の波長割り当てを波長対応Aで、ポートBに出力されるための波長割り当てを波長対応Bでそれぞれ破線で囲って図2内に示している。本発明の波長選択スイッチでは、第1のAWGにおいてN個の異なる波長に分離した光を第2のAWGの入力に接続されたN1本の導波路のうちのいずれかに選択的に入力することによって、任意の波長の光を、第2のAWG104の出力ポートにおいて波長対応AまたはBに導波することができる。したがって、光スイッチアレイ102および波長カプラアレイ103によって、第2のAWGへの入力導波路を選択的に切り替えて入力することによって、第2のAWG104の2つの出力ポートのうちの所望の出力ポートから出力している。光スイッチアレイ102は、N個の1入力2出力の光スイッチ102a、102b、で構成されている。図2では、各光スイッチ102a、102b、の出力側に接続された2つの導波路の組を短波長側から1、2、3で示し、各2つの導波路のうち図示上側の導波路をa、下をbで示している。それぞれの光スイッチ102a、102b、は波長λkの光を、導波路ka、kbのどちらかあるいはその両方に導波するk:1~N。光スイッチ102a、102b、は、図4に示す対称型マッハツェンダ干渉器を用いて構成することができる。ここで図4を用いて、光スイッチ102aの構成について説明する。なお、他の光スイッチ102b、102cも光スイッチ102aと同様に構成することができる。光スイッチ102aは、2つの1:1カプラ301とその間をつなぐ等長の2本のアーム302からなり、片方のアームに位相を制御することができる位相シフタ303が装備されている。位相シフタ303は、回路上に集積されたヒータであり、過熱することによって導波路の熱光学効果を誘起して、導波路内で生じる位相変化量を制御することができる。図4に示すように、上側の入力ポートから入力された場合、既知の干渉原理により、アーム間に位相差がない場合はクロスポート304に光が導かれ、位相差がπである場合はバーポート305に光が導かれる。位相差がそれ以外の値であるときには、クロスポート304およびバーポート305の両方のポートから光が位相差に応じた比で取り出される。本実施形態では2本のアームの長さを完全に等長としたが、位相シフタ303を駆動しない状態でのスイッチ状態を変えるために、λ/2、λ/4など、波長オーダーの長さの差をつけてもよい。波長カプラアレイ103は、N-1個の2入力1出力の波長カプラ103a、103b、から構成される。各波長カプラ103a、103b、は、隣り合う2つの光スイッチの出力導波路kb、k1aに接続され、導波された隣り合うチャネルの波長を合波する。ここで下付き1~N-1の番号は、a、b、gに対応している。図2の上側から1031~103N1と名付けると、波長カプラ103kは出力導波路kb、k1aに接続され、波長λkの光とλk1の光を合波する。各波長カプラ103a、103bは、図5に示すような非対称型のマッハツェンダ干渉器を用いて構成することができる。ここで図5を用いて、波長カプラ103aの構成について説明する。なお、他の波長カプラ103b、103cも波長カプラ103aと同様に構成することができる。波長カプラ103aは、これは2つの1:1のカプラ301とこれら2つのカプラ301の間を接続する長さの異なる2つのアーム401からなる非対称型マッハツェンダ干渉器により構成することができる。この波長カプラ103aは、既知の干渉原理により、インターリーバとして動作する。波長カプラ103aは、波長λkの光を導波する導波路kbと接続される第1の入力ポート402と、波長λkの光を導波する導波路k1aと接続される第2の入力ポート403とを備えている。波長カプラ103aの2つの出力ポートクロスポート、バーポートへの出力が切り替わる周波数間隔は長いアームと短いアームの長さの差ΔLによって定まる。なお、図5の波長カプラ103aでは1出力としてクロスポートに光が出力されている。波長選択スイッチのチャネル間隔、すなわち波長カプラ103aが合波する2つの波長の差を周波数単位で表したものをΔv、真空中の光速をc、導波路の群屈折率をngとする。出力ポートが切り替わる周波数間隔がΔvとなるためのΔLは、次式2で与えられる。ただし、上式2で表されるΔLをそのまま用いると、一般的には透過帯域が合波する波長に一致しておらず、波長軸方向にオフセットがある。したがって、わずかにΔLを上式2から増減させ、波長軸方向に透過スペクトルをシフトさせ、補正した値を用いる必要がある。この増減分の長さをLsとする。図5に示されるように、波長λkがクロスポートに透過するようにするには、mを正整数として、次式3を満たすようなΔL’を用いて構成する。このLsは最大でも1波長以下にすることができ、△vに与える影響は十分小さい。本実施形態では、ΔvをAWGのチャネル間隔に一致させ、Lsが上式3を満たしかつその絶対値が最小となるよう構成する。次に、図2の波長選択スイッチにおけるスイッチ動作を説明する。まず、入力光が第1のAWG101によってλ1~λNに分解される。次に、各波長チャネルの光は光スイッチアレイ102によってスイッチされる。波長λkが100導波路kaに導波された場合、波長対応Aに従って第2のAWG104に入射するため、そのチャネルの光は出力ポートAから出力される。逆に、波長λkが100導波路kbに導波された場合、波長対応Bに従って第2のAWG104に入射するため、出力ポートBから出力される。また、波長λkの50が導波路kaに、残りの50が導波路kbに導波された場合、出力ポートA、出力ポートBのそれぞれから50ずつ出力されるため、2つの出力導波路に同じ波長チャネルの信号を等分に出力する動作モードであるマルチキャスト動作となる。図6に、数値計算によりシミュレートした各ポートからの透過率を示す。図6aは、8チャネルすべてをポートAから出力した場合の透過率を示し、図6bは8チャネルすべてをポートBから出力した場合の透過率を示し、図6cは、短波長側から2チャネルをポートA、次の4チャネルをマルチキャスト、次の2チャネルをポートBに出力した場合の透過率を示している。図6cのマルチキャストチャネルでは、パワーを2ポートに分岐しているので透過率がどちらの出力ポートでも3dB減少している。この計算において、挿入損は最大で4.2dBであった。このように、本実施形態の波長選択スイッチによれば、AWGの規模をほとんど拡大させずに、従来は3つ必要であったAWGを2つに統合し、なおかつ交差導波路を一切含まない1×2波長選択スイッチを提供できる。第2の実施形態図7は、第2の実施形態の波長選択スイッチの概略構成を示す図である。本実施形態の波長選択スイッチは、1つのAWGが第1のAWGおよび第2のAWGの機能を兼ねる構成である以外は、第1の実施形態の波長選択スイッチと同様の構成である。このAWG601はN2個の入力ポートとN2個の出力ポートを備えている。AWG601の詳細を図8に示す。AWG601は、入力側には、最も長いアレイ導波路に近い側から順に、入力ポートF1、F2、...、FN2を有しており、出力側には、最も長いアレイ導波路に近い側から順に、出力ポートG1、G2、...、GN2を有している。これらの入力ポートFkと出力ポートGkは互いに対称の位置にある。入力ポートF1が、波長選択スイッチの入力ポートとして機能する。出力ポートG1、G2がそれぞれ出力ポートBへの出力導波路603、出力ポートAへの出力導波路604として機能する。入力光が入力導波路602を介して入力ポートF1に入力されたとき、波長分割された互いに波長の異なる光λkλ1<λ2<<λNが、出力ポートG3~GN2に出力される。この波長が、波長選択スイッチが対象とする波長チャネルである。AWGの基本的性質から、出力ポートGN2に中心波長が出力されることになるから、λNがAWG601の中心波長に対応する。したがって、AWG601は、対象とする波長チャネルのうち、最も長波長のものを中心波長として設定する。AWGの対称性から、F3~FN2にそれぞれ波長λ1~λNが入射したとすると、それらはすべて出力ポートG1を介して出力導波路603からポートBに出力される。これを波長対応Bとする。また、この波長対応BとAWGの基本的性質から理解されるように、入力ポートF2~FN1にそれぞれ波長λ1~λNが入射したとすると、それらはすべて出力ポートG2に接続された出力導波路604からポートAに出力される。これを波長対応Aとする。この波長選択スイッチの動作について説明する。この波長選択スイッチの入力導波路602に接続された入力ポートF1から入力された光λ1~λNが多重されたN波長多重信号は、出力ポートG3~GN2に分解された後、該出力ポートG3~GN2に接続されたN本の光導波路605を介して光スイッチアレイ102に入力される。光スイッチアレイ102によるスイッチング、波長カプラアレイ103による波長合波動作は第1の実施形態と同一である。なお、図7においては、光スイッチアレイ102、波長カプラアレイ103および導波路1a、1b、は、図2とは上下逆の配置で図示されている。波長カプラアレイ103の後段のN1本の導波路606を導波した光は、AWG601の入力側第1スラブ導波路側の入力ポートF2~FN2へ接続される。例えば、出力ポートGk2に出力された波長λkが光スイッチアレイ102においてb側図示上側のポートにスイッチされたとすると、波長対応Bに従ってAWG601に再入力されるから、ポートBから出力される。一方、a側図示下側のポートにスイッチされたとすると、波長対応Aに従って601に再入力されるから、ポートAから出力される。このように、本実施形態の波長選択スイッチによれば、AWGの規模をほとんど拡大させずに、従来は3つ必要であったAWGを1つに統合し、なおかつ交差導波路を一切含まない1×2波長選択スイッチを提供できる。