波長選択スイッチ
【課題】必要となるポート数が少ないユーザが、ポート数の多い波長選択スイッチの一部のポートを利用した場合、機能しないポートが数多く存在する。
【解決手段】本発明にかかる波長選択スイッチは、波長多重された光を入力または出力可能なポートを複数備えた光入出力部と、光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光を波長ごとに偏向可能な第１の偏向部材と、光入出力部および第１の偏向部材の間の光路中に配置された分散素子と、光入出力部および分散素の間の光路中に配置された第１の光学系と、分散素子および第１の偏向部材の間の光路中に配置された第２の光学系と、第１の光学系および第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な光学部材と、光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光のうち、光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第２の偏向部材とを備えることを特徴とする。
【解決手段】本発明にかかる波長選択スイッチは、波長多重された光を入力または出力可能なポートを複数備えた光入出力部と、光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光を波長ごとに偏向可能な第１の偏向部材と、光入出力部および第１の偏向部材の間の光路中に配置された分散素子と、光入出力部および分散素の間の光路中に配置された第１の光学系と、分散素子および第１の偏向部材の間の光路中に配置された第２の光学系と、第１の光学系および第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な光学部材と、光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光のうち、光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第２の偏向部材とを備えることを特徴とする。
【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】
従来から波長選択スイッチが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の波長選択スイッチは、ＭＥＭＳプロセスにより製作されるミラーアレイ（ＭＥＭＳミラーアレイ）により、周波数ごとに光信号を出力部へと切り替えることができる。波長選択スイッチは、波長多重された光を入出力することができる光入出力部を備えている。そして、光入出力部を構成するポートの数によって、波長選択スイッチで切り替えることができる経路の数が異なる。
【０００３】
一方で、必要となるポートの数は、波長選択スイッチを使用するユーザによって異なる。ここで、ポート数の多い波長選択スイッチであれば、この波長選択スイッチのポートを部分的に利用することができるため、必要となるポートの数が多いユーザに限らず、必要となるポート数が少ないユーザも利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、必要となるポート数が少ないユーザが、ポート数の多い波長選択スイッチの一部のポートを利用した場合、機能しないポートが数多く存在するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、波長選択スイッチにおいて、機能しないポート数を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の波長選択スイッチは、
波長多重された光を入力または出力可能なポートを複数備えた光入出力部と、
光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光を波長ごとに偏向可能な第１の偏向部材と、
光入出力部および第１の偏向部材の間の光路中に配置された分散素子と、
光入出力部および分散素子の間の光路中に配置された第１の光学系と、
分散素子および第１の偏向部材の間の光路中に配置された第２の光学系と、
第１の光学系および第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な光学部材と、
光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光のうち、光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第２の偏向部材と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる波長選択スイッチは、機能しないポート数を低減することができるので、ポートを効率よく利用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第１の状態での上面図である。
【図２】回折格子で分散される光線の実際の様子を示す図である。
【図３】第１実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第２の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での上面図である。
【図４】第１実施形態におけるプリズムが配置された位置の拡大図である。
【図５】第１実施形態におけるプリズムの移動を示す図である。
【図６】第１実施形態の変形例であって、プリズムを複数備える構成を示す図である。
【図７】第２のミラーアレイの偏向角を抑える配置を示す図で（ａ）は第２のミラーアレイの法線が光軸と直交しない配置を示す図、（ｂ）は第２のミラーアレイの法線が光軸と直交する配置を示す図である。
【図８】第２実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）第１の状態での側面図、（ｂ）第２の状態での側面図である。
【図９】第２実施形態の変形例の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第１の状態での上面図である。
【図１０】第２実施形態の変形例の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第２の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での上面図である。
【図１１】第２実施形態の変形例における光学ブロックの拡大図である。
【図１２】第２実施形態の変形例における光学ブロックの移動を示す図であって、（ａ）反射面内での移動（ｂ）光軸に直交する方向への移動を示す図である。
【図１３】第２実施形態の変形例において、光学ブロックを複数備える構成を示す図である。
【図１４】第２実施形態の波長選択スイッチにおける変形例の光学ブロックの図である。
【図１５】第２実施形態の別の変形例の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での側面図である。
【図１６】第３実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での側面図である。
【図１７】第３実施形態の変形例の波長選択スイッチであって、台形プリズムを複数備える構成を示す第２の状態での側面図である。
【図１８】第４実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、第１の状態での側面図である。
【図１９】回折素子における光線の実際の様子を示す図である。
【図２０】第４実施形態の波長選択スイッチにおける構成の斜視図である。
【図２１】第４実施形態の波長選択スイッチにおける第２のミラーアレイ上の光線の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、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、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えない。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
【００１１】
（第１実施形態）
図１、図２、図３は、波長選択スイッチの第１実施形態を示す図である。図１は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図であって、図１（ａ）は側面から見たときの構成を示す図、図１（ｂ）は上面から見たときの構成を示す図である。
図２は、回折格子１２で分散される光線の実際の様子を示す図である。
図３は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図であって、図３（ａ）は側面から見たときの構成を示す図、図３（ｂ）は上面から見たときの構成を示す図である。図４は、プリズム１６が配置された位置の拡大図である。図５は、プリズム１６の移動を示す図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、波長選択スイッチ１は、ファイバアレイ１０（光入出力部）と、レンズアレイ１１（第１の光学系）と、回折格子１２（分散光学素子）と、レンズ１３（第２の光学系）と、第１のミラーアレイ１４（第１の偏向部材）と、第２のミラーアレイ１５（第２の偏向部材）と、プリズム１６（光学部材）を備えている。ファイバアレイ１０から第１のミラーアレイ１４までの間には、レンズアレイ１１と、回折格子１２と、レンズ１３が、この順で光路中に配置されている。なお、Ｌは、レンズ１３の光軸を示している。ここで、「光路中に配置する」とは、光学系を伝播する光に物理的に干渉する位置に配置することをいう。逆に、「光路外に配置する」とは、光学系を伝播する光に物理的に干渉しない位置に配置することをいう。
【００１３】
図１（ａ）、（ｂ）では、ファイバアレイ１０から回折格子１２までの光路と、回折格子１２から第１のミラーアレイ１４までの光路が、同一直線上に形成されている。しかしながら、実際には、図２に示すように、回折格子１２で分散された光は入射光に対して略直交する方向に向かうので、２つの光路は略直交する。
【００１４】
本実施形態の波長選択スイッチ１では、レンズ１３から第１のミラーアレイ１４までの間に、プリズム１６を位置させることが可能となっている。そして、プリズム１６からの光を受ける位置に、第２のミラーアレイ１５が配置されている。
【００１５】
ファイバアレイ１０は、複数のファイバ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊを備えている。ファイバ１０ａ、１０ｂ、…１０ｊは、図１（ａ）に示すように、第１の方向に等間隔で配置されている。各ファイバ１０ａ、１０ｂ、…１０ｊは、それぞれ、光を入出力するための、入力ポートまたは出力ポートとして機能する。各ファイバには、その端面を介して光が入射あるいは出射するため、何れのファイバを入力ポートと出力ポートとして機能させるかは、適宜設定することができる。入力ポートとして機能するファイバには、波長選択スイッチ１の外から、波長多重された光が入力する。また、出力ポートとして機能するファイバからは、波長選択スイッチ１の外に向かって、第１のミラーアレイ１４または第２のミラーアレイ１５を構成する各ミラーの傾きに応じて、単波長の光または波長多重された光が出力される。
【００１６】
第１の状態（図１）では、ファイバ１０ａ〜１０ｉが入力ポート、ファイバ１０ｊが出力ポートとして機能している。なお、第２の状態（図３）では、ファイバ１０ａとファイバ１０ｊが入力ポート、ファイバ１０ｃとファイバ１０ｈが出力ポートとして機能している。この場合波長選択スイッチとしては、多入力１出力（Ｎ×１）の構成となるが、１入力多出力（１×Ｎ）として機能させることも出来る。また、ファイバ全てが、常に入力ポートあるいは出力ポートとして使用されている必要はなく、使用されていない（機能していない）ファイバが存在していても良い。また、特定のファイバが、常に入力ポートあるいは出力ポートとして使用されている必要もない。図１（ａ）においては、特に、入力ファイバ１０ａから出射する光を用いて説明する。
【００１７】
入出力ポートの数、入力ポートと出力ポートの並び等は、図に示した構成に限定されるものではない。本実施形態では、説明のために、入力ポートや出力ポートの数が少数の波長選択スイッチを意図的に例示している。実際には、１×２という少数ポートから構成されるものから、例えばＣバンド（ＩＴＵで規定される）帯域で１００ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチでは、チャネル数に応じて、〜５０程度までのポート数の需要があり、５０ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチでは、チャネル数に応じて、〜１００程度までのポート数の需要が考えられる。
【００１８】
レンズアレイ１１は、複数のレンズにより構成される。レンズアレイ１１は、ファイバアレイ１０と回折格子１２の間の光路中に配置されている。より具体的には、レンズアレイ１１は、ファイバアレイ１０の近傍に、各ファイバ端面に対向して配置されている。レンズアレイ１１は、複数のレンズで構成されている。そして、レンズアレイ１１の各々のレンズは、ファイバ１０ａ〜１０ｊの各々と一対一に対応している。よって、レンズアレイ１１の各々のレンズも、図１（ａ）に示すように、第１の方向に等間隔で配置されている。
【００１９】
レンズアレイ１１の各々のレンズは、その焦点位置にファイバ１０ａ〜１０ｊの端面が位置するように配置されている。よって、図１では、ファイバ１０ａ（入力ポート）から出射した光は、レンズによって平行光に変換され回折格子１２に向かって進行する。一方、回折格子１２からレンズに入射した光は、ファイバ１０ｊ（出力ポート）の端面に集光される。他のファイバについても、ファイバ端面から出射した光は、レンズアレイ１１の対応するレンズによって、略平行光に変換され、レンズアレイ１１を構成するレンズに入射した回折格子１２からの光は、対応するファイバの端面に集光される点は、同じである。なお、レンズは単レンズが好ましいが、複数のレンズで構成されていても良い。またレンズアレイ１１は別部材となっている必要はなく、同一基板上に形成されていても良い。このようなレンズの作製方法として、型を用いた成形方法や、リソグラフィ技術を使用した方法が知られている。
【００２０】
回折格子１２は、レンズアレイ１１とレンズ１３の間の光路中に配置されている。回折格子１２では光が波長ごとに異なる方向に（異なる角度で）分散（回折）され、あるいは複数の波長の光が１つに多重化される。ファイバアレイ１０から回折格子１２に光が入射した場合は、光はレンズ１３（第１のミラーアレイ）に向けて回折（分散）される。逆に、レンズ１３側（第１のミラーアレイ側）から光が入射した場合は、光はファイバアレイ１０に向けて回折（多重化）される。
【００２１】
なお、図２に示すように、実際には、回折格子１２は、その回折面がＸＺ平面内におけるレンズアレイ１１を構成するレンズの光軸Ｌ１に対して傾くように配置されている。そして、回折格子１２に入射した光は、レンズ１３に向かう方向に回折される。図２おいて、Ｌ２は、レンズ１３の光軸を示している。
【００２２】
また、本実施形態では、分散素子として透過型の回折格子１２を示しているが、これに限られない。例えば、分散素子として、リットマン−メトカルフ構成の分散素子を用いてもよいし、反射型の回折格子やイマージョングレーティング、グリズム、スーパープリズム等を用いても良い。また、回折格子以外の分散素子としては、例えばプリズムがある。また、使用する分散素子は１つである必要はなく、複数の分散素子を組み合わせて使用しても良い。
【００２３】
レンズ１３は、回折格子１２から第１のミラーアレイ１４までの間の光路中に配置されている。より詳しくは、一方の焦点位置（例えば、前側焦点位置）に回折格子１２の分散起点（回折面）が位置し、他方の焦点位置（例えば、後側焦点位置）に第１のミラーアレイ１４のミラー面が位置するように、レンズ１３は配置されている。このレンズ１３では光が収束する。なお、レンズ１３に代えて反射ミラーを用いてもよい。
【００２４】
なお、分散起点とは、分散光を逆方向に追跡したときに分散の起点となっているように見える位置を意味する。また、複数の分散素子から分散素子を構成する場合、分散起点は、複数の分散素子で生じる分散を1つの分散素子で生じさせたと考えた場合の分散起点となる。つまり、最終的な各分散光の分散素子からの進行方向を逆にたどったときに交わる位置である。より厳密には、複数の分散素子を用いた場合、その分散起点の位置は一般に厳密な一点で表すことが出来ない。従って、前記位置とは分散起点と実質的に見なすことの出来る位置を意味する。
【００２５】
第１のミラーアレイ１４は、レンズ１３を挟んで回折格子１２と対向する位置に配置されている。よって、レンズ１３から出射した光は、直接第１のミラーアレイ１４に入射する。第１のミラーアレイ１４は、その各々のミラー面の法線方向がレンズ１３の光軸Ｌに略沿うことが可能なように、光軸上に配置されている。ただし、ミラー面の配置は、必ずしも、この配置に限定されない。
【００２６】
第１のミラーアレイ１４は、複数のミラー面（反射領域）１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを有する。図１（ｂ）に示すように、ミラー面１４ａ〜１４ｅは、第２の方向に等間隔で配置されている。そして、ミラー面１４ａ〜１４ｅの各々は、互いに離れて形成されている。また、ミラー面１４ａ〜１４ｅの各々は、ローカルのＸ軸とＹ軸の周りに回転することが可能となっている。ここで、Ｘ軸は第２の方向、Ｙ軸は第１の方向にそれぞれ対応している。ミラー面１４ａ〜１４ｅの各々は、Ｘ軸の周りに回転することで、入射した光を所望のポートの方向に反射する。
【００２７】
第２のミラーアレイ１５は、プリズム１６が、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置された際に、プリズム１６からの反射光を波長ごとに偏向可能な位置に、配置されている。より具体的には、第２のミラーアレイ１５は、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４の間に配置されている。また、第２のミラーアレイ１５は、そのミラー面の法線方向がレンズ１３の光軸Ｌと略直交するように配置されている。このように、第２のミラーアレイ１５は、レンズ１３の光軸Ｌから第１の方向に離れた位置に配置されている。よって、レンズ１３から出射した光は、第２のミラーアレイ１５には直接入射しない。
【００２８】
第２のミラーアレイ１５は、複数のミラー面（反射領域）１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを有する。図１（ｂ）に示すように、ミラー面１５ａ〜１５ｅは、第２の方向に等間隔で配置されている。そして、ミラー面１５ａ〜１５ｅの各々は、互いに離れて形成されている。また、ミラー面１５ａ〜１５ｅの各々は、ローカルのＸ軸とＹ軸の周りに回転することが可能である。ここで、Ｘ軸は第２の方向、Ｙ軸は第１の方向にそれぞれ対応している。ミラー面１５ａ〜１５ｅの各々は、Ｘ軸の周りに回転することで、入射した光を所望の方向に反射する。
【００２９】
なお、本実施形態では、ミラー面１４ａ〜１４ｅ、１５ａ〜１５ｅは等間隔で配置されているが、等間隔で配置しなくても良い。一般的に回折格子等の分散素子を使用した場合、一定の周波数（波長）間隔の光はミラーアレイ位置に不等間隔に集光される。従ってこれに各ミラー中心が一致するように設計・配置するのが良い。また、本実施形態では、ミラー面１４ａ〜１４ｅ、１５ａ〜１５ｅの各々の形状、面積は同じであるが、異なっていても良い。また、本実施形態では、第１のミラーアレイ１４および第２のミラーアレイ１５のミラー面の数は、何れも５であるが、５より多くても少なくても良い。ミラー面の数は、伝播される信号の周波数間隔及び周波数帯域幅により決められるものである。実際には、例えばＣバンド（ＩＴＵで規定される）帯域で１００ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチ１では、チャネル数に対応して、〜５０程度のミラー数が用いられ、５０ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチ１では、チャネル数に応じて、〜１００程度のミラー数が用いられる。また、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、ミラー面の数、間隔、形状、面積が同じであっても異なっていても良い。
【００３０】
また、反射領域（ミラー面）はＭＥＭＳ技術を用いて形成することができる。ＭＥＭＳ技術を用いて製作したミラーをＭＥＭＳミラー、ミラーアレイをＭＥＭＳミラーアレイと呼ぶ。本実施形態では、ＭＥＭＳミラーアレイを用いているが、単にミラーアレイと称して説明をしている。なお、ミラーアレイに代えて、反射型液晶パネルを用いても良い。
【００３１】
プリズム１６は、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置可能である。ここで、「光路中に配置可能」とは、実際の光が進行している光路中に配置されている場合と、プリズム１６の移動により光路が変化したときに光路となりうる位置に配置されている場合との、両方の場合を含むことをいう。すなわち、このプリズム１６は、図１（ｂ）に示すように、第１の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路外に位置する。また、プリズム１６は、図３に示すように、第２の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置する。第２の状態では、レンズ１３から出射した光とプリズム１６の少なくとも一部が交わっている。
【００３２】
プリズム１６をレンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路に対して挿脱するには、駆動機構と制御部を用いて電気的に制御することで行うのが良い。駆動機構は、例えば、プリズム１６を載置するステージとステージを移動させるモータで構成すれば良い。制御部は、駆動機構を制御するもので、例えば、ＣＰＵやメモリを含む電子回路を用いて構成する。
また、プリズム１６の移動状態を確認するために、移動状態を確認する確認機構（センサー）を設けても良い。この場合、制御部には、フィードバック回路を持たせるのが望ましい。これにより、確認機構からの信号を用いて、プリズム１６を最適な位置へ移動させることができる。
【００３３】
プリズム１６は、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に位置したとき、レンズ１３から出射した光の少なくとも一部を反射させて、第２のミラーアレイ１５へ偏向して導く。また、第２のミラーアレイ１５で反射された光を反射させてレンズ１３へ偏向して導く。そのため、プリズム１６はＸ方向に細長い反射面１６Ｒを有する。なお、反射面１６Ｒには反射膜（ミラーコート）を設けておくことが好ましい。また、本実施例では、プリズム１６は三角柱であるが、これに限られない。平面を１面持っていれば良く、例えば、平行平板、多角柱（４以上）、半円柱であっても良い。
【００３４】
なお、第１の状態にあるとき、プリズム１６は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置しているので光学的に機能しない。また、このときは、第２のミラーアレイ１５へ実質的に入射する光はないので、第２のミラーアレイ１５も光学的に機能していない。従って、第１の状態にある場合、第２のミラーアレイ１５への電力供給は必ずしも必要ではない。
【００３５】
次に、上記構成を持つ波長選択スイッチの動作について説明する。まず、第１の状態について図１を使って説明する。
【００３６】
図１において実線で示すように、第１の状態では、ファイバ１０ａ〜１０ｉが入力ポートとして、ファイバ１０ｊが出力ファイバとして振舞う。ファイバ１０ａ（入力ポート）から出射する光を用いて説明をする。ファイバ１０ａから出射した光は発散しながら、レンズアレイ１１に入射する。レンズアレイ１１に入射した光はレンズアレイ１１で収束され、略平行光に変換される。その結果、レンズアレイ１１からは略平行光が出射する。平行光は回折格子１２に入射する。
【００３７】
ここで、ファイバ１０ａから出射した光は波長多重された光であるので、複数の波長の光が含まれている。このような波長多重光が回折格子１２に入射すると、波長多重光は回折格子１２で分散（回折）される。その結果、異なる波長の光が、波長ごとに異なる方向に（異なる角度で）回折格子１２から出射する。すなわち、図１（ｂ）に示すように、各波長の光は第２の方向に広がって回折格子１２から出射する。ただし、第１の方向については平行のままである。
【００３８】
回折格子１２から出射した光はレンズ１３に入射する。ここで、第１の方向については、どの角度で回折された光も、レンズ１３によって収束される。また、レンズ１３の（前側）焦点位置は分散起点（回折面）と一致している。そのため、第２の方向については、どの角度で回折された光も、レンズ１３によって収束されてレンズ１３の光軸Ｌに対して平行な光となる。
【００３９】
また、回折格子１２から出射した光は、レンズ１３の光軸Ｌから離れた位置を通過している。そのため、レンズ１３に入射した光は、レンズ１３によってレンズ１３の光軸Ｌに向かって屈折される。よって、第１のミラーアレイ１４上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
【００４０】
ライン状の集光領域の光は、第１のミラーアレイ１４のミラー面１４ａ〜１４ｅで反射される。ここで、ミラー面１４ａ〜１４ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけの反射する向きを選択して変えることができる。これにより、所望の波長の光について任意の入力ポートからの光を出力ポートに導くことが出来る。
【００４１】
ミラー面１４ａ〜１４ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。ここで、第１の状態において、プリズム１６は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置している。よって、各波長の光はレンズ１３に入射し、レンズ１３によって収束される。ここで、第１の方向については、各波長の光は発散した状態でレンズ１３に入射する。よって、各波長の光は平行となってレンズ１３から出射する。また、第２の方向については、各波長の光は光軸Ｌに平行な状態でレンズ１３に入射する。よって、各波長の光は回折格子１２の分散起点（回折面）に向けて収束される。
【００４２】
回折格子１２に入射した各波長の光は、回折格子１２で波長多重される。このように、各波長の光は、同一方向に、他の波長の光と重なるように波長多重される。その結果、波長多重光が回折格子１２から出射する。出射した波長多重光は平行光であるので、レンズアレイ１１で収束され、ファイバ１０ｊ（出力ポート）に集光する。
【００４３】
以上のように、第１の状態では、１つの出力ポートからの光を処理することができる。具体的には、波長選択スイッチは、９×１のポート構成を持つ波長選択スイッチとして機能する。しかしながら、第１の状態では、９より少ない入力ポートを必要とするユーザが使用する場合、入出力ポートの一部は余ってしまう。そのため、ポートに余りがある場合、これらのポートは機能しないポートとして残ってしまう。すなわち、入出力ポートの利用効率が良いとはいえない。
【００４４】
そこで、第２の状態にすることで、機能しないポート数を低減すること、すなわち、入出力ポートの利用効率を高めることができる。第２の状態について図３を使って説明する。第２の状態は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態である。これを実現するために、第２の状態では、プリズム１６をレンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に移動させて、位置させる。
【００４５】
第２の状態では、ファイバ１０ａとファイバ１０ｊが入力ポート、ファイバ１０ｃとファイバ１０ｈが出力ポートになっている場合を例示している。波長多重された光は、ファイバ１０ａから出射し、ファイバ１０ｃに入射する。また、別の波長多重された光は、ファイバ１０ｊから出射し、ファイバ１０ｈに入射する。
【００４６】
第２の状態では、プリズム１６が、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に位置しているにもかかわらず、ファイバ１０ａから出射した光は、ファイバ１０ｃに入射している。これは、第１方向に関して、プリズム１６がレンズ１３の光軸Ｌの一方の側（ファイバ１０ｊ側）のみ挿入されていることと、第１のミラーアレイ１４のミラー面の向きが第１の状態と異なっているからである。プリズム１６の挿入位置は、ファイバ１０ａ〜１０ｅを入出力ポートとして使用する光路に対しては光を反射しない位置に、ポート１０ｆ〜１０ｊを入出力ポートとして使用する光路に対しては光を反射する位置になっている。
【００４７】
第１の状態では、ファイバ１０ａから出射した光は、ファイバ１０ｊに入射していた。これに対して、第２の状態では、ファイバ１０ａから出射した光は、ファイバ１０ｃに入射する。そのため、第２の状態では、第１のミラーアレイ１４のミラー面の向きを変えて、反射光の方向を変えている。この点以外は第１の状態と同じなので、ファイバ１０ａから出射した光についての重複する説明は省略する。
【００４８】
次に、ファイバ１０ｊから出射した光について説明する。ファイバ１０ｊからレンズ１３までの光学的な作用は、第１の状態におけるファイバ１０ａからレンズ１３までの光学的な作用と同じなので、重複する説明は省略する。
【００４９】
図３において、レンズ１３から出射した光は、第１のミラーアレイ１４に向かって進む。しかしながら、第２の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に、プリズム１６が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光は、プリズム１６の反射面１６Ｒで第２のミラーアレイ１５に向かって反射される。これにより、第２のミラーアレイ１５上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
【００５０】
なお、本実施形態では、プリズム１６と第２のミラーアレイ１５との間の光路中には何も介在していない。そのため、プリズム１６からの光は、直接、第２のミラーアレイ１５に入射する。しかしながら、プリズム１６と第２のミラーアレイ１５の間の光路中に、光学素子（レンズ、ミラー、光学フィルタ等）や光学素子の組み合わせを配置しても良い。そして、これらを介して、光を第２のミラーアレイ１５に入射させても良い。
【００５１】
ライン状の集光領域の光は、第２のミラーアレイ１５のミラー面１５ａ〜１５ｅで反射される。ここで、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけを選択的に所望の角度に偏向することができる。
【００５２】
本実施形態では、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを傾けなくても（レンズ１３の光軸Ｌと平行にしておいても）、ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された光はファイバ１０ｈに入射する。反射面１６Ｒの光軸Ｌに対する角度は、上記の関係となるように設定されている。また、本実施形態では、ファイバ１０ｊから出射された波長多重された全ての波長の光を、ファイバ１０ｈに入射させるようにしている。そのため、本実施形態では、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きは変わっていない。なお、ファイバ１０ｊとは異なる入力ファイバ１０ｆ、１０ｇ、１０ｉのいずれかから出射した特定の波長の光を、ファイバ１０ｈに入射させる場合は、ミラー面１４ａ〜１４ｅのうち特定波長に対応するミラーについて、そのミラー面の向きを所望の入力ファイバと出力ファイバ１０ｈとが光学的に結合するように変えればよい。また、反射面１６Ｒのレンズ１３の光軸Ｌに対する角度によっては、ミラー面１５ａ〜１５ｅを予め傾けておく必要がある。
【００５３】
ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。上記のように、プリズム１６が、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に位置しているので、各波長の光はプリズム１６の反射面１６Ｒで反射される。反射された各波長の光は、レンズ１３に入射し、レンズ１３によって収束される。続いて、各波長の光は、回折格子１２、レンズアレイ１１を経て、ファイバ１０ｈに入射する。
【００５４】
このように、本実施形態の波長選択スイッチでは、ファイバ１０ａ〜１０ｅとファイバ１０ｆ〜１０ｊとは、ほとんどの構成（光学部材）を共有しながら、それぞれ別の波長選択スイッチとして機能することができる。すなわち、第２の状態においては、ファイバ１０ａ〜１０ｅは、ファイバ１０ｃを出力ポートとした４×１の波長選択スイッチとして、ファイバ１０ｆ〜１０ｊはファイバ１０ｊを出力ポートとした４×１の波長選択スイッチとして、それぞれ機能している。
このように、２つのミラーアレイ１４、１５を備え、波長多重された光のうち、光学部材からの光を波長ごとに偏向可能であるため、ミラーアレイ１４による波長選択に用いないポートを、ミラーアレイ１５による波長選択に用いることができる。
従って、機能しないポート数を低減することができる。
さらに、制御部が、プリズム１６（光学部材）の位置を制御することにより、ミラーアレイ１５による波長選択スイッチに用いるポートの数を変更可能である。
【００５５】
以上のように、本実施形態の波長選択スイッチ１では、第１の出力ポートへの光を処理する際に使われないポートがあっても、その使われていないポートを第２の出力ポートへの光の処理に利用することができる。このように、本実施形態の波長選択スイッチ１によれば、機能しないポートが低減できるので、入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
また、波長選択スイッチを２つ使用する場合に比べて、光学系を共通化できる。よって本実施形態の波長選択スイッチによれば、コンパクトで、低コストな波長選択スイッチを実現できる。
【００５６】
なお、本実施形態では、図４に示すように、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、互いのミラー面の法線が直交するように配置されている。しかしながら、これに限られない。例えば、法線のなす角度が、鋭角あるいは鈍角となるように第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５を配置しても良い。
【００５７】
また、本実施形態では、入出力ポートが等間隔であるとしたが、不等間隔であっても良い。プリズム１６の反射面１６Ｒ位置では、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５に入射する境界に存するポート、本実施形態ではポート１０ｅと１０ｆ、からの光の光束が十分分離されているのが望ましい。従ってこの２ポートの間の間隔は他のポート間隔より大きくなっていても良い。この場合、ポート間隔に応じてマイクロレンズアレイ間隔も不等間隔となる。
【００５８】
また、本実施形態では、図４に示すように、プリズム１６の反射面１６Ｒを含む平面５１に対して、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５とが対称となるように、プリズム１６、第１のミラーアレイ１４及び第２のミラーアレイ１５が配置されている。
【００５９】
また、本実施形態では、第２のミラーアレイ１５の位置は、複数のファイバからの光が第１の方向に略交わる位置となっている。これは、図４における、ファイバ１０ｊから入力され光学系に出射された光の光路を示す５０ｊと、ファイバ１０ｆから入力され光学系に出射された光の光路を示す５０ｆが、第２の状態における反射面１６Ｒから第２のＭＥＭＳミラーアレイ１５までの伝播距離（実線で示す線分）と、第１の状態における、第２の状態において反射面１６Ｒがある位置から第１のＭＥＭＳミラーアレイ１４までの伝播距離（長鎖線で示す線分）とが等しくなっているからである。
【００６０】
また、図５に示すようにプリズム１６が、反射面１６Ｒを含む平面５１内で移動可能となるようにしても良い。この場合、プリズム１６をレンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路に対して挿脱する駆動機構と制御機構（不図示）を、プリズム１６を矢印の方向に移動させるために利用することができる。
ここで、制御部は、プリズム１６（光学部材）の位置を制御する。図５に示す状態では、波長多重された光の一部が第１のミラーアレイ１４（第１の偏向部材）に集光している。この状態を「第１の状態」とみることもできる。
次に、プリズム１６を図５に示す状態よりも、ファイバ１０ａ〜１０ｇからの光がすべて反射面１６Ｒで反射される位置まで、平面５１内において紙面上方へ移動する。この状態では、第１のミラーアレイ１４へは光は入射しない。そして、波長多重された光の全部は、反射面１６Ｒで反射されて、第２のミラーアレイ１５（第２の偏向部材）に集光する。この状態を「第２の状態」とする。このような、第１の状態と第２の状態とを切替えることもできる。
これにより、第１のミラーアレイ１５と第２のミラーアレイ１６との選択の自由度が向上する。
なお第１の状態と第２の状態との切り替えは、２値的であっても、連続的であっても良い。
【００６１】
図５において、ファイバ１０ａ〜１０ｇから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ａ〜５０ｇ（光線５０ａ〜５０ｅは不図示）は反射面１６Ｒで反射されない。よって、光線５０ａ〜５０ｇは第１のミラーアレイ１４に入射する。一方、ファイバ１０ｈ〜１０ｊから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ｈ〜５０ｊ（光線５０ｉは不図示）は反射面１６Ｒで反射される。よって、光線５０ｈ〜５０ｊは第２のミラーアレイ１５に入射する。
【００６２】
図５のように、プリズム１６を平面５１内において移動可能に構成すると、ファイバ１０ａ〜１０ｇまでを１つの波長選択スイッチ１、ファイバ１０ｈ〜１０ｊまでを別の波長選択スイッチとして、それぞれ独立に機能させることが出来る。これにより、機能しないポートが低減できるので、入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
【００６３】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例を図６に示す。本変形例では、光路を切替えるための光学部材を複数用いている。そのため、本変形例では、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの間に、２つのプリズム１６１と１６２を位置させている。これに伴い、第１のミラーアレイ１４に加えて２つのミラーアレイ１５１と１５２も配置している。
【００６４】
図６において、第２のミラーアレイ１５１や第１のプリズム１６１の位置や機能は、それぞれ、図５における第２のミラーアレイ１５やプリズム１６と同じなので、重複する説明は省略する。第３のミラーアレイ１５２（第３の偏向部材）や第２のプリズム１６２（第２の光学部材）は、レンズ１３の光軸Ｌに対して、第２のミラーアレイ１５１や第１のプリズム１６１と対称になるように配置されている。第２のプリズム１６２は、第１のプリズム１６１と同様に、平面５１２内で移動可能に構成されている。
【００６５】
図６において、ファイバ１０ａ〜１０ｃから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ａ〜５０ｃ（光線５０ｂは不図示）は反射面１６２Ｒ２で反射される。よって、光線５０ａ〜５０ｃは第３のミラーアレイ１５２に入射する。ファイバ１０ｄ〜１０ｇから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ｄ〜５０ｇ（光線５０ｅ、５０ｆは不図示）は反射面１６１Ｒ１、１６２Ｒ２のいずれでも反射されない。よって、光線５０ｄ〜５０ｇは第１のミラーアレイ１４に入射する。ファイバ１０ｈ〜１０ｊから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ｈ〜５０ｊ（光線５０ｉは不図示）は反射面１６１Ｒ１で反射される。よって、光線５０ｈ〜５０ｊは第２のミラーアレイ１５１に入射する。
【００６６】
このように、本変形例では、ファイバ１０ａ〜１０ｃまでを１つの波長選択スイッチ、ファイバ１０ｄ〜１０ｇまでを別の波長選択スイッチ、ファイバ１０ｈ〜１０ｊまでを更に別の波長選択スイッチとして、それぞれ独立に機能させることが出来る。これにより、機能しないポートが低減できるので、入出力ポートの利用効率を高くすることができる。また、光路を切替えるための光学部材の数をｉとしたとき、１〜１＋ｉ個のそれぞれ独立した波長選択スイッチとして機能することができるので、さらに入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
具体的には、更に偏向部材を備えるので、同時に３つ以上の処理が行える。よって、更にポートの利用効率が高まる。
【００６７】
次に、ミラーアレイの偏向角の大きさを低減する構成について説明する。図７は、第２のミラーアレイ１５の偏向角を抑える配置を示す図である。図７（ａ）は第２のミラーアレイ１５の法線が、レンズ１３の光軸Ｌと直交しない配置を示す図、図７（ｂ）は第２のミラーアレイ１５の法線が、レンズ１３の光軸Ｌと直交する配置を示す図である。
【００６８】
第２のミラーアレイ１５を使って説明する。図７（ａ）に示すように、第２のミラーアレイ１５に、光線５０ａと５０ｅを入射させたとする。ここで、レンズ１３の光軸Ｌと直交する軸をＬ’とすると、光線５０ａと軸Ｌ’とのなす角はθａ、光線５０ｅと軸Ｌ’とのなす角はθｅとなる（時計回りを正、反時計回りを負とする）。ミラーアレイ１４、１５では、入射した光の反射方向を変えるために、各ミラーがＸ軸の周りに回転する。このときの回転角すなわち、偏向角を抑えると、各ミラーへの負荷を軽減することができる。
【００６９】
ここで、ミラーアレイ１４、１５は、ミラー面とミラー面を支持する基板を備えている。そして、ミラー面は、所定の角度を中心にして振れる。所定の角度がゼロのとき、各ミラー面の法線と基板の法線は一致する。この場合、基板の法線と軸Ｌ’とのなす角θが、θｅ＋（θａ−θｅ）／２と一致、あるいはできるだけ一致するように、第２のミラーアレイ１５を配置する。このようにすると、光線５０ａの第２のミラーアレイ１５への入射角度と、光線５０ｅの第２のミラーアレイ１５への入射角度を略等しくすることができる。そのため、第２のミラーアレイ１５の最大振れ角度を小さくすることができる。よって、ＭＥＭＳミラーの作製時の難易度や、駆動電圧を小さくすることができる。なお、所定の角度がゼロでない場合、その分を考慮して、第２のミラーアレイ１５を配置すれば良い。
【００７０】
また、プリズム１６について、次のようにしても良い。図７（ｂ）では、各ミラー面の法線と基板の法線は一致しており、基板の法線と軸Ｌ’とのなす角θは略０°である。このような状態で、第２のミラーアレイ１５に、光線５０ａと５０ｅを入射させたとする。このとき、｜θａ｜と｜θｅ｜が略等しくなるようなに反射する反射面１６Ｒをプリズム１６が持つようにする。このようにすれば、図７（ａ）と同じような効果が得られる。
【００７１】
なお、図７（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、第２のミラーアレイ１５は、レンズ１６から第１のミラーアレイ１４までの伝播距離と、レンズ１６から第２のミラーアレイ１５までの伝播距離が等しくなるように配置されるのが望ましい。
【００７２】
（第２実施形態）
図８は、波長選択スイッチの第２実施形態を示す図である。図８は波長選択スイッチを側面から見たときの構成と光線を示す図である。図８（ａ）は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図であり、図８（ｂ）は２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図である。なお、第１実施形態で説明したように、第１の状態は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態、第２の状態は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態である。
【００７３】
第２実施形態の波長選択スイッチにおいても、プリズム１７はレンズ１３と第１のミラーアレイ１４の間に位置している。ただし、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、第１実施形態の波長選択スイッチ１では、各々のミラー面の法線が直交するように配置されていたが、第２実施形態の波長選択スイッチ１では、各々のミラー面の法線方向がレンズ１３の光軸Ｌに略沿うことが可能なように配置されている。ただし、ミラー面の配置は、必ずしも、この配置に限定されない。
【００７４】
第１の状態と第２の状態について説明する。第１の状態では、第１実施形態と同様に、プリズム１７は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置している。よって、第１の状態についての説明は省略する。また、第２の状態において、ファイバアレイ１０からレンズ１３までは、第１実施形態と同じなので重複する説明は省略する。
【００７５】
第２の状態では、図８（ｂ）に示すように、ファイバ１０ｊからの光はレンズ１３から出射し、第１のミラーアレイ１４に向かって進む。ここで、本実施形態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に、プリズム１７が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光は、プリズム１７を通過する際に屈折される。プリズム１７で屈折された光は、第２のミラーアレイ１５に向かう。これにより、第２のミラーアレイ１５上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
ここで、第２の状態において、ファイバ１０ａからの光については、レンズ１３とミラーアレイ１４との間の光路中にはプリズム１７は位置していない。このため、図８（ｂ）に示すように、ミラーアレイ１４を傾斜させることで、図中破線で示す光線のように、ファイバ１０ａからの光のミラーアレイ１４による反射光を、レンズ１３へ向かわせることができる。ミラーアレイ１５に戻って説明を続ける。
【００７６】
ライン状の集光領域の光は、第２のミラーアレイ１５のミラー面１５ａ〜１５ｅで反射される。ここで、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけを選択的に所望の角度に偏向することができる。そして、ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。
【００７７】
なお、第２実施形態においても、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４との間の伝播距離と、レンズ１３と第２のミラーアレイ１５との間の伝播距離とが等しくなるように、第２のミラーアレイ１５は配置されるのが望ましい、ここで媒質中を伝播する伝播距離は空気換算長（幾何学的伝播距離を媒質屈折率で除したものとする）を用いるものとする。
【００７８】
以上のように、第２実施形態の波長選択スイッチ１においても、第２のミラーアレイ１５を備えているので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、第２実施形態の波長選択スイッチ１では、第１のミラーアレイ１４と第２ミラーアレイ１５を近接させることができるので、波長選択スイッチの小型化可能となる。場合によっては、１つの基板上に、第１のミラーアレイ１４と第２ミラーアレイ１５を形成することも可能となる。
【００７９】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例を図９に示す。図９は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図である。図９（ａ）は側面から見たときの構成と光線を示す図であり、図９（ｂ）は上面から見たときの構成と光線を示す図である。
また、図１０は２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図であって、図１０（ａ）は側面から見たときの構成と光線を示す図、図１０（ｂ）は上面から見たときの構成と光線を示す図である。
【００８０】
本変形例では、プリズム１７に代えて光学ブロック１８を用いている。それ以外の構成はプリズム１７を用いる構成と同じなので説明は省略し、光学ブロック１８を中心に説明する。図１０（ｂ）に示すように、ファイバ１０ｊからの光はレンズ１３から出射し、第１のミラーアレイ１４に向かって進む。ここで、本変形例の第２の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に、光学ブロック１８が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光の一部は、光学ブロック１８の内部で複数回反射して光学ブロック１８から出射する。光学ブロック１８から出射した光は、第２のミラーアレイ１５に向かう。
【００８１】
図１１は、光学ブロック１８のより詳細な形状と、光学ブロック１８を通過する光線の様子を示している。図１１では、光路中に光学ブロック１８が挿入されているので第２の状態を示している。
【００８２】
図１１に示すように、光学ブロック１８は入射面、出射面、第１の反射面１８Ｒａおよび第２の反射面１８Ｒｂを持ち、屈折率ｎの媒質で構成されている。ここで、各面はいずれも平面である。また、第２の反射面１８Ｒｂは第１の反射面１８Ｒａと対向する位置に設けられている。
【００８３】
このような光学ブロック１８の材料としては、例えば、ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）といった市販の光学ガラスや、石英ガラス、樹脂、あるいはシリコン（Si）といった赤外領域に高い透過率をもつ材料がある。以下の説明において、光学ブロック１８は、例えば、材料がＳＢＳＬ７で、θ１が１３３°、θ２が４７°、Ｈが２．７ｍｍ、Ｄが５．４ｍｍとなっている。
【００８４】
図１１に示すように、ファイバ１０ａ〜１０ｅから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線１２０ａ〜１２０ｅ（光線１２０ａ〜１２０ｅは不図示）は光学ブロック１８に入射しない。よって、光線１２０ａ〜１２０ｅは第１のミラーアレイ１４に入射する。
【００８５】
一方、ファイバ１０ｆ〜１０ｊから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線１２０ｆ〜１２０ｊ（光線１２０ｇ、１２０ｉは不図示）は光学ブロック１８に入射する。光学ブロック１８に入射した光線１２０ｆ〜１２０ｊは、第１の反射面１８Ｒａでレンズ１３の光軸Ｌと略直交する方向に反射される。第１の反射面１８Ｒａで反射された光線１２０ｆ〜１２０ｊは、第２の反射面１８Ｒｂでレンズ１３の光軸Ｌに沿う方向に反射される。第２の反射面１８Ｒｂで反射された光線１２０ｆ〜１２０ｊは第２のミラーアレイ１５に入射する。
【００８６】
また、本変形例においても、第２ミラーアレイ１５の位置は、複数の入力ポートからの光が第１の方向に略交わる位置となっている。これは、図１１における、ファイバ１０ｊから入力され光学系に出射された光の光路を示す１２０ｊと、ファイバ１０ｆから入力され光学系に出射された光の光路を示す１２０ｆが、第２の状態における光学ブロック１８の入射面から第２のミラーアレイ１５までの伝播距離（実線で示す線分）と、第１の状態における、第２の状態において光学ブロック１８の入射面がある位置から第１のミラーアレイ１５までの伝播距離（長鎖線で示す線分）とが略等しくなっているからである。ここで媒質中を伝播する伝播距離は空気換算長（幾何学的伝播距離を媒質屈折率で除したものとする）を用いるものとする。
【００８７】
本実施形態においても、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５との位置関係は、同一平面内に位置している。第２の方向について、両者は重なり合うように位置している。一方、第１の方向について、両者は離れて位置している。両者はこのような位置関係にあるので、第１ミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、ＭＥＭＳプロセスにより同一工程で、同一基板上に作製されている。
【００８８】
また、光学ブロック１８は、第１実施形態（図５）と同様に移動可能な構成にすることができる。図１２は、光学ブロック１８の移動を示す図である。図１２（ａ）は反射面内での移動を示し、図１２（ｂ）は光軸に直交する方向への移動を示す図である。図１２（ｂ）に示すように、第１の方向に駆動可能な構成としても良い。
【００８９】
図１２（ａ）や図１２（ｂ）のようにすると、光学ブロック１８の位置を変えることで、例えば、ポート１０ｆに入力され光学系に出射された光線１２０ｆを、第１のミラーアレイ１４に入射させたり、第２のミラーアレイ１５に入射させたりすることができる。光学ブロック１８の位置を大きく変化させれば、他の光線も第１のミラーアレイ１４に入射させたり、第２のミラーアレイ１５に入射させたりすることができる。
【００９０】
また、本変形例の光学ブロック１８では、第１反射面１８Ｒａと第２反射面１８Ｒｂとが平行になるように、θ１およびθ２が設定されている。よって、前述の駆動を行った際に、光学ブロック１８の位置が異なっても、光学ブロック１８の入射面から第２のミラーアレイ１５までの伝播距離に差異がほとんど生じない。そのため、駆動時に第２のミラーアレイ１５上における集光状態に与える影響が小さくて済む。
【００９１】
また、光学ブロック１８は、第１実施形態の変形例（図６）と同様に複数用いても良い。図１３は、光学ブロック１８を複数備える構成を示す図である。
【００９２】
図１３に示すように、第１の光学ブロック１８１と第２の光学ブロック１８２を設ける。第１の光学ブロック１８１は、反射面１８１Ｒ１、１８１Ｒ２を有する。第２の光学ブロック１８２は、反射面１８２Ｒ１、１８２Ｒ２を有する。これに伴い、２つのミラーアレイ１５１と１５２を設けてもよい。これにより、光路を切替えるための光学部材の数をｉとしたとき、１〜１＋ｉ個のそれぞれ独立した波長選択スイッチとして機能することができるので、さらに入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
ここで、３つのミラーアレイ１４、１５１、１５２のうち、少なくとも２つのミラーアレイは、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けることができる。これにより、ミラーアレイの製造、設置が容易になる。
【００９３】
また、第１の光学ブロック１８１の反射面１８１Ｒ１と、第２の光学ブロック１８２の反射面１８１Ｒ２の２つの反射面は平行にしなくても良い。図１４は、２つの反射面が非平行な光学ブロック１８を示している。この点について説明する。
【００９４】
図１１に示すように、第２のミラーアレイ１５に入射する光線１２０ｆ、１２０ｈ、１２０ｊは、いずれも軸ＡＸに対して全て片側に位置している。そのため、第２のミラーアレイ１５のミラー面の向きを、入力ファイバと出力ファイバとが光学的に結合するような角度に偏向しようとすると、その角度は軸ＡＸに対して片側に向けることとなる。従って一方向に大きな偏向量が必要となる。この場合、ミラー面に負荷がかかるので好ましくない。
【００９５】
そこで、図１４に示すように、光学ブロック１８の第２反射面１８Ｒｂの角度θ２を、適宜設定することで上記の問題を解消できる。すなわち、図１４の光学ブロック１８では、第２反射面１８Ｒｂで反射された光線１２０ｈが、射出面に対して略垂直となるように第２反射面１８Ｒｂの角度θ２が設定されている。その結果、光線１２０ｆと１２０ｊが軸ＡＸを挟んで位置するようになっている。すなわち、第２のミラーアレイの基板、あるいはミラーの振れ角中心に対して、１２０ｆの入射角度と１２０ｊの入射角度とが略等しいようになっている。光学ブロック１８をこのように構成することで、第２のミラーアレイ１５の第１方向の最大振れ角度を第１のミラーアレイ１４に比べ約半分程度に小さくすることができる。よって、ＭＥＭＳミラーの作製時の難易度や、駆動電圧を小さくすることができる。
【００９６】
（第２実施形態の別の変形例）
第２実施形態の別の変形例を図１５に示す。図１５は側面から見たときの構成と光線を示す図である。図１５（ａ）は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図、図１５（ｂ）２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図である。
【００９７】
本変形例では、プリズム１７に代えて平行平面板１９を用い、さらに平行平面板３０を光路中に位置させている。それ以外の構成は図８と同じなので重複する説明は省略し、平行平面板１９と平行平面板３０を中心に説明する。
本変形例では、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４の間に、平行平面板１９と平行平面板３０が位置している。ここで、平行平面板３０は伝播距離補償光学素子である。平行平面板１９と平行平面板３０は、それぞれ傾斜した面を備えている。この傾斜した面を合わせると、１枚の平行平面板が形成されるような形状となっている。
レンズ１３の光軸を挟んで一方の側に平行平面板３０と第１のミラーアレイ１４が配置され、他方の側に平行平面板１９と第２のミラーアレイ１５が配置されている。本変形例では、平行平面板１９が図８におけるプリズム１７の役割をする。
【００９８】
第１の状態では、図１５（ａ）に示されているように、平行平面板３０と平行平面板１９は、互いの傾斜した面が向かい合うように配置されている。すなわち、平行平面板３０と平行平面板１９を合わせた全体の形状が平行平面板となるように配置されている。このような配置において、ファイバ１０ａから出射した光は、レンズアレイ１１、回折格子１２、レンズ１３、平行平面板３０を経て、第１のミラーアレイ１４に入射する。第１のミラーアレイ１４で反射された光は、平行平面板１９、レンズ１３、回折格子１２、レンズアレイ１１を経て、ファイバ１０ｊに入射する。
第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５とは、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けられている。
【００９９】
次に、第２の状態では、図１５（ｂ）に示されているように、平行平面板１９が所定の角度だけ回転する。また、第１のミラーアレイ１４のミラー面と第２のミラーアレイ１５のミラー面も、それぞれ第１の状態とは異なる向きに回転する。
なお図面では、平行平面板１９が回転した場合、平行平面板１９面の陵線部が平行平面板３０と接触するように見える。しかしながら、反時計回りに回動する場合は接触せずに所望の角度にすることが出来る。また、例えば、平行平面板１９の回転に先立って平行平面板３０を移動させる構成、または２つの平行平面板の間隔を十分取る構成などして、平行平面板どうしに接触が生じないようにすることも出来る。
【０１００】
第２の状態では、第１のミラーアレイ１４の向きが変わったため、ファイバ１０ａから出射した光はファイバ１０ｃに入射する。一方、ファイバ１０ｊから出射した光は、レンズアレイ１１、回折格子１２、レンズ１３を経て、平行平面板１９に入射する。ここで、平行平面板１９は、第１の状態の姿勢から回転している。そのため、平行平面板１９に入射した光は、第１のミラーアレイ１４には向かわず、第２のミラーアレイ１５に入射する。第２のミラーアレイ１５で反射された光は、平行平面板１９、レンズ１３、回折格子１２、レンズアレイ１１を経て、ファイバ１０ｈに入射する。
【０１０１】
本変形例では、光路中に平行平面板３０が常に挿入されている。この平行平面板３０は、平行平面板１９と同一素材で形成され、同じ厚みを持つことが望ましい。平行平面板３０は、平行平面板１９の操作に対して変化を生じない入出力部からの光に作用するように配置される。
本変形例によれば、平行平面板３０と平行平面板１９を備え、両者を合わせると全体の形状が、平行平面板となる。また、第１の状態および第２の状態の何れの状態においても、平行平面板３０と平行平面板１９が光路中に配置されている。従って、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４との間の伝播距離と、レンズ１３と第２のミラーアレイ１５との間の伝播距離とが等しくなるように、第２のミラーアレイ１５を配置することができる。
その結果、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５とは、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けることができるため、偏向部材の製造、設置が容易となる。
【０１０２】
（第３実施形態）
図１６は、波長選択スイッチの第３実施形態を示す図である。図１６は波長選択スイッチを側面から見たときの構成と光線を示す図で、図１６（ａ）は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図、図１６（ｂ）は２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図である。なお、第１実施形態で説明したように、第１の状態は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態、第２の状態は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態である。
【０１０３】
第３実施形態の波長選択スイッチ１も、第２実施形態の波長選択スイッチ１と同じように、第１のミラーアレイ１４と第２ミラーアレイ１５は、各々のミラー面の法線がレンズ１３の光軸Ｌに沿うように配置されている。ここで、光路を切替えるための光学部材（台形プリズム２０）は、第２実施形態の波長選択スイッチ１では、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４との間に配置することが可能であった。これに対して、第３実施形態の波長選択スイッチ１では、回折格子１２とレンズ１３の間に配置することが可能である。
【０１０４】
第１の状態と第２の状態について説明する。第１の状態では、第２実施形態と同様に、台形プリズム２０は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置している。よって、第１の状態についての説明は省略する。
【０１０５】
本実施形態の波長選択スイッチ１では、図１６（ｂ）に示すように、台形プリズム２０は、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置されている。より具体的には、台形プリズム２０は、回折格子１２からレンズ１３までの間に位置している。
ここで、第２の状態において、ファイバ１０ａからの光については、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの間の光路中にはプリズム２０は位置していない。このため、図１６（ｂ）に示すように、ミラーアレイ１４を傾斜させることで、図中破線で示す光線のように、ファイバ１０ａからの光のミラーアレイ１４による反射光を、レンズ１３へ向かわせることができる。
【０１０６】
台形プリズム２０は、入射面と出射面が少なくとも第一方向にクサビ状に角度をもった屈折率ｎを有する媒質で構成されている。台形プリズム２０の材料としては、例えばＢＳＬ７（株式会社オハラ製）といった市販の光学ガラスや、石英ガラス、樹脂、あるいはシリコン（Ｓｉ）といった赤外領域に高い透過率をもつ材料を用いることが出来る。以下の説明において、台形プリズム２０は、例えば、材料がＳＢＳＬ７で、楔角度が３°、中心素子厚みが０．５mmとなっている。
【０１０７】
第２の状態では、図１６（ｂ）に示すように、ファイバ１０ｊからの光は、レンズアレイ１２を介した後、回折格子１２で分散（回折）される。ここで、本実施形態では、回折格子１２からレンズ１３までの光路中に、台形プリズム２０が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光は、台形プリズム２０を通過する際に屈折される。台形プリズム２０で屈折された光は、レンズ１３を介して、第２のミラーアレイ１５に向かう。これにより、第２のミラーアレイ１５上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
【０１０８】
ライン状の集光領域の光は、第２のミラーアレイ１５のミラー面１５ａ〜１５ｅで反射される。ここで、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけを選択的に所望の角度に偏向することができる。そして、ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。
【０１０９】
本実施形態においても、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５との位置関係は、同一平面内に位置している。第２の方向について、両者は重なり合うように位置している。一方、第１の方向について、両者は離れて位置している。両者はこのような位置関係にあるので、第１ミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、ＭＥＭＳプロセスにより同一工程で、同一基板上に作製されている。
【０１１０】
また、台形プリズム２０を、ファイバアレイ１０（レンズアレイ１１）と回折格子１２の間に位置させても良い。より詳細には、回折格子１２の直前に配置するのが良い。この構成では、回折格子１２による分散の起点と、レンズ１３の主点位置の間隔を、第１の状態と第２の状態とでより厳密にレンズ１３の焦点距離に一致させることが出来る。
【０１１１】
ただし、第２の状態において、台形プリズム２０の作用を受ける光は、回折格子１２への第１の方向の入射角度が変化することから、第１の状態と厳密には分散角度が一致しなくなる。そのため、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５のピッチはそれぞれの分散角度とレンズ１３の焦点距離から、それぞれ設計する方が良い。
【０１１２】
また、上記のように、台形プリズム２０は、回折格子１２とレンズ１３との間の光路中に配置されている。これにより、台形プリズム２０による光線の角度変化を、第１の方向に平行な光束群に対して生じさせることができる。そのため、台形プリズム２０に対する第１の方向に関する入出射の角度を、各入力部からの光で精度良く揃えることが出来、第２の状態における第２のミラーアレイ上における第１方向の集光位置のバラつきを精度良く抑えることが可能である。
【０１１３】
以上のように、第３実施形態の波長選択スイッチ１においても、第２のミラーアレイ１５を備えているので、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、第３実施形態の波長選択スイッチでは、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５を近接させることができるので、波長選択スイッチ１の小型化可能となる。場合によっては、１つの基板上に、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５を形成することも可能となる。
【０１１４】
（第３実施形態の変形例）
【０１１５】
また、台形プリズム２０は、第１実施形態の変形例（図６）と同様に複数用いても良い。図１７は、台形プリズム２０を複数備える構成を示す図である。
【０１１６】
図１７に示すように、本変形例では、第１の台形プリズム２０１と第２の台形プリズム２０２を設け、これに伴い、第１のミラーアレイ１４に加えて２つのミラーアレイ１５１と１５２を設けている。これにり、光路を切替えるための光学部材の数をｉとしたとき、１〜１＋ｉ個のそれぞれ独立した波長選択スイッチ１として機能することができるので、さらに入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
【０１１７】
（第４実施形態）
図１８は、波長選択スイッチ１の第４実施形態を示す図である。図１８は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図である。
【０１１８】
第４実施形態の波長選択スイッチは、第１実施形態の波長選択スイッチ（図１）の構成に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３が加わったものである。その他の構成は第１実施形態（図１）と同じである。よって、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３を中心に説明を行う。
【０１１９】
本実施形態においては、レンズアレイ１１と回折格子１２の間に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３が配置されている。第１レンズＬ１に入射した光は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２によって集光される。
【０１２０】
第１レンズＬ１は焦点距離ｆ1、第２レンズＬ２は焦点距離ｆ2を有しており、第２レンズＬ２は第２方向にだけパワーを持ったシリンドリカルレンズである。その集光位置での光のビーム形状は、第２レンズＬ２を配置することによって、図２０のような第１方向に大きい楕円状のビーム形状となる。この時の第１方向のビームの幅をＳ1、第２方向のビームの幅をＳ2としている。
【０１２１】
また、その集光位置は複数の入力ポートの光が交わる位置であり、集光位置での入力ポート１０ａの光が進む方向と第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の光軸との角度はβ１ａで表される。
【０１２２】
また、入力ポート１０ａの中心位置と第１レンズＬ１の光軸は第１方向にＹ１だけ離れており、Ｙ１が大きくなればなるほど、その入射角度β1aは大きくなる。その関係は次式で表される。
【０１２３】
【数１】
【０１２４】
集光された光は、集光位置を過ぎると、広がったビームとなり、第３レンズＬ３に入射する。第３レンズＬ３は、焦点距離ｆ３を有しており、光が第３レンズＬ３に入射する位置は第１方向にＹ2だけ離れた位置である。Ｙ２は式（２）より求められる。
【０１２５】
【数２】
【０１２６】
第３レンズＬ３に入射した光は、第３レンズＬ３によって、コリメートされ、回折格子１２の方向に出射し、回折格子１２に第２方向にα１だけ傾いて入射する。
【０１２７】
回折格子１２は、第３レンズＬ３でコリメートされた光を、第１方向とは異なる第２方向に波長に応じて角度分散させる。つまり、回折格子１２に入る波長多重された光は、各波長に応じて第２方向に且つ異なった角度α２ａ〜α２ｅの角度範囲の間で進行していく事となり、その角度は式（３）で表される。
【０１２８】
【数３】
ｍは回折次数、ｄは回折格子のピッチ、λは波長を示している。
【０１２９】
その分散する様子は、図１９では簡略化して５つの波長のみ図示している。なお、回折格子１２は図１のような透過型の分散素子を示しているが、反射型を用いても良い。
【０１３０】
レンズ１３は焦点距離ｆ4有しており、回折格子１２により分散された各波長の光は、レンズ１３によって、第１のミラーアレイ１４のミラー上にそれぞれ集光されている。
【０１３１】
回折格子１２とレンズ１３の間隔は、焦点距離ｆ４だけ離れている事が望ましい。なぜなら、回折格子１２と集光レンズ１３の間隔は焦点距離ｆ４からずれた位置に配置されると、レンズ１３から出射し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。
【０１３２】
つまり、回折格子１２とレンズ１３の間隔がｆ４であると、レンズ１３から出射した光は波長ごとに一致した方向に第１のミラーアレイ１４の各ミラーに向かって進んでいく。その結果、回折格子１２により分散された各波長の光は、第１のミラーアレイ１４の各波長に対応したミラー上にそれぞれ集光する。その集光位置は、複数の入力ポートの光が交わる位置であり、集光位置での入力ポート１０ａの光が進む方向と集光レンズ１６の光軸との角度であるβ２ａは式（４）より求められる。
【０１３３】
【数４】
【０１３４】
また、その集光位置での光のビーム形状は、図２１に示すように第１方向に大きい楕円のビーム形状であり、第１方向のビーム幅をＳ３、第２方向のビームをＳ４とし、それらの大きさは次式で表される。
【０１３５】
【数５】
【０１３６】
【数６】
【０１３７】
第１のミラーアレイ１４の各ミラーによって反射された光は、広がりを持ったビーム形状でレンズ１３に入射する。レンズ１３に入射した各波長の光は、コリメート光となってレンズ１３から回折格子１２に向かって進んでいく。コリメート光は、回折格子１２に入射し、その入射する位置は各ミラーの回転角が略等しい場合、各波長の光は回折格子１２上で一点に集まる（波長多重される）。
【０１３８】
回折格子１２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３レンズＬ３に入射し、第３レンズＬ３によって集光され、その集光位置での光のビーム形状は第１方向に大きい楕円状のビーム形状となる。
【０１３９】
第３レンズＬ３によって集光された光は、第２レンズＬ２と第１レンズＬ１によって、円形のビーム形状にコリメートされる。コリメートされた光は、出力ポート１０ｅに対応したレンズアレイ１１のレンズに入射し、出力ポート１０ｅに集光される。
【０１４０】
以上のように、第４実施形態の波長選択スイッチにおいても、第２のミラーアレイ１５を備えているので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
以上説明したすべての実施形態において、単に波長選択スイッチを２つ並べた構成と比較すると、上記各実施形態では、２つの偏向部材のうち、何れも第２の光学系を利用している。換言すると、２つの波長選択スイッチの機能を発揮している場合に、第２の光学系が共通として使用されている点が単に波長選択スイッチを２つ並べた構成と大きく異なっている。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
以上のように、本発明にかかる波長選択スイッチは、機能しないポートが低減でき、入出力ポートの利用効率が高い波長選択スイッチであって、例えば光学系や通信の分野において有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
１ 波長選択スイッチ
１０ ファイバアレイ（光入出力部）
１０ａ、１０ｂ、…１０ｊ ファイバ
１１ レンズアレイ（第１の光学系）
１２ 回折格子（分散光学素子）
１３ レンズ（第２の光学系）
１４ 第１のミラーアレイ（第１の偏向部材）
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ ミラー面（反射領域）
１５、１５１ 第２のミラーアレイ（第２の偏向部材）
１５２ 第３のミラーアレイ（第３の偏向部材）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ ミラー面（反射領域）
１６、１６１、１７ プリズム（光学部材）
１６２ プリズム（第２の光学部材）
１８、１８１ 光学ブロック（光学部材）
１６Ｒ、１８Ｒａ、１８Ｒｂ 反射面
１８１Ｒ１、１８１Ｒ２、１８２Ｒ１、１８２Ｒ２ 反射面
１８２ 光学ブロック（第２の光学部材）
１９ 平行平面板（光学部材）
２０、２０１ 台形プリズム（光学部材）
２０２ 台形プリズム（第２の光学部材）
３０ 平行平面板（伝播距離補償光学素子）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ レンズ
Ｌ、Ｌ１ 光軸
Ｌ’、ＡＸ 軸
【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】
従来から波長選択スイッチが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の波長選択スイッチは、ＭＥＭＳプロセスにより製作されるミラーアレイ（ＭＥＭＳミラーアレイ）により、周波数ごとに光信号を出力部へと切り替えることができる。波長選択スイッチは、波長多重された光を入出力することができる光入出力部を備えている。そして、光入出力部を構成するポートの数によって、波長選択スイッチで切り替えることができる経路の数が異なる。
【０００３】
一方で、必要となるポートの数は、波長選択スイッチを使用するユーザによって異なる。ここで、ポート数の多い波長選択スイッチであれば、この波長選択スイッチのポートを部分的に利用することができるため、必要となるポートの数が多いユーザに限らず、必要となるポート数が少ないユーザも利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、必要となるポート数が少ないユーザが、ポート数の多い波長選択スイッチの一部のポートを利用した場合、機能しないポートが数多く存在するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、波長選択スイッチにおいて、機能しないポート数を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の波長選択スイッチは、
波長多重された光を入力または出力可能なポートを複数備えた光入出力部と、
光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光を波長ごとに偏向可能な第１の偏向部材と、
光入出力部および第１の偏向部材の間の光路中に配置された分散素子と、
光入出力部および分散素子の間の光路中に配置された第１の光学系と、
分散素子および第１の偏向部材の間の光路中に配置された第２の光学系と、
第１の光学系および第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な光学部材と、
光を反射する反射領域を複数有し、波長多重された光のうち、光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第２の偏向部材と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる波長選択スイッチは、機能しないポート数を低減することができるので、ポートを効率よく利用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第１の状態での上面図である。
【図２】回折格子で分散される光線の実際の様子を示す図である。
【図３】第１実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第２の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での上面図である。
【図４】第１実施形態におけるプリズムが配置された位置の拡大図である。
【図５】第１実施形態におけるプリズムの移動を示す図である。
【図６】第１実施形態の変形例であって、プリズムを複数備える構成を示す図である。
【図７】第２のミラーアレイの偏向角を抑える配置を示す図で（ａ）は第２のミラーアレイの法線が光軸と直交しない配置を示す図、（ｂ）は第２のミラーアレイの法線が光軸と直交する配置を示す図である。
【図８】第２実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）第１の状態での側面図、（ｂ）第２の状態での側面図である。
【図９】第２実施形態の変形例の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第１の状態での上面図である。
【図１０】第２実施形態の変形例の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第２の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での上面図である。
【図１１】第２実施形態の変形例における光学ブロックの拡大図である。
【図１２】第２実施形態の変形例における光学ブロックの移動を示す図であって、（ａ）反射面内での移動（ｂ）光軸に直交する方向への移動を示す図である。
【図１３】第２実施形態の変形例において、光学ブロックを複数備える構成を示す図である。
【図１４】第２実施形態の波長選択スイッチにおける変形例の光学ブロックの図である。
【図１５】第２実施形態の別の変形例の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での側面図である。
【図１６】第３実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、（ａ）は第１の状態での側面図、（ｂ）は第２の状態での側面図である。
【図１７】第３実施形態の変形例の波長選択スイッチであって、台形プリズムを複数備える構成を示す第２の状態での側面図である。
【図１８】第４実施形態の波長選択スイッチにおける構成と光線を示す図であって、第１の状態での側面図である。
【図１９】回折素子における光線の実際の様子を示す図である。
【図２０】第４実施形態の波長選択スイッチにおける構成の斜視図である。
【図２１】第４実施形態の波長選択スイッチにおける第２のミラーアレイ上の光線の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、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、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えても、本発明の範囲を超えない。従って、以下で説明する本発明の例示的な実施形態は、権利請求された発明に対して、一般性を失わせることなく、また、何ら限定をすることもなく、述べられたものである。
【００１１】
（第１実施形態）
図１、図２、図３は、波長選択スイッチの第１実施形態を示す図である。図１は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図であって、図１（ａ）は側面から見たときの構成を示す図、図１（ｂ）は上面から見たときの構成を示す図である。
図２は、回折格子１２で分散される光線の実際の様子を示す図である。
図３は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図であって、図３（ａ）は側面から見たときの構成を示す図、図３（ｂ）は上面から見たときの構成を示す図である。図４は、プリズム１６が配置された位置の拡大図である。図５は、プリズム１６の移動を示す図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、波長選択スイッチ１は、ファイバアレイ１０（光入出力部）と、レンズアレイ１１（第１の光学系）と、回折格子１２（分散光学素子）と、レンズ１３（第２の光学系）と、第１のミラーアレイ１４（第１の偏向部材）と、第２のミラーアレイ１５（第２の偏向部材）と、プリズム１６（光学部材）を備えている。ファイバアレイ１０から第１のミラーアレイ１４までの間には、レンズアレイ１１と、回折格子１２と、レンズ１３が、この順で光路中に配置されている。なお、Ｌは、レンズ１３の光軸を示している。ここで、「光路中に配置する」とは、光学系を伝播する光に物理的に干渉する位置に配置することをいう。逆に、「光路外に配置する」とは、光学系を伝播する光に物理的に干渉しない位置に配置することをいう。
【００１３】
図１（ａ）、（ｂ）では、ファイバアレイ１０から回折格子１２までの光路と、回折格子１２から第１のミラーアレイ１４までの光路が、同一直線上に形成されている。しかしながら、実際には、図２に示すように、回折格子１２で分散された光は入射光に対して略直交する方向に向かうので、２つの光路は略直交する。
【００１４】
本実施形態の波長選択スイッチ１では、レンズ１３から第１のミラーアレイ１４までの間に、プリズム１６を位置させることが可能となっている。そして、プリズム１６からの光を受ける位置に、第２のミラーアレイ１５が配置されている。
【００１５】
ファイバアレイ１０は、複数のファイバ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊを備えている。ファイバ１０ａ、１０ｂ、…１０ｊは、図１（ａ）に示すように、第１の方向に等間隔で配置されている。各ファイバ１０ａ、１０ｂ、…１０ｊは、それぞれ、光を入出力するための、入力ポートまたは出力ポートとして機能する。各ファイバには、その端面を介して光が入射あるいは出射するため、何れのファイバを入力ポートと出力ポートとして機能させるかは、適宜設定することができる。入力ポートとして機能するファイバには、波長選択スイッチ１の外から、波長多重された光が入力する。また、出力ポートとして機能するファイバからは、波長選択スイッチ１の外に向かって、第１のミラーアレイ１４または第２のミラーアレイ１５を構成する各ミラーの傾きに応じて、単波長の光または波長多重された光が出力される。
【００１６】
第１の状態（図１）では、ファイバ１０ａ〜１０ｉが入力ポート、ファイバ１０ｊが出力ポートとして機能している。なお、第２の状態（図３）では、ファイバ１０ａとファイバ１０ｊが入力ポート、ファイバ１０ｃとファイバ１０ｈが出力ポートとして機能している。この場合波長選択スイッチとしては、多入力１出力（Ｎ×１）の構成となるが、１入力多出力（１×Ｎ）として機能させることも出来る。また、ファイバ全てが、常に入力ポートあるいは出力ポートとして使用されている必要はなく、使用されていない（機能していない）ファイバが存在していても良い。また、特定のファイバが、常に入力ポートあるいは出力ポートとして使用されている必要もない。図１（ａ）においては、特に、入力ファイバ１０ａから出射する光を用いて説明する。
【００１７】
入出力ポートの数、入力ポートと出力ポートの並び等は、図に示した構成に限定されるものではない。本実施形態では、説明のために、入力ポートや出力ポートの数が少数の波長選択スイッチを意図的に例示している。実際には、１×２という少数ポートから構成されるものから、例えばＣバンド（ＩＴＵで規定される）帯域で１００ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチでは、チャネル数に応じて、〜５０程度までのポート数の需要があり、５０ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチでは、チャネル数に応じて、〜１００程度までのポート数の需要が考えられる。
【００１８】
レンズアレイ１１は、複数のレンズにより構成される。レンズアレイ１１は、ファイバアレイ１０と回折格子１２の間の光路中に配置されている。より具体的には、レンズアレイ１１は、ファイバアレイ１０の近傍に、各ファイバ端面に対向して配置されている。レンズアレイ１１は、複数のレンズで構成されている。そして、レンズアレイ１１の各々のレンズは、ファイバ１０ａ〜１０ｊの各々と一対一に対応している。よって、レンズアレイ１１の各々のレンズも、図１（ａ）に示すように、第１の方向に等間隔で配置されている。
【００１９】
レンズアレイ１１の各々のレンズは、その焦点位置にファイバ１０ａ〜１０ｊの端面が位置するように配置されている。よって、図１では、ファイバ１０ａ（入力ポート）から出射した光は、レンズによって平行光に変換され回折格子１２に向かって進行する。一方、回折格子１２からレンズに入射した光は、ファイバ１０ｊ（出力ポート）の端面に集光される。他のファイバについても、ファイバ端面から出射した光は、レンズアレイ１１の対応するレンズによって、略平行光に変換され、レンズアレイ１１を構成するレンズに入射した回折格子１２からの光は、対応するファイバの端面に集光される点は、同じである。なお、レンズは単レンズが好ましいが、複数のレンズで構成されていても良い。またレンズアレイ１１は別部材となっている必要はなく、同一基板上に形成されていても良い。このようなレンズの作製方法として、型を用いた成形方法や、リソグラフィ技術を使用した方法が知られている。
【００２０】
回折格子１２は、レンズアレイ１１とレンズ１３の間の光路中に配置されている。回折格子１２では光が波長ごとに異なる方向に（異なる角度で）分散（回折）され、あるいは複数の波長の光が１つに多重化される。ファイバアレイ１０から回折格子１２に光が入射した場合は、光はレンズ１３（第１のミラーアレイ）に向けて回折（分散）される。逆に、レンズ１３側（第１のミラーアレイ側）から光が入射した場合は、光はファイバアレイ１０に向けて回折（多重化）される。
【００２１】
なお、図２に示すように、実際には、回折格子１２は、その回折面がＸＺ平面内におけるレンズアレイ１１を構成するレンズの光軸Ｌ１に対して傾くように配置されている。そして、回折格子１２に入射した光は、レンズ１３に向かう方向に回折される。図２おいて、Ｌ２は、レンズ１３の光軸を示している。
【００２２】
また、本実施形態では、分散素子として透過型の回折格子１２を示しているが、これに限られない。例えば、分散素子として、リットマン−メトカルフ構成の分散素子を用いてもよいし、反射型の回折格子やイマージョングレーティング、グリズム、スーパープリズム等を用いても良い。また、回折格子以外の分散素子としては、例えばプリズムがある。また、使用する分散素子は１つである必要はなく、複数の分散素子を組み合わせて使用しても良い。
【００２３】
レンズ１３は、回折格子１２から第１のミラーアレイ１４までの間の光路中に配置されている。より詳しくは、一方の焦点位置（例えば、前側焦点位置）に回折格子１２の分散起点（回折面）が位置し、他方の焦点位置（例えば、後側焦点位置）に第１のミラーアレイ１４のミラー面が位置するように、レンズ１３は配置されている。このレンズ１３では光が収束する。なお、レンズ１３に代えて反射ミラーを用いてもよい。
【００２４】
なお、分散起点とは、分散光を逆方向に追跡したときに分散の起点となっているように見える位置を意味する。また、複数の分散素子から分散素子を構成する場合、分散起点は、複数の分散素子で生じる分散を1つの分散素子で生じさせたと考えた場合の分散起点となる。つまり、最終的な各分散光の分散素子からの進行方向を逆にたどったときに交わる位置である。より厳密には、複数の分散素子を用いた場合、その分散起点の位置は一般に厳密な一点で表すことが出来ない。従って、前記位置とは分散起点と実質的に見なすことの出来る位置を意味する。
【００２５】
第１のミラーアレイ１４は、レンズ１３を挟んで回折格子１２と対向する位置に配置されている。よって、レンズ１３から出射した光は、直接第１のミラーアレイ１４に入射する。第１のミラーアレイ１４は、その各々のミラー面の法線方向がレンズ１３の光軸Ｌに略沿うことが可能なように、光軸上に配置されている。ただし、ミラー面の配置は、必ずしも、この配置に限定されない。
【００２６】
第１のミラーアレイ１４は、複数のミラー面（反射領域）１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを有する。図１（ｂ）に示すように、ミラー面１４ａ〜１４ｅは、第２の方向に等間隔で配置されている。そして、ミラー面１４ａ〜１４ｅの各々は、互いに離れて形成されている。また、ミラー面１４ａ〜１４ｅの各々は、ローカルのＸ軸とＹ軸の周りに回転することが可能となっている。ここで、Ｘ軸は第２の方向、Ｙ軸は第１の方向にそれぞれ対応している。ミラー面１４ａ〜１４ｅの各々は、Ｘ軸の周りに回転することで、入射した光を所望のポートの方向に反射する。
【００２７】
第２のミラーアレイ１５は、プリズム１６が、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置された際に、プリズム１６からの反射光を波長ごとに偏向可能な位置に、配置されている。より具体的には、第２のミラーアレイ１５は、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４の間に配置されている。また、第２のミラーアレイ１５は、そのミラー面の法線方向がレンズ１３の光軸Ｌと略直交するように配置されている。このように、第２のミラーアレイ１５は、レンズ１３の光軸Ｌから第１の方向に離れた位置に配置されている。よって、レンズ１３から出射した光は、第２のミラーアレイ１５には直接入射しない。
【００２８】
第２のミラーアレイ１５は、複数のミラー面（反射領域）１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅを有する。図１（ｂ）に示すように、ミラー面１５ａ〜１５ｅは、第２の方向に等間隔で配置されている。そして、ミラー面１５ａ〜１５ｅの各々は、互いに離れて形成されている。また、ミラー面１５ａ〜１５ｅの各々は、ローカルのＸ軸とＹ軸の周りに回転することが可能である。ここで、Ｘ軸は第２の方向、Ｙ軸は第１の方向にそれぞれ対応している。ミラー面１５ａ〜１５ｅの各々は、Ｘ軸の周りに回転することで、入射した光を所望の方向に反射する。
【００２９】
なお、本実施形態では、ミラー面１４ａ〜１４ｅ、１５ａ〜１５ｅは等間隔で配置されているが、等間隔で配置しなくても良い。一般的に回折格子等の分散素子を使用した場合、一定の周波数（波長）間隔の光はミラーアレイ位置に不等間隔に集光される。従ってこれに各ミラー中心が一致するように設計・配置するのが良い。また、本実施形態では、ミラー面１４ａ〜１４ｅ、１５ａ〜１５ｅの各々の形状、面積は同じであるが、異なっていても良い。また、本実施形態では、第１のミラーアレイ１４および第２のミラーアレイ１５のミラー面の数は、何れも５であるが、５より多くても少なくても良い。ミラー面の数は、伝播される信号の周波数間隔及び周波数帯域幅により決められるものである。実際には、例えばＣバンド（ＩＴＵで規定される）帯域で１００ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチ１では、チャネル数に対応して、〜５０程度のミラー数が用いられ、５０ＧＨｚの周波数間隔の仕様の波長選択スイッチ１では、チャネル数に応じて、〜１００程度のミラー数が用いられる。また、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、ミラー面の数、間隔、形状、面積が同じであっても異なっていても良い。
【００３０】
また、反射領域（ミラー面）はＭＥＭＳ技術を用いて形成することができる。ＭＥＭＳ技術を用いて製作したミラーをＭＥＭＳミラー、ミラーアレイをＭＥＭＳミラーアレイと呼ぶ。本実施形態では、ＭＥＭＳミラーアレイを用いているが、単にミラーアレイと称して説明をしている。なお、ミラーアレイに代えて、反射型液晶パネルを用いても良い。
【００３１】
プリズム１６は、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置可能である。ここで、「光路中に配置可能」とは、実際の光が進行している光路中に配置されている場合と、プリズム１６の移動により光路が変化したときに光路となりうる位置に配置されている場合との、両方の場合を含むことをいう。すなわち、このプリズム１６は、図１（ｂ）に示すように、第１の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路外に位置する。また、プリズム１６は、図３に示すように、第２の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置する。第２の状態では、レンズ１３から出射した光とプリズム１６の少なくとも一部が交わっている。
【００３２】
プリズム１６をレンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路に対して挿脱するには、駆動機構と制御部を用いて電気的に制御することで行うのが良い。駆動機構は、例えば、プリズム１６を載置するステージとステージを移動させるモータで構成すれば良い。制御部は、駆動機構を制御するもので、例えば、ＣＰＵやメモリを含む電子回路を用いて構成する。
また、プリズム１６の移動状態を確認するために、移動状態を確認する確認機構（センサー）を設けても良い。この場合、制御部には、フィードバック回路を持たせるのが望ましい。これにより、確認機構からの信号を用いて、プリズム１６を最適な位置へ移動させることができる。
【００３３】
プリズム１６は、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に位置したとき、レンズ１３から出射した光の少なくとも一部を反射させて、第２のミラーアレイ１５へ偏向して導く。また、第２のミラーアレイ１５で反射された光を反射させてレンズ１３へ偏向して導く。そのため、プリズム１６はＸ方向に細長い反射面１６Ｒを有する。なお、反射面１６Ｒには反射膜（ミラーコート）を設けておくことが好ましい。また、本実施例では、プリズム１６は三角柱であるが、これに限られない。平面を１面持っていれば良く、例えば、平行平板、多角柱（４以上）、半円柱であっても良い。
【００３４】
なお、第１の状態にあるとき、プリズム１６は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置しているので光学的に機能しない。また、このときは、第２のミラーアレイ１５へ実質的に入射する光はないので、第２のミラーアレイ１５も光学的に機能していない。従って、第１の状態にある場合、第２のミラーアレイ１５への電力供給は必ずしも必要ではない。
【００３５】
次に、上記構成を持つ波長選択スイッチの動作について説明する。まず、第１の状態について図１を使って説明する。
【００３６】
図１において実線で示すように、第１の状態では、ファイバ１０ａ〜１０ｉが入力ポートとして、ファイバ１０ｊが出力ファイバとして振舞う。ファイバ１０ａ（入力ポート）から出射する光を用いて説明をする。ファイバ１０ａから出射した光は発散しながら、レンズアレイ１１に入射する。レンズアレイ１１に入射した光はレンズアレイ１１で収束され、略平行光に変換される。その結果、レンズアレイ１１からは略平行光が出射する。平行光は回折格子１２に入射する。
【００３７】
ここで、ファイバ１０ａから出射した光は波長多重された光であるので、複数の波長の光が含まれている。このような波長多重光が回折格子１２に入射すると、波長多重光は回折格子１２で分散（回折）される。その結果、異なる波長の光が、波長ごとに異なる方向に（異なる角度で）回折格子１２から出射する。すなわち、図１（ｂ）に示すように、各波長の光は第２の方向に広がって回折格子１２から出射する。ただし、第１の方向については平行のままである。
【００３８】
回折格子１２から出射した光はレンズ１３に入射する。ここで、第１の方向については、どの角度で回折された光も、レンズ１３によって収束される。また、レンズ１３の（前側）焦点位置は分散起点（回折面）と一致している。そのため、第２の方向については、どの角度で回折された光も、レンズ１３によって収束されてレンズ１３の光軸Ｌに対して平行な光となる。
【００３９】
また、回折格子１２から出射した光は、レンズ１３の光軸Ｌから離れた位置を通過している。そのため、レンズ１３に入射した光は、レンズ１３によってレンズ１３の光軸Ｌに向かって屈折される。よって、第１のミラーアレイ１４上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
【００４０】
ライン状の集光領域の光は、第１のミラーアレイ１４のミラー面１４ａ〜１４ｅで反射される。ここで、ミラー面１４ａ〜１４ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけの反射する向きを選択して変えることができる。これにより、所望の波長の光について任意の入力ポートからの光を出力ポートに導くことが出来る。
【００４１】
ミラー面１４ａ〜１４ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。ここで、第１の状態において、プリズム１６は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置している。よって、各波長の光はレンズ１３に入射し、レンズ１３によって収束される。ここで、第１の方向については、各波長の光は発散した状態でレンズ１３に入射する。よって、各波長の光は平行となってレンズ１３から出射する。また、第２の方向については、各波長の光は光軸Ｌに平行な状態でレンズ１３に入射する。よって、各波長の光は回折格子１２の分散起点（回折面）に向けて収束される。
【００４２】
回折格子１２に入射した各波長の光は、回折格子１２で波長多重される。このように、各波長の光は、同一方向に、他の波長の光と重なるように波長多重される。その結果、波長多重光が回折格子１２から出射する。出射した波長多重光は平行光であるので、レンズアレイ１１で収束され、ファイバ１０ｊ（出力ポート）に集光する。
【００４３】
以上のように、第１の状態では、１つの出力ポートからの光を処理することができる。具体的には、波長選択スイッチは、９×１のポート構成を持つ波長選択スイッチとして機能する。しかしながら、第１の状態では、９より少ない入力ポートを必要とするユーザが使用する場合、入出力ポートの一部は余ってしまう。そのため、ポートに余りがある場合、これらのポートは機能しないポートとして残ってしまう。すなわち、入出力ポートの利用効率が良いとはいえない。
【００４４】
そこで、第２の状態にすることで、機能しないポート数を低減すること、すなわち、入出力ポートの利用効率を高めることができる。第２の状態について図３を使って説明する。第２の状態は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態である。これを実現するために、第２の状態では、プリズム１６をレンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に移動させて、位置させる。
【００４５】
第２の状態では、ファイバ１０ａとファイバ１０ｊが入力ポート、ファイバ１０ｃとファイバ１０ｈが出力ポートになっている場合を例示している。波長多重された光は、ファイバ１０ａから出射し、ファイバ１０ｃに入射する。また、別の波長多重された光は、ファイバ１０ｊから出射し、ファイバ１０ｈに入射する。
【００４６】
第２の状態では、プリズム１６が、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に位置しているにもかかわらず、ファイバ１０ａから出射した光は、ファイバ１０ｃに入射している。これは、第１方向に関して、プリズム１６がレンズ１３の光軸Ｌの一方の側（ファイバ１０ｊ側）のみ挿入されていることと、第１のミラーアレイ１４のミラー面の向きが第１の状態と異なっているからである。プリズム１６の挿入位置は、ファイバ１０ａ〜１０ｅを入出力ポートとして使用する光路に対しては光を反射しない位置に、ポート１０ｆ〜１０ｊを入出力ポートとして使用する光路に対しては光を反射する位置になっている。
【００４７】
第１の状態では、ファイバ１０ａから出射した光は、ファイバ１０ｊに入射していた。これに対して、第２の状態では、ファイバ１０ａから出射した光は、ファイバ１０ｃに入射する。そのため、第２の状態では、第１のミラーアレイ１４のミラー面の向きを変えて、反射光の方向を変えている。この点以外は第１の状態と同じなので、ファイバ１０ａから出射した光についての重複する説明は省略する。
【００４８】
次に、ファイバ１０ｊから出射した光について説明する。ファイバ１０ｊからレンズ１３までの光学的な作用は、第１の状態におけるファイバ１０ａからレンズ１３までの光学的な作用と同じなので、重複する説明は省略する。
【００４９】
図３において、レンズ１３から出射した光は、第１のミラーアレイ１４に向かって進む。しかしながら、第２の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に、プリズム１６が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光は、プリズム１６の反射面１６Ｒで第２のミラーアレイ１５に向かって反射される。これにより、第２のミラーアレイ１５上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
【００５０】
なお、本実施形態では、プリズム１６と第２のミラーアレイ１５との間の光路中には何も介在していない。そのため、プリズム１６からの光は、直接、第２のミラーアレイ１５に入射する。しかしながら、プリズム１６と第２のミラーアレイ１５の間の光路中に、光学素子（レンズ、ミラー、光学フィルタ等）や光学素子の組み合わせを配置しても良い。そして、これらを介して、光を第２のミラーアレイ１５に入射させても良い。
【００５１】
ライン状の集光領域の光は、第２のミラーアレイ１５のミラー面１５ａ〜１５ｅで反射される。ここで、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけを選択的に所望の角度に偏向することができる。
【００５２】
本実施形態では、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを傾けなくても（レンズ１３の光軸Ｌと平行にしておいても）、ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された光はファイバ１０ｈに入射する。反射面１６Ｒの光軸Ｌに対する角度は、上記の関係となるように設定されている。また、本実施形態では、ファイバ１０ｊから出射された波長多重された全ての波長の光を、ファイバ１０ｈに入射させるようにしている。そのため、本実施形態では、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きは変わっていない。なお、ファイバ１０ｊとは異なる入力ファイバ１０ｆ、１０ｇ、１０ｉのいずれかから出射した特定の波長の光を、ファイバ１０ｈに入射させる場合は、ミラー面１４ａ〜１４ｅのうち特定波長に対応するミラーについて、そのミラー面の向きを所望の入力ファイバと出力ファイバ１０ｈとが光学的に結合するように変えればよい。また、反射面１６Ｒのレンズ１３の光軸Ｌに対する角度によっては、ミラー面１５ａ〜１５ｅを予め傾けておく必要がある。
【００５３】
ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。上記のように、プリズム１６が、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に位置しているので、各波長の光はプリズム１６の反射面１６Ｒで反射される。反射された各波長の光は、レンズ１３に入射し、レンズ１３によって収束される。続いて、各波長の光は、回折格子１２、レンズアレイ１１を経て、ファイバ１０ｈに入射する。
【００５４】
このように、本実施形態の波長選択スイッチでは、ファイバ１０ａ〜１０ｅとファイバ１０ｆ〜１０ｊとは、ほとんどの構成（光学部材）を共有しながら、それぞれ別の波長選択スイッチとして機能することができる。すなわち、第２の状態においては、ファイバ１０ａ〜１０ｅは、ファイバ１０ｃを出力ポートとした４×１の波長選択スイッチとして、ファイバ１０ｆ〜１０ｊはファイバ１０ｊを出力ポートとした４×１の波長選択スイッチとして、それぞれ機能している。
このように、２つのミラーアレイ１４、１５を備え、波長多重された光のうち、光学部材からの光を波長ごとに偏向可能であるため、ミラーアレイ１４による波長選択に用いないポートを、ミラーアレイ１５による波長選択に用いることができる。
従って、機能しないポート数を低減することができる。
さらに、制御部が、プリズム１６（光学部材）の位置を制御することにより、ミラーアレイ１５による波長選択スイッチに用いるポートの数を変更可能である。
【００５５】
以上のように、本実施形態の波長選択スイッチ１では、第１の出力ポートへの光を処理する際に使われないポートがあっても、その使われていないポートを第２の出力ポートへの光の処理に利用することができる。このように、本実施形態の波長選択スイッチ１によれば、機能しないポートが低減できるので、入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
また、波長選択スイッチを２つ使用する場合に比べて、光学系を共通化できる。よって本実施形態の波長選択スイッチによれば、コンパクトで、低コストな波長選択スイッチを実現できる。
【００５６】
なお、本実施形態では、図４に示すように、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、互いのミラー面の法線が直交するように配置されている。しかしながら、これに限られない。例えば、法線のなす角度が、鋭角あるいは鈍角となるように第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５を配置しても良い。
【００５７】
また、本実施形態では、入出力ポートが等間隔であるとしたが、不等間隔であっても良い。プリズム１６の反射面１６Ｒ位置では、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５に入射する境界に存するポート、本実施形態ではポート１０ｅと１０ｆ、からの光の光束が十分分離されているのが望ましい。従ってこの２ポートの間の間隔は他のポート間隔より大きくなっていても良い。この場合、ポート間隔に応じてマイクロレンズアレイ間隔も不等間隔となる。
【００５８】
また、本実施形態では、図４に示すように、プリズム１６の反射面１６Ｒを含む平面５１に対して、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５とが対称となるように、プリズム１６、第１のミラーアレイ１４及び第２のミラーアレイ１５が配置されている。
【００５９】
また、本実施形態では、第２のミラーアレイ１５の位置は、複数のファイバからの光が第１の方向に略交わる位置となっている。これは、図４における、ファイバ１０ｊから入力され光学系に出射された光の光路を示す５０ｊと、ファイバ１０ｆから入力され光学系に出射された光の光路を示す５０ｆが、第２の状態における反射面１６Ｒから第２のＭＥＭＳミラーアレイ１５までの伝播距離（実線で示す線分）と、第１の状態における、第２の状態において反射面１６Ｒがある位置から第１のＭＥＭＳミラーアレイ１４までの伝播距離（長鎖線で示す線分）とが等しくなっているからである。
【００６０】
また、図５に示すようにプリズム１６が、反射面１６Ｒを含む平面５１内で移動可能となるようにしても良い。この場合、プリズム１６をレンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路に対して挿脱する駆動機構と制御機構（不図示）を、プリズム１６を矢印の方向に移動させるために利用することができる。
ここで、制御部は、プリズム１６（光学部材）の位置を制御する。図５に示す状態では、波長多重された光の一部が第１のミラーアレイ１４（第１の偏向部材）に集光している。この状態を「第１の状態」とみることもできる。
次に、プリズム１６を図５に示す状態よりも、ファイバ１０ａ〜１０ｇからの光がすべて反射面１６Ｒで反射される位置まで、平面５１内において紙面上方へ移動する。この状態では、第１のミラーアレイ１４へは光は入射しない。そして、波長多重された光の全部は、反射面１６Ｒで反射されて、第２のミラーアレイ１５（第２の偏向部材）に集光する。この状態を「第２の状態」とする。このような、第１の状態と第２の状態とを切替えることもできる。
これにより、第１のミラーアレイ１５と第２のミラーアレイ１６との選択の自由度が向上する。
なお第１の状態と第２の状態との切り替えは、２値的であっても、連続的であっても良い。
【００６１】
図５において、ファイバ１０ａ〜１０ｇから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ａ〜５０ｇ（光線５０ａ〜５０ｅは不図示）は反射面１６Ｒで反射されない。よって、光線５０ａ〜５０ｇは第１のミラーアレイ１４に入射する。一方、ファイバ１０ｈ〜１０ｊから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ｈ〜５０ｊ（光線５０ｉは不図示）は反射面１６Ｒで反射される。よって、光線５０ｈ〜５０ｊは第２のミラーアレイ１５に入射する。
【００６２】
図５のように、プリズム１６を平面５１内において移動可能に構成すると、ファイバ１０ａ〜１０ｇまでを１つの波長選択スイッチ１、ファイバ１０ｈ〜１０ｊまでを別の波長選択スイッチとして、それぞれ独立に機能させることが出来る。これにより、機能しないポートが低減できるので、入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
【００６３】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例を図６に示す。本変形例では、光路を切替えるための光学部材を複数用いている。そのため、本変形例では、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの間に、２つのプリズム１６１と１６２を位置させている。これに伴い、第１のミラーアレイ１４に加えて２つのミラーアレイ１５１と１５２も配置している。
【００６４】
図６において、第２のミラーアレイ１５１や第１のプリズム１６１の位置や機能は、それぞれ、図５における第２のミラーアレイ１５やプリズム１６と同じなので、重複する説明は省略する。第３のミラーアレイ１５２（第３の偏向部材）や第２のプリズム１６２（第２の光学部材）は、レンズ１３の光軸Ｌに対して、第２のミラーアレイ１５１や第１のプリズム１６１と対称になるように配置されている。第２のプリズム１６２は、第１のプリズム１６１と同様に、平面５１２内で移動可能に構成されている。
【００６５】
図６において、ファイバ１０ａ〜１０ｃから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ａ〜５０ｃ（光線５０ｂは不図示）は反射面１６２Ｒ２で反射される。よって、光線５０ａ〜５０ｃは第３のミラーアレイ１５２に入射する。ファイバ１０ｄ〜１０ｇから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ｄ〜５０ｇ（光線５０ｅ、５０ｆは不図示）は反射面１６１Ｒ１、１６２Ｒ２のいずれでも反射されない。よって、光線５０ｄ〜５０ｇは第１のミラーアレイ１４に入射する。ファイバ１０ｈ〜１０ｊから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線５０ｈ〜５０ｊ（光線５０ｉは不図示）は反射面１６１Ｒ１で反射される。よって、光線５０ｈ〜５０ｊは第２のミラーアレイ１５１に入射する。
【００６６】
このように、本変形例では、ファイバ１０ａ〜１０ｃまでを１つの波長選択スイッチ、ファイバ１０ｄ〜１０ｇまでを別の波長選択スイッチ、ファイバ１０ｈ〜１０ｊまでを更に別の波長選択スイッチとして、それぞれ独立に機能させることが出来る。これにより、機能しないポートが低減できるので、入出力ポートの利用効率を高くすることができる。また、光路を切替えるための光学部材の数をｉとしたとき、１〜１＋ｉ個のそれぞれ独立した波長選択スイッチとして機能することができるので、さらに入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
具体的には、更に偏向部材を備えるので、同時に３つ以上の処理が行える。よって、更にポートの利用効率が高まる。
【００６７】
次に、ミラーアレイの偏向角の大きさを低減する構成について説明する。図７は、第２のミラーアレイ１５の偏向角を抑える配置を示す図である。図７（ａ）は第２のミラーアレイ１５の法線が、レンズ１３の光軸Ｌと直交しない配置を示す図、図７（ｂ）は第２のミラーアレイ１５の法線が、レンズ１３の光軸Ｌと直交する配置を示す図である。
【００６８】
第２のミラーアレイ１５を使って説明する。図７（ａ）に示すように、第２のミラーアレイ１５に、光線５０ａと５０ｅを入射させたとする。ここで、レンズ１３の光軸Ｌと直交する軸をＬ’とすると、光線５０ａと軸Ｌ’とのなす角はθａ、光線５０ｅと軸Ｌ’とのなす角はθｅとなる（時計回りを正、反時計回りを負とする）。ミラーアレイ１４、１５では、入射した光の反射方向を変えるために、各ミラーがＸ軸の周りに回転する。このときの回転角すなわち、偏向角を抑えると、各ミラーへの負荷を軽減することができる。
【００６９】
ここで、ミラーアレイ１４、１５は、ミラー面とミラー面を支持する基板を備えている。そして、ミラー面は、所定の角度を中心にして振れる。所定の角度がゼロのとき、各ミラー面の法線と基板の法線は一致する。この場合、基板の法線と軸Ｌ’とのなす角θが、θｅ＋（θａ−θｅ）／２と一致、あるいはできるだけ一致するように、第２のミラーアレイ１５を配置する。このようにすると、光線５０ａの第２のミラーアレイ１５への入射角度と、光線５０ｅの第２のミラーアレイ１５への入射角度を略等しくすることができる。そのため、第２のミラーアレイ１５の最大振れ角度を小さくすることができる。よって、ＭＥＭＳミラーの作製時の難易度や、駆動電圧を小さくすることができる。なお、所定の角度がゼロでない場合、その分を考慮して、第２のミラーアレイ１５を配置すれば良い。
【００７０】
また、プリズム１６について、次のようにしても良い。図７（ｂ）では、各ミラー面の法線と基板の法線は一致しており、基板の法線と軸Ｌ’とのなす角θは略０°である。このような状態で、第２のミラーアレイ１５に、光線５０ａと５０ｅを入射させたとする。このとき、｜θａ｜と｜θｅ｜が略等しくなるようなに反射する反射面１６Ｒをプリズム１６が持つようにする。このようにすれば、図７（ａ）と同じような効果が得られる。
【００７１】
なお、図７（ａ）、（ｂ）のいずれにおいても、第２のミラーアレイ１５は、レンズ１６から第１のミラーアレイ１４までの伝播距離と、レンズ１６から第２のミラーアレイ１５までの伝播距離が等しくなるように配置されるのが望ましい。
【００７２】
（第２実施形態）
図８は、波長選択スイッチの第２実施形態を示す図である。図８は波長選択スイッチを側面から見たときの構成と光線を示す図である。図８（ａ）は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図であり、図８（ｂ）は２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図である。なお、第１実施形態で説明したように、第１の状態は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態、第２の状態は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態である。
【００７３】
第２実施形態の波長選択スイッチにおいても、プリズム１７はレンズ１３と第１のミラーアレイ１４の間に位置している。ただし、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、第１実施形態の波長選択スイッチ１では、各々のミラー面の法線が直交するように配置されていたが、第２実施形態の波長選択スイッチ１では、各々のミラー面の法線方向がレンズ１３の光軸Ｌに略沿うことが可能なように配置されている。ただし、ミラー面の配置は、必ずしも、この配置に限定されない。
【００７４】
第１の状態と第２の状態について説明する。第１の状態では、第１実施形態と同様に、プリズム１７は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置している。よって、第１の状態についての説明は省略する。また、第２の状態において、ファイバアレイ１０からレンズ１３までは、第１実施形態と同じなので重複する説明は省略する。
【００７５】
第２の状態では、図８（ｂ）に示すように、ファイバ１０ｊからの光はレンズ１３から出射し、第１のミラーアレイ１４に向かって進む。ここで、本実施形態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に、プリズム１７が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光は、プリズム１７を通過する際に屈折される。プリズム１７で屈折された光は、第２のミラーアレイ１５に向かう。これにより、第２のミラーアレイ１５上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
ここで、第２の状態において、ファイバ１０ａからの光については、レンズ１３とミラーアレイ１４との間の光路中にはプリズム１７は位置していない。このため、図８（ｂ）に示すように、ミラーアレイ１４を傾斜させることで、図中破線で示す光線のように、ファイバ１０ａからの光のミラーアレイ１４による反射光を、レンズ１３へ向かわせることができる。ミラーアレイ１５に戻って説明を続ける。
【００７６】
ライン状の集光領域の光は、第２のミラーアレイ１５のミラー面１５ａ〜１５ｅで反射される。ここで、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけを選択的に所望の角度に偏向することができる。そして、ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。
【００７７】
なお、第２実施形態においても、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４との間の伝播距離と、レンズ１３と第２のミラーアレイ１５との間の伝播距離とが等しくなるように、第２のミラーアレイ１５は配置されるのが望ましい、ここで媒質中を伝播する伝播距離は空気換算長（幾何学的伝播距離を媒質屈折率で除したものとする）を用いるものとする。
【００７８】
以上のように、第２実施形態の波長選択スイッチ１においても、第２のミラーアレイ１５を備えているので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、第２実施形態の波長選択スイッチ１では、第１のミラーアレイ１４と第２ミラーアレイ１５を近接させることができるので、波長選択スイッチの小型化可能となる。場合によっては、１つの基板上に、第１のミラーアレイ１４と第２ミラーアレイ１５を形成することも可能となる。
【００７９】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例を図９に示す。図９は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図である。図９（ａ）は側面から見たときの構成と光線を示す図であり、図９（ｂ）は上面から見たときの構成と光線を示す図である。
また、図１０は２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図であって、図１０（ａ）は側面から見たときの構成と光線を示す図、図１０（ｂ）は上面から見たときの構成と光線を示す図である。
【００８０】
本変形例では、プリズム１７に代えて光学ブロック１８を用いている。それ以外の構成はプリズム１７を用いる構成と同じなので説明は省略し、光学ブロック１８を中心に説明する。図１０（ｂ）に示すように、ファイバ１０ｊからの光はレンズ１３から出射し、第１のミラーアレイ１４に向かって進む。ここで、本変形例の第２の状態では、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に、光学ブロック１８が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光の一部は、光学ブロック１８の内部で複数回反射して光学ブロック１８から出射する。光学ブロック１８から出射した光は、第２のミラーアレイ１５に向かう。
【００８１】
図１１は、光学ブロック１８のより詳細な形状と、光学ブロック１８を通過する光線の様子を示している。図１１では、光路中に光学ブロック１８が挿入されているので第２の状態を示している。
【００８２】
図１１に示すように、光学ブロック１８は入射面、出射面、第１の反射面１８Ｒａおよび第２の反射面１８Ｒｂを持ち、屈折率ｎの媒質で構成されている。ここで、各面はいずれも平面である。また、第２の反射面１８Ｒｂは第１の反射面１８Ｒａと対向する位置に設けられている。
【００８３】
このような光学ブロック１８の材料としては、例えば、ＢＳＬ７（株式会社オハラ製）といった市販の光学ガラスや、石英ガラス、樹脂、あるいはシリコン（Si）といった赤外領域に高い透過率をもつ材料がある。以下の説明において、光学ブロック１８は、例えば、材料がＳＢＳＬ７で、θ１が１３３°、θ２が４７°、Ｈが２．７ｍｍ、Ｄが５．４ｍｍとなっている。
【００８４】
図１１に示すように、ファイバ１０ａ〜１０ｅから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線１２０ａ〜１２０ｅ（光線１２０ａ〜１２０ｅは不図示）は光学ブロック１８に入射しない。よって、光線１２０ａ〜１２０ｅは第１のミラーアレイ１４に入射する。
【００８５】
一方、ファイバ１０ｆ〜１０ｊから回折格子１２に向かって光を出射させた場合、光線１２０ｆ〜１２０ｊ（光線１２０ｇ、１２０ｉは不図示）は光学ブロック１８に入射する。光学ブロック１８に入射した光線１２０ｆ〜１２０ｊは、第１の反射面１８Ｒａでレンズ１３の光軸Ｌと略直交する方向に反射される。第１の反射面１８Ｒａで反射された光線１２０ｆ〜１２０ｊは、第２の反射面１８Ｒｂでレンズ１３の光軸Ｌに沿う方向に反射される。第２の反射面１８Ｒｂで反射された光線１２０ｆ〜１２０ｊは第２のミラーアレイ１５に入射する。
【００８６】
また、本変形例においても、第２ミラーアレイ１５の位置は、複数の入力ポートからの光が第１の方向に略交わる位置となっている。これは、図１１における、ファイバ１０ｊから入力され光学系に出射された光の光路を示す１２０ｊと、ファイバ１０ｆから入力され光学系に出射された光の光路を示す１２０ｆが、第２の状態における光学ブロック１８の入射面から第２のミラーアレイ１５までの伝播距離（実線で示す線分）と、第１の状態における、第２の状態において光学ブロック１８の入射面がある位置から第１のミラーアレイ１５までの伝播距離（長鎖線で示す線分）とが略等しくなっているからである。ここで媒質中を伝播する伝播距離は空気換算長（幾何学的伝播距離を媒質屈折率で除したものとする）を用いるものとする。
【００８７】
本実施形態においても、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５との位置関係は、同一平面内に位置している。第２の方向について、両者は重なり合うように位置している。一方、第１の方向について、両者は離れて位置している。両者はこのような位置関係にあるので、第１ミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、ＭＥＭＳプロセスにより同一工程で、同一基板上に作製されている。
【００８８】
また、光学ブロック１８は、第１実施形態（図５）と同様に移動可能な構成にすることができる。図１２は、光学ブロック１８の移動を示す図である。図１２（ａ）は反射面内での移動を示し、図１２（ｂ）は光軸に直交する方向への移動を示す図である。図１２（ｂ）に示すように、第１の方向に駆動可能な構成としても良い。
【００８９】
図１２（ａ）や図１２（ｂ）のようにすると、光学ブロック１８の位置を変えることで、例えば、ポート１０ｆに入力され光学系に出射された光線１２０ｆを、第１のミラーアレイ１４に入射させたり、第２のミラーアレイ１５に入射させたりすることができる。光学ブロック１８の位置を大きく変化させれば、他の光線も第１のミラーアレイ１４に入射させたり、第２のミラーアレイ１５に入射させたりすることができる。
【００９０】
また、本変形例の光学ブロック１８では、第１反射面１８Ｒａと第２反射面１８Ｒｂとが平行になるように、θ１およびθ２が設定されている。よって、前述の駆動を行った際に、光学ブロック１８の位置が異なっても、光学ブロック１８の入射面から第２のミラーアレイ１５までの伝播距離に差異がほとんど生じない。そのため、駆動時に第２のミラーアレイ１５上における集光状態に与える影響が小さくて済む。
【００９１】
また、光学ブロック１８は、第１実施形態の変形例（図６）と同様に複数用いても良い。図１３は、光学ブロック１８を複数備える構成を示す図である。
【００９２】
図１３に示すように、第１の光学ブロック１８１と第２の光学ブロック１８２を設ける。第１の光学ブロック１８１は、反射面１８１Ｒ１、１８１Ｒ２を有する。第２の光学ブロック１８２は、反射面１８２Ｒ１、１８２Ｒ２を有する。これに伴い、２つのミラーアレイ１５１と１５２を設けてもよい。これにより、光路を切替えるための光学部材の数をｉとしたとき、１〜１＋ｉ個のそれぞれ独立した波長選択スイッチとして機能することができるので、さらに入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
ここで、３つのミラーアレイ１４、１５１、１５２のうち、少なくとも２つのミラーアレイは、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けることができる。これにより、ミラーアレイの製造、設置が容易になる。
【００９３】
また、第１の光学ブロック１８１の反射面１８１Ｒ１と、第２の光学ブロック１８２の反射面１８１Ｒ２の２つの反射面は平行にしなくても良い。図１４は、２つの反射面が非平行な光学ブロック１８を示している。この点について説明する。
【００９４】
図１１に示すように、第２のミラーアレイ１５に入射する光線１２０ｆ、１２０ｈ、１２０ｊは、いずれも軸ＡＸに対して全て片側に位置している。そのため、第２のミラーアレイ１５のミラー面の向きを、入力ファイバと出力ファイバとが光学的に結合するような角度に偏向しようとすると、その角度は軸ＡＸに対して片側に向けることとなる。従って一方向に大きな偏向量が必要となる。この場合、ミラー面に負荷がかかるので好ましくない。
【００９５】
そこで、図１４に示すように、光学ブロック１８の第２反射面１８Ｒｂの角度θ２を、適宜設定することで上記の問題を解消できる。すなわち、図１４の光学ブロック１８では、第２反射面１８Ｒｂで反射された光線１２０ｈが、射出面に対して略垂直となるように第２反射面１８Ｒｂの角度θ２が設定されている。その結果、光線１２０ｆと１２０ｊが軸ＡＸを挟んで位置するようになっている。すなわち、第２のミラーアレイの基板、あるいはミラーの振れ角中心に対して、１２０ｆの入射角度と１２０ｊの入射角度とが略等しいようになっている。光学ブロック１８をこのように構成することで、第２のミラーアレイ１５の第１方向の最大振れ角度を第１のミラーアレイ１４に比べ約半分程度に小さくすることができる。よって、ＭＥＭＳミラーの作製時の難易度や、駆動電圧を小さくすることができる。
【００９６】
（第２実施形態の別の変形例）
第２実施形態の別の変形例を図１５に示す。図１５は側面から見たときの構成と光線を示す図である。図１５（ａ）は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図、図１５（ｂ）２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図である。
【００９７】
本変形例では、プリズム１７に代えて平行平面板１９を用い、さらに平行平面板３０を光路中に位置させている。それ以外の構成は図８と同じなので重複する説明は省略し、平行平面板１９と平行平面板３０を中心に説明する。
本変形例では、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４の間に、平行平面板１９と平行平面板３０が位置している。ここで、平行平面板３０は伝播距離補償光学素子である。平行平面板１９と平行平面板３０は、それぞれ傾斜した面を備えている。この傾斜した面を合わせると、１枚の平行平面板が形成されるような形状となっている。
レンズ１３の光軸を挟んで一方の側に平行平面板３０と第１のミラーアレイ１４が配置され、他方の側に平行平面板１９と第２のミラーアレイ１５が配置されている。本変形例では、平行平面板１９が図８におけるプリズム１７の役割をする。
【００９８】
第１の状態では、図１５（ａ）に示されているように、平行平面板３０と平行平面板１９は、互いの傾斜した面が向かい合うように配置されている。すなわち、平行平面板３０と平行平面板１９を合わせた全体の形状が平行平面板となるように配置されている。このような配置において、ファイバ１０ａから出射した光は、レンズアレイ１１、回折格子１２、レンズ１３、平行平面板３０を経て、第１のミラーアレイ１４に入射する。第１のミラーアレイ１４で反射された光は、平行平面板１９、レンズ１３、回折格子１２、レンズアレイ１１を経て、ファイバ１０ｊに入射する。
第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５とは、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けられている。
【００９９】
次に、第２の状態では、図１５（ｂ）に示されているように、平行平面板１９が所定の角度だけ回転する。また、第１のミラーアレイ１４のミラー面と第２のミラーアレイ１５のミラー面も、それぞれ第１の状態とは異なる向きに回転する。
なお図面では、平行平面板１９が回転した場合、平行平面板１９面の陵線部が平行平面板３０と接触するように見える。しかしながら、反時計回りに回動する場合は接触せずに所望の角度にすることが出来る。また、例えば、平行平面板１９の回転に先立って平行平面板３０を移動させる構成、または２つの平行平面板の間隔を十分取る構成などして、平行平面板どうしに接触が生じないようにすることも出来る。
【０１００】
第２の状態では、第１のミラーアレイ１４の向きが変わったため、ファイバ１０ａから出射した光はファイバ１０ｃに入射する。一方、ファイバ１０ｊから出射した光は、レンズアレイ１１、回折格子１２、レンズ１３を経て、平行平面板１９に入射する。ここで、平行平面板１９は、第１の状態の姿勢から回転している。そのため、平行平面板１９に入射した光は、第１のミラーアレイ１４には向かわず、第２のミラーアレイ１５に入射する。第２のミラーアレイ１５で反射された光は、平行平面板１９、レンズ１３、回折格子１２、レンズアレイ１１を経て、ファイバ１０ｈに入射する。
【０１０１】
本変形例では、光路中に平行平面板３０が常に挿入されている。この平行平面板３０は、平行平面板１９と同一素材で形成され、同じ厚みを持つことが望ましい。平行平面板３０は、平行平面板１９の操作に対して変化を生じない入出力部からの光に作用するように配置される。
本変形例によれば、平行平面板３０と平行平面板１９を備え、両者を合わせると全体の形状が、平行平面板となる。また、第１の状態および第２の状態の何れの状態においても、平行平面板３０と平行平面板１９が光路中に配置されている。従って、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４との間の伝播距離と、レンズ１３と第２のミラーアレイ１５との間の伝播距離とが等しくなるように、第２のミラーアレイ１５を配置することができる。
その結果、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５とは、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けることができるため、偏向部材の製造、設置が容易となる。
【０１０２】
（第３実施形態）
図１６は、波長選択スイッチの第３実施形態を示す図である。図１６は波長選択スイッチを側面から見たときの構成と光線を示す図で、図１６（ａ）は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図、図１６（ｂ）は２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第２の状態）を示す図である。なお、第１実施形態で説明したように、第１の状態は、１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態、第２の状態は、２つの出力ポートへの光（それぞれが１×Ｎとして機能する場合は、２つの入力ポートからの光）を処理するときの状態である。
【０１０３】
第３実施形態の波長選択スイッチ１も、第２実施形態の波長選択スイッチ１と同じように、第１のミラーアレイ１４と第２ミラーアレイ１５は、各々のミラー面の法線がレンズ１３の光軸Ｌに沿うように配置されている。ここで、光路を切替えるための光学部材（台形プリズム２０）は、第２実施形態の波長選択スイッチ１では、レンズ１３と第１のミラーアレイ１４との間に配置することが可能であった。これに対して、第３実施形態の波長選択スイッチ１では、回折格子１２とレンズ１３の間に配置することが可能である。
【０１０４】
第１の状態と第２の状態について説明する。第１の状態では、第２実施形態と同様に、台形プリズム２０は、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの光路外に位置している。よって、第１の状態についての説明は省略する。
【０１０５】
本実施形態の波長選択スイッチ１では、図１６（ｂ）に示すように、台形プリズム２０は、レンズアレイ１１および第１のミラーアレイ１４の間の光路中に配置されている。より具体的には、台形プリズム２０は、回折格子１２からレンズ１３までの間に位置している。
ここで、第２の状態において、ファイバ１０ａからの光については、レンズアレイ１１から第１のミラーアレイ１４までの間の光路中にはプリズム２０は位置していない。このため、図１６（ｂ）に示すように、ミラーアレイ１４を傾斜させることで、図中破線で示す光線のように、ファイバ１０ａからの光のミラーアレイ１４による反射光を、レンズ１３へ向かわせることができる。
【０１０６】
台形プリズム２０は、入射面と出射面が少なくとも第一方向にクサビ状に角度をもった屈折率ｎを有する媒質で構成されている。台形プリズム２０の材料としては、例えばＢＳＬ７（株式会社オハラ製）といった市販の光学ガラスや、石英ガラス、樹脂、あるいはシリコン（Ｓｉ）といった赤外領域に高い透過率をもつ材料を用いることが出来る。以下の説明において、台形プリズム２０は、例えば、材料がＳＢＳＬ７で、楔角度が３°、中心素子厚みが０．５mmとなっている。
【０１０７】
第２の状態では、図１６（ｂ）に示すように、ファイバ１０ｊからの光は、レンズアレイ１２を介した後、回折格子１２で分散（回折）される。ここで、本実施形態では、回折格子１２からレンズ１３までの光路中に、台形プリズム２０が位置している。そのため、第１のミラーアレイ１４に向かって進む光は、台形プリズム２０を通過する際に屈折される。台形プリズム２０で屈折された光は、レンズ１３を介して、第２のミラーアレイ１５に向かう。これにより、第２のミラーアレイ１５上には、第２の方向に細長く延びたライン状の集光領域が形成される。このライン状の集光領域には、一端側から他端側に向かって、λ１、λ２、λ３、…λｎというように、波長ごとに分かれて（分光されて）光が集光している。
【０１０８】
ライン状の集光領域の光は、第２のミラーアレイ１５のミラー面１５ａ〜１５ｅで反射される。ここで、ミラー面１５ａ〜１５ｅの向きを変えると、波長ごとに、光が反射する方向を変えることができる。すなわち、波長多重された光のうち、所望の波長の光だけを選択的に所望の角度に偏向することができる。そして、ミラー面１５ａ〜１５ｅで反射された各波長の光は、破線で示すように、レンズ１３に向かう。
【０１０９】
本実施形態においても、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５との位置関係は、同一平面内に位置している。第２の方向について、両者は重なり合うように位置している。一方、第１の方向について、両者は離れて位置している。両者はこのような位置関係にあるので、第１ミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５は、ＭＥＭＳプロセスにより同一工程で、同一基板上に作製されている。
【０１１０】
また、台形プリズム２０を、ファイバアレイ１０（レンズアレイ１１）と回折格子１２の間に位置させても良い。より詳細には、回折格子１２の直前に配置するのが良い。この構成では、回折格子１２による分散の起点と、レンズ１３の主点位置の間隔を、第１の状態と第２の状態とでより厳密にレンズ１３の焦点距離に一致させることが出来る。
【０１１１】
ただし、第２の状態において、台形プリズム２０の作用を受ける光は、回折格子１２への第１の方向の入射角度が変化することから、第１の状態と厳密には分散角度が一致しなくなる。そのため、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５のピッチはそれぞれの分散角度とレンズ１３の焦点距離から、それぞれ設計する方が良い。
【０１１２】
また、上記のように、台形プリズム２０は、回折格子１２とレンズ１３との間の光路中に配置されている。これにより、台形プリズム２０による光線の角度変化を、第１の方向に平行な光束群に対して生じさせることができる。そのため、台形プリズム２０に対する第１の方向に関する入出射の角度を、各入力部からの光で精度良く揃えることが出来、第２の状態における第２のミラーアレイ上における第１方向の集光位置のバラつきを精度良く抑えることが可能である。
【０１１３】
以上のように、第３実施形態の波長選択スイッチ１においても、第２のミラーアレイ１５を備えているので、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、第３実施形態の波長選択スイッチでは、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５を近接させることができるので、波長選択スイッチ１の小型化可能となる。場合によっては、１つの基板上に、第１のミラーアレイ１４と第２のミラーアレイ１５を形成することも可能となる。
【０１１４】
（第３実施形態の変形例）
【０１１５】
また、台形プリズム２０は、第１実施形態の変形例（図６）と同様に複数用いても良い。図１７は、台形プリズム２０を複数備える構成を示す図である。
【０１１６】
図１７に示すように、本変形例では、第１の台形プリズム２０１と第２の台形プリズム２０２を設け、これに伴い、第１のミラーアレイ１４に加えて２つのミラーアレイ１５１と１５２を設けている。これにり、光路を切替えるための光学部材の数をｉとしたとき、１〜１＋ｉ個のそれぞれ独立した波長選択スイッチ１として機能することができるので、さらに入出力ポートの利用効率を高くすることができる。
【０１１７】
（第４実施形態）
図１８は、波長選択スイッチ１の第４実施形態を示す図である。図１８は１つの出力ポートへの光（１×Ｎとして機能する場合は１つの入力ポートからの光）を処理するときの状態（第１の状態）を示す図である。
【０１１８】
第４実施形態の波長選択スイッチは、第１実施形態の波長選択スイッチ（図１）の構成に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３が加わったものである。その他の構成は第１実施形態（図１）と同じである。よって、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３を中心に説明を行う。
【０１１９】
本実施形態においては、レンズアレイ１１と回折格子１２の間に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３が配置されている。第１レンズＬ１に入射した光は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２によって集光される。
【０１２０】
第１レンズＬ１は焦点距離ｆ1、第２レンズＬ２は焦点距離ｆ2を有しており、第２レンズＬ２は第２方向にだけパワーを持ったシリンドリカルレンズである。その集光位置での光のビーム形状は、第２レンズＬ２を配置することによって、図２０のような第１方向に大きい楕円状のビーム形状となる。この時の第１方向のビームの幅をＳ1、第２方向のビームの幅をＳ2としている。
【０１２１】
また、その集光位置は複数の入力ポートの光が交わる位置であり、集光位置での入力ポート１０ａの光が進む方向と第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の光軸との角度はβ１ａで表される。
【０１２２】
また、入力ポート１０ａの中心位置と第１レンズＬ１の光軸は第１方向にＹ１だけ離れており、Ｙ１が大きくなればなるほど、その入射角度β1aは大きくなる。その関係は次式で表される。
【０１２３】
【数１】
【０１２４】
集光された光は、集光位置を過ぎると、広がったビームとなり、第３レンズＬ３に入射する。第３レンズＬ３は、焦点距離ｆ３を有しており、光が第３レンズＬ３に入射する位置は第１方向にＹ2だけ離れた位置である。Ｙ２は式（２）より求められる。
【０１２５】
【数２】
【０１２６】
第３レンズＬ３に入射した光は、第３レンズＬ３によって、コリメートされ、回折格子１２の方向に出射し、回折格子１２に第２方向にα１だけ傾いて入射する。
【０１２７】
回折格子１２は、第３レンズＬ３でコリメートされた光を、第１方向とは異なる第２方向に波長に応じて角度分散させる。つまり、回折格子１２に入る波長多重された光は、各波長に応じて第２方向に且つ異なった角度α２ａ〜α２ｅの角度範囲の間で進行していく事となり、その角度は式（３）で表される。
【０１２８】
【数３】
ｍは回折次数、ｄは回折格子のピッチ、λは波長を示している。
【０１２９】
その分散する様子は、図１９では簡略化して５つの波長のみ図示している。なお、回折格子１２は図１のような透過型の分散素子を示しているが、反射型を用いても良い。
【０１３０】
レンズ１３は焦点距離ｆ4有しており、回折格子１２により分散された各波長の光は、レンズ１３によって、第１のミラーアレイ１４のミラー上にそれぞれ集光されている。
【０１３１】
回折格子１２とレンズ１３の間隔は、焦点距離ｆ４だけ離れている事が望ましい。なぜなら、回折格子１２と集光レンズ１３の間隔は焦点距離ｆ４からずれた位置に配置されると、レンズ１３から出射し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。
【０１３２】
つまり、回折格子１２とレンズ１３の間隔がｆ４であると、レンズ１３から出射した光は波長ごとに一致した方向に第１のミラーアレイ１４の各ミラーに向かって進んでいく。その結果、回折格子１２により分散された各波長の光は、第１のミラーアレイ１４の各波長に対応したミラー上にそれぞれ集光する。その集光位置は、複数の入力ポートの光が交わる位置であり、集光位置での入力ポート１０ａの光が進む方向と集光レンズ１６の光軸との角度であるβ２ａは式（４）より求められる。
【０１３３】
【数４】
【０１３４】
また、その集光位置での光のビーム形状は、図２１に示すように第１方向に大きい楕円のビーム形状であり、第１方向のビーム幅をＳ３、第２方向のビームをＳ４とし、それらの大きさは次式で表される。
【０１３５】
【数５】
【０１３６】
【数６】
【０１３７】
第１のミラーアレイ１４の各ミラーによって反射された光は、広がりを持ったビーム形状でレンズ１３に入射する。レンズ１３に入射した各波長の光は、コリメート光となってレンズ１３から回折格子１２に向かって進んでいく。コリメート光は、回折格子１２に入射し、その入射する位置は各ミラーの回転角が略等しい場合、各波長の光は回折格子１２上で一点に集まる（波長多重される）。
【０１３８】
回折格子１２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３レンズＬ３に入射し、第３レンズＬ３によって集光され、その集光位置での光のビーム形状は第１方向に大きい楕円状のビーム形状となる。
【０１３９】
第３レンズＬ３によって集光された光は、第２レンズＬ２と第１レンズＬ１によって、円形のビーム形状にコリメートされる。コリメートされた光は、出力ポート１０ｅに対応したレンズアレイ１１のレンズに入射し、出力ポート１０ｅに集光される。
【０１４０】
以上のように、第４実施形態の波長選択スイッチにおいても、第２のミラーアレイ１５を備えているので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
以上説明したすべての実施形態において、単に波長選択スイッチを２つ並べた構成と比較すると、上記各実施形態では、２つの偏向部材のうち、何れも第２の光学系を利用している。換言すると、２つの波長選択スイッチの機能を発揮している場合に、第２の光学系が共通として使用されている点が単に波長選択スイッチを２つ並べた構成と大きく異なっている。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
以上のように、本発明にかかる波長選択スイッチは、機能しないポートが低減でき、入出力ポートの利用効率が高い波長選択スイッチであって、例えば光学系や通信の分野において有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
１ 波長選択スイッチ
１０ ファイバアレイ（光入出力部）
１０ａ、１０ｂ、…１０ｊ ファイバ
１１ レンズアレイ（第１の光学系）
１２ 回折格子（分散光学素子）
１３ レンズ（第２の光学系）
１４ 第１のミラーアレイ（第１の偏向部材）
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ ミラー面（反射領域）
１５、１５１ 第２のミラーアレイ（第２の偏向部材）
１５２ 第３のミラーアレイ（第３の偏向部材）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ ミラー面（反射領域）
１６、１６１、１７ プリズム（光学部材）
１６２ プリズム（第２の光学部材）
１８、１８１ 光学ブロック（光学部材）
１６Ｒ、１８Ｒａ、１８Ｒｂ 反射面
１８１Ｒ１、１８１Ｒ２、１８２Ｒ１、１８２Ｒ２ 反射面
１８２ 光学ブロック（第２の光学部材）
１９ 平行平面板（光学部材）
２０、２０１ 台形プリズム（光学部材）
２０２ 台形プリズム（第２の光学部材）
３０ 平行平面板（伝播距離補償光学素子）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ レンズ
Ｌ、Ｌ１ 光軸
Ｌ’、ＡＸ 軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重された光を入力または出力可能なポートを複数備えた光入出力部と、
光を反射する反射領域を複数有し、前記波長多重された光を波長ごとに偏向可能な第１の偏向部材と、
前記光入出力部および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置された分散素子と、
前記光入出力部および前記分散素子の間の光路中に配置された第１の光学系と、
前記分散素子および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置された第２の光学系と、
前記第１の光学系および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な光学部材と、
光を反射する反射領域を複数有し、前記波長多重された光のうち、前記光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第２の偏向部材と、
を備えることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
前記光学部材の位置を制御する制御部を備える請求項１に記載の波長選択スイッチ。
【請求項３】
前記制御部は、前記光学部材の位置を制御することにより、
前記第２の偏向部材による波長選択スイッチに用いる前記ポートの数を変更可能な請求項２に記載の波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記制御部は、前記光学部材の位置を制御することにより、
前記波長多重された光の全部が前記第１の偏向部材に集光する第１の状態と、
前記波長多重された光の一部が前記第２の偏向部材に集光する第２の状態と、
に切り替え可能な請求項３に記載の波長選択スイッチ。
【請求項５】
前記制御部は、前記光学部材の位置を制御することにより、
前記波長多重された光の一部が前記第１の偏向部材に集光する第１の状態と、
前記波長多重された光の全部が前記第２の偏向部材に集光する第２の状態と、
に切り替え可能な請求項３に記載の波長選択スイッチ。
【請求項６】
前記第１の偏向部材と、前記第２の偏向部材は、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項７】
前記第１の光学系および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な第２の光学部材と、
光を反射する反射領域を複数有し、前記波長多重された光のうち、前記第２の光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第３の偏向部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項８】
前記第１の偏向部材、前記第２の偏向部材、および前記第３の偏向部材のうち、少なくとも２つの偏向部材は、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けられていることを特徴とする請求項７に記載の波長選択スイッチ。
【請求項１】
波長多重された光を入力または出力可能なポートを複数備えた光入出力部と、
光を反射する反射領域を複数有し、前記波長多重された光を波長ごとに偏向可能な第１の偏向部材と、
前記光入出力部および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置された分散素子と、
前記光入出力部および前記分散素子の間の光路中に配置された第１の光学系と、
前記分散素子および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置された第２の光学系と、
前記第１の光学系および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な光学部材と、
光を反射する反射領域を複数有し、前記波長多重された光のうち、前記光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第２の偏向部材と、
を備えることを特徴とする波長選択スイッチ。
【請求項２】
前記光学部材の位置を制御する制御部を備える請求項１に記載の波長選択スイッチ。
【請求項３】
前記制御部は、前記光学部材の位置を制御することにより、
前記第２の偏向部材による波長選択スイッチに用いる前記ポートの数を変更可能な請求項２に記載の波長選択スイッチ。
【請求項４】
前記制御部は、前記光学部材の位置を制御することにより、
前記波長多重された光の全部が前記第１の偏向部材に集光する第１の状態と、
前記波長多重された光の一部が前記第２の偏向部材に集光する第２の状態と、
に切り替え可能な請求項３に記載の波長選択スイッチ。
【請求項５】
前記制御部は、前記光学部材の位置を制御することにより、
前記波長多重された光の一部が前記第１の偏向部材に集光する第１の状態と、
前記波長多重された光の全部が前記第２の偏向部材に集光する第２の状態と、
に切り替え可能な請求項３に記載の波長選択スイッチ。
【請求項６】
前記第１の偏向部材と、前記第２の偏向部材は、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項７】
前記第１の光学系および前記第１の偏向部材の間の光路中に配置可能な第２の光学部材と、
光を反射する反射領域を複数有し、前記波長多重された光のうち、前記第２の光学部材からの光を波長ごとに偏向可能な第３の偏向部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長選択スイッチ。
【請求項８】
前記第１の偏向部材、前記第２の偏向部材、および前記第３の偏向部材のうち、少なくとも２つの偏向部材は、それぞれの反射領域が略同一平面となるように設けられていることを特徴とする請求項７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】
【公開番号】特開２０１３−１１７１９（Ｐ２０１３−１１７１９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３９４１（Ｐ２０１１−１４３９４１）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【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２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]