波長選択スイッチ
【課題】複数の波長選択スイッチを用いることなく、１つの波長選択スイッチを用いて、ポート数が多い波長選択スイッチを実現する。
【解決手段】第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、入力部から入力された波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の出力部にスイッチングさせるよう第１方向に信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、を備える波長選択スイッチであって、ｍを整数とするとき、入出力部がｍ個のグループに分かれ、入出力部のｍ個のグループに対応するように光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、光分散手段が、入出力部のｍ個のグループにおいて共通である。
【解決手段】第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、入力部から入力された波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の出力部にスイッチングさせるよう第１方向に信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、を備える波長選択スイッチであって、ｍを整数とするとき、入出力部がｍ個のグループに分かれ、入出力部のｍ個のグループに対応するように光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、光分散手段が、入出力部のｍ個のグループにおいて共通である。
【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するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＮ×１の波長選択スイッチの例として、図３５、図３６で用いられている５×１の波長選択スイッチ５００がある。図３５は、従来の波長選択スイッチ５００の構成を示す側面図、図３６は従来の波長選択スイッチ５００の構成を示す上面図である。ここで、Ｎは１より大きな整数である。
【０００３】
波長選択スイッチ５００は、入力ポート５１０ａ〜５１０ｄ、出力ポート５１０ｅ、レンズアレイ５３０、第１レンズ５４０、第２レンズ５５０、分散素子５６０、第３レンズ５７０、及び、複数のミラー５９０ａ〜５９０ｅを有するミラーアレイ５８０で構成されている。この波長選択スイッチ５００では、波長多重された光が、入力ポート５１０ａ〜５１０ｄの任意の入力ポートから入力され、分散素子５６０で分離された波長から任意の波長の光を選択し出力ポート５１０ｅに出力する。図３５、図３６では、入力ポート５１０ａの波長多重された光が出力ポート５１０ｅに出力される様子を示している。
【０００４】
波長選択スイッチはポート数を多くすることが望まれており、Ｎ×１の波長選択スイッチにおいてポート数を多くした場合、任意の入力ポートを出力ポートへ接続するためには、ミラーアレイの各ミラーの振れ角度を増大させる必要が生じる。しかし、ミラーの振れ角には制限があり、この制限により出力ポートに接続される入力ポートの数が決まってしまう。１×Ｎの波長選択スイッチについても、Ｎ×１の場合と同様に、ミラーの振れ角で入力ポートに接続される出力ポートの数が決まる。
【０００５】
このため、従来のＮ×１、又は、１×Ｎの波長選択スイッチでは、ポート数を多くするために、複数の独立したＭ×１、又は１×Ｍの波長選択スイッチを多段に繋ぐことにより、出力ポートに接続される入力ポートの数、及び、入力ポートに接続される出力ポートの数を増やしている。図３７は、ＡＤＤ型の１０×１の波長選択スイッチ６００の構成を示すブロック図、図３８はＤＲＯＰ型の１×１０の波長選択スイッチ８００の構成を示すブロック図である。図３７に示す１０×１の波長選択スイッチ６００では、３個の５×１の波長選択スイッチ５００を３段に繋いで構成して、ポート数を増やしている。また、図３８に示す１×１０の波長選択スイッチ８００では、３個の１×５の波長選択スイッチ７００を多段に繋いで構成して、ポート数を増やしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述のように、従来のＮ×１及び１×Ｎの波長選択スイッチでは、ポート数を増やす為に複数のＭ×１及び１×Ｍの波長選択スイッチを複数個つないで多段にして構成するため、その製造にはＭ×１または１×Ｍで構成される波長選択スイッチの部材が複数個必要となり、組み立て工数もその個数分必要となり、装置全体に必要なコストが高くなってしまう。また、これに加えて、多段で構成すると全体として大きくなり、重量も重くなってしまうという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の波長選択スイッチを用いることなく、１つの波長選択スイッチを用いて、ポート数が多い波長選択スイッチを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る波長選択スイッチは、第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、入力部から入力された波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の出力部にスイッチングさせるよう第１方向に信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、を備える波長選択スイッチであって、ｍを整数とするとき、入出力部がｍ個のグループに分かれ、入出力部のｍ個のグループに対応するように光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、光分散手段が、入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る波長選択スイッチにおいて、入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、光分散手段の略同じ位置に入射することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る波長選択スイッチでは、第１方向と直交する第２方向において、異なる信号波長に対応する光偏向素子アレイの位置が、入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一であることが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチは、第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、入力部から入力された波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の出力部にスイッチングさせるよう第１方向に信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、を備え、ｍを整数とするとき、入出力部が第１方向と直交する第２方向にｍ個のグループに分かれて配列された波長選択スイッチであって、入出力部のｍ個のグループに対応するように光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、光分散手段が、入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチにおいて、入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、光分散手段の略同じ位置に入射することが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチでは、第２方向において、異なる信号波長に対応する光偏向素子アレイの位置が、入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一となることが好ましい。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチでは、第２方向において、同一の信号波長に対応する光偏向素子アレイの位置が、入出力部のｍ個のグループのそれぞれのグループによって同一となることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る波長選択スイッチは、コスト、サイズ、及び重量の増加を招くことなく、ポート数を増やすことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の波長選択スイッチの概念を表すブロック図である。
【図２】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図３】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図４】図３の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図５】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図６】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図７】図６の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図８】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図９】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図１０】図９の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図１１】第１実施形態の分散素子に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【図１２】第１実施形態のミラーアレイの構成を示す、第２レンズ側から見た斜視図である。
【図１３】第２実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図１４】第２実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図１５】図１４の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図１６】第２実施形態のミラーアレイの構成、並びに、グループ１１、１２の波長λ１、λ２の光のスポット位置を示す平面図である。
【図１７】第３実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図１８】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図１９】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図２０】図１９の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図２１】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図２２】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図２３】図２２の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図２４】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図２５】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図２６】図２５の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図２７】グループ５０、５１、５２の各ポートの配置を示す、第１レンズアレイ側から見た正面図である。
【図２８】各グループの入出力ポート及び接続ポート、第１レンズアレイ、並びに、第２レンズアレイの配置を示す斜視図である。
【図２９】第４実施形態の分散素子に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【図３０】第４実施形態のミラーアレイの構成を示す、第２レンズ側から見た斜視図である。
【図３１】第５実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図３２】第５実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図３３】図３２の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図３４】第５実施形態のミラーアレイの構成、並びに、グループ１１、１２の波長λ１の光のスポット位置を示す平面図である。
【図３５】従来の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図３６】従来の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図３７】ＡＤＤ型の１０×１の波長選択スイッチの構成を示すブロック図である。
【図３８】ＤＲＯＰ型の１×１０の波長選択スイッチの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る波長選択スイッチの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
以下に説明する波長選択スイッチは、複数の入出力ポートをｍ個のグループに分け、このグループに対応するように、ＭＥＭＳミラーのｍ個のグループをチャネル方向と直交する方向に設け、さらに、分散素子（光分散手段）を通過する箇所が各グループで同一となるように構成している。ここで、ｍは１より大きな整数であり、チャネル方向は分散素子（光分散手段）によって波長多重光が複数の信号波長光に分離される方向である。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の波長選択スイッチ１０１の概念を表すブロック図である。波長選択スイッチ１０１は、１０個の入力ポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、出力ポート１２ｅと、を備える。波長選択スイッチ１０１の内部では、グループ１０の接続ポート１０ｅとグループ１１の接続ポート１１ａが互いに接続され、グループ１１の接続ポート１１ｅとグループ１２の接続ポート１２ａが互いに接続されている。グループ１０、１１、１２はそれぞれ入出力部を構成する。
なお、図１では、入力ポート１０個、出力ポートが１個のＮ×１の波長選択スイッチ（Ｎ＝１０）を示しているが、入力ポートと出力ポートと接続ポートの並び、数量はこの状態で限定されるものではない。
【００２０】
以下、入力ポート１０ａから入力された光が、出力ポート１２ｅに出力される例について説明する。
入力ポート１０ａから入力される光は、１つ以上の波長多重された光であり、出力ポート１２ｅに出力される光も１つ以上の波長多重された光である。入力ポート１０ａから出力ポート１２ｅまでの経路を、（１）入力ポート１０ａから接続ポート１０ｅ、（２）接続ポート１１ａから接続ポート１１ｅ、（３）接続ポート１２ａから出力ポート１２ｅ、の３つに分けて、図２〜１０を参照して説明する。
【００２１】
図２、図５、図８は、波長選択スイッチ１０１の構成を示す側面図である。図３、図６、図９は、波長選択スイッチ１０１の構成を示す上面図である。図４、図７、図１０は、それぞれ、図３、図６、図９の分散素子１６及び第２レンズ１７を拡大して示す図である。
図２〜図４は、入力ポート１０ａから入力された光が、接続ポート１０ｅに集光されるまでの経路を示している。図５〜図７は、接続ポート１０ｅに集光された光が接続ポート１１ａから入力され、接続ポート１１ｅに集光されるまでの経路を示している。図８〜図１０は、接続ポート１１ｅに集光された光が接続ポート１２ａから入力され、出力ポート１２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【００２２】
第１実施形態の波長選択スイッチ１０１は、上述の複数の入出力ポート及び接続ポート、第１レンズアレイ１３、第２レンズアレイ１４、第１レンズ１５、分散素子１６、第２レンズ１７、並びに、ミラーアレイ１８を有している。入力ポート１０ａから入力された波長多重された光は、第１レンズアレイ１３へ進んでいき、入力ポート１０ａに対応した、第１レンズアレイ１３のレンズによって、コリメートされた光となる。第１レンズアレイ１３は、入出力ポート及び接続ポートにそれぞれ対応したレンズを有している。また、図２、図３、図４では入力ポート１０ａのみ、光が入力されている様子を簡略化して示しているが、実際は複数の入力ポートから、波長多重された光が入力されている。
【００２３】
入出力ポート及び接続ポートは、グループ１０、１１、１２の３つに分けられる。グループ１０、１１、１２は接続ポートによって互いに接続されており、各グループは少なくとも１つの接続ポートをそれぞれ有している。
【００２４】
グループ１０は、入力ポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、及び、接続ポート１０ｅが、接続ポート１０ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ１１は、接続ポート１１ａ、入力ポート１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、及び、接続ポート１１ｅが、接続ポート１１ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ１２は、接続ポート１２ａ、入力ポート１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、及び、出力ポート１２ｅが、出力ポート１２ｅを中心に第１方向Ａ１に等間隔で並んだ状態で構成されている。さらに、グループ１０、１１、１２は、この順序で第１方向Ａ１に沿って配置されている。
【００２５】
図２、図３に示すように、第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ１０の複数の入力ポートの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズの光軸と交わる。第２レンズアレイ１４の各レンズの集光位置は、各グループによって異なる位置である。
【００２６】
第２レンズアレイ１４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によってコリメートされ、分散素子１６側へ出ていく。第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズの光軸と、第１レンズ１５の光軸と、は第１方向Ａ１においてずれた位置にある。このため、第１レンズ１５でコリメートされた光束は、分散素子１６に対して、第１方向Ａ１においてε１０だけ斜めに入射する（図２）。グループ１０の複数の入力ポートから分散素子１６に入射する光は、図１１に示すように、入力ポートごとに４つのスポット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとしてそれぞれ入射する。図１１は、分散素子１６に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【００２７】
スポット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄには、グループごとに見ると、グループ１０とは別のグループである、グループ１１及びグループ１２の入力ポートからの光が入射する。具体的には、入力ポート１０ａ、接続ポート１１ａ、１２ａから分散素子１６に入射する光はスポット１６ａとして入射し、入力ポート１０ｂ、１１ｂ、１２ｂから分散素子１６に入射する光はスポット１６ｂとして入射し、入力ポート１０ｃ、１１ｃ、１２ｃから分散素子１６に入射する光はスポット１６ｃとして入射し、入力ポート１０ｄ、１１ｄ、１２ｄから分散素子１６に入射する光はスポット１６ｄとして入射する。
【００２８】
波長選択スイッチ１０１で用いる分散素子１６は、一般的な回折格子構造の素子を用いている。第１レンズ１５からの光束が分散素子１６に入る入射角をα（図３、図６、図９）とすると、分散素子１６より分散される出射角β１０ａは次式（１）で表される。
ｓｉｎβ１０ａ＝［（ｍλ）／（ｄｃｏｓε１０）］−ｓｉｎα ・・・（１）
ここで、
ｍは分散素子１６に用いる回折格子の回折次数、
ｄは分散素子１６に用いる回折格子のピッチ、
λは分散素子１６への入射光の波長、
である。なお、出射角β１０ｂ、β１０ｃ、β１０ｄ、β１０ｅもβ１０ａと同様に上式（１）で表される。出射角β１０ａ、β１０ｂ、β１０ｃ、β１０ｄ、β１０ｅは、分散素子１６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００２９】
分散素子１６は、第１レンズ１５でコリメートされた光を、第２方向Ｂ１において、波長に応じて異なる角度に分散させる。その分散する様子は、図３では簡略化して５つの波長の光のみ示している。分散素子１６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた互いに異なる角度β１０ａ、β１０ｂ、β１０ｃ、β１０ｄ、β１０ｅでそれぞれ進行していく。
なお、分散素子１６は、図２、図３、図４のような透過型の分散素子を例として示しているが反射型を用いても良い。
【００３０】
第２レンズ１７は、焦点距離ｆ１を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子１６と第２レンズ１７は焦点距離ｆ１だけ離れていることが望ましい。これは、分散素子１６と第２レンズ１７とを、焦点距離ｆ１からずれた位置に配置すると、第２レンズ１７から出た各波長の光の角度が波長ごとに異なってしまう為である。つまり、分散素子１６と第２レンズ１７との間隔を焦点距離ｆ１と同一とすると、第２レンズ１７から出た光は波長ごとに一致した方向に進み、ミラーアレイ１８のミラー１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅに向かってそれぞれ進む。分散素子１６により分散された各波長の光は、第２レンズ１７によって、ミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー１９（ミラー１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ）上にそれぞれ集光する。
【００３１】
ミラー１９上で集光する位置は、グループ１０の複数の入力ポートの波長が同一な場合においては、その光が交わる位置である。さらに、第２レンズ１７によって集光される位置は、各グループによって異なる。第２レンズ１７の光軸とミラーアレイ１８が交わる点を中心としたときに第２レンズ１７によって集光される位置の座標Ｘ１０ａ、Ｙ１０は次式（２）、（３）でそれぞれ表される。
Ｘ１０ａ＝ｆ１ｔａｎ（β１０ａ−θｃ） ・・・（２）
Ｙ１０＝ｆ１ｔａｎε１０ ・・・（３）
ここで、
θｃは、図４に示すように、第２レンズ１７の光軸と分散素子１６の法線のなす角である。
なお、Ｘ１０ａは、ミラー１９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ１０ｂ、Ｘ１０ｃ、Ｘ１０ｄ、Ｘ１０ｅはＸ１０ａと同様に上式（２）で表される。
【００３２】
波長選択スイッチ１０１においては、グループによって、少なくとも、第２レンズ１７によって集光される位置が異なるように、ミラーアレイを第１方向Ａ１にグループの数だけ配列している。具体的には、ミラーアレイ１８は、図１２に示すように、第１方向Ａ１に少なくともグループの数だけ、第２方向Ｂ１に少なくとも波長の数だけ配列された複数のミラーを有している。ここで、図１２は、ミラーアレイ１８の構成を示す、第２レンズ１７側から見た斜視図である。このミラーアレイ１８においては、各ミラーはＸ軸を中心に回転するＸθと、Ｙ軸を中心に回転するＹθに回転することが可能である。ここで、Ｘ軸は第２方向Ｂ１、Ｙ軸は第１方向Ａ１に対応している。
【００３３】
分光素子１６によって波長ごとに分散された、グループ１０のλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラー１９ａ〜１９ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって入射方向とは異なった方向に反射される。
【００３４】
ミラーアレイ１８のミラー１９によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ１７に入る。第２レンズ１７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ１７から分散素子１６に向かって進んでいき、分散素子１６の第１方向Ａ１に対してε１０だけ斜めに入射する（図２）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ１７からの光は分散素子１６上の一点に集まり、グループ１０の複数の入力ポートから入力された、ミラーアレイ１８による反射光は、分散素子１６に入射する際、別のグループであるグループ１１及びグループ１２の反射光と同一箇所に入射する。
【００３５】
分散素子１６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によって集光される。この集光位置は、グループ１０の複数の入力ポートから出力された、ミラーアレイ１８による反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００３６】
第１レンズ１５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート１０ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。第１レンズ１５によって集光される位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応した光軸と交わる。接続ポート１０ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は、接続ポート１０ｅに集光される（図２）。
【００３７】
図１に示すように、接続ポート１０ｅと接続ポート１１ａは互いに接続されている。これにより、グループ１０で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ１１の接続ポート１１ａから第１レンズアレイ１３側へ進んでいき、接続ポート１１ａに対応した第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光となる（図５）。
【００３８】
図５、図６に示すように、第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズの光軸と交わる。第２レンズアレイ１４の各レンズの集光位置は各グループによって異なる位置である。
【００３９】
第２レンズアレイ１４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によってコリメートされ、分散素子１６側へ出ていく。グループ１１に対応した第１レンズアレイ１４のレンズの光軸と第１レンズ１５の光軸は一致しており、第１レンズ１５からの光は、分散素子１６に対して第１方向Ａ１に垂直に入射する（図５）。グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａから分散素子１６に入射する光は、図１１に示すように、別のグループであるグループ１０及びグループ１２の対応するポートからの光と同一箇所に入射する。
【００４０】
分散素子１６は、第１レンズ１５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａから分散素子１６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε１１＝０）であるため、分散素子１６より分散される出射角β１１ａは次式（４）より求められる。
ｓｉｎβ１１ａ＝（ｍλ／ｄ）−ｓｉｎα ・・・（４）
なお、出射角β１１ｂ、β１１ｃ、β１１ｄ、β１１ｅもβ１１ａと同様に上式（４）で表される。出射角β１１ａ、β１１ｂ、β１１ｃ、β１１ｄ、β１１ｅは、分散素子１６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００４１】
分散素子１６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度でそれぞれ進行していき、その角度は同じ波長であっても、グループ１０のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図６では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【００４２】
第２レンズ１７は、分散素子１６と第２レンズ１７とが焦点距離ｆ１だけ離れているため、第２レンズ１７から出た光は波長ごとに一致した方向、すなわち、ミラーアレイ１８のミラー２０に向かって進む。分散素子１６により分散された各波長の光は、第２レンズ１７によって、ミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー２０上にそれぞれ集光する。
【００４３】
ミラー２０上で集光する位置は、グループ１１の複数の入力ポート又は接続ポート１１ａの波長が同一な場合において、その光が交わる位置であり、その位置の第２方向Ｂ１の座標Ｘ１１ａは次式（５）で表される。
Ｘ１１ａ＝ｆ１ｔａｎ（β１１ａ−θｃ） ・・・（５）
なお、Ｘ１１ａは、ミラー２０ａ上の集光位置の座標であり、ミラー２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅにそれぞれ対応する、Ｘ１１ｂ、Ｘ１１ｃ、Ｘ１１ｄ、Ｘ１１ｅはＸ１１ａと同様に上式（５）で表される。
【００４４】
上式（５）に示すように、Ｘ座標は１６からの出射角β１１の大きさに依存し、出射角β１１の大きさは、例え同じ波長であっても、グループ１０のときの出射角β１０の大きさと異なる。また、接続ポート１１ａから分散素子１６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε１１＝０）であるため、集光位置の第１方向Ａ１の座標Ｙ１１＝０となる。したがって、第２レンズ１７によって集光されるグループ１１の位置は、Ｘ座標、Ｙ座標ともにグループ１０の場合と異なる。
【００４５】
分光素子１６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラーアレイ１８のミラー２０ａ〜２０ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。ミラー２０ａ〜２０ｒは、その第１方向Ａ１の位置が第２レンズ１７の光軸と交わるように配置されている。
【００４６】
ミラーアレイ１８のミラー２０によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ１７に入る。第２レンズ１７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ１７から分散素子１６に向かって進んでいき、分散素子１６の第１方向Ａ１に対して垂直に入射する（図５）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ１７からの光は分散素子１６上の一点に集まり、グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａから入力された、ミラーアレイ１８からの反射光は、分散素子１６に入射する際、別のグループであるグループ１０及びグループ１２と同一箇所に入射する。
【００４７】
分散素子１６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によって集光される。この集光位置は、グループ１１のミラーアレイ１８からの複数の入力ポート及び接続ポート１１ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００４８】
第１レンズ１５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート１１ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。接続ポート１１ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は接続ポート１１ｅに集光される。
【００４９】
図１に示すように、接続ポート１１ｅと接続ポート１２ａは互いに接続されている。これにより、グループ１１で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ１２の接続ポート１２ａから第１レンズアレイ１３側へ進んでいき、接続ポート１２ａに対応した第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光となる（図８）。
【００５０】
第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ１２の複数の入力ポート及び接続ポート１２ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズの光軸と交わり、各グループによって異なる。
【００５１】
第２レンズアレイ１４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によってコリメートされ、分散素子１６側へ出ていく。第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズの光軸と、第１レンズ１５の光軸と、は第１方向Ａ１においてずれた位置にある。このため、第１レンズ１５によってコリメートされた光は、分散素子１６に対して、第１方向Ａ１においてε１２だけ斜めに入射する（図８）。グループ１２の複数の入力ポート及び接続ポート１２ａから分散素子１６に入射する光は、図１１に示すように、別のグループであるグループ１０及びグループ１１と同一箇所に入射する。
【００５２】
分散素子１６は、第１レンズ１５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。１２の複数の入力ポート及び接続ポート１２ａから分散素子１６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して角度ε１２だけ傾いているため、分散素子１６より分散される出射角β１２は次式（６）より求められる。
ｓｉｎβ１２ａ＝［（ｍλ）／ｄｃｏｓε１２］−ｓｉｎα ・・・（６）
なお、出射角β１２ｂ、β１２ｃ、β１２ｄ、β１２ｅもβ１２ａと同様に上式（６）で表される。出射角β１２ａ、β１２ｂ、β１２ｃ、β１２ｄ、β１２ｅは、分散素子１６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００５３】
分散素子１６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度で進行していき、その角度は同じ波長であっても、ε１２、ε１１、ε１０が互いに同一でないため、グループ１０、１１のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図９では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【００５４】
第２レンズ１７は、焦点距離ｆ１を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子１６との間隔は焦点距離ｆ１と同一である。このため、第２レンズ１７から出た光は、波長ごとに一致した方向にミラーアレイ１８のミラー２１に向かって進んでいく。分散素子１６により分散された各波長の光は、第２レンズ１７によって、ミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー２１上にそれぞれ集光している。この集光位置は、グループ１２の複数の入力ポート又は接続ポート１２ａの波長が同一な場合において、その光が交わる位置であり、その位置のＸ座標は次式（７）で表される。
Ｘ１２ａ＝ｆ１ｔａｎ（β１２ａ−θｃ） ・・・（７）
上式（７）に示すように、Ｘ座標は角度β１２の大きさに依存する。角度β１２の大きさは、例え同じ波長であっても、角度ε１２、ε１１、ε１０が互いに異なるため、β１０、β１１の大きさと異なる。
なお、Ｘ１２ａは、ミラー２０ａ上の集光位置の座標であり、ミラー２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅにそれぞれ対応する、Ｘ１２ｂ、Ｘ１２ｃ、Ｘ１２ｄ、Ｘ１２ｅはＸ１２ａと同様に上式（７）で表される。
【００５５】
また、Ｙ座標は、第２レンズ１７の光軸とミラーアレイ１８が交わる点を中心としたとき、次式（８）より求めることができ、第２レンズ１７によって集光される位置は、ε１２、ε１１、ε１０が互いに異なるためグループごとにＸ座標、Ｙ座標ともに異なる。
Ｙ１２＝ｆ１ｔａｎε１２ ・・・（８）
【００５６】
分光素子１６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラーアレイ１８のミラー２１ａ〜２１ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。
【００５７】
ミラーアレイ１８のミラー２１によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ１７に入る。第２レンズ１７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ１７から分散素子１６に向かって進んでいき、分散素子１６の第１方向Ａ１に対して角度ε１２だけ斜めに入射する（図８）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ１７からの光は分散素子１６上の一点に集まり、グループ１２のミラーアレイ１８からの複数の入力ポート及び接続ポート１２ａによる反射光は、分散素子１６に入射する際、別のグループである１０及び１１と同一箇所に入射する。
【００５８】
分散素子１６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によって集光される。この集光位置は、グループ１２のミラーアレイ１８からの複数の入力ポート及び接続ポート１２ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００５９】
第１レンズ１５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズによってコリメートされ、出力ポート１２ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。出力ポート１２ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は出力ポート１２ｅに集光される。
【００６０】
以上のような構成にすることで、図３５、図３６のような従来の構成である波長選択スイッチ５００を多段にした場合と比べて、第１レンズ１５、分散素子１６、第２レンズ１７を各グループで共通化することができ、コストを大幅に削減できる。また、第１レンズ１５、分散素子１６、第２レンズ１７を共通化することで組み立て時にかかる時間を短縮できる。また、入出力ポート、第１レンズアレイ１３、第２レンズアレイ１４は、多段化構成にして一体化できるため、コストが大幅に軽減できる。
【００６１】
（第２実施形態）
第２実施形態の波長選択スイッチ１０２は、上述の図１〜図１２に示した第１実施形態の波長選択スイッチ１０１の構成について、｜ε１０｜＝｜ε１２｜とし、Ｘ１１ａ．．と、Ｘ１０ｂ．．と、Ｘ１２ｂ．．と、がそれぞれ互いに同一となるように、ε１０を選定している。その他の構成は第１実施形態に係る波長選択スイッチ１０１と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
ここで、図１３は、波長選択スイッチ１０２の構成を示す側面図である。図１４は、波長選択スイッチ１０２の構成を示す上面図である。図１５は、図１４の分散素子１６及び第２レンズ１７を拡大して示す図である。図１３は、入力ポート１０ａから入力された光が、接続ポート１０ｅに集光されるまでの経路、接続ポート１０ｅに集光された光が接続ポート１１ａから入力され、接続ポート１１ｅに集光されるまでの経路、及び、接続ポート１１ｅに集光された光が接続ポート１２ａから入力され、出力ポート１２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【００６３】
グループ１０の複数の入力ポートから入力された光は、ミラーアレイ１８へ波長が分かれた状態で集光される。その集光位置が、第２方向Ｂ１において、グループ１１と比較して波長１個分ずれた状態になるように、ε１０は選定されている。第２実施形態は説明を簡素化するために波長１個分ずらした場合、又は｜ε１０｜＝｜ε１２｜の場合を説明するが、ずらす波長の個数は限定されるものではなく、また、｜ε１０｜＝｜ε１２｜でなくても良い。
【００６４】
具体的には、グループ１０の複数の入力ポートの波長多重された光が分散素子１６へ入射する第１方向Ａ１の角度ε１０は、次式（９）で表される。
ｃｏｓε１０＝λｎ＋１／λｎ ・・・（９）
ただし、λｎ＋１＜λｎであり、λｎは任意の波長であり、λｎ＋１は任意の波長λｎより波長１個分ずらした場合の波長である。
【００６５】
図１６は、ミラーアレイ１８の構成、並びに、グループ１０、１１、１２の波長λ１、λ２の光のスポット位置を示す平面図である。
図１６に示すように、グループ１０の光がミラーアレイ１８に集光する第２方向Ｂ１の位置は、分散素子１６へ入射する第１方向Ａ１の角度ε１１がゼロであるグループ１１の光がミラーアレイ１８に集光する第２方向Ｂ１の位置と比較すると、波長１つ分長波長側にずれている。それに対応してミラー１９ａ〜１９ｒ及びミラー２１ａ〜２１ｒもミラー１つ分長波長側にずれている。つまり、グループ１０及びグループ１２の波長λ２のスポット位置と、グループ１１の波長λ１のスポット位置と、はミラーアレイ１８の第１方向Ａ１に対して同じ位置である。
【００６６】
以上のような構成にすることで、ミラーアレイ１８のミラーピッチは、グループによって差がなくなるため、ミラーアレイ１８を容易に製造することが可能となる。また、波長が１つ分ずれているものの、スポットが第２方向Ｂ１に同じ位置に並んでいるため、組み立て性が容易になる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００６７】
（第３実施形態）
図１７は、第３実施形態に係る波長選択スイッチ１０３の構成を示す上面図である。
第３実施形態の波長選択スイッチ１０３は、上述の図１〜図１２に示した第１実施形態の波長選択スイッチ１０１の第１レンズ１５と第２レンズ１７に代えて反射レンズ２５を用いた場合の応用例である。また、第１実施形態の分散素子１６に代えて、反射型の分散素子２６を用いている。その他の構成は第１実施形態に係る波長選択スイッチ１０１と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
【００６８】
第３実施形態の波長選択スイッチ１０３では、説明を簡素化するために、反射レンズ２５は第１レンズ１５と第２レンズ１７の共通化も行なっているが、共通化の有無を限定するものではない。また、分散素子２６は、図１７のような反射型の分散素子を例として示しているが、第１実施形態のような透過型の分散素子を用いても良い。
【００６９】
反射レンズ２５は、焦点距離ｆ２を有しており、第２レンズアレイ１４からの広がりを持った光束をコリメートして分散素子２６に入射させる。分散素子２６によって波長ごとに異なった角度に分散された光は、反射レンズ２５によってミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー上に集光する。
【００７０】
ミラーアレイ１８の各ミラー上に集光された光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって入射方向とは異なった方向に反射される。ミラーアレイ１８のミラーによって反射された光は、広がりを持った光束の状態で反射レンズ２５に入る。反射レンズ２５に入った各波長の光は、コリメート光となって反射レンズ２５から分散素子２６に向かって進んでいき、分散素子２６に斜めに入射する。分散素子２６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま反射レンズ２５に入り、反射レンズ２５によって集光される。この集光位置は、各グループのミラーアレイ１８からの複数の入力ポートによる反射光が交わる位置であり、その位置はグループごとに異なる。
【００７１】
反射レンズ２５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループに対応したレンズによってコリメートされ、出力ポート又は接続ポートに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。出力ポート又は接続ポートに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は、出力ポート又は接続ポートに集光される。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００７２】
（第４実施形態）
図１８、図２１、図２４は、第４実施形態に係る波長選択スイッチ１０４の構成を示す側面図である。図１９、図２２、図２５は、波長選択スイッチ１０４の構成を示す上面図である。図２０、図２３、図２６は、それぞれ、図１９、図２２、図２５の分散素子５６及び第２レンズ５７を拡大して示す図である。
図１８〜図２０は、入力ポート５０ａから入力された光が、接続ポート５０ｅに集光されるまでの経路を示している。図２１〜図２３は、接続ポート５０ｅに集光された光が接続ポート５１ａから入力され、接続ポート５１ｅに集光されるまでの経路を示している。図２４〜図１０は、接続ポート５１ｅに集光された光が接続ポート５２ａから入力され、出力ポート５２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【００７３】
第４実施形態の波長選択スイッチ１０４は、１０個の入力ポート５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、出力ポート５２ｅと、を備える。波長選択スイッチ１０４の内部では、グループ５０の接続ポート５０ｅとグループ５１の接続ポート５１ａが互いに接続され、グループ５１の接続ポート５１ｅとグループ５２の接続ポート５２ａとが互いに接続されている。入出力ポート及び接続ポートは、グループ５０、５１、５２の３つに分けられる。グループ５０、５１、５２は、接続ポートによって互いに接続されており、各グループは少なくとも１つの接続ポートを有している。また、グループ５０、５１、５２はそれぞれ入出力部を構成する。
【００７４】
また、各グループの入出力ポート及び接続ポートは、入力ポート５０ａ及び接続ポート５１ａ、５２ａを先頭にして、第１方向Ａ１に沿ってアレイ状にそれぞれ配列されている。それぞれのグループの第１方向Ａ１の先頭である、入力ポート５０ａ、接続ポート５１ａ、５２ａは、図２７に示すように、第２方向Ｂ１において３ポート分ずつ順にずらすように並べている。図２７は、グループ５０、５１、５２の各ポートの配置を示す、第１レンズアレイ５３側から見た正面図である。
ここで、第４実施形態の波長選択スイッチでは、各グループの先頭のポートが第１方向Ａ１において３ポート分ずつ順にずれているが、ずれる量、及び、ずれる方向はこれに限定されるものではない。また、それぞれのグループにおいても、入力ポート、出力ポート、及び接続ポートの並び方及び数量はこれに限定されるものではない。
【００７５】
以下、入力ポート５０ａから入力された光が、出力ポート５２ｅに出力される例について説明する。
入力ポート５０ａから入力される光は、１つ以上の波長多重された光であり、出力ポート５２ｅに出力される光においても１つ以上の波長多重された光である。入力ポート５０ａから出力ポート５２ｅまでの経路を、（１）入力ポート５０ａから接続ポート５０ｅ、（２）接続ポート５１ａから接続ポート５１ｅ、（３）接続ポート５２ａから出力ポート５２ｅの３つに分けて、図１８〜２６を参照して説明する。
【００７６】
波長選択スイッチ１０４は、上述の複数の入出力及び接続ポート、第１レンズアレイ５３、第２レンズアレイ５４、第１レンズ５５、分散素子５６、第２レンズ５７、並びに、ミラーアレイ５８を有している。入力ポート５０ａから入力された波長多重された光は、第１レンズアレイ５３へ進んでいき、入力ポート５０ａに対応した、第１レンズアレイ５３のレンズによって、コリメートされた光となる。第１レンズアレイ５３は、入出力ポート及び接続ポートにそれぞれ対応したレンズを有している。また、図１８、図１９、図２０では、入力ポート５０ａのみ、光が入力されている様子を簡略化して示しているが、実際は複数の入力ポートから、波長多重された光が入力されている。
【００７７】
入出力ポート及び接続ポートは、グループ５０、５１、５２の３つに分けられ、グループ５０、５１、５２は接続ポートによって互いに接続されており、各グループは少なくとも１つの接続ポートをそれぞれ有している。
【００７８】
図２７に示すように、グループ５０は、入力ポート５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、及び、接続ポート５０ｅが、接続ポート５０ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ５１は、接続ポート５１ａ、入力ポート５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、及び、接続ポート５１ｅが、接続ポート５１ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ５２は、接続ポート５２ａ、入力ポート５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、及び、出力ポート５２ｅが、出力ポート５２ｅを中心に第１方向Ａ１に等間隔で並んだ状態で構成されている。
【００７９】
図１８、１９に示すように、第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズによって集光される。集光位置Ｐ５０は、図２８に示すように、グループ５０の複数の入力ポートの光が交わる位置である。また、グループ５１、５２において第２レンズアレイ５４のレンズによって集光される位置Ｐ５１、Ｐ５２は、第１方向Ａ１及び第２方向Ｂ１において、位置Ｐ５０と異なる位置にそれぞれ集光する。第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸はグループ５０の集光位置Ｐ５０と交わる。ここで、図２８は、各グループの入出力ポート及び接続ポート、第１レンズアレイ５３、並びに、第２レンズアレイ５４の配置を示す斜視図である。
【００８０】
第２レンズアレイ５４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によってコリメートされ、分散素子５６側へ出ていく。第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸と、第１レンズ５５の光軸と、は第１方向Ａ１及び第２方向Ｂ１においてそれぞれずれた位置にある。このため、第１レンズ５５によってコリメートされた光束は、分散素子５６に対して、第１方向Ａ１においてε５０、第２方向Ｂ１においてα５０だけ斜めに入射する（図１８、図１９）。
【００８１】
グループ５０の複数の入力ポートから分散素子５６に入射する光は、図２９に示すように入力ポートごとに、４つのスポット５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄとしてそれぞれ入射する。図２９は、分散素子１６に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【００８２】
スポット５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄには、グループごとに見ると、グループ５０とは別のグループである、グループ５１及びグループ５２の入力ポートからの光が入射する。具体的には、入力ポート５０ａ、接続ポート５１ａ、５２ａから分散素子５６に入射する光はスポット５６ａとして入射し、入力ポート５０ｂ、５１ｂ、５２ｂから分散素子５６に入射する光はスポット５６ｂとして入射し、入力ポート５０ｃ、５１ｃ、５２ｃから分散素子５６に入射する光はスポット５６ｃとして入射し、入力ポート５０ｄ、５１ｄ、５２ｄから分散素子５６に入射する光はスポット５６ｄとして入射する。
【００８３】
波長選択スイッチ１０４で用いる分散素子５６は、一般的な回折格子構造の素子を用いて構成されている。第１レンズ５５からの光束が分散素子５６に入る入射角をα５０（図１９）とすると、分散素子５６より分散される出射角β５０は次式（１０）で表される。
ｓｉｎβ５０ａ＝（ｍλ／ｄｃｏｓε５０）−ｓｉｎα５０ ・・・（１０）
ここで、
ｍは回折次数、
ｄは回折格子のピッチ、
λは波長、
である。
なお、出射角β５０ｂ、β５０ｃ、β５０ｄ、β５０ｅもβ５０ａと同様に上式（１０）で表される。出射角β５０ａ、β５０ｂ、β５０ｃ、β５０ｄ、β５０ｅは、分散素子５６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００８４】
分散素子５６は、第１レンズ５５でコリメートされた光を、第２方向Ｂ１において、波長に応じて異なる角度に分散させる。その分散する様子は、図１９では簡略化して５つの波長の光のみ図示している。分散素子５６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度β５０ａ、β５０ｂ、β５０ｃ、β５０ｄ、β５１ｅでそれぞれ進行していく。
なお、分散素子５６は、図１８、図１９、図２０のような透過型の分散素子を例として示しているが反射型を用いても良い。
【００８５】
第２レンズ５７は、焦点距離ｆ５を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子５６と第２レンズ５７の間隔は焦点距離ｆ５だけ離れていることが望ましい。これは、分散素子５６と第２レンズ５７とを、焦点距離ｆ５からずれた位置に配置されると、第２レンズ５７から出た各波長の光の角度が波長ごとに異なってしまう為である。つまり、分散素子５６と第２レンズ５７の間隔を焦点距離ｆ５と同一にすると、第２レンズ５７から出た光は波長ごとに一致した方向に進み、ミラーアレイ５８のミラー５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅに向かってそれぞれ進む。分散素子５６により分散された各波長の光は、第２レンズ５７によって、ミラーアレイ５８の各波長に対応したミラー５９（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ）上にそれぞれ集光する。
【００８６】
ミラー５９上で集光する位置は、グループ５０の複数の入力ポートの波長が同一な場合において、その光が交わる位置である。さらに、第２レンズ５７によって集光される位置は、各グループによって異なる。第２レンズ５７の光軸とミラーアレイ５８が交わる点を中心としたときに第２レンズ５７によって集光される位置は、第１方向Ａ１の座標をＹ５０、第２方向Ｂ１の座標をＸ５０とおくと、Ｘ５０は次式（１１）、Ｙ５０は次式（１２）で表される。
Ｘ５０ａ＝ｆ５ｔａｎ（β５０ａ−θｃ） ・・・（１１）
Ｙ５０＝ｆ５ｔａｎε５０ ・・・（１２）
ここで、
θｃは、図２０に示すように、第２レンズ５７の光軸と分散素子５６の法線のなす角である。
なお、Ｘ５０ａは、ミラー５９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ５０ｂ、Ｘ５０ｃ、Ｘ５０ｄ、Ｘ５０ｅはＸ５０ａと同様に上式（１１）で表される。
【００８７】
波長選択スイッチ１０４においては、グループによって、少なくとも、第２レンズ５７によって集光される位置が異なるように、ミラーアレイを第１方向Ａ１にグループの数だけ配置している。具体的には、ミラーアレイ５８は、図３０に示すように、第１方向Ａ１に少なくともグループの数だけ、第２方向Ｂ１に少なくとも波長の数だけ配列された複数のミラーを有している。ここで、図３０は、ミラーアレイ５８の構成を示す、第２レンズ５７側から見た斜視図である。このミラーアレイ５８においては、各ミラーはＸ軸を中心に回転するＸθと、Ｙ軸を中心に回転するＹθに回転することが可能である。ここで、Ｘ軸は第２方向Ｂ１、Ｙ軸は第１方向Ａ１に対応している。
【００８８】
分光素子５６によって波長ごとに分散された、グループ５０のλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラー５９ａ〜５９ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって入射方向とは異なった方向に反射される。
【００８９】
ミラーアレイ５８のミラー５９によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ５７に入る。第２レンズ５７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ５７から分散素子５６に向かって進んでいき、分散素子５６の第１方向Ａ１に対してε５０だけ斜めに入射する（図１８）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ５７からの光は、分散素子５６上の一点に集まり、グループ５０の複数の入力ポートから入力された、ミラーアレイ５８による反射光は、分散素子５６に入射する際、別のグループであるグループ５１及びグループ５２の反射光と同一箇所に入射する。
【００９０】
分散素子５６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によって集光される。この集光位置は、グループ５０の複数の入力ポートから出力された、ミラーアレイ５８による反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００９１】
第１レンズ５５によって集光された光は、第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート５０ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入る。第１レンズ５５によって集光される位置は、第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応した光軸と交わる。接続ポート５０ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入った光は、接続ポート５０ｅに集光される（図１８）。
【００９２】
接続ポート５０ｅと接続ポート５１ａは互いに接続されており、これにより、グループ５０で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ５１の接続ポート５１ａから第１レンズアレイ５３方向に進んでいき、接続ポート５１ａに対応した第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光となる（図２１）。
【００９３】
図２１、図２２に示すように、第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズの光軸と交わる。第２レンズアレイ５４の各レンズの集光位置は各グループによって異なる位置である。
【００９４】
第２レンズアレイ５４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によってコリメートされ、分散素子５６側へ出ていく。グループ５１に対応した第１レンズアレイ５４のレンズの光軸と第１レンズ５５の光軸は一致しており、第１レンズ５５からの光は、分散素子５６に対して、第１方向Ａ１には垂直に入射し（図２１）、第２方向Ｂ１に対してはα５１だけ斜めに入射する（図２２）。グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａから分散素子５６に入射する光は、別のグループであるグループ５０及びグループ５２の対応するポートからの光と同一箇所に入射する。
【００９５】
分散素子５６は、第１レンズ５５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａから分散素子５６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε５１＝０）であるため、分散素子５６より分散される出射角β５１は次式（１３）より求められる。
ｓｉｎβ５１ａ＝（ｍλ／ｄ）−ｓｉｎα５１ ・・・（１３）
なお、出射角β５１ｂ、β５１ｃ、β５１ｄ、β５１ｅもβ５１ａと同様に上式（１３）で表される。出射角β５１ａ、β５１ｂ、β５１ｃ、β５１ｄ、β５１ｅは、分散素子５６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００９６】
分散素子５６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度でそれぞれ進行していき、その角度は同じ波長であっても、グループ５０のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図２２では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【００９７】
第２レンズ５７は、焦点距離ｆ５を有した各グループ共通のレンズである。分散素子５６と第２レンズ５７とが焦点距離ｆ５だけ離れているため、第２レンズ５７から出た光は波長ごとに一致した方向、すなわち、ミラーアレイ５８のミラー６０に向かって進む。分散素子５６により分散された各波長の光は、第２レンズ５７によって、ミラーアレイ５８の各波長に対応したミラー６０上にそれぞれ集光している。
【００９８】
ミラー６０上で集光する位置は、グループ５１の複数の入力ポート又は接続ポート５１ａの波長が同一な場合において、その光が交わる位置であり、その位置は次式（１４）で表される。
Ｘ５１ａ＝ｆ５ｔａｎ（β５１ａ−θｃ） ・・・（１４）
なお、Ｘ５１ａは、ミラー５９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ５１ｂ、Ｘ５１ｃ、Ｘ５１ｄ、Ｘ５１ｅはＸ５１ａと同様に上式（１４）で表される。
【００９９】
上式（１４）に示すように、Ｘ座標は分散素子５６からのβ５１の大きさに依存し、出射角β５１の大きさは、例え同じ波長であっても、グループ５０のときの出射角β５０の大きさと異なる。また、接続ポート５１ａから分散素子５６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε５１＝０）であるため、集光位置の第１方向の座標Ｙ５１＝０となる。したがって、第２レンズ５７によって集光される位置は、Ｘ座標、Ｙ座標ともにグループ５０の場合と異なる。
【０１００】
分光素子５６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラーアレイ５８のミラー６０ａ〜６０ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。ミラー６０ａ〜６０ｒは、その第１方向Ａ１の位置が第２レンズ５７の光軸と交わるように配置されている。
【０１０１】
ミラーアレイ５８のミラー６０によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ５７に入る。第２レンズ５７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ５７から分散素子５６に向かって進んでいき、分散素子５６の第１方向Ａ１に対して垂直に入射する（図２１）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ５７からの光は分散素子５６上の一点に集まり、グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａから入力された、ミラーアレイ５８からの反射光は、分散素子５６に入射する際、別のグループであるグループ５０及びグループ５２と同一箇所に入射する。
【０１０２】
分散素子５６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によって集光される。この集光位置は、グループ５１のミラーアレイ５８からの複数の入力ポート及び接続ポート５１ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【０１０３】
第１レンズ５５によって集光された光は、第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート５１ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入る。接続ポート５１ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入った光は接続ポート５１ｅに集光される。
【０１０４】
接続ポート５１ｅと接続ポート５２ａは互いに接続されており、グループ５１で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ５２の接続ポート５２ａから第１レンズアレイ５３側へ進んでいき、接続ポート５２ａに対応した第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光となる（図２４）。
【０１０５】
第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ５２の複数の入力ポート及び接続ポート５２ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズの光軸と交わり、各グループによって異なる。
【０１０６】
第２レンズアレイ５４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によってコリメートされ、分散素子５６側へ出ていく。第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズの光軸と、第１レンズ５５の光軸と、は第１方向Ａ１及び第２方向Ｂ１において、ずれた位置にある。このため、第１レンズ５５によってコリメートされた光は、分散素子５６に対して、第１方向Ａ１においてε５２、第２方向Ｂ１においてα５２だけ斜めに入射する（図２４、図２５）。グループ５２の複数の入力ポート及び接続ポート５２ａから分散素子５６に入射する光は、図２９に示すように、別のグループであるグループ５０及びグループ５１と同一箇所に入射する。
【０１０７】
分散素子５６は、第１レンズ５５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。グループ５２の複数の入力ポート及び接続ポート５２ａから分散素子５６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対してε５２だけ傾いているため、分散素子５６より分散される出射角β５２は次式（１５）より求められる。
ｓｉｎβ５２ａ＝（ｍλ／ｄｃｏｓε５２）−ｓｉｎα５２ ・・・（１５）
なお、出射角β５２ｂ、β５２ｃ、β５２ｄ、β５２ｅもβ５２ａと同様に上式（１５）で表される。出射角β５２ａ、β５２ｂ、β５２ｃ、β５２ｄ、β５２ｅは、分散素子５６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【０１０８】
分散素子５６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度で進行していき、その角度は同じ波長であっても、ε５２、ε５１、ε５０、α５２、α５１、α５０が互いに同一でないため、グループ５０、５１のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図２５では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【０１０９】
第２レンズ５７は、焦点距離ｆ５を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子５６と第２レンズ５７は焦点距離ｆ５だけ離れている。このため、第２レンズ５７から出た光は、波長ごとに一致した方向に進み、ミラーアレイ５８のミラー６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅに向かってそれぞれ進む。分散素子５６により分散された各波長の光は、第２レンズ５７によって、ミラーアレイ５８の各波長に対応したミラー６１（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）上にそれぞれ集光する。
【０１１０】
ミラー６１上で集光する位置は、グループ５２の複数の入力ポート又は接続ポート５２ａの波長が同一な場合、その光が交わる位置であり、その位置のＸ座標Ｘ５２、Ｙ座標Ｙ５２は次式（１６）、（１７）でそれぞれ表される。
Ｘ５２ａ＝ｆ５ｔａｎ（β５２ａ−θｃ） ・・・（１６）
Ｙ５２＝ｆ５ｔａｎε５２ ・・・（１７）
なお、Ｘ５２ａは、ミラー５９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ５２ｂ、Ｘ５２ｃ、Ｘ５２ｄ、Ｘ５２ｅはＸ５２ａと同様に上式（１６）で表される。
【０１１１】
上式（１６）に示すように、Ｘ座標はβ５２の大きさに依存する。β５２の大きさは、例え同じ波長であっても、ε５２≠ε５１≠ε５０、又は、α５２≠α５１≠α５０であるため、β５０、β５１の大きさと異なる。また、Ｙ座標は式（１７）より求めることができ、第２レンズ５７によって集光される位置は、ε５２≠ε５１≠ε５０であるため、グループごとにＸ座標、Ｙ座標ともに異なる。
【０１１２】
分光素子５６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラー６１ａ〜６１ｒ（図３０）のミラー中心に集光される。これらのミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。
【０１１３】
ミラーアレイ５８のミラー６１によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ５７に入る。第２レンズ５７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ５７から分散素子５６に向かって進んでいき、分散素子５６の第１方向Ａ１に対して角度ε５２だけ斜めに入射する。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ５７からの光は、分散素子５６上の一点に集まり、グループ５２のミラーアレイ５８からの複数の入力ポート及び接続ポート５２ａによる反射光は、分散素子５６に入射する際、別のグループであるグループ５０及びグループ５１と同一箇所に入射する。
【０１１４】
分散素子５６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によって集光される。この集光位置は、グループ５２のミラーアレイ５８からの複数の入力ポート及び接続ポート５２ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【０１１５】
第１レンズ５５によって集光された光は、第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズによってコリメートされ、出力ポート５２ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入る。出力ポート５２ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入った光は出力ポート５２ｅに集光される。
【０１１６】
以上のような構成にすることで、図３５、図３６のような従来の構成である波長選択スイッチ５００を多段にした場合と比べて、第１レンズ５５、分散素子５６、第２レンズ５７を各グループで共通化することができ、コストを大幅に削減できる。また、第１レンズ５５、分散素子５６、第２レンズ５７を共通化することで組み立て時にかかる時間を短縮できる。さらにまた、入出力ポート、第１レンズアレイ５３、第２レンズアレイ５４は、多段化構成にして一体化できるため、コストが大幅に軽減できる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【０１１７】
（第５実施形態）
第５実施形態の波長選択スイッチ１０５は、上述の図１８〜図３０に示した第４実施形態の構成について、｜ε５０｜＝｜ε５２｜、α５０＝α５２とし、Ｘ５０ａ．．と、Ｘ５１ａ．．と、Ｘ５２ａ．．と、がそれぞれ同一となるように、ε５０とα５０の関係を選定している。その他の構成は第４実施形態に係る波長選択スイッチと同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
【０１１８】
ここで、図３１は、波長選択スイッチ１０５の構成を示す側面図である。図３２は、波長選択スイッチ１０５の構成を示す上面図である。図３３は、図３２の分散素子５６及び第２レンズ５７を拡大して示す図である。図３１は、入力ポート５０ａから入力された光が、接続ポート５０ｅに集光されるまでの経路、接続ポート５０ｅに集光された光が接続ポート５１ａから入力され、接続ポート５１ｅに集光されるまでの経路、及び、接続ポート５１ｅに集光された光が接続ポート５２ａから入力され、出力ポート５２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【０１１９】
グループ５０の複数の入力ポートから入力された光は、ミラーアレイ５８の位置で波長が分かれた状態で集光される。この光の第２方向Ｂ１における集光位置と、グループ５１の場合の集光位置と、が互いに一致するように、ε５０とα５０の関係が選定されている。第５実施形態では説明を簡素化するために｜ε５０｜＝｜ε５２｜、α５０＝α５２の場合のみ説明するが、｜ε５０｜＝｜ε５２｜、α５０＝α５２でなくても良い。
【０１２０】
具体的には、グループ５０の複数の入力ポートの波長多重された光は、分散素子５６へ入射する角度α５０、ε５０が次式（１８）で表される関係となるように入射される。
ｓｉｎα５０−ｓｉｎα５１＝（ｍλ／ｄ）［（１／ｃｏｓε５０）−１］ ・・・（１８）
ここで、
ｍは回折次数、
ｄは回折格子のピッチ、
λは波長、
α５１はグループ５１の第２方向Ｂ１の分散素子５６への入射角度、
である。
【０１２１】
第５実施形態では、説明を簡素化するために、α５１として、分散素子５６に入射する第１方向Ａ１に対する角度ε５１がゼロである場合の角度を示しているが、ε５１＝０でなくても良く、その場合のα５０、ε５０との関係式は次式（１９）で表される。
ｓｉｎα５０−ｓｉｎα５１＝（ｍλ／ｄ）［（１／ｃｏｓε５０）−（１／ｃｏｓε５１）］ ・・・（１９）
【０１２２】
α５０、ε５０は、第１レンズ５５の光軸と第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸のズレ量であるＱＸ、ＱＹによって次式（２０）、（２１）のように決定される。
α５０＝ｔａｎ−１（ＱＸ／ｆ６）＋θｄ ・・・（２０）
ε５０＝ｔａｎ−１（ＱＹ／ｆ６） ・・・（２１）
ここで、
ｆ６は第１レンズ５５の焦点距離、
θｄは第１レンズ５５の光軸と分散素子５６の法線がなす角度、
である。
【０１２３】
第５実施形態の波長選択スイッチにおいては、第２レンズアレイ５４の各レンズの光軸をずらすことによって、α５０、ε５０を変化させ、上式（１８）の関係が成り立つようにしている。これにより、グループ５０のミラーアレイ５８に集光するＸ方向の位置が、グループ５１及びグループ５２のミラーアレイ５８に集光するＸ方向の位置と同じ位置になる（図３４）。図３４は、ミラーアレイ５８の構成、並びに、グループ５０、５１、５２の波長λ１の光のスポット位置を示す平面図である。
【０１２４】
このような構成にすることで、ミラーアレイ５８のミラーピッチはグループによって差がなくなり、ミラーアレイ５８を容易に製造することが可能となる。また、スポットが第２方向Ｂ１に同じ位置に並んでいるため、組み立て性が良くなる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第４実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
以上のように、本発明に係る波長選択スイッチは、装置全体に必要なコストを抑えつつポート数を増やしたい場合に有用である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０、１１、１２ グループ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 入力ポート
１０ｅ 接続ポート
１１ａ 接続ポート
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 入力ポート
１１ｅ 接続ポート
１２ａ 接続ポート
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 入力ポート
１２ｅ 出力ポート
１３ 第１レンズアレイ
１４ 第２レンズアレイ
１５ 第１レンズ
１６ 分散素子
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ スポット
１７ 第２レンズ
１８ ミラーアレイ
１９ ミラー
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、・・・、１９ｒ ミラー
２０ ミラー
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、・・・、２０ｒ ミラー
２１ ミラー
２１ａ、・・・、２１ｒ ミラー
２５ 反射レンズ
２６ 分散素子
５０、５１、５２ グループ
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ 入力ポート
５０ｅ 接続ポート
５１ａ 接続ポート
５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 入力ポート
５１ｅ 接続ポート
５２ａ 接続ポート
５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 入力ポート
５２ｅ 出力ポート
５３ 第１レンズアレイ
５４ 第２レンズアレイ
５５ 第１レンズ
５６ 分散素子
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ スポット
５７ 第２レンズ
５８ ミラーアレイ
５９ ミラー
５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、・・・、５９ｒ ミラー
６０ ミラー
６０ａ、・・・、６０ｒ ミラー
６１ ミラー
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、・・・、６１ｒ ミラー
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 波長選択スイッチ
Ａ１ 第１方向
Ｂ１ 第２方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＮ×１の波長選択スイッチの例として、図３５、図３６で用いられている５×１の波長選択スイッチ５００がある。図３５は、従来の波長選択スイッチ５００の構成を示す側面図、図３６は従来の波長選択スイッチ５００の構成を示す上面図である。ここで、Ｎは１より大きな整数である。
【０００３】
波長選択スイッチ５００は、入力ポート５１０ａ〜５１０ｄ、出力ポート５１０ｅ、レンズアレイ５３０、第１レンズ５４０、第２レンズ５５０、分散素子５６０、第３レンズ５７０、及び、複数のミラー５９０ａ〜５９０ｅを有するミラーアレイ５８０で構成されている。この波長選択スイッチ５００では、波長多重された光が、入力ポート５１０ａ〜５１０ｄの任意の入力ポートから入力され、分散素子５６０で分離された波長から任意の波長の光を選択し出力ポート５１０ｅに出力する。図３５、図３６では、入力ポート５１０ａの波長多重された光が出力ポート５１０ｅに出力される様子を示している。
【０００４】
波長選択スイッチはポート数を多くすることが望まれており、Ｎ×１の波長選択スイッチにおいてポート数を多くした場合、任意の入力ポートを出力ポートへ接続するためには、ミラーアレイの各ミラーの振れ角度を増大させる必要が生じる。しかし、ミラーの振れ角には制限があり、この制限により出力ポートに接続される入力ポートの数が決まってしまう。１×Ｎの波長選択スイッチについても、Ｎ×１の場合と同様に、ミラーの振れ角で入力ポートに接続される出力ポートの数が決まる。
【０００５】
このため、従来のＮ×１、又は、１×Ｎの波長選択スイッチでは、ポート数を多くするために、複数の独立したＭ×１、又は１×Ｍの波長選択スイッチを多段に繋ぐことにより、出力ポートに接続される入力ポートの数、及び、入力ポートに接続される出力ポートの数を増やしている。図３７は、ＡＤＤ型の１０×１の波長選択スイッチ６００の構成を示すブロック図、図３８はＤＲＯＰ型の１×１０の波長選択スイッチ８００の構成を示すブロック図である。図３７に示す１０×１の波長選択スイッチ６００では、３個の５×１の波長選択スイッチ５００を３段に繋いで構成して、ポート数を増やしている。また、図３８に示す１×１０の波長選択スイッチ８００では、３個の１×５の波長選択スイッチ７００を多段に繋いで構成して、ポート数を増やしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述のように、従来のＮ×１及び１×Ｎの波長選択スイッチでは、ポート数を増やす為に複数のＭ×１及び１×Ｍの波長選択スイッチを複数個つないで多段にして構成するため、その製造にはＭ×１または１×Ｍで構成される波長選択スイッチの部材が複数個必要となり、組み立て工数もその個数分必要となり、装置全体に必要なコストが高くなってしまう。また、これに加えて、多段で構成すると全体として大きくなり、重量も重くなってしまうという課題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の波長選択スイッチを用いることなく、１つの波長選択スイッチを用いて、ポート数が多い波長選択スイッチを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る波長選択スイッチは、第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、入力部から入力された波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の出力部にスイッチングさせるよう第１方向に信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、を備える波長選択スイッチであって、ｍを整数とするとき、入出力部がｍ個のグループに分かれ、入出力部のｍ個のグループに対応するように光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、光分散手段が、入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る波長選択スイッチにおいて、入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、光分散手段の略同じ位置に入射することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る波長選択スイッチでは、第１方向と直交する第２方向において、異なる信号波長に対応する光偏向素子アレイの位置が、入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一であることが好ましい。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチは、第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、入力部から入力された波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の出力部にスイッチングさせるよう第１方向に信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、を備え、ｍを整数とするとき、入出力部が第１方向と直交する第２方向にｍ個のグループに分かれて配列された波長選択スイッチであって、入出力部のｍ個のグループに対応するように光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、光分散手段が、入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴としている。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチにおいて、入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、光分散手段の略同じ位置に入射することが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチでは、第２方向において、異なる信号波長に対応する光偏向素子アレイの位置が、入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一となることが好ましい。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る波長選択スイッチでは、第２方向において、同一の信号波長に対応する光偏向素子アレイの位置が、入出力部のｍ個のグループのそれぞれのグループによって同一となることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る波長選択スイッチは、コスト、サイズ、及び重量の増加を招くことなく、ポート数を増やすことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の波長選択スイッチの概念を表すブロック図である。
【図２】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図３】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図４】図３の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図５】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図６】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図７】図６の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図８】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図９】第１実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図１０】図９の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図１１】第１実施形態の分散素子に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【図１２】第１実施形態のミラーアレイの構成を示す、第２レンズ側から見た斜視図である。
【図１３】第２実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図１４】第２実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図１５】図１４の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図１６】第２実施形態のミラーアレイの構成、並びに、グループ１１、１２の波長λ１、λ２の光のスポット位置を示す平面図である。
【図１７】第３実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図１８】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図１９】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図２０】図１９の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図２１】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図２２】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図２３】図２２の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図２４】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図２５】第４実施形態に係る波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図２６】図２５の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図２７】グループ５０、５１、５２の各ポートの配置を示す、第１レンズアレイ側から見た正面図である。
【図２８】各グループの入出力ポート及び接続ポート、第１レンズアレイ、並びに、第２レンズアレイの配置を示す斜視図である。
【図２９】第４実施形態の分散素子に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【図３０】第４実施形態のミラーアレイの構成を示す、第２レンズ側から見た斜視図である。
【図３１】第５実施形態の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図３２】第５実施形態の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図３３】図３２の分散素子及び第２レンズを拡大して示す図である。
【図３４】第５実施形態のミラーアレイの構成、並びに、グループ１１、１２の波長λ１の光のスポット位置を示す平面図である。
【図３５】従来の波長選択スイッチの構成を示す側面図である。
【図３６】従来の波長選択スイッチの構成を示す上面図である。
【図３７】ＡＤＤ型の１０×１の波長選択スイッチの構成を示すブロック図である。
【図３８】ＤＲＯＰ型の１×１０の波長選択スイッチの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る波長選択スイッチの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
以下に説明する波長選択スイッチは、複数の入出力ポートをｍ個のグループに分け、このグループに対応するように、ＭＥＭＳミラーのｍ個のグループをチャネル方向と直交する方向に設け、さらに、分散素子（光分散手段）を通過する箇所が各グループで同一となるように構成している。ここで、ｍは１より大きな整数であり、チャネル方向は分散素子（光分散手段）によって波長多重光が複数の信号波長光に分離される方向である。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の波長選択スイッチ１０１の概念を表すブロック図である。波長選択スイッチ１０１は、１０個の入力ポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、出力ポート１２ｅと、を備える。波長選択スイッチ１０１の内部では、グループ１０の接続ポート１０ｅとグループ１１の接続ポート１１ａが互いに接続され、グループ１１の接続ポート１１ｅとグループ１２の接続ポート１２ａが互いに接続されている。グループ１０、１１、１２はそれぞれ入出力部を構成する。
なお、図１では、入力ポート１０個、出力ポートが１個のＮ×１の波長選択スイッチ（Ｎ＝１０）を示しているが、入力ポートと出力ポートと接続ポートの並び、数量はこの状態で限定されるものではない。
【００２０】
以下、入力ポート１０ａから入力された光が、出力ポート１２ｅに出力される例について説明する。
入力ポート１０ａから入力される光は、１つ以上の波長多重された光であり、出力ポート１２ｅに出力される光も１つ以上の波長多重された光である。入力ポート１０ａから出力ポート１２ｅまでの経路を、（１）入力ポート１０ａから接続ポート１０ｅ、（２）接続ポート１１ａから接続ポート１１ｅ、（３）接続ポート１２ａから出力ポート１２ｅ、の３つに分けて、図２〜１０を参照して説明する。
【００２１】
図２、図５、図８は、波長選択スイッチ１０１の構成を示す側面図である。図３、図６、図９は、波長選択スイッチ１０１の構成を示す上面図である。図４、図７、図１０は、それぞれ、図３、図６、図９の分散素子１６及び第２レンズ１７を拡大して示す図である。
図２〜図４は、入力ポート１０ａから入力された光が、接続ポート１０ｅに集光されるまでの経路を示している。図５〜図７は、接続ポート１０ｅに集光された光が接続ポート１１ａから入力され、接続ポート１１ｅに集光されるまでの経路を示している。図８〜図１０は、接続ポート１１ｅに集光された光が接続ポート１２ａから入力され、出力ポート１２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【００２２】
第１実施形態の波長選択スイッチ１０１は、上述の複数の入出力ポート及び接続ポート、第１レンズアレイ１３、第２レンズアレイ１４、第１レンズ１５、分散素子１６、第２レンズ１７、並びに、ミラーアレイ１８を有している。入力ポート１０ａから入力された波長多重された光は、第１レンズアレイ１３へ進んでいき、入力ポート１０ａに対応した、第１レンズアレイ１３のレンズによって、コリメートされた光となる。第１レンズアレイ１３は、入出力ポート及び接続ポートにそれぞれ対応したレンズを有している。また、図２、図３、図４では入力ポート１０ａのみ、光が入力されている様子を簡略化して示しているが、実際は複数の入力ポートから、波長多重された光が入力されている。
【００２３】
入出力ポート及び接続ポートは、グループ１０、１１、１２の３つに分けられる。グループ１０、１１、１２は接続ポートによって互いに接続されており、各グループは少なくとも１つの接続ポートをそれぞれ有している。
【００２４】
グループ１０は、入力ポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、及び、接続ポート１０ｅが、接続ポート１０ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ１１は、接続ポート１１ａ、入力ポート１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、及び、接続ポート１１ｅが、接続ポート１１ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ１２は、接続ポート１２ａ、入力ポート１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、及び、出力ポート１２ｅが、出力ポート１２ｅを中心に第１方向Ａ１に等間隔で並んだ状態で構成されている。さらに、グループ１０、１１、１２は、この順序で第１方向Ａ１に沿って配置されている。
【００２５】
図２、図３に示すように、第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ１０の複数の入力ポートの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズの光軸と交わる。第２レンズアレイ１４の各レンズの集光位置は、各グループによって異なる位置である。
【００２６】
第２レンズアレイ１４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によってコリメートされ、分散素子１６側へ出ていく。第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズの光軸と、第１レンズ１５の光軸と、は第１方向Ａ１においてずれた位置にある。このため、第１レンズ１５でコリメートされた光束は、分散素子１６に対して、第１方向Ａ１においてε１０だけ斜めに入射する（図２）。グループ１０の複数の入力ポートから分散素子１６に入射する光は、図１１に示すように、入力ポートごとに４つのスポット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとしてそれぞれ入射する。図１１は、分散素子１６に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【００２７】
スポット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄには、グループごとに見ると、グループ１０とは別のグループである、グループ１１及びグループ１２の入力ポートからの光が入射する。具体的には、入力ポート１０ａ、接続ポート１１ａ、１２ａから分散素子１６に入射する光はスポット１６ａとして入射し、入力ポート１０ｂ、１１ｂ、１２ｂから分散素子１６に入射する光はスポット１６ｂとして入射し、入力ポート１０ｃ、１１ｃ、１２ｃから分散素子１６に入射する光はスポット１６ｃとして入射し、入力ポート１０ｄ、１１ｄ、１２ｄから分散素子１６に入射する光はスポット１６ｄとして入射する。
【００２８】
波長選択スイッチ１０１で用いる分散素子１６は、一般的な回折格子構造の素子を用いている。第１レンズ１５からの光束が分散素子１６に入る入射角をα（図３、図６、図９）とすると、分散素子１６より分散される出射角β１０ａは次式（１）で表される。
ｓｉｎβ１０ａ＝［（ｍλ）／（ｄｃｏｓε１０）］−ｓｉｎα ・・・（１）
ここで、
ｍは分散素子１６に用いる回折格子の回折次数、
ｄは分散素子１６に用いる回折格子のピッチ、
λは分散素子１６への入射光の波長、
である。なお、出射角β１０ｂ、β１０ｃ、β１０ｄ、β１０ｅもβ１０ａと同様に上式（１）で表される。出射角β１０ａ、β１０ｂ、β１０ｃ、β１０ｄ、β１０ｅは、分散素子１６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００２９】
分散素子１６は、第１レンズ１５でコリメートされた光を、第２方向Ｂ１において、波長に応じて異なる角度に分散させる。その分散する様子は、図３では簡略化して５つの波長の光のみ示している。分散素子１６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた互いに異なる角度β１０ａ、β１０ｂ、β１０ｃ、β１０ｄ、β１０ｅでそれぞれ進行していく。
なお、分散素子１６は、図２、図３、図４のような透過型の分散素子を例として示しているが反射型を用いても良い。
【００３０】
第２レンズ１７は、焦点距離ｆ１を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子１６と第２レンズ１７は焦点距離ｆ１だけ離れていることが望ましい。これは、分散素子１６と第２レンズ１７とを、焦点距離ｆ１からずれた位置に配置すると、第２レンズ１７から出た各波長の光の角度が波長ごとに異なってしまう為である。つまり、分散素子１６と第２レンズ１７との間隔を焦点距離ｆ１と同一とすると、第２レンズ１７から出た光は波長ごとに一致した方向に進み、ミラーアレイ１８のミラー１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅに向かってそれぞれ進む。分散素子１６により分散された各波長の光は、第２レンズ１７によって、ミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー１９（ミラー１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ）上にそれぞれ集光する。
【００３１】
ミラー１９上で集光する位置は、グループ１０の複数の入力ポートの波長が同一な場合においては、その光が交わる位置である。さらに、第２レンズ１７によって集光される位置は、各グループによって異なる。第２レンズ１７の光軸とミラーアレイ１８が交わる点を中心としたときに第２レンズ１７によって集光される位置の座標Ｘ１０ａ、Ｙ１０は次式（２）、（３）でそれぞれ表される。
Ｘ１０ａ＝ｆ１ｔａｎ（β１０ａ−θｃ） ・・・（２）
Ｙ１０＝ｆ１ｔａｎε１０ ・・・（３）
ここで、
θｃは、図４に示すように、第２レンズ１７の光軸と分散素子１６の法線のなす角である。
なお、Ｘ１０ａは、ミラー１９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ１０ｂ、Ｘ１０ｃ、Ｘ１０ｄ、Ｘ１０ｅはＸ１０ａと同様に上式（２）で表される。
【００３２】
波長選択スイッチ１０１においては、グループによって、少なくとも、第２レンズ１７によって集光される位置が異なるように、ミラーアレイを第１方向Ａ１にグループの数だけ配列している。具体的には、ミラーアレイ１８は、図１２に示すように、第１方向Ａ１に少なくともグループの数だけ、第２方向Ｂ１に少なくとも波長の数だけ配列された複数のミラーを有している。ここで、図１２は、ミラーアレイ１８の構成を示す、第２レンズ１７側から見た斜視図である。このミラーアレイ１８においては、各ミラーはＸ軸を中心に回転するＸθと、Ｙ軸を中心に回転するＹθに回転することが可能である。ここで、Ｘ軸は第２方向Ｂ１、Ｙ軸は第１方向Ａ１に対応している。
【００３３】
分光素子１６によって波長ごとに分散された、グループ１０のλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラー１９ａ〜１９ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって入射方向とは異なった方向に反射される。
【００３４】
ミラーアレイ１８のミラー１９によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ１７に入る。第２レンズ１７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ１７から分散素子１６に向かって進んでいき、分散素子１６の第１方向Ａ１に対してε１０だけ斜めに入射する（図２）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ１７からの光は分散素子１６上の一点に集まり、グループ１０の複数の入力ポートから入力された、ミラーアレイ１８による反射光は、分散素子１６に入射する際、別のグループであるグループ１１及びグループ１２の反射光と同一箇所に入射する。
【００３５】
分散素子１６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によって集光される。この集光位置は、グループ１０の複数の入力ポートから出力された、ミラーアレイ１８による反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００３６】
第１レンズ１５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート１０ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。第１レンズ１５によって集光される位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１０に対応した光軸と交わる。接続ポート１０ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は、接続ポート１０ｅに集光される（図２）。
【００３７】
図１に示すように、接続ポート１０ｅと接続ポート１１ａは互いに接続されている。これにより、グループ１０で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ１１の接続ポート１１ａから第１レンズアレイ１３側へ進んでいき、接続ポート１１ａに対応した第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光となる（図５）。
【００３８】
図５、図６に示すように、第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズの光軸と交わる。第２レンズアレイ１４の各レンズの集光位置は各グループによって異なる位置である。
【００３９】
第２レンズアレイ１４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によってコリメートされ、分散素子１６側へ出ていく。グループ１１に対応した第１レンズアレイ１４のレンズの光軸と第１レンズ１５の光軸は一致しており、第１レンズ１５からの光は、分散素子１６に対して第１方向Ａ１に垂直に入射する（図５）。グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａから分散素子１６に入射する光は、図１１に示すように、別のグループであるグループ１０及びグループ１２の対応するポートからの光と同一箇所に入射する。
【００４０】
分散素子１６は、第１レンズ１５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａから分散素子１６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε１１＝０）であるため、分散素子１６より分散される出射角β１１ａは次式（４）より求められる。
ｓｉｎβ１１ａ＝（ｍλ／ｄ）−ｓｉｎα ・・・（４）
なお、出射角β１１ｂ、β１１ｃ、β１１ｄ、β１１ｅもβ１１ａと同様に上式（４）で表される。出射角β１１ａ、β１１ｂ、β１１ｃ、β１１ｄ、β１１ｅは、分散素子１６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００４１】
分散素子１６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度でそれぞれ進行していき、その角度は同じ波長であっても、グループ１０のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図６では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【００４２】
第２レンズ１７は、分散素子１６と第２レンズ１７とが焦点距離ｆ１だけ離れているため、第２レンズ１７から出た光は波長ごとに一致した方向、すなわち、ミラーアレイ１８のミラー２０に向かって進む。分散素子１６により分散された各波長の光は、第２レンズ１７によって、ミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー２０上にそれぞれ集光する。
【００４３】
ミラー２０上で集光する位置は、グループ１１の複数の入力ポート又は接続ポート１１ａの波長が同一な場合において、その光が交わる位置であり、その位置の第２方向Ｂ１の座標Ｘ１１ａは次式（５）で表される。
Ｘ１１ａ＝ｆ１ｔａｎ（β１１ａ−θｃ） ・・・（５）
なお、Ｘ１１ａは、ミラー２０ａ上の集光位置の座標であり、ミラー２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅにそれぞれ対応する、Ｘ１１ｂ、Ｘ１１ｃ、Ｘ１１ｄ、Ｘ１１ｅはＸ１１ａと同様に上式（５）で表される。
【００４４】
上式（５）に示すように、Ｘ座標は１６からの出射角β１１の大きさに依存し、出射角β１１の大きさは、例え同じ波長であっても、グループ１０のときの出射角β１０の大きさと異なる。また、接続ポート１１ａから分散素子１６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε１１＝０）であるため、集光位置の第１方向Ａ１の座標Ｙ１１＝０となる。したがって、第２レンズ１７によって集光されるグループ１１の位置は、Ｘ座標、Ｙ座標ともにグループ１０の場合と異なる。
【００４５】
分光素子１６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラーアレイ１８のミラー２０ａ〜２０ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。ミラー２０ａ〜２０ｒは、その第１方向Ａ１の位置が第２レンズ１７の光軸と交わるように配置されている。
【００４６】
ミラーアレイ１８のミラー２０によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ１７に入る。第２レンズ１７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ１７から分散素子１６に向かって進んでいき、分散素子１６の第１方向Ａ１に対して垂直に入射する（図５）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ１７からの光は分散素子１６上の一点に集まり、グループ１１の複数の入力ポート及び接続ポート１１ａから入力された、ミラーアレイ１８からの反射光は、分散素子１６に入射する際、別のグループであるグループ１０及びグループ１２と同一箇所に入射する。
【００４７】
分散素子１６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によって集光される。この集光位置は、グループ１１のミラーアレイ１８からの複数の入力ポート及び接続ポート１１ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００４８】
第１レンズ１５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループ１１に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート１１ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。接続ポート１１ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は接続ポート１１ｅに集光される。
【００４９】
図１に示すように、接続ポート１１ｅと接続ポート１２ａは互いに接続されている。これにより、グループ１１で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ１２の接続ポート１２ａから第１レンズアレイ１３側へ進んでいき、接続ポート１２ａに対応した第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光となる（図８）。
【００５０】
第１レンズアレイ１３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ１２の複数の入力ポート及び接続ポート１２ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズの光軸と交わり、各グループによって異なる。
【００５１】
第２レンズアレイ１４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によってコリメートされ、分散素子１６側へ出ていく。第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズの光軸と、第１レンズ１５の光軸と、は第１方向Ａ１においてずれた位置にある。このため、第１レンズ１５によってコリメートされた光は、分散素子１６に対して、第１方向Ａ１においてε１２だけ斜めに入射する（図８）。グループ１２の複数の入力ポート及び接続ポート１２ａから分散素子１６に入射する光は、図１１に示すように、別のグループであるグループ１０及びグループ１１と同一箇所に入射する。
【００５２】
分散素子１６は、第１レンズ１５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。１２の複数の入力ポート及び接続ポート１２ａから分散素子１６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して角度ε１２だけ傾いているため、分散素子１６より分散される出射角β１２は次式（６）より求められる。
ｓｉｎβ１２ａ＝［（ｍλ）／ｄｃｏｓε１２］−ｓｉｎα ・・・（６）
なお、出射角β１２ｂ、β１２ｃ、β１２ｄ、β１２ｅもβ１２ａと同様に上式（６）で表される。出射角β１２ａ、β１２ｂ、β１２ｃ、β１２ｄ、β１２ｅは、分散素子１６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００５３】
分散素子１６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度で進行していき、その角度は同じ波長であっても、ε１２、ε１１、ε１０が互いに同一でないため、グループ１０、１１のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図９では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【００５４】
第２レンズ１７は、焦点距離ｆ１を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子１６との間隔は焦点距離ｆ１と同一である。このため、第２レンズ１７から出た光は、波長ごとに一致した方向にミラーアレイ１８のミラー２１に向かって進んでいく。分散素子１６により分散された各波長の光は、第２レンズ１７によって、ミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー２１上にそれぞれ集光している。この集光位置は、グループ１２の複数の入力ポート又は接続ポート１２ａの波長が同一な場合において、その光が交わる位置であり、その位置のＸ座標は次式（７）で表される。
Ｘ１２ａ＝ｆ１ｔａｎ（β１２ａ−θｃ） ・・・（７）
上式（７）に示すように、Ｘ座標は角度β１２の大きさに依存する。角度β１２の大きさは、例え同じ波長であっても、角度ε１２、ε１１、ε１０が互いに異なるため、β１０、β１１の大きさと異なる。
なお、Ｘ１２ａは、ミラー２０ａ上の集光位置の座標であり、ミラー２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅにそれぞれ対応する、Ｘ１２ｂ、Ｘ１２ｃ、Ｘ１２ｄ、Ｘ１２ｅはＸ１２ａと同様に上式（７）で表される。
【００５５】
また、Ｙ座標は、第２レンズ１７の光軸とミラーアレイ１８が交わる点を中心としたとき、次式（８）より求めることができ、第２レンズ１７によって集光される位置は、ε１２、ε１１、ε１０が互いに異なるためグループごとにＸ座標、Ｙ座標ともに異なる。
Ｙ１２＝ｆ１ｔａｎε１２ ・・・（８）
【００５６】
分光素子１６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラーアレイ１８のミラー２１ａ〜２１ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。
【００５７】
ミラーアレイ１８のミラー２１によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ１７に入る。第２レンズ１７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ１７から分散素子１６に向かって進んでいき、分散素子１６の第１方向Ａ１に対して角度ε１２だけ斜めに入射する（図８）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ１７からの光は分散素子１６上の一点に集まり、グループ１２のミラーアレイ１８からの複数の入力ポート及び接続ポート１２ａによる反射光は、分散素子１６に入射する際、別のグループである１０及び１１と同一箇所に入射する。
【００５８】
分散素子１６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ１５に入り、第１レンズ１５によって集光される。この集光位置は、グループ１２のミラーアレイ１８からの複数の入力ポート及び接続ポート１２ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００５９】
第１レンズ１５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループ１２に対応したレンズによってコリメートされ、出力ポート１２ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。出力ポート１２ｅに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は出力ポート１２ｅに集光される。
【００６０】
以上のような構成にすることで、図３５、図３６のような従来の構成である波長選択スイッチ５００を多段にした場合と比べて、第１レンズ１５、分散素子１６、第２レンズ１７を各グループで共通化することができ、コストを大幅に削減できる。また、第１レンズ１５、分散素子１６、第２レンズ１７を共通化することで組み立て時にかかる時間を短縮できる。また、入出力ポート、第１レンズアレイ１３、第２レンズアレイ１４は、多段化構成にして一体化できるため、コストが大幅に軽減できる。
【００６１】
（第２実施形態）
第２実施形態の波長選択スイッチ１０２は、上述の図１〜図１２に示した第１実施形態の波長選択スイッチ１０１の構成について、｜ε１０｜＝｜ε１２｜とし、Ｘ１１ａ．．と、Ｘ１０ｂ．．と、Ｘ１２ｂ．．と、がそれぞれ互いに同一となるように、ε１０を選定している。その他の構成は第１実施形態に係る波長選択スイッチ１０１と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００６２】
ここで、図１３は、波長選択スイッチ１０２の構成を示す側面図である。図１４は、波長選択スイッチ１０２の構成を示す上面図である。図１５は、図１４の分散素子１６及び第２レンズ１７を拡大して示す図である。図１３は、入力ポート１０ａから入力された光が、接続ポート１０ｅに集光されるまでの経路、接続ポート１０ｅに集光された光が接続ポート１１ａから入力され、接続ポート１１ｅに集光されるまでの経路、及び、接続ポート１１ｅに集光された光が接続ポート１２ａから入力され、出力ポート１２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【００６３】
グループ１０の複数の入力ポートから入力された光は、ミラーアレイ１８へ波長が分かれた状態で集光される。その集光位置が、第２方向Ｂ１において、グループ１１と比較して波長１個分ずれた状態になるように、ε１０は選定されている。第２実施形態は説明を簡素化するために波長１個分ずらした場合、又は｜ε１０｜＝｜ε１２｜の場合を説明するが、ずらす波長の個数は限定されるものではなく、また、｜ε１０｜＝｜ε１２｜でなくても良い。
【００６４】
具体的には、グループ１０の複数の入力ポートの波長多重された光が分散素子１６へ入射する第１方向Ａ１の角度ε１０は、次式（９）で表される。
ｃｏｓε１０＝λｎ＋１／λｎ ・・・（９）
ただし、λｎ＋１＜λｎであり、λｎは任意の波長であり、λｎ＋１は任意の波長λｎより波長１個分ずらした場合の波長である。
【００６５】
図１６は、ミラーアレイ１８の構成、並びに、グループ１０、１１、１２の波長λ１、λ２の光のスポット位置を示す平面図である。
図１６に示すように、グループ１０の光がミラーアレイ１８に集光する第２方向Ｂ１の位置は、分散素子１６へ入射する第１方向Ａ１の角度ε１１がゼロであるグループ１１の光がミラーアレイ１８に集光する第２方向Ｂ１の位置と比較すると、波長１つ分長波長側にずれている。それに対応してミラー１９ａ〜１９ｒ及びミラー２１ａ〜２１ｒもミラー１つ分長波長側にずれている。つまり、グループ１０及びグループ１２の波長λ２のスポット位置と、グループ１１の波長λ１のスポット位置と、はミラーアレイ１８の第１方向Ａ１に対して同じ位置である。
【００６６】
以上のような構成にすることで、ミラーアレイ１８のミラーピッチは、グループによって差がなくなるため、ミラーアレイ１８を容易に製造することが可能となる。また、波長が１つ分ずれているものの、スポットが第２方向Ｂ１に同じ位置に並んでいるため、組み立て性が容易になる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００６７】
（第３実施形態）
図１７は、第３実施形態に係る波長選択スイッチ１０３の構成を示す上面図である。
第３実施形態の波長選択スイッチ１０３は、上述の図１〜図１２に示した第１実施形態の波長選択スイッチ１０１の第１レンズ１５と第２レンズ１７に代えて反射レンズ２５を用いた場合の応用例である。また、第１実施形態の分散素子１６に代えて、反射型の分散素子２６を用いている。その他の構成は第１実施形態に係る波長選択スイッチ１０１と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
【００６８】
第３実施形態の波長選択スイッチ１０３では、説明を簡素化するために、反射レンズ２５は第１レンズ１５と第２レンズ１７の共通化も行なっているが、共通化の有無を限定するものではない。また、分散素子２６は、図１７のような反射型の分散素子を例として示しているが、第１実施形態のような透過型の分散素子を用いても良い。
【００６９】
反射レンズ２５は、焦点距離ｆ２を有しており、第２レンズアレイ１４からの広がりを持った光束をコリメートして分散素子２６に入射させる。分散素子２６によって波長ごとに異なった角度に分散された光は、反射レンズ２５によってミラーアレイ１８の各波長に対応したミラー上に集光する。
【００７０】
ミラーアレイ１８の各ミラー上に集光された光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって入射方向とは異なった方向に反射される。ミラーアレイ１８のミラーによって反射された光は、広がりを持った光束の状態で反射レンズ２５に入る。反射レンズ２５に入った各波長の光は、コリメート光となって反射レンズ２５から分散素子２６に向かって進んでいき、分散素子２６に斜めに入射する。分散素子２６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま反射レンズ２５に入り、反射レンズ２５によって集光される。この集光位置は、各グループのミラーアレイ１８からの複数の入力ポートによる反射光が交わる位置であり、その位置はグループごとに異なる。
【００７１】
反射レンズ２５によって集光された光は、第２レンズアレイ１４のグループに対応したレンズによってコリメートされ、出力ポート又は接続ポートに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入る。出力ポート又は接続ポートに対応した第１レンズアレイ１３のレンズに入った光は、出力ポート又は接続ポートに集光される。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００７２】
（第４実施形態）
図１８、図２１、図２４は、第４実施形態に係る波長選択スイッチ１０４の構成を示す側面図である。図１９、図２２、図２５は、波長選択スイッチ１０４の構成を示す上面図である。図２０、図２３、図２６は、それぞれ、図１９、図２２、図２５の分散素子５６及び第２レンズ５７を拡大して示す図である。
図１８〜図２０は、入力ポート５０ａから入力された光が、接続ポート５０ｅに集光されるまでの経路を示している。図２１〜図２３は、接続ポート５０ｅに集光された光が接続ポート５１ａから入力され、接続ポート５１ｅに集光されるまでの経路を示している。図２４〜図１０は、接続ポート５１ｅに集光された光が接続ポート５２ａから入力され、出力ポート５２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【００７３】
第４実施形態の波長選択スイッチ１０４は、１０個の入力ポート５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄと、出力ポート５２ｅと、を備える。波長選択スイッチ１０４の内部では、グループ５０の接続ポート５０ｅとグループ５１の接続ポート５１ａが互いに接続され、グループ５１の接続ポート５１ｅとグループ５２の接続ポート５２ａとが互いに接続されている。入出力ポート及び接続ポートは、グループ５０、５１、５２の３つに分けられる。グループ５０、５１、５２は、接続ポートによって互いに接続されており、各グループは少なくとも１つの接続ポートを有している。また、グループ５０、５１、５２はそれぞれ入出力部を構成する。
【００７４】
また、各グループの入出力ポート及び接続ポートは、入力ポート５０ａ及び接続ポート５１ａ、５２ａを先頭にして、第１方向Ａ１に沿ってアレイ状にそれぞれ配列されている。それぞれのグループの第１方向Ａ１の先頭である、入力ポート５０ａ、接続ポート５１ａ、５２ａは、図２７に示すように、第２方向Ｂ１において３ポート分ずつ順にずらすように並べている。図２７は、グループ５０、５１、５２の各ポートの配置を示す、第１レンズアレイ５３側から見た正面図である。
ここで、第４実施形態の波長選択スイッチでは、各グループの先頭のポートが第１方向Ａ１において３ポート分ずつ順にずれているが、ずれる量、及び、ずれる方向はこれに限定されるものではない。また、それぞれのグループにおいても、入力ポート、出力ポート、及び接続ポートの並び方及び数量はこれに限定されるものではない。
【００７５】
以下、入力ポート５０ａから入力された光が、出力ポート５２ｅに出力される例について説明する。
入力ポート５０ａから入力される光は、１つ以上の波長多重された光であり、出力ポート５２ｅに出力される光においても１つ以上の波長多重された光である。入力ポート５０ａから出力ポート５２ｅまでの経路を、（１）入力ポート５０ａから接続ポート５０ｅ、（２）接続ポート５１ａから接続ポート５１ｅ、（３）接続ポート５２ａから出力ポート５２ｅの３つに分けて、図１８〜２６を参照して説明する。
【００７６】
波長選択スイッチ１０４は、上述の複数の入出力及び接続ポート、第１レンズアレイ５３、第２レンズアレイ５４、第１レンズ５５、分散素子５６、第２レンズ５７、並びに、ミラーアレイ５８を有している。入力ポート５０ａから入力された波長多重された光は、第１レンズアレイ５３へ進んでいき、入力ポート５０ａに対応した、第１レンズアレイ５３のレンズによって、コリメートされた光となる。第１レンズアレイ５３は、入出力ポート及び接続ポートにそれぞれ対応したレンズを有している。また、図１８、図１９、図２０では、入力ポート５０ａのみ、光が入力されている様子を簡略化して示しているが、実際は複数の入力ポートから、波長多重された光が入力されている。
【００７７】
入出力ポート及び接続ポートは、グループ５０、５１、５２の３つに分けられ、グループ５０、５１、５２は接続ポートによって互いに接続されており、各グループは少なくとも１つの接続ポートをそれぞれ有している。
【００７８】
図２７に示すように、グループ５０は、入力ポート５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、及び、接続ポート５０ｅが、接続ポート５０ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ５１は、接続ポート５１ａ、入力ポート５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、及び、接続ポート５１ｅが、接続ポート５１ｅを中心に第１方向Ａ１に沿って等間隔で並んだ状態で構成されている。グループ５２は、接続ポート５２ａ、入力ポート５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、及び、出力ポート５２ｅが、出力ポート５２ｅを中心に第１方向Ａ１に等間隔で並んだ状態で構成されている。
【００７９】
図１８、１９に示すように、第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズによって集光される。集光位置Ｐ５０は、図２８に示すように、グループ５０の複数の入力ポートの光が交わる位置である。また、グループ５１、５２において第２レンズアレイ５４のレンズによって集光される位置Ｐ５１、Ｐ５２は、第１方向Ａ１及び第２方向Ｂ１において、位置Ｐ５０と異なる位置にそれぞれ集光する。第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸はグループ５０の集光位置Ｐ５０と交わる。ここで、図２８は、各グループの入出力ポート及び接続ポート、第１レンズアレイ５３、並びに、第２レンズアレイ５４の配置を示す斜視図である。
【００８０】
第２レンズアレイ５４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によってコリメートされ、分散素子５６側へ出ていく。第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸と、第１レンズ５５の光軸と、は第１方向Ａ１及び第２方向Ｂ１においてそれぞれずれた位置にある。このため、第１レンズ５５によってコリメートされた光束は、分散素子５６に対して、第１方向Ａ１においてε５０、第２方向Ｂ１においてα５０だけ斜めに入射する（図１８、図１９）。
【００８１】
グループ５０の複数の入力ポートから分散素子５６に入射する光は、図２９に示すように入力ポートごとに、４つのスポット５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄとしてそれぞれ入射する。図２９は、分散素子１６に入射する光によって形成されるスポットを示す斜視図である。
【００８２】
スポット５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄには、グループごとに見ると、グループ５０とは別のグループである、グループ５１及びグループ５２の入力ポートからの光が入射する。具体的には、入力ポート５０ａ、接続ポート５１ａ、５２ａから分散素子５６に入射する光はスポット５６ａとして入射し、入力ポート５０ｂ、５１ｂ、５２ｂから分散素子５６に入射する光はスポット５６ｂとして入射し、入力ポート５０ｃ、５１ｃ、５２ｃから分散素子５６に入射する光はスポット５６ｃとして入射し、入力ポート５０ｄ、５１ｄ、５２ｄから分散素子５６に入射する光はスポット５６ｄとして入射する。
【００８３】
波長選択スイッチ１０４で用いる分散素子５６は、一般的な回折格子構造の素子を用いて構成されている。第１レンズ５５からの光束が分散素子５６に入る入射角をα５０（図１９）とすると、分散素子５６より分散される出射角β５０は次式（１０）で表される。
ｓｉｎβ５０ａ＝（ｍλ／ｄｃｏｓε５０）−ｓｉｎα５０ ・・・（１０）
ここで、
ｍは回折次数、
ｄは回折格子のピッチ、
λは波長、
である。
なお、出射角β５０ｂ、β５０ｃ、β５０ｄ、β５０ｅもβ５０ａと同様に上式（１０）で表される。出射角β５０ａ、β５０ｂ、β５０ｃ、β５０ｄ、β５０ｅは、分散素子５６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００８４】
分散素子５６は、第１レンズ５５でコリメートされた光を、第２方向Ｂ１において、波長に応じて異なる角度に分散させる。その分散する様子は、図１９では簡略化して５つの波長の光のみ図示している。分散素子５６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度β５０ａ、β５０ｂ、β５０ｃ、β５０ｄ、β５１ｅでそれぞれ進行していく。
なお、分散素子５６は、図１８、図１９、図２０のような透過型の分散素子を例として示しているが反射型を用いても良い。
【００８５】
第２レンズ５７は、焦点距離ｆ５を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子５６と第２レンズ５７の間隔は焦点距離ｆ５だけ離れていることが望ましい。これは、分散素子５６と第２レンズ５７とを、焦点距離ｆ５からずれた位置に配置されると、第２レンズ５７から出た各波長の光の角度が波長ごとに異なってしまう為である。つまり、分散素子５６と第２レンズ５７の間隔を焦点距離ｆ５と同一にすると、第２レンズ５７から出た光は波長ごとに一致した方向に進み、ミラーアレイ５８のミラー５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅに向かってそれぞれ進む。分散素子５６により分散された各波長の光は、第２レンズ５７によって、ミラーアレイ５８の各波長に対応したミラー５９（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ）上にそれぞれ集光する。
【００８６】
ミラー５９上で集光する位置は、グループ５０の複数の入力ポートの波長が同一な場合において、その光が交わる位置である。さらに、第２レンズ５７によって集光される位置は、各グループによって異なる。第２レンズ５７の光軸とミラーアレイ５８が交わる点を中心としたときに第２レンズ５７によって集光される位置は、第１方向Ａ１の座標をＹ５０、第２方向Ｂ１の座標をＸ５０とおくと、Ｘ５０は次式（１１）、Ｙ５０は次式（１２）で表される。
Ｘ５０ａ＝ｆ５ｔａｎ（β５０ａ−θｃ） ・・・（１１）
Ｙ５０＝ｆ５ｔａｎε５０ ・・・（１２）
ここで、
θｃは、図２０に示すように、第２レンズ５７の光軸と分散素子５６の法線のなす角である。
なお、Ｘ５０ａは、ミラー５９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ５０ｂ、Ｘ５０ｃ、Ｘ５０ｄ、Ｘ５０ｅはＸ５０ａと同様に上式（１１）で表される。
【００８７】
波長選択スイッチ１０４においては、グループによって、少なくとも、第２レンズ５７によって集光される位置が異なるように、ミラーアレイを第１方向Ａ１にグループの数だけ配置している。具体的には、ミラーアレイ５８は、図３０に示すように、第１方向Ａ１に少なくともグループの数だけ、第２方向Ｂ１に少なくとも波長の数だけ配列された複数のミラーを有している。ここで、図３０は、ミラーアレイ５８の構成を示す、第２レンズ５７側から見た斜視図である。このミラーアレイ５８においては、各ミラーはＸ軸を中心に回転するＸθと、Ｙ軸を中心に回転するＹθに回転することが可能である。ここで、Ｘ軸は第２方向Ｂ１、Ｙ軸は第１方向Ａ１に対応している。
【００８８】
分光素子５６によって波長ごとに分散された、グループ５０のλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラー５９ａ〜５９ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって入射方向とは異なった方向に反射される。
【００８９】
ミラーアレイ５８のミラー５９によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ５７に入る。第２レンズ５７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ５７から分散素子５６に向かって進んでいき、分散素子５６の第１方向Ａ１に対してε５０だけ斜めに入射する（図１８）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ５７からの光は、分散素子５６上の一点に集まり、グループ５０の複数の入力ポートから入力された、ミラーアレイ５８による反射光は、分散素子５６に入射する際、別のグループであるグループ５１及びグループ５２の反射光と同一箇所に入射する。
【００９０】
分散素子５６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によって集光される。この集光位置は、グループ５０の複数の入力ポートから出力された、ミラーアレイ５８による反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【００９１】
第１レンズ５５によって集光された光は、第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート５０ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入る。第１レンズ５５によって集光される位置は、第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応した光軸と交わる。接続ポート５０ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入った光は、接続ポート５０ｅに集光される（図１８）。
【００９２】
接続ポート５０ｅと接続ポート５１ａは互いに接続されており、これにより、グループ５０で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ５１の接続ポート５１ａから第１レンズアレイ５３方向に進んでいき、接続ポート５１ａに対応した第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光となる（図２１）。
【００９３】
図２１、図２２に示すように、第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズの光軸と交わる。第２レンズアレイ５４の各レンズの集光位置は各グループによって異なる位置である。
【００９４】
第２レンズアレイ５４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によってコリメートされ、分散素子５６側へ出ていく。グループ５１に対応した第１レンズアレイ５４のレンズの光軸と第１レンズ５５の光軸は一致しており、第１レンズ５５からの光は、分散素子５６に対して、第１方向Ａ１には垂直に入射し（図２１）、第２方向Ｂ１に対してはα５１だけ斜めに入射する（図２２）。グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａから分散素子５６に入射する光は、別のグループであるグループ５０及びグループ５２の対応するポートからの光と同一箇所に入射する。
【００９５】
分散素子５６は、第１レンズ５５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａから分散素子５６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε５１＝０）であるため、分散素子５６より分散される出射角β５１は次式（１３）より求められる。
ｓｉｎβ５１ａ＝（ｍλ／ｄ）−ｓｉｎα５１ ・・・（１３）
なお、出射角β５１ｂ、β５１ｃ、β５１ｄ、β５１ｅもβ５１ａと同様に上式（１３）で表される。出射角β５１ａ、β５１ｂ、β５１ｃ、β５１ｄ、β５１ｅは、分散素子５６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【００９６】
分散素子５６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度でそれぞれ進行していき、その角度は同じ波長であっても、グループ５０のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図２２では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【００９７】
第２レンズ５７は、焦点距離ｆ５を有した各グループ共通のレンズである。分散素子５６と第２レンズ５７とが焦点距離ｆ５だけ離れているため、第２レンズ５７から出た光は波長ごとに一致した方向、すなわち、ミラーアレイ５８のミラー６０に向かって進む。分散素子５６により分散された各波長の光は、第２レンズ５７によって、ミラーアレイ５８の各波長に対応したミラー６０上にそれぞれ集光している。
【００９８】
ミラー６０上で集光する位置は、グループ５１の複数の入力ポート又は接続ポート５１ａの波長が同一な場合において、その光が交わる位置であり、その位置は次式（１４）で表される。
Ｘ５１ａ＝ｆ５ｔａｎ（β５１ａ−θｃ） ・・・（１４）
なお、Ｘ５１ａは、ミラー５９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ５１ｂ、Ｘ５１ｃ、Ｘ５１ｄ、Ｘ５１ｅはＸ５１ａと同様に上式（１４）で表される。
【００９９】
上式（１４）に示すように、Ｘ座標は分散素子５６からのβ５１の大きさに依存し、出射角β５１の大きさは、例え同じ波長であっても、グループ５０のときの出射角β５０の大きさと異なる。また、接続ポート５１ａから分散素子５６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対して垂直（ε５１＝０）であるため、集光位置の第１方向の座標Ｙ５１＝０となる。したがって、第２レンズ５７によって集光される位置は、Ｘ座標、Ｙ座標ともにグループ５０の場合と異なる。
【０１００】
分光素子５６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラーアレイ５８のミラー６０ａ〜６０ｒのミラー中心に集光される。ミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。ミラー６０ａ〜６０ｒは、その第１方向Ａ１の位置が第２レンズ５７の光軸と交わるように配置されている。
【０１０１】
ミラーアレイ５８のミラー６０によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ５７に入る。第２レンズ５７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ５７から分散素子５６に向かって進んでいき、分散素子５６の第１方向Ａ１に対して垂直に入射する（図２１）。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ５７からの光は分散素子５６上の一点に集まり、グループ５１の複数の入力ポート及び接続ポート５１ａから入力された、ミラーアレイ５８からの反射光は、分散素子５６に入射する際、別のグループであるグループ５０及びグループ５２と同一箇所に入射する。
【０１０２】
分散素子５６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によって集光される。この集光位置は、グループ５１のミラーアレイ５８からの複数の入力ポート及び接続ポート５１ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【０１０３】
第１レンズ５５によって集光された光は、第２レンズアレイ５４のグループ５１に対応したレンズによってコリメートされ、接続ポート５１ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入る。接続ポート５１ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入った光は接続ポート５１ｅに集光される。
【０１０４】
接続ポート５１ｅと接続ポート５２ａは互いに接続されており、グループ５１で波長を合波もしくは分波された光は、１つ以上の波長多重された光となって、グループ５２の接続ポート５２ａから第１レンズアレイ５３側へ進んでいき、接続ポート５２ａに対応した第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光となる（図２４）。
【０１０５】
第１レンズアレイ５３のレンズによってコリメートされた光は、第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズによって集光される。この集光位置は、グループ５２の複数の入力ポート及び接続ポート５２ａの光が交わる位置である。また、この集光位置は、第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズの光軸と交わり、各グループによって異なる。
【０１０６】
第２レンズアレイ５４によって集光された光は、広がりを持った光束の状態で各グループ共通のレンズである第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によってコリメートされ、分散素子５６側へ出ていく。第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズの光軸と、第１レンズ５５の光軸と、は第１方向Ａ１及び第２方向Ｂ１において、ずれた位置にある。このため、第１レンズ５５によってコリメートされた光は、分散素子５６に対して、第１方向Ａ１においてε５２、第２方向Ｂ１においてα５２だけ斜めに入射する（図２４、図２５）。グループ５２の複数の入力ポート及び接続ポート５２ａから分散素子５６に入射する光は、図２９に示すように、別のグループであるグループ５０及びグループ５１と同一箇所に入射する。
【０１０７】
分散素子５６は、第１レンズ５５でコリメートされた光を第２方向Ｂ１に波長に応じて異なる角度に分散させる。グループ５２の複数の入力ポート及び接続ポート５２ａから分散素子５６に入射する角度は、第１方向Ａ１に対してε５２だけ傾いているため、分散素子５６より分散される出射角β５２は次式（１５）より求められる。
ｓｉｎβ５２ａ＝（ｍλ／ｄｃｏｓε５２）−ｓｉｎα５２ ・・・（１５）
なお、出射角β５２ｂ、β５２ｃ、β５２ｄ、β５２ｅもβ５２ａと同様に上式（１５）で表される。出射角β５２ａ、β５２ｂ、β５２ｃ、β５２ｄ、β５２ｅは、分散素子５６の出射面の法線に対する第２方向Ｂ１の角度である。
【０１０８】
分散素子５６に入る波長多重された光は、第２方向Ｂ１において、各波長に応じた異なる角度で進行していき、その角度は同じ波長であっても、ε５２、ε５１、ε５０、α５２、α５１、α５０が互いに同一でないため、グループ５０、５１のときの場合の角度とは異なる。その分散する様子は図２５では簡略化して５つの波長のみ図示している。
【０１０９】
第２レンズ５７は、焦点距離ｆ５を有した各グループ共通のレンズであり、分散素子５６と第２レンズ５７は焦点距離ｆ５だけ離れている。このため、第２レンズ５７から出た光は、波長ごとに一致した方向に進み、ミラーアレイ５８のミラー６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅに向かってそれぞれ進む。分散素子５６により分散された各波長の光は、第２レンズ５７によって、ミラーアレイ５８の各波長に対応したミラー６１（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ）上にそれぞれ集光する。
【０１１０】
ミラー６１上で集光する位置は、グループ５２の複数の入力ポート又は接続ポート５２ａの波長が同一な場合、その光が交わる位置であり、その位置のＸ座標Ｘ５２、Ｙ座標Ｙ５２は次式（１６）、（１７）でそれぞれ表される。
Ｘ５２ａ＝ｆ５ｔａｎ（β５２ａ−θｃ） ・・・（１６）
Ｙ５２＝ｆ５ｔａｎε５２ ・・・（１７）
なお、Ｘ５２ａは、ミラー５９ａ上の集光位置の座標であり、ミラー５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅにそれぞれ対応する、Ｘ５２ｂ、Ｘ５２ｃ、Ｘ５２ｄ、Ｘ５２ｅはＸ５２ａと同様に上式（１６）で表される。
【０１１１】
上式（１６）に示すように、Ｘ座標はβ５２の大きさに依存する。β５２の大きさは、例え同じ波長であっても、ε５２≠ε５１≠ε５０、又は、α５２≠α５１≠α５０であるため、β５０、β５１の大きさと異なる。また、Ｙ座標は式（１７）より求めることができ、第２レンズ５７によって集光される位置は、ε５２≠ε５１≠ε５０であるため、グループごとにＸ座標、Ｙ座標ともに異なる。
【０１１２】
分光素子５６によって波長ごとに分散されたλ１〜λ１８の波長の光は、それぞれに対応したミラー６１ａ〜６１ｒ（図３０）のミラー中心に集光される。これらのミラー上に集光される光は、ミラーの反射面に対して斜めに入射し、ミラーによって、入射方向とは異なった方向に反射される。
【０１１３】
ミラーアレイ５８のミラー６１によって反射された光は、広がりを持った光束の状態で第２レンズ５７に入る。第２レンズ５７に入った各波長の光は、コリメート光となって第２レンズ５７から分散素子５６に向かって進んでいき、分散素子５６の第１方向Ａ１に対して角度ε５２だけ斜めに入射する。各ミラーの回転角が同じ場合、第２レンズ５７からの光は、分散素子５６上の一点に集まり、グループ５２のミラーアレイ５８からの複数の入力ポート及び接続ポート５２ａによる反射光は、分散素子５６に入射する際、別のグループであるグループ５０及びグループ５１と同一箇所に入射する。
【０１１４】
分散素子５６によって波長多重された光は、コリメート状態を保ったまま第１レンズ５５に入り、第１レンズ５５によって集光される。この集光位置は、グループ５２のミラーアレイ５８からの複数の入力ポート及び接続ポート５２ａによる反射光が交わる位置であり、その位置は第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズの光軸と交わる位置である。
【０１１５】
第１レンズ５５によって集光された光は、第２レンズアレイ５４のグループ５２に対応したレンズによってコリメートされ、出力ポート５２ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入る。出力ポート５２ｅに対応した第１レンズアレイ５３のレンズに入った光は出力ポート５２ｅに集光される。
【０１１６】
以上のような構成にすることで、図３５、図３６のような従来の構成である波長選択スイッチ５００を多段にした場合と比べて、第１レンズ５５、分散素子５６、第２レンズ５７を各グループで共通化することができ、コストを大幅に削減できる。また、第１レンズ５５、分散素子５６、第２レンズ５７を共通化することで組み立て時にかかる時間を短縮できる。さらにまた、入出力ポート、第１レンズアレイ５３、第２レンズアレイ５４は、多段化構成にして一体化できるため、コストが大幅に軽減できる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【０１１７】
（第５実施形態）
第５実施形態の波長選択スイッチ１０５は、上述の図１８〜図３０に示した第４実施形態の構成について、｜ε５０｜＝｜ε５２｜、α５０＝α５２とし、Ｘ５０ａ．．と、Ｘ５１ａ．．と、Ｘ５２ａ．．と、がそれぞれ同一となるように、ε５０とα５０の関係を選定している。その他の構成は第４実施形態に係る波長選択スイッチと同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用する。
【０１１８】
ここで、図３１は、波長選択スイッチ１０５の構成を示す側面図である。図３２は、波長選択スイッチ１０５の構成を示す上面図である。図３３は、図３２の分散素子５６及び第２レンズ５７を拡大して示す図である。図３１は、入力ポート５０ａから入力された光が、接続ポート５０ｅに集光されるまでの経路、接続ポート５０ｅに集光された光が接続ポート５１ａから入力され、接続ポート５１ｅに集光されるまでの経路、及び、接続ポート５１ｅに集光された光が接続ポート５２ａから入力され、出力ポート５２ｅに集光されるまでの経路を示している。
【０１１９】
グループ５０の複数の入力ポートから入力された光は、ミラーアレイ５８の位置で波長が分かれた状態で集光される。この光の第２方向Ｂ１における集光位置と、グループ５１の場合の集光位置と、が互いに一致するように、ε５０とα５０の関係が選定されている。第５実施形態では説明を簡素化するために｜ε５０｜＝｜ε５２｜、α５０＝α５２の場合のみ説明するが、｜ε５０｜＝｜ε５２｜、α５０＝α５２でなくても良い。
【０１２０】
具体的には、グループ５０の複数の入力ポートの波長多重された光は、分散素子５６へ入射する角度α５０、ε５０が次式（１８）で表される関係となるように入射される。
ｓｉｎα５０−ｓｉｎα５１＝（ｍλ／ｄ）［（１／ｃｏｓε５０）−１］ ・・・（１８）
ここで、
ｍは回折次数、
ｄは回折格子のピッチ、
λは波長、
α５１はグループ５１の第２方向Ｂ１の分散素子５６への入射角度、
である。
【０１２１】
第５実施形態では、説明を簡素化するために、α５１として、分散素子５６に入射する第１方向Ａ１に対する角度ε５１がゼロである場合の角度を示しているが、ε５１＝０でなくても良く、その場合のα５０、ε５０との関係式は次式（１９）で表される。
ｓｉｎα５０−ｓｉｎα５１＝（ｍλ／ｄ）［（１／ｃｏｓε５０）−（１／ｃｏｓε５１）］ ・・・（１９）
【０１２２】
α５０、ε５０は、第１レンズ５５の光軸と第２レンズアレイ５４のグループ５０に対応したレンズの光軸のズレ量であるＱＸ、ＱＹによって次式（２０）、（２１）のように決定される。
α５０＝ｔａｎ−１（ＱＸ／ｆ６）＋θｄ ・・・（２０）
ε５０＝ｔａｎ−１（ＱＹ／ｆ６） ・・・（２１）
ここで、
ｆ６は第１レンズ５５の焦点距離、
θｄは第１レンズ５５の光軸と分散素子５６の法線がなす角度、
である。
【０１２３】
第５実施形態の波長選択スイッチにおいては、第２レンズアレイ５４の各レンズの光軸をずらすことによって、α５０、ε５０を変化させ、上式（１８）の関係が成り立つようにしている。これにより、グループ５０のミラーアレイ５８に集光するＸ方向の位置が、グループ５１及びグループ５２のミラーアレイ５８に集光するＸ方向の位置と同じ位置になる（図３４）。図３４は、ミラーアレイ５８の構成、並びに、グループ５０、５１、５２の波長λ１の光のスポット位置を示す平面図である。
【０１２４】
このような構成にすることで、ミラーアレイ５８のミラーピッチはグループによって差がなくなり、ミラーアレイ５８を容易に製造することが可能となる。また、スポットが第２方向Ｂ１に同じ位置に並んでいるため、組み立て性が良くなる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第４実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
以上のように、本発明に係る波長選択スイッチは、装置全体に必要なコストを抑えつつポート数を増やしたい場合に有用である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０、１１、１２ グループ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 入力ポート
１０ｅ 接続ポート
１１ａ 接続ポート
１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 入力ポート
１１ｅ 接続ポート
１２ａ 接続ポート
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 入力ポート
１２ｅ 出力ポート
１３ 第１レンズアレイ
１４ 第２レンズアレイ
１５ 第１レンズ
１６ 分散素子
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ スポット
１７ 第２レンズ
１８ ミラーアレイ
１９ ミラー
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、・・・、１９ｒ ミラー
２０ ミラー
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、・・・、２０ｒ ミラー
２１ ミラー
２１ａ、・・・、２１ｒ ミラー
２５ 反射レンズ
２６ 分散素子
５０、５１、５２ グループ
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ 入力ポート
５０ｅ 接続ポート
５１ａ 接続ポート
５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 入力ポート
５１ｅ 接続ポート
５２ａ 接続ポート
５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 入力ポート
５２ｅ 出力ポート
５３ 第１レンズアレイ
５４ 第２レンズアレイ
５５ 第１レンズ
５６ 分散素子
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ スポット
５７ 第２レンズ
５８ ミラーアレイ
５９ ミラー
５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、・・・、５９ｒ ミラー
６０ ミラー
６０ａ、・・・、６０ｒ ミラー
６１ ミラー
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、・・・、６１ｒ ミラー
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 波長選択スイッチ
Ａ１ 第１方向
Ｂ１ 第２方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、
前記入力部から入力された前記波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、
前記信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、
前記集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の前記出力部にスイッチングさせるよう前記第１方向に前記信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、
を備える波長選択スイッチであって、
ｍを整数とするとき、前記入出力部がｍ個のグループに分かれ、前記入出力部のｍ個のグループに対応するように前記光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、
前記光分散手段が、前記入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
前記入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、前記光分散手段の略同じ位置に入射す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】
前記第１方向と直交する第２方向において、異なる信号波長に対応する前記光偏向素子アレイの位置が、前記入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、
前記入力部から入力された前記波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、
前記信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、
前記集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の前記出力部にスイッチングさせるよう第１方向に前記信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、
を備え、ｍを整数とするとき、前記入出力部が第１方向と直交する第２方向にｍ個のグループに分かれて配列された波長選択スイッチであって、
前記入出力部のｍ個のグループに対応するように前記光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、
前記光分散手段が、前記入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項５】
前記入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、前記光分散手段の略同じ位置に入射することを特徴とする請求項４に記載の波長選択スイッチ。
【請求項６】
前記第２方向において、異なる信号波長に対応する前記光偏向素子アレイの位置が、前記入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一となることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の波長選択スイッチ。
【請求項７】
前記第２方向において、同一の信号波長に対応する前記光偏向素子アレイの位置が、前記入出力部のｍ個のグループのそれぞれのグループによって同一となることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の波長選択スイッチ。
【請求項１】
第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、
前記入力部から入力された前記波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、
前記信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、
前記集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の前記出力部にスイッチングさせるよう前記第１方向に前記信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、
を備える波長選択スイッチであって、
ｍを整数とするとき、前記入出力部がｍ個のグループに分かれ、前記入出力部のｍ個のグループに対応するように前記光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、
前記光分散手段が、前記入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
前記入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、前記光分散手段の略同じ位置に入射す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】
前記第１方向と直交する第２方向において、異なる信号波長に対応する前記光偏向素子アレイの位置が、前記入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記第１方向にアレイ状に並び、波長多重光の入力部と出力部とを有する光入出力部と、
前記入力部から入力された前記波長多重光をそれぞれの信号波長に分離する光分散手段と、
前記信号波長に分離された光を集光させる集光要素と、
前記集光要素により集光されたそれぞれの信号波長光を所望の前記出力部にスイッチングさせるよう第１方向に前記信号光を偏向させる光偏向素子アレイと、
を備え、ｍを整数とするとき、前記入出力部が第１方向と直交する第２方向にｍ個のグループに分かれて配列された波長選択スイッチであって、
前記入出力部のｍ個のグループに対応するように前記光偏向素子アレイが第１方向にｍ個配列されており、
前記光分散手段が、前記入出力部のｍ個のグループにおいて共通であることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項５】
前記入出力部の各グループの対応する入力部からの光は、前記光分散手段の略同じ位置に入射することを特徴とする請求項４に記載の波長選択スイッチ。
【請求項６】
前記第２方向において、異なる信号波長に対応する前記光偏向素子アレイの位置が、前記入出力部のｍ個のグループのそれぞれによって同一となることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の波長選択スイッチ。
【請求項７】
前記第２方向において、同一の信号波長に対応する前記光偏向素子アレイの位置が、前記入出力部のｍ個のグループのそれぞれのグループによって同一となることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の波長選択スイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１１−２４８０００（Ｐ２０１１−２４８０００Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９５３２（Ｐ２０１０−１１９５３２）
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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