CN104049305A - 波长选择开关 - Google Patents

Abstract

一种波长选择开关，其具有：端口阵列，其将输入信号光的输入端口及输出信号光的输出端口沿第1方向排列而构成；分光元件，其将从输入端口输入的信号光在与第1方向不同的第2方向上进行分光；聚光元件，其对通过分光元件分光后的信号光分别进行聚光；光偏转元件，其使通过聚光元件聚光后的信号光分别朝向输出端口偏转；第1光学系统，其在通过第1方向和信号光的光轴方向建立的第1面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上与聚光元件的前侧焦点一致；以及第2光学系统，其在通过第2方向和光轴方向建立的第2面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上相对于前侧焦点偏移。

Description

波长选择开关

技术领域

本发明的一个方案涉及一种波长选择开关。

背景技术

在日本特表2008－536168号公报（以下，称为“专利文献1”）中记载的光学装置具有：多个输入及输出端口，它们由光纤耦合准直器提供；变形系统，其将来自输入端口的信号光变换为具有规定的光束轮廓（beam profile）的光束；衍射光栅，其用于将该光束在空间上进行分离；聚焦光学装置，其用于将通过衍射光栅分离后的光束变换为具有细长光束轮廓的槽形光束（channel beam）；微镜阵列，其具有适合于该槽形光束的光束轮廓的细长形状；以及控制系统，其为了将槽形光束切换至规定的输出端口而控制微镜的旋转。

在专利文献1所记载的光学设备中，作为用于在微镜上提供细长光束轮廓的变形系统的一个例子，提出了使用双圆锥状、圆筒状或圆环状的多个透镜等。但是，在该情况下，为了增大光束尺寸的宽高比，必须使用多个上述的透镜等。其结果，光路长度变长，构造变得复杂。另外，为了实现期望的宽高比，光学设计的自由度降低。

发明内容

本发明的一个方案的目的在于，提供一种能够提高光学设计的自由度的波长选择开关。

本发明的一个方案所涉及的波长选择开关具有：端口阵列，其将输入信号光的输入端口及输出信号光的输出端口沿第1方向排列而构成；分光元件，其将从输入端口输入的信号光在与第1方向不同的第2方向上进行分光；聚光元件，其对通过分光元件分光后的信号光分别进行聚光；光偏转元件，其使通过聚光元件聚光后的信号光分别朝向输出端口偏转；第1光学系统，其在通过第1方向和信号光的光轴方向建立的第1面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上与聚光元件的前侧焦点一致；以及第2光学系统，其在通过第2方向和光轴方向建立的第2面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上相对于聚光元件的前侧焦点偏移。

根据本发明的一个方案，能够提供一种可提高光学设计的自由度的波长选择开关。

附图说明

图1A及图1B是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第1实施方式的结构的示意图。

图2是表示经由透镜传播的高斯光束的图。

图3是表示前侧腰部距离与后侧腰部距离的关系的曲线图。

图4是表示前侧腰部距离与后侧腰部尺寸的关系的曲线图。

图5是表示变形光学系统与光束腰部位置的关系的图。

图6是表示光轴方向偏移量与透过率的关系的曲线图。

图7A及图7B是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第2实施方式的结构的示意图。

图8是表示变形光学系统与光束腰部位置的关系的图。

图9是表示从光束腰部位置至聚光透镜为止的距离与光偏转元件处的光束尺寸之间关系的曲线图。

图10是表示从光束腰部位置至聚光透镜为止的距离与光偏转元件处的光束尺寸之间关系的曲线图。

图11是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第3实施方式的结构的示意图。

图12是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第4实施方式的结构的示意图。

图13是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第4实施方式的结构的示意图。

图14是表示从规定的轴线方向观察时的端口阵列的结构的图。

图15是表示从y轴方向观察时的端口阵列的结构的侧视图。

图16是从规定的轴线方向观察时的光偏转元件的正视图。

具体实施方式

〔实施方式的说明〕

首先，列举本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的一个实施方式并进行说明。

一个实施方式所涉及的波长选择开关具有：端口阵列，其将输入信号光的输入端口及输出信号光的输出端口沿第1方向排列而构成；分光元件，其将从输入端口输入的信号光在与第1方向不同的第2方向上进行分光；聚光元件，其对通过分光元件分光后的信号光分别进行聚光；光偏转元件，其使通过聚光元件聚光后的信号光分别朝向输出端口偏转；第1光学系统，其在通过第1方向和信号光的光轴方向建立的第1面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上与聚光元件的前侧焦点一致；以及第2光学系统，其在通过第2方向和光轴方向建立的第2面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上相对于聚光元件的前侧焦点偏移。

在该波长选择开关中，从输入端口输入的信号光在由分光元件进行分光后，入射至聚光元件。入射至聚光元件的信号光通过聚光元件进行聚光并入射至光偏转元件。入射至光偏转元件的信号光朝向输出端口偏转。在此，该波长选择开关具有第1光学系统。第1光学系统在第1面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在信号光的光轴方向上与聚光元件的前侧焦点一致。第1面是通过输入端口及输出端口的排列方向即第1方向、和信号光的光轴方向建立的面。另一方面，该波长选择开关具有第2光学系统。第2光学系统在第2面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在信号光的光轴方向上相对于聚光元件的前侧焦点偏移。第2面是通过分光元件的分光方向即第2方向、和信号光的光轴方向建立的面。如上所述，如果在第1面内使信号光的光束腰部位置与聚光元件的焦点一致，且在第2面内使信号光的光束腰部位置相对于聚光元件的焦点偏移，则在实现期望的宽高比时，光学设计的自由度提高。此外，此处的所谓宽高比是指，用第1面内的光偏转元件上的信号光的光束尺寸除以第2面内的光偏转元件上的信号光的光束尺寸所得到的值。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，第1光学系统也可以包含：第1要素，其在第1及第2面内具有屈光力（optical power）；以及第2要素，其至少在第1面内具有屈光力。能够使用上述的第1及第2要素构成第1光学系统。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，第2光学系统也可以是在第2面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上位于聚光元件的前侧焦点的前级。在此情况下，在第2面内，信号光一边从光束腰部位置开始展宽一边入射至聚光元件。即，能够将第2光学系统用于实现宽高比的提高。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，第2光学系统也可以由第3要素构成，该第3要素仅在第1及第2面中的第1面内具有屈光力。在此情况下，能够容易地构成上述第2光学系统。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，第2光学系统也可以是在第2面内，使入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置在光轴方向上位于聚光元件的前侧焦点的后级。在此情况下，能够在第2面内，在信号光的展宽较小的阶段中通过分光元件进行信号光的分光。因此，能够实现分光元件的小型化。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，第2光学系统也可以由至少一对棱镜构成。在此情况下，能够容易地构成上述第2光学系统。另外，棱镜由于不具有屈光力，因此，配置的自由度高。

一个实施方式所涉及的波长选择开关也可以具有第3光学系统，该第3光学系统在第2面内，将从入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置至聚光元件为止的距离扩大。在此情况下，能够减少损耗。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，第3光学系统也可以由至少一对棱镜构成。在此情况下，能够容易地构成上述第3光学系统。另外，棱镜由于不具有屈光力，因此，配置的自由度高。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，也可以是在第2面内，在将从入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置至聚光元件为止的距离设为S_1y，将聚光元件的焦距设为f₄，将从聚光元件射出的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_2y时，通过下述算式（1）表示的第1值V₁，与在使第1值V₁进行了变化时光束尺寸D_2y变化的变化点相比较小。在此情况下，在第2面内，能够一边抑制光束尺寸D_2y的变化一边使第1值V₁（例如距离S_1y）变化。因此，光学设计的自由度提高。

【公式1】

$V_1=\left|\frac{S_{1y}}{f_4}\right|\·\·\·\left(1\right)$

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，也可以是在第2面内，在将从入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置至聚光元件为止的距离设为S_1y，将聚光元件的焦距设为f₄，将从聚光元件射出的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_2y时，通过下述算式（1）表示的第1值V₁，与在使第1值V₁进行了变化时光束尺寸D_2y变化的变化点相比较大。在此情况下，在第2面内，能够通过使第1值V₁（例如距离S_1y）变化，从而使光束尺寸D_2y变化（例如缩小）。因此，能够提高宽高比。

【公式2】

$V_1=\left|\frac{S_{1y}}{f_4}\right|\·\·\·\left(1\right)$

一个实施方式所涉及的波长选择开关也可以具有第4光学系统，该第4光学系统在第2面内，在将入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_1y，将信号光的波长设为λ时，将通过下述算式（2）表示的第2值Z_ry扩大。在此情况下，能够减少损耗。

【公式3】

$Z_{\mathrm{ry}}=\frac{{{\mathrm{\πD}}_{1y}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，第4光学系统也可以由至少一对棱镜构成。在此情况下，能够容易地构成上述第4光学系统。另外，棱镜由于不具有屈光力，因此，配置的自由度高。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，也可以是在第2面内，在将入射至聚光元件的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_1y，将信号光的波长设为λ，将聚光元件的焦距设为f₄时，使用第2值Z_ry而通过下述算式（3）表示的第3值V₃为大于或等于4，其中，该第2值Z_ry通过下述算式（2）表示。在此情况下，能够实现一边抑制上述光束尺寸D_2y的变化一边使第1值V₁（例如距离S_1y）变化这一动作的第1值V₁的区域变得较大。因此，光学设计的自由度提高。

【公式4】

$Z_{\mathrm{ry}}=\frac{{{\mathrm{\πD}}_{1y}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

【公式5】

$V_3=\frac{Z_{\mathrm{ry}}}{f_4}\·\·\·\left(3\right)$

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，光偏转元件也可以配置在从聚光元件射出的信号光的在第2面内的光束腰部位置。在此情况下，能够减少损耗。

一个实施方式所涉及的波长选择开关也可以在将从聚光元件射出的信号光的在第2面内的光束腰部位置至聚光元件为止的距离设为S_2y，将从聚光元件射出的信号光的在第1面内的光束腰部位置处的信号光的光束尺寸设为D_2x，将聚光元件的焦距设为f₄，将信号光的波长设为λ时，满足下述算式（4）。在此情况下，能够减少损耗。

【公式6】

$|S_{2y}-f_4|\≤\frac{{{\mathrm{\πD}}_{2x}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(4\right)$

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，也可以是从输入端口输入的信号光的向棱镜的入射角度为大于或等于70°。在此情况下，例如在第2面内，能够通过棱镜将信号光充分地扩大。因此，能够将宽高比设定得足够大。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，也可以是从输入端口输入的信号光的向棱镜的入射角度与布儒斯特角大致相等。在此情况下，能够降低包含在信号光中的P偏振光的反射。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，棱镜的折射率也可以为大于或等于1.5。在此情况下，在即使以较大的入射角度使信号光入射至棱镜中的情况下，也能够使反射光较少。因此，容易按照上述方式对信号光的向棱镜的入射角度进行设定。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，棱镜的折射率也可以为大于或等于3.0。在此情况下，能够将信号光的向棱镜的入射角度适当地设定为上述情况。

一个实施方式所涉及的波长选择开关也可以具有偏振分集模块，该偏振分集模块配置在第1光学系统的前级。在此情况下，能够降低偏振依赖损耗。特别地，通过配置在第1光学系统的前级，能够使偏振分集模块小型化。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，偏振分集模块也可以包含：偏振分光器，其与偏振方向相对应地将信号光在第2方向上分离；偏振旋转元件，其使通过偏振分光器分离后的信号光中的一方的偏振方向与另一方的偏振方向一致；以及光路调整元件，其使通过偏振分光器分离后的信号光中的一方的光路长度与另一方的光路长度一致。在此情况下，由于将信号光在分光方向上进行偏振分离，因此，能够对第1方向上的波长选择开关的尺寸变大进行抑制。

在一个实施方式所涉及的波长选择开关中，也可以构成为，端口阵列、分光元件及光偏转元件配置在规定的轴线上，端口阵列具有：第1部分，其具有包含作为输入端口的第1输入端口和作为输出端口的第1输出端口在内的第1光输入/输出端口，该第1部分在相对于规定的轴线沿第1方向倾斜的第1光轴上进行第1光输入/输出端口的入射/出射；以及第2部分，其具有包含作为输入端口的第2输入端口和作为输出端口的第2输出端口在内的第2光输入/输出端口，该第2部分在相对于规定的轴线沿第1方向倾斜的第2光轴上进行第2光输入/输出端口的入射/出射，以规定的轴线为基准的第1光轴的倾斜角和第2光轴的倾斜角彼此不同，分光元件相对于第1及第2输入/输出端口共通地设置，光偏转元件具有：第1光偏转部，其使经过分光元件后的来自第1输入端口的信号光朝向第1输出端口；以及第2光偏转部，其使经过分光元件后的来自第2输入端口的信号光朝向所述第2输出端口。在此情况下，能够抑制部件数量，不会过度地增加光路长度，将更多的波长成分分离（或者耦合）。

［实施方式的详细内容］

下面，参照附图，对本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的一个实施方式进行详细说明。在附图的说明中，在同一要素之间、或相当的要素之间标注彼此相同的符号，省略重复说明。此外，本发明的一个方案并不限定于以下的例示。本发明的一个方案通过权利要求书示出，包含与权利要求书等同的含义及范围内的全部变更。

［第1实施方式］

图1A及图1B是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第1实施方式的结构的示意图。此外，在以下的附图中有时也示出正交坐标系S。图1A是从正交坐标系S的y轴方向进行观察时的图，是通过x轴方向（第1方向）和z轴方向（信号光的光轴方向）建立的x－z平面（第1面）中的波长选择开关的示意结构的图。图1B是从正交坐标系S的x轴方向进行观察时的图，是通过y轴方向（第2方向）和z轴方向（信号光的光轴方向）建立的y－z平面（第2面）中的波长选择开关的示意结构的图。

如图1A及图1B所示，本实施方式所涉及的波长选择开关1具有：端口阵列14，其将输入端口12及输出端口13沿x轴方向排列而构成；以及光偏转元件15，其使从输入端口12输入的信号光L1朝向输出端口13进行偏转。另外，波长选择开关1具有中继光学系统16、变形光学系统17、分光元件18以及聚光透镜（聚光元件）19，它们依次配置在从输入端口12朝向光偏转元件15的信号光L1的光路上（光轴上）。

下面，将从输入端口12朝向光偏转元件15的信号光L1的光路上的输入端口12侧称为前级（或者前侧）。另外，将从输入端口12朝向光偏转元件15的信号光L1的光路上的光偏转元件15侧称为后级（或者后侧）。

端口阵列14例如包含1个输入端口12和多个输出端口13。输入端口12例如包含光纤12a和与光纤12a光学连接的准直透镜12b。输入端口12例如输入波长复用光即信号光L1。输出端口13例如包含光纤13a和与光纤13a光学连接的准直透镜13b。输出端口13例如输出通过光偏转元件15偏转后的各波长成分的信号光。

中继光学系统16与准直透镜12b、13b及聚光透镜19光学连接。中继光学系统16包含第1透镜16a和第2透镜16b。第1透镜16a在x－z平面内及y－z平面内具有屈光力。第1透镜16a例如是凸状球面透镜等旋转对称透镜。第1透镜16a与第2透镜16b相比配置在前级。第1透镜16a以第1透镜16a的前侧焦点与准直透镜12b、13b的后侧焦点大致一致的方式进行配置。即，第1透镜16a配置在以准直透镜12b、13b的焦距f₁及第1透镜16a的焦距f₂的量与准直透镜12b、13b分离的位置。

第2透镜16b至少在x－z平面内具有屈光力。在此，第2透镜16b仅在x－z平面及y－z平面中的x－z平面内具有屈光力。第2透镜16b例如是仅在x－z平面内具有屈光力的柱面透镜。第2透镜16b以x－z平面内的第2透镜16b的前侧焦点与第1透镜16a的后侧焦点大致一致的方式进行配置。另外，第2透镜16b以x－z平面内的第2透镜16b的后侧焦点与聚光透镜19的前侧焦点大致一致的方式进行配置。即，第2透镜16b配置在以第1透镜16a的焦距f₂及第2透镜16b的焦距f₃的量与第1透镜16a分离，且以第2透镜16b的焦距f₃及聚光透镜19的焦距f₄的量与聚光透镜19分离的位置。

此外，中继光学系统16的第1及第2要素只要是具有上述的屈光力的部件，则除了透镜那样的透过型的要素以外，还能够使用反射镜那样的反射型的要素。在此，屈光力定义为焦距的倒数。

变形光学系统17配置在中继光学系统16的前级或后级。在此，变形光学系统17配置在中继光学系统16的后级。向变形光学系统17射入从中继光学系统16（第2透镜16b）射出的信号光L1。并且，变形光学系统17仅在x－z平面及y－z平面中的y－z平面内，扩大信号光L1的光束尺寸。即，变形光学系统17是具有将输入的光束的宽高比进行变换而输出的功能的部件。变形光学系统17能够由棱镜对、柱面透镜及柱面反射镜等单独或它们的组合构成。在此，变形光学系统17由一对棱镜17a、17b构成。

从输入端口12输入的信号光L1的向前级侧的棱镜17a的入射角度例如能够大于或等于70°。在此情况下，在y－z平面内能够将信号光L1的光束尺寸充分地扩大。另外，从输入端口12输入的信号光L1的向棱镜17a的入射角度例如能够与布儒斯特角大致相等。在此情况下，能够减少信号光L1的由于偏振依赖性而产生的反射光。即，能够减少包含在信号光L1中的P偏振光的反射。

棱镜17a、17b的折射率例如能够大于或等于1.5。另外，棱镜17a、17b的折射率例如能够大于或等于3。在上述情况下，即使在使信号光L1以较大的入射角度入射至棱镜17a、17b的情况下，也能够使反射光较少。因此，容易将信号光L1的向棱镜17a、17b的入射角度按照上述方式进行设定。特别地，如果将棱镜17a、17b的折射率设为大于或等于3，则能够以信号光L1的向棱镜17a、17b的入射角度大于或等于70°且与布儒斯特角大致相等的方式进行设定。

向分光元件18射入从输入端口12输入而通过中继光学系统16及变形光学系统17后的信号光。分光元件18将射入的信号光L1与其波长相对应地在y轴方向（即在y－z平面内）上进行分光并射出。有时在分光元件18中，将入射至分光元件18的信号光L1对应于各个波长而分光出多个信号光L1，但在此，仅图示出单一的信号光L1。

分光元件18配置在聚光透镜19的前侧焦点处。更具体地说，分光元件18配置在x－z平面内的以第2透镜16b的焦距f₃的量与第2透镜16b分离，且以聚光透镜19的焦距f₄的量与聚光透镜19分离的位置。作为分光元件18，例如能够使用衍射光栅。

聚光透镜19在x－z平面内及y－z平面内具有屈光力。聚光透镜19将通过分光元件18分光后的信号光L1在x－z平面内例如一边进行准直化一边朝向光偏转元件15射出。聚光透镜19将通过分光元件18分光后的信号光L1在y－z平面内聚光。聚光透镜19可以是例如在x－z平面及y－z平面内具有屈光力的凸状球面透镜等旋转对称透镜。

光偏转元件15配置在从聚光透镜19射出的信号光L1的在y－z平面内的光束腰部位置处。因此，在x－z平面内及y－z平面内，光偏转元件15的配置位置有时与聚光透镜19的后侧焦点不一致。光偏转元件15将通过聚光透镜19聚光后的信号光L1与其波长相对应地朝向规定的输出端口13偏转。为此，光偏转元件15具有沿x轴方向排列的多个光偏转要素元件。并且，光偏转元件15通过利用其光偏转要素元件，对由分光元件18分光后的信号光L1各自独立地进行相位调制，从而朝向输出端口13偏转。

作为上述的光偏转元件15，例如能够使用LCOS（Liquid CristalOn Silicon）。在该情况下，沿x轴及y轴以2维阵列状排列的多个像素中的、沿x轴方向排列的多个像素单位作为实现信号光L1的偏转的光偏转要素元件起作用。此外，作为光偏转元件15也可以使用MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）元件。

通过光偏转元件15偏转后的信号光L1经由聚光透镜19、分光元件18、变形光学系统17及中继光学系统16，入射至规定的输出端口13而输出。

然后，对波长选择开关1中的信号光L1的光束腰部的控制进行说明。在该说明时，为了简化，如下进行称呼的定义并适当地使用。即，将向规定的透镜入射的光的光束腰部位置称为“前侧腰部位置”。将从向规定的透镜入射的光的光束腰部位置至规定的透镜为止的距离称为“前侧腰部距离”。将向规定的透镜入射的光的光束腰部位置处的光的光束尺寸称为“前侧腰部尺寸”。

将从规定的透镜射出的光的光束腰部位置称为“后侧腰部位置”。将从规定的透镜射出的光的光束腰部位置至规定的透镜为止的距离称为“后侧腰部距离”。将从规定的透镜射出的光的光束腰部位置处的光的光束尺寸称为“后侧腰部尺寸”。此外，在此的规定的透镜是指，例如波长选择开关1～1C的各种透镜及后述的透镜A等。另外，在此的光是指信号光L1、L11、L21及后述的光L2等。

首先，对通常的知识进行说明。如图2所示，关于经由透镜A传播的高斯光束即光L2，已知如下的关系（例如参照《Sidney A.Self，“Focusing of spherical Gaussian beams”Applied Optics，vol.22，No.5，pp.658（1983）》等）。

【公式7】

$Z_{\mathrm{rA}}=\frac{{{\mathrm{\πD}}_{1A}}^2}{{4\mathrm{\λ}}_A}\·\·\·\left(5\right)$

【公式8】

$S_{2A}=f_A+\frac{S_{1A}-f_A}{{(1-\frac{S_{1A}}{f_A})}^2+{\left(\frac{Z_{\mathrm{rA}}}{f_A}\right)}^2}\·\·\·\left(6\right)$

【公式9】

$D_{2A}=D_{1A}\frac{1}{\sqrt{{(1-\frac{S_{1A}}{f_A})}^2+{\left(\frac{Z_{\mathrm{rA}}}{f_A}\right)}^2}}\·\·\·\left(7\right)$

在此，f_A是透镜A的焦距，λ_Ａ是光L2的波长。另外，S_1A是从入射至透镜A的光L2的光束腰部位置A₁至透镜A为止的距离（即透镜A的前侧腰部距离）。D_1A是光束腰部位置A₁处的光L2的光束尺寸（即透镜A的前侧腰部尺寸）。另外，S_2A是从透镜A射出的光L2的光束腰部位置A₂至透镜A为止的距离（即透镜A的后侧腰部距离）。D_2A是光束腰部位置A₂处的光L2的光束尺寸（即透镜A的后侧腰部尺寸）。

根据图2及上述算式（5）、（6），后侧腰部距离S_2A能够通过对前侧腰部距离S_1A及前侧腰部尺寸D_1A的至少一个进行调整而实施调整。特别地，如果使前侧腰部距离S_1A与焦距f_A相等，则后侧腰部距离S_2A也与焦距f_A相等。即，如果使入射至透镜A的光L2的光束腰部位置A₁与透镜A的前侧焦点一致，则能够使从透镜A射出的光L2的光束腰部位置A₂与透镜A的后侧焦点一致。

另外，根据上述算式（5）、（7），后侧腰部尺寸D_2A能够通过对前侧腰部距离S_1A及前侧腰部尺寸D_1A进行调整而实施调整。大致地说，如果增大前侧腰部尺寸D_1A，则后侧腰部尺寸D_2A变小。另外，大致地说，如果使前侧腰部距离S_1A足够大，则后侧腰部尺寸D_2A变小。

在本实施方式所涉及的波长选择开关1中，通过考虑到以上的知识，分别在x－z平面内及y－z平面内，独立地控制信号光L1的光束腰部。如图1A所示，在x－z平面内，中继光学系统16的第1透镜16a以第1透镜16a的前侧腰部位置P_x与第1透镜16a的前侧焦点一致的方式配置。因此，第1透镜16a的后侧腰部位置P_x与第1透镜16a的后侧焦点一致。

另外，第1透镜16a的后侧焦点与第2透镜16b的前侧焦点一致。即，第2透镜16b的前侧腰部位置P_x与第2透镜16b的前侧焦点一致。因此，第2透镜16b的后侧腰部位置P_x与第2透镜16b的后侧焦点一致。另外，第2透镜16b的后侧焦点与聚光透镜19的前侧焦点一致。即，聚光透镜19的前侧腰部位置P_x与聚光透镜19的前侧焦点一致。如上所述，中继光学系统16在x－z平面内，使聚光透镜19的前侧腰部位置P_x与聚光透镜19的前侧焦点一致。

换言之，中继光学系统16作为第1光学系统21起作用，其在x－z平面内，使入射至聚光透镜19的信号光L1的光束腰部位置P_x在z轴方向上与聚光透镜19的前侧焦点一致。该第1光学系统21如上述所示，包含作为第1要素的第1透镜16a和作为第2要素的第2透镜16b，其中，第1透镜16a在x－z平面内及y－z平面内具有屈光力，第2透镜16b仅在x－z平面及y－z平面中的x－z平面内具有屈光力。

另一方面，如图1B所示，在y－z平面内，也使得中继光学系统16的第1透镜16a以第1透镜16a的前侧腰部位置P_y与第1透镜16a的前侧焦点一致的方式配置。因此，第1透镜16a的后侧腰部位置P_y与第1透镜16a的后侧焦点一致。

但是，第2透镜16b在y－z平面内不具有屈光力。因此，在y－z平面内，聚光透镜19的前侧腰部位置与第2透镜16b的有无无关，成为第1透镜16a的后侧腰部位置P_y。即，在y－z平面内，聚光透镜19的前侧腰部位置P_y不与聚光透镜19的前侧焦点一致。更具体地说，在y－z平面内，聚光透镜19的前侧腰部位置P_y位于聚光透镜19的前侧焦点的前级。

换言之，中继光学系统16的第2透镜16b作为第2光学系统22起作用，其在y－z平面内，使入射至聚光透镜19的信号光L1的光束腰部位置P_y在z轴方向上相对于聚光透镜19的前侧焦点偏移。并且，该第2光学系统22由作为第3要素的第2透镜16b构成，第2透镜16b仅在x－z平面及y－z平面中的x－z平面内具有屈光力。

在此，在光偏转元件15上，为了使信号光L1的光束尺寸实现期望的宽高比，例如只要在使x－z平面内的光偏转元件15上的信号光L1的光束尺寸恒定时，对y－z平面内的光偏转元件15上的信号光L1的光束尺寸进行调整即可。在y－z平面内的光偏转元件15上的信号光L1的光束尺寸是从聚光透镜19射出的信号光L1的在y－z平面内的光束尺寸。即，在y－z平面内，如果对从聚光透镜19射出的信号光L1的光束尺寸进行调整，则能够实现期望的宽高比。

因此，对将图2及上述算式（5）～（7）所示的知识，应用于y－z平面内的聚光透镜19及信号光L1进行研究。y－z平面内的聚光透镜19的前侧腰部尺寸D_1y相当于上述算式（7）中的前侧腰部尺寸D_1A。y－z平面内的聚光透镜19的前侧腰部距离S_1y相当于上述算式（7）中的前侧腰部距离S_1A。y－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部尺寸D_2y相当于上述算式（7）中的后侧腰部尺寸D_2A。

因此，为了在光偏转元件15上实现期望的宽高比而对后侧腰部尺寸D_2y进行调整时，如上述算式（5）、（7）所示，只要对前侧腰部尺寸D_1y及前侧腰部距离S_1y的至少一个进行调整即可。与此相对，在波长选择开关1中，如上述所示，第2光学系统22在y－z平面内，将前侧腰部位置P_y相对于聚光透镜19的前侧焦点偏移。即，前侧腰部距离S_1y并不限定于聚光透镜19的焦距f₄。

即，在波长选择开关1中，为了实现期望的宽高比，在y－z平面内，能够对前侧腰部尺寸D_1y及前侧腰部距离S_1y两方进行调整。因此，根据波长选择开关1，光学设计的自由度提高。与此相对，例如在y－z平面内也使聚光透镜19的前侧腰部位置与聚光透镜19的前侧焦点一致的情况下，前侧腰部距离S_1y限定为聚光透镜19的焦距f₄。即，为了实现期望的宽高比，损失了对前侧腰部距离S_1y进行调整的自由度。

此外，在波长选择开关1中，在y－z平面内，利用第2光学系统22，使聚光透镜19的前侧腰部位置P_y与聚光透镜19的前侧焦点相比位于前级。因此，在y－z平面内，向聚光透镜19射入的信号光L1一边展宽一边入射至聚光透镜19。即，在波长选择开关1中，能够将第2光学系统22用于实现宽高比的提高。

在此，如上述所示，在y－z平面内，如果聚光透镜19的前侧腰部位置P_y相对于聚光透镜19的前侧焦点偏移，则聚光透镜19的后侧腰部位置相对于聚光透镜19的后侧焦点偏移。即，聚光透镜19的后侧腰部距离S_2y（相当于上述算式（6）的后侧腰部距离S_2A）与聚光透镜19的焦距f₄背离。基于该原因，例如在将光偏转元件15配置在聚光透镜19的后侧焦点处的情况下，可能发生损耗。因此，接下来，对损耗的降低进行研究。

图3是表示前侧腰部距离与后侧腰部距离的关系的曲线图。图3的横轴是将前侧腰部距离S_1y除以聚光透镜19的焦距f₄所得的结果。因此，横轴的“1”表示前侧腰部距离S_1y与焦距f₄一致的状态。这样，横轴的值表示前侧腰部距离S_1y与焦距f₄的背离程度（以下，称为“前侧背离度”）。

图3的纵轴是将后侧腰部距离S_2y除以聚光透镜19的焦距f₄所得的结果。因此，纵轴的“1”表示后侧腰部距离S_2y与焦距f₄一致的状态。这样，纵轴的值表示后侧腰部距离S_2y与焦距f₄的背离程度（以下，称为“后侧背离度”）。

另外，图3中的各曲线是使第3值V₃进行了变化的情况下的变动状况，其中，第3值V₃是将由下述算式（2）表示的第2值Z_ry如下述算式（3）所示，除以聚光透镜19的焦距f₄所得到的。此外，第2值Z_ry相当于将上述算式（5）的Z_rA在y－z平面内适用于聚光透镜19及信号光L1的情况。

【公式10】

$Z_{\mathrm{ry}}=\frac{{{\mathrm{\πD}}_{1y}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

【公式11】

$V_3=\frac{Z_{\mathrm{ry}}}{f_4}\·\·\·\left(3\right)$

如图3所示，例如在第3值V₃小于或等于1的情况下，后侧背离度（S_2y/f₄）在前侧背离度（S_1y/f₄）从0至1之间的区域中具有峰值，随着前侧背离度从该峰值开始向负方向增大而减少。另外，在相同的情况下，后侧背离度在前侧背离度从1至2之间的区域中具有峰值，随着前侧背离度从该峰值开始向正方向增大而减少。

因此，为了降低由后侧腰部距离S_2y和聚光透镜19的焦距f₄之间的背离引起的损耗（即，由聚光透镜19的后侧腰部位置相对于聚光透镜19的后侧焦点偏移引起的损耗），只要增大前侧背离度的绝对值即可。为此，作为一个例子，只要增大前侧腰部距离S_1y的绝对值即可。在本实施方式所涉及的波长选择开关1中，变形光学系统17作为第3光学系统23起作用，其在y－z平面内，将从入射至聚光透镜19的信号光L1的光束腰部位置P_y至聚光透镜19为止的距离S_1y扩大。第3光学系统23由一对棱镜17a、17b构成。

更具体地说，如图1B所示，从中继光学系统16的第1透镜16a射出的信号光L1在y－z平面内，在与第2透镜16b之间形成光束腰部，一边从该光束腰部开始展宽一边通过第2透镜16b而入射至第3光学系统（变形光学系统17）23。入射至第3光学系统23的信号光L1在y－z平面内，光束尺寸扩大而从第3光学系统23射出。因此，聚光透镜19的前侧腰部位置P_y实质上与通过第1透镜16a形成的光束腰部相比进一步向前级的位置P移动。即，第3光学系统23在y－z平面内，将前侧腰部距离S_1y扩大。

如上所述，在波长选择开关1中，由于第3光学系统23扩大前侧腰部距离S_1y，因此，后侧背离度相对变小。因此，由后侧腰部距离S_2y和聚光透镜19的焦距f₄之间的背离引起的损耗降低。此外，在此，前侧腰部距离S_1y在位于聚光透镜19的前级的情况下为正值，在位于聚光透镜19的后级的情况下为负值。

另一方面，如图3所示，如果第3值V₃变大，则存在后侧背离度变小的倾向。第3值V₃如上述算式（2）、（3）所示，能够通过增大第2值Z_ry而增大。在波长选择开关1中，变形光学系统17通过扩大前侧腰部尺寸D_1y，从而扩大第2值Z_ry。即，在波长选择开关1中，变形光学系统17作为在y－z平面内扩大第2值Z_ry的第4光学系统24起作用。第4光学系统24由一对棱镜17a、17b构成。这样，在波长选择开关1中，第4光学系统24通过扩大第3值V₃（即第2值Z_ry），从而减小后侧背离度。因此，进一步降低损耗。

接下来，进一步对光学设计的自由度的提高进行研究。图4是表示前侧腰部距离与后侧腰部尺寸的关系的曲线图。图4的横轴表示通过下述算式（1）表示的第1值V₁。第1值V₁是取上述的前侧背离度的绝对值而得到的。另外，图4的纵轴表示将后侧腰部尺寸D_2y除以前侧腰部尺寸D_1y所得到的值（以下，称为“腰部尺寸比”）。另外，图4的各曲线是使由上述算式（3）表示的第3值V₃进行了变化的情况下的变动状况。图4是双对数曲线。

【公式12】

$V_1=\left|\frac{S_{1y}}{f_4}\right|\·\·\·\left(1\right)$

如图4所示，在第3值V₃大于或等于4的情况下，腰部尺寸比在从第1值V₁较小侧至规定值为止的区间中恒定，如果第1值V₁大于或等于该规定值，则发生变化（减少）。如果将前侧腰部尺寸D_1y设为恒定，则腰部尺寸比的变化是后侧腰部尺寸D_2y的变化。即，在第3值V₃大于或等于4的情况下，第1值V₁具有在使第1值V₁进行了变化时后侧腰部尺寸D_2y变化的变化点M。换言之，在波长选择开关1中，在比变化点M小的区域中，能够变更第1值V₁而不使腰部尺寸比（后侧腰部尺寸D_2y）变化。

如上述算式（1）所示，第1值V₁是将前侧腰部距离S_1y除以焦距f4并取绝对值而得到的。因此，其表示能够在使后侧腰部尺寸D_2y不变化的情况下变更前侧腰部距离S_1y。后侧腰部尺寸D_2y规定光偏转元件15上的信号光L1的宽高比。因此，在波长选择开关1中，赋予了在使宽高比不变化的情况下变更前侧腰部距离S_1y的自由度。

从上述角度出发，在波长选择开关1中，第1值V₁比变化点M小，该变化点M是指在使第1值V₁进行了变化时从聚光透镜19射出的信号光L1的光束腰部位置处的光束尺寸D_2y变化的变化点。由此，如上述那样，能够提高光学设计的自由度。特别地，在波长选择开关1中，使第3值V₃大于或等于4。由此，在使第1值V₁进行了变化时后侧腰部尺寸D_2y不变化的第1值V₁的区域变大，自由度进一步提高。此外，关于变化点M，作为一个例子，在第3值V₃为4的情况下为5左右，在第3值V₃为730的情况下为230左右。

此外，如图1B及图5所示，从由第1透镜16a形成的光束腰部位置（前侧腰部位置）P_y至变形光学系统17（例如棱镜17a的设置位置）为止的距离，使用第2透镜16b的（x－z平面内的）焦距f₃、和从第2透镜16b至变形光学系统17为止的距离d而表示为f₃+d。并且，关于从变形光学系统17至实质上的光束腰部位置P为止的距离，如果将变形光学系统17的扩大倍率设为m，则表示为（f₃+d）×m²。即，如上述所示，获得变更前侧腰部距离S_1y的自由度相当于获得变更焦距f₃、距离d及倍率m的自由度。

接下来，对损耗的进一步降低进行研究。为了在光偏转元件15中抑制损耗的发生，优选在x－z平面内及y－z平面内两者中，将光偏转元件15配置在聚光透镜19的后侧腰部位置处。但是，如上述所示，在x－z平面内，虽然聚光透镜19的后侧腰部位置与聚光透镜19的后侧焦点一致，但在y－z平面内，聚光透镜19的后侧腰部位置与聚光透镜19的后侧焦点不一致。

即，x－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部位置与y－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部位置不一致。因此，在波长选择开关1中，难以将光偏转元件15配置为与x－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部位置和y－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部位置这两者一致。

因此，在波长选择开关1中，将光偏转元件15配置为与y－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部位置一致。即，光偏转元件15在x－z平面内，以与在y－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部位置与聚光透镜19的后侧焦点之间的偏移（以下，称为“光轴方向偏移”）相对应的量，相对于聚光透镜19的后侧腰部位置及后侧焦点偏移。该x－z平面内的光轴方向偏移量为|S_2y－f₄|。

图6是表示光轴方向偏移量与透过率的关系的曲线图。图6的横轴表示将光轴方向偏移量除以由下述算式（8）表示的第4值Z_rx所得到的值。图6的纵轴表示透过率（损耗）。下述算式（8）中的D_2x是聚光透镜19的后侧腰部尺寸。如图6所示，如果光轴方向偏移量（|S_2y－f₄|）除以第4值Z_rx所得到的值为1.0左右，则透过率为－1.0dB左右。因此，为了使透过率与－1.0dB相比接近0，需要将光轴方向偏移量抑制为小于或等于第4值Z_rx。换言之，如果相对地增大第4值Z_rx，则损耗难以超过1.0dB。第4值Z_rx例如如果增大D_2x则变大。

【公式13】

$Z_{\mathrm{rx}}=\frac{{{\mathrm{\πD}}_{2x}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(8\right)$

另一方面，在波长选择开关1中，在y－z平面内，利用变形光学系统17扩大后的信号光L1入射至聚光透镜19。另一方面，在x－z平面内，信号光L1没有通过变形光学系统17扩大就入射至聚光透镜19。因此，x－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部尺寸D_2x比y－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部尺寸D_2y大。

因此，在x－z平面内由后侧腰部尺寸D_2x规定的第4值Z_rx与在y－z平面内由后侧腰部尺寸D_2y同样地规定的值相比较大。即，在波长选择开关1中，在形成相对较小的后侧腰部尺寸D_2y的y－z平面内，将光偏转元件15配置在聚光透镜19的后侧腰部位置而避免光轴方向偏移，在形成相对较大的后侧腰部尺寸D_2x的x－z平面内，容许光轴方向偏移。由此，在波长选择开关1中，损耗难以增加（能够降低损耗）。特别地，在波长选择开关1中，通过满足下述算式（4），从而能够将损耗抑制为小于或等于1.0dB。

【公式14】

$|S_{2y}-f_4|\≤\frac{{{\mathrm{\πD}}_{2x}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(4\right)$

如上所述，根据波长选择开关1，在实现期望的宽高比的基础上，能够在降低损耗的同时提高光学设计的自由度。并且，通过自由度的提高，能够进一步导入用于降低损耗的光学系统。

［第2实施方式］

图7A及图7B是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第2实施方式的结构的示意图。图7A是从y轴方向观察时的图，是表示x－z平面中的波长选择开关的示意结构的图。图7B是从x轴方向观察时的图，是表示y－z平面中的波长选择开关的示意结构的图。如图7A及图7B所示，本实施方式所涉及的波长选择开关1A与上述波长选择开关1相比，不同之处在于取代中继光学系统16而具有中继光学系统16A。

中继光学系统16A中取代第2透镜16b而具有第2透镜16c。第2透镜16c至少在x－z平面内具有屈光力。在此，第2透镜16c在x－z平面内及y－z平面内具有屈光力。第2透镜16c例如是凸状球面透镜等旋转对称透镜。

第2透镜16c以第2透镜16c的前侧焦点与第1透镜16a的后侧焦点大致一致的方式配置。另外，第2透镜16c以第2透镜16c的后侧焦点与聚光透镜19的前侧焦点大致一致的方式配置。即，第2透镜16c配置在以第1透镜16a的焦距f₂及第2透镜16c的焦距f₃的量与第1透镜16a分离，且以第2透镜16c的焦距f₃及聚光透镜19的焦距f₄的量与聚光透镜19分离的位置。

接下来，对波长选择开关1A中的信号光L1的光束腰部的控制进行说明。在本实施方式所涉及的波长选择开关1A中，如图7A所示，在x－z平面内，中继光学系统16A的第1透镜16a以第1透镜16a的前侧腰部位置P_x与第1透镜16a的前侧焦点一致的方式配置。因此，第1透镜16a的后侧腰部位置P_x与第1透镜16a的后侧焦点一致。

另外，第1透镜16a的后侧焦点与第2透镜16c的前侧焦点一致。即，第2透镜16c的前侧腰部位置P_x与第2透镜16c的前侧焦点一致。因此，第2透镜16c的后侧腰部位置P_x与第2透镜16c的后侧焦点一致。另外，第2透镜16c的后侧焦点与聚光透镜19的前侧焦点一致。即，聚光透镜19的前侧腰部位置P_x与聚光透镜19的前侧焦点一致。如上所述，中继光学系统16A在x－z面内，使聚光透镜19的前侧腰部位置P_x与聚光透镜19的前侧焦点一致。

换言之，中继光学系统16A作为第1光学系统21起作用，其在x－z平面内，使入射至聚光透镜19的信号光L1的光束腰部位置P_x在z轴方向上与聚光透镜19的前侧焦点一致。该第1光学系统21如上述所示，包含作为第1要素的第1透镜16a和作为第2要素的第2透镜16c，其中，第1透镜16a在x－z平面内及y－z平面内具有屈光力，第2透镜16c在x－z平面内及y－z平面内平面内具有屈光力。

同样地，如图7B所示，在y－z平面内，也使得第1透镜16a以第1透镜16a的前侧腰部位置P_y与第1透镜16a的前侧焦点一致的方式配置。因此，第1透镜16a的后侧腰部位置P_y与第1透镜16a的后侧焦点一致。另外，第1透镜16a的后侧焦点与第2透镜16c的前侧焦点一致。即，第2透镜16c的前侧腰部位置P_y与第2透镜16c的前侧焦点一致。但是，如后述所示，由于第2透镜16c的后侧腰部位置通过变形光学系统17而偏移，因此，与第2透镜16c的后侧焦点不一致。

更具体地说，从第2透镜16c射出的信号光L1由第2透镜16c聚光，在其光束尺寸缩小的同时入射至变形光学系统17。并且，入射至变形光学系统17的信号光L1通过变形光学系统17而使光束尺寸的缩小程度降低。因此，使从第2透镜16c射出的信号光L1的光束腰部，与没有变形光学系统17的情况下的第2透镜16c的后侧腰部位置P_y相比位于后级（后述的位置P）。

即，第2透镜16c的后侧腰部位置P_y通过变形光学系统17相对于第2透镜16c的后侧焦点偏移。换言之，变形光学系统17作为第2光学系统22起作用，其在y－z平面内，使入射至聚光透镜19的信号光L1的光束腰部位置P_y沿z轴方向相对于聚光透镜19的前侧焦点偏移。并且，该第2光学系统22由一对棱镜17a、17b构成。

如上所述，在波长选择开关1A中也同样地，第2光学系统22在y－z平面内使前侧腰部位置P_y相对于聚光透镜19的前侧焦点偏移。即，前侧腰部距离S_1y不限定于聚光透镜19的焦距f₄。因此，在波长选择开关1中，为了实现期望的宽高比，在y－z平面内，能够对聚光透镜19的前侧腰部尺寸D_1y及前侧腰部距离S_1y两者进行调整。因此，根据波长选择开关1A，光学设计的自由度提高。

此外，在波长选择开关1A中，在y－z平面内，利用第2光学系统22，使聚光透镜19的前侧腰部位置P_y与聚光透镜19的前侧焦点相比位于后级。因此，在y－z平面内，能够在信号光的展宽较小的阶段中通过分光元件18进行信号光L1的分光。因此，能够实现分光元件18的小型化。

在此，如上述所示，在波长选择开关1A中，在y－z平面内，聚光透镜19的后侧腰部距离S_2y与聚光透镜19的焦距f₄背离。由于该原因，例如在将光偏转元件15配置在聚光透镜19的后侧焦点处的情况下，可能发生损耗。因此，在波长选择开关1A中，为了降低由于后侧腰部距离S_2y与聚光透镜19的焦距f₄之间的背离所引起的损耗，将前侧背离度的绝对值增大。

因此，将前侧腰部距离S_1y的绝对值增大。在本实施方式所涉及的波长选择开关1A中，变形光学系统17作为第3光学系统23起作用，其在y－z平面内，将从入射至聚光透镜19的信号光L1的光束腰部位置P_y至聚光透镜19为止的距离S_1y扩大。第3光学系统23由一对棱镜17a、17b构成。

更具体地说，如图7B所示，在y－z平面内，入射至中继光学系统16的第2透镜16c的信号光L1通过第2透镜16c聚光。因此，信号光L1在缩小其光束尺寸的同时入射至第3光学系统（变形光学系统17）23。并且，信号光L1借助于第3光学系统23，其光束尺寸的缩小程度降低。因此，聚光透镜19的前侧腰部位置实质上与没有第3光学系统23的情况下的前侧腰部位置P_y相比移动至后级的位置P。

即，第3光学系统23在y－z平面内扩大前侧腰部距离S_1y。这样，在波长选择开关1A中，由于第3光学系统23扩大前侧腰部距离S_1y，因此，后侧背离度相对变小（参照图3等）。因此，降低由于后侧腰部距离S_2y与聚光透镜19的焦距f₄之间的背离所引起的损耗。

另一方面，在波长选择开关1A中，变形光学系统17通过扩大前侧腰部尺寸D_1y，从而扩大上述算式（2）所示的第2值Z_ry。即，在波长选择开关1A中也同样地，变形光学系统17作为第4光学系统24起作用，其在y－z平面内扩大第2值Z_ry。第4光学系统24由一对棱镜17a、17b构成。如上所述，在波长选择开关1A中，第4光学系统24通过扩大第3值V₃（即第2值Z_ry），从而减小后侧背离度。因此，能够降低损耗。

在此，如上所述，在上述算式（3）所示的第3值V₃大于或等于4的情况下，腰部尺寸比在从上述算式（1）所示的第1值V₁较小侧至规定值为止的区间内恒定，如果第1值V₁大于或等于该规定值，则发生变化（减少）（参照图4）。即，如上述所示，在第3值V₃大于或等于4的情况下，第1值V₁具有在使第1值V₁进行了变化时后侧腰部尺寸D_2y变化的变化点M。换言之，在波长选择开关1A中，通过与变化点M相比增大第1值V1，从而能够减小后侧腰部尺寸D_2y。

后侧腰部尺寸D_2y规定光偏转元件15上的信号光L1的宽高比。因此，在波长选择开关1A中，能够提高宽高比。从上述角度出发，在波长选择开关1A中，第1值V1比变化点M大，该变化点M是指在使第1值V₁进行了变化时从聚光透镜19射出的信号光L1的光束腰部位置处的光束尺寸D_2y变化的变化点。由此，如上述所示，能够提高宽高比。

第1值V₁如上述算式（1）所示，通过聚光透镜19的前侧腰部距离S_1y进行规定。另外，如果使x－z平面内的光偏转元件15上的信号光L1的光束尺寸恒定，则宽高比通过y－z平面内的光偏转元件15上的信号光L1的光束尺寸进行规定。因此，关于聚光透镜19的前侧腰部距离S_1y与y－z平面内的光偏转元件15上的信号光L1的光束尺寸之间的关系，将计算结果的一个例子在图9、10中示出。

在图9所示的计算中使用以下条件。

［棱镜（变形光学系统17）］

倍率8倍（2个棱镜（棱镜17a、17b））、玻璃材料为Si

［透镜］

准直透镜12b的焦距f1：1.4mm

第1透镜16a的焦距f2：65mm

第2透镜16c的焦距f3：65mm

聚光透镜19的焦距f4：100mm

光束腰部直径：0.2654mm

［波长］

信号光L1的波长：0.001548mm

如图9所示，在聚光透镜19的前侧腰部距离S_1y的绝对值为450mm附近，光束尺寸开始逐渐减小。即，规定上述变化点M的前侧腰部距离S_1y此处为450mm左右。另外，在将前侧腰部距离S_1y设为3000mm左右时，能够将光偏转元件15处的宽高比设为30左右。

在图10所示的计算中使用以下条件。

［棱镜（变形光学系统17）］

倍率8倍（2个棱镜（棱镜17a、17b））、玻璃材料为Si

［透镜］

准直透镜12b的焦距f1：0.7mm

第1透镜16a的焦距f2：65mm

第2透镜16c的焦距f3：65mm

聚光透镜19的焦距f4：100mm

聚光透镜19的前侧腰部尺寸D_1y：0.133mm

［波长］

信号光L1的波长：0.001548mm

如图10所示，在聚光透镜19的前侧腰部距离S_1y的绝对值为180mm附近，光束尺寸开始逐渐减小。即，规定上述变化点M的前侧腰部距离S_1y此处为180mm左右。另外，在将前侧腰部距离S_1y设为1900mm左右时，能够将光偏转元件15处的宽高比设为30左右。

此外，如图7B及图8所示，在没有变形光学系统17的情况下，从第2透镜16c的后侧腰部位置P_y至变形光学系统17为止的距离，使用第2透镜16c的焦距f₃、和从第2透镜16c至变形光学系统17为止的距离d而表示为f₃－d。并且，如果将变形光学系统17的扩大倍率设为m，则从变形光学系统17至实质上的光束腰部位置P为止的距离表示为（f₃－d）×m²。即，如上述所示，获得变更前侧腰部距离S_1y的自由度意味着获得变更焦距f3、距离d及倍率m的自由度。

在此，在波长选择开关1A中，也与波长选择开关1相同地，将光偏转元件15配置为与y－z平面内的聚光透镜19的后侧腰部位置一致。并且，在波长选择开关1A中，也满足上述算式（4）。由此，能够将损耗抑制为小于或等于1.0dB。

［第3实施方式］

图11是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第3实施方式的结构的示意图。特别地，图11是从x轴方向观察时的图，是表示y－z平面内的波长选择开关的示意结构的图。如图11所示，本实施方式所涉及的波长选择开关1B与上述波长选择开关1A相比，不同之处在于还具有偏振分集模块30。偏振分集模块30配置在中继光学系统16A的前级。

偏振分集模块30包含：偏振分光器31、波长板（偏振旋转元件）32以及光路调整元件33。偏振分光器31与偏振方向（s/p偏振）相对应地使信号光L1在y轴方向上分离。波长板32使利用偏振分光器31分离后的信号光DL1、DL2中的一个信号光DL2的偏振方向与另一个信号光DL1的偏振方向一致。光路调整元件33使利用偏振分光器31分离后的信号光DL1、DL2中的一个信号光DL1的光路长度与另一个信号光DL2的光路长度一致。

此外，在偏振分集模块30中，利用偏振分光器31分离后的信号光DL2在反射镜34上反射后入射至波长板32。这样，波长选择开关1B通过具有偏振分集模块30，能够降低偏振依赖损耗。特别地，通过配置在中继光学系统16A的前级，从而能够使偏振分集模块30小型化。

在此，在具有上述偏振分集模块30的波长选择开关1B中，信号光DL1和信号光DL2沿着不同的路径行进。信号光DL1、DL2所经过的路径在去路及归路上相反。例如，在图示上侧的路径上朝向光偏转元件15的信号光DL1从光偏转元件15返回时经过图示下侧的路径。此时，在波长选择开关1B中，由于中继光学系统16A及变形光学系统17的上述功能是重要的，因此，需要使信号光DL1、DL2的去路及归路的光路长度一致。因此，例如配置由柱面透镜或棱镜组件构成的光路调整元件33是更有效的。

［第4实施方式］

图12及图13是表示本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的第4实施方式的结构的示意图。特别地，图12是从y轴方向观察时的图，是表示x－z平面内的波长选择开关的示意结构的图。图13是从x轴方向观察时的图，是表示y－z平面内的波长选择开关的示意结构的图。如图12、13所示，本实施方式所涉及的波长选择开关1C与上述波长选择开关1相比，不同之处在于取代端口阵列14而具有端口阵列14C，以及取代光偏转元件15而具有光偏转元件15C。

端口阵列14C、中继光学系统16、变形光学系统17、分光元件18、聚光透镜19以及光偏转元件15C在规定的轴线C上排列配置。规定的轴线C是例如沿z轴方向延伸的轴线。此外，在图12及图13中，规定的轴线C描绘为直线状，但例如通过在中途配置反射镜等而可以使规定的轴线C弯折。

图14是表示从规定的轴线C方向（z轴方向）观察时的端口阵列14C的结构的图。另外，图15是表示从y轴方向观察时的端口阵列14C的结构的侧视图。如图14及图15所示，端口阵列14C具有第1部分40a和第2部分40b。第1部分40a和第2部分40b在与图12及图13所示的规定的轴线C相交叉的第1方向（在本实施方式中为x轴方向）上排列配置。

第1部分40a包含大于或等于3个第1光输入/输出端口41。在本实施方式中，这些光输入/输出端口41沿x轴方向排列。在这些光输入/输出端口41中包含有一个或多个作为输入端口12的第1输入端口41a、和一个或多个作为输出端口13的第1输出端口41b。作为例示，在图14及图15中示出了1个输入端口41a和多个输出端口41b。在此情况下，输入端口41a例如将作为波长复用光的信号光L11向波长选择开关1C的内部射出。输出端口41b例如接受利用光偏转元件15C偏转后的波长成分L12。

如图15所示，在该第1部分40a中，在相对于规定的轴线C向与规定的轴线C相交叉的第1方向（在本实施方式中为x轴方向）倾斜的光轴上，进行光输入/输出端口41的入射/出射（即，来自输入端口41a的信号光L11的射出以及向输出端口41b的波长成分L12的射入）。以规定的轴线C为基准的光输入/输出端口41的入射/出射角θ₁的角度范围在将规定的轴线C设为0°时例如为0°＜θ₁＜5°，更优选为0°＜θ₁＜3°。

第2部分40b包含大于或等于3个第2光输入/输出端口42。在本实施方式中，这些光输入/输出端口42沿x轴方向排列。在这些光输入/输出端口42中包含有一个或多个作为输入端口12的第2输入端口42a、和一个或多个作为第2输出端口13的输出端口42b。作为例示，在图14及图15中示出了1个输入端口42a和多个输出端口42b。在此情况下，光输入端口42a例如将作为波长复用光的信号光L21向波长选择开关1C的内部射出。输出端口42b例如接受利用光偏转元件15C偏转后的波长成分L22。

如图15所示，在该第2部分40b中，在向x轴方向倾斜的光轴上进行光输入/输出端口42的入射/出射（即，来自输入端口42a的信号光L21的射出以及向输出端口42b的波长成分L22的射入）。以规定的轴线C为基准的光输入/输出端口42的入射/出射角与光输入/输出端口41的入射/出射角θ₁不同，例如为－θ₁。

各光输入/输出端口41包含光纤41c及聚光元件（聚光透镜）41d而构成。各聚光元件41d相对于各光纤41c一对一地设置，并在相对应的光纤41c的端面上进行光耦合。相同地，各光输入/输出端口42包含光纤42c及聚光元件（聚光透镜）42d而构成。各聚光元件42d相对于各光纤42c一对一地设置，并在相对应的光纤42c的端面上进行光耦合。

如图15所示，各光纤41c和与各光纤41c分别相对应的各聚光元件41d的光轴彼此偏移。具体来说，聚光元件41d的光轴相对于光纤41c的光轴偏移了Δα（＞0）。另外，该偏移量Δα在大于或等于3个的光输入/输出端口41上彼此相等。由此，在大于或等于3个的光输入/输出端口41上赋予了均一的正的入射/出射角θ₁。此外，在本实施方式中，大于或等于3个的光纤41c以间隔α彼此等间隔地配置。另外，与它们相对应的大于或等于3个的聚光元件41d也以间隔α彼此等间隔地配置。

另一方面，各光纤42c和与各光纤42c分别相对应的各聚光元件42d的光轴也在x轴方向上彼此偏移。但是，该偏移量与聚光元件41d的偏移量不同，例如为－Δα。另外，该偏移量－Δα在大于或等于3个的光输入/输出端口42上彼此相等。由此，在大于或等于3个的光输入/输出端口42上赋予了均一的负的入射/出射角－θ₁。另外，在本实施方式中，大于或等于3个的光纤42c以间隔α彼此等间隔地配置。另外，与它们相对应的大于或等于3个的聚光元件42d也以间隔α彼此等间隔地配置。

另外，在本实施方式中，端口阵列14C除了光输入/输出端口41、42以外，还具有调芯用端口43。调芯用端口43是用于在沿规定的轴线C的光轴上进行调芯用光L3的入射/出射的端口。该调芯用端口43也包含有光纤43c、与光纤43c的端面光耦合的聚光元件43d。其中，光纤43c的光轴与聚光元件43d的光轴彼此一致。因此，在调芯用端口43入射/出射的光L3沿规定的轴线C传输。

上述调芯用端口43如图14及图15所示，也可以相对于第1部分40a及第2部分40b共通地设置。或者，调芯用端口43也可以分别在第1部分40a及第2部分40b上至少各设置一个。在本实施方式中，在第1部分40a及第2部分40b之间配置有一个调芯用端口43。

与光纤43c相邻的光纤41c及42c和光纤43c彼此隔开间隔α地进行配置。另一方面，与聚光元件43d相邻的聚光元件41d及42d和聚光元件43d彼此隔开间隔α+Δα地进行配置。通过上述结构，实现了上述的光纤41c与聚光元件41d之间的光轴的偏移量Δα，以及光纤42c与聚光元件42d之间的光轴的偏移量－Δα。换言之，在本实施方式中，光纤41c、42c及43c彼此等间距地排列，聚光元件41d、42d及43d彼此不等间距地排列。并且，聚光元件41d的位置相对于光纤41c向排列方向的一侧（x轴的正侧）偏移，聚光元件42d的位置相对于光纤42c向排列方向的另一侧（x轴的负侧）偏移。

再次参照图12及图13。在波长选择开关1C中，中继光学系统16的第1透镜16a及第2透镜16b相对于光输入/输出端口11、12共通地设置。第1透镜16a配置为第1透镜16a的前侧焦点与聚光元件41d～43d（参照图4）的后侧焦点大致一致。即，第1透镜16a配置在以端口阵列14C具有的聚光元件41d～43d的焦距f1及第1透镜16a的焦距f2的量与聚光元件41d、42d分离的位置。

变形光学系统17（棱镜17a、17b）相对于光输入/输出端口41、42共通地设置。变形光学系统17使从中继光学系统16的第2透镜16b射出的信号光L11、L21射入，并且，将该信号光L11、L21的光束尺寸沿y轴方向扩大并射出。

分光元件18相对于光输入/输出端口41、42共通地设置。分光元件18使光输入/输出端口41、42的入射/出射光的光轴，向与规定的轴线C及x轴方向相交叉的方向、例如y轴方向，以与波长相对应的角度变化。分光元件18在来自输入端口41a、42a的信号光L11、L21为波长复用光的情况下，将信号光L11、L21分光成多个波长成分。在图12及图13中，为了容易理解，仅以多个波长成分中的某个波长成分L12、L22为代表进行图示。

聚光透镜19相对于光输入/输出端口41、42共通地设置。聚光透镜19使利用分光元件18分光而射出的波长成分L12、L22射入，在光偏转元件15C上进行耦合。

光偏转元件15C接受利用聚光透镜19聚光后的波长成分L12，将波长成分L12朝向与其波长相对应的规定的光输出端口41b偏转。同样地，光偏转元件15C接受利用聚光透镜19聚光后的波长成分L22，将波长成分L22朝向与其波长相对应的规定的输出端口42b偏转。为此，光偏转元件15C具有在与规定的轴线C相交叉的平面内以二维状排列的多个光偏转区域（光偏转要素元件）。光偏转元件15C在各光偏转区域内接受相对应的波长成分L12、L22，将波长成分L12、L22各自独立地朝向光输出端口41b、42b偏转。

图16是从规定的轴线方向观察时的光偏转元件的正视图。如图16所示，光偏转元件15C具有沿x轴方向排列的第1光偏转部51及第2光偏转部52。第1光偏转部51包含有沿y轴方向（分光方向）排列的多个光偏转区域51a。第1光偏转部51在相对应的光偏转区域51a内接受经过了分光元件18后的来自输入端口41a的各波长成分，使这些波长成分朝向光输出端口41b。另外，第2光偏转部52包含有沿y轴方向（分光方向）排列的多个光偏转区域52a。第2光偏转部52在相对应的光偏转区域52a内接受经过了分光元件18后的来自光输入端口42a的各波长成分，使这些波长成分朝向输出端口42b。

作为光偏转元件15C，优选使用例如LCOS等相位调制元件。上述相位调制元件具有进行相位调制的多个像素，通过呈现出衍射光栅状的相位调制图案（pattern），将入射光的光路偏转。此外，作为光偏转元件15C，除了相位调制元件以外，还能够使用例如MEMS元件等多种元件。

在作为光偏转元件15C而使用LCOS型的相位调制元件的情况下，在包含规定的轴线C及x轴方向在内的面内（即x－z平面内），从输入端口41a、42a到达的波长成分L12、L22的光轴与相位调制元件的调制面正交即可。由此，能够实现更精密的偏转控制。上述方式例如能够通过以在x－z平面内，波长成分L12、L22的光轴与调制面正交的方式，设定光输入/输出端口41、42相对于规定的轴线C的入射/出射角θ₁、－θ₁，从而适当地实现。在此情况下，前级光学系统（中继光学系统16及变形光学系统17）及聚光透镜19，以在x－z平面内，波长成分L12、L22的光轴与调制面正交的方式，变更来自光输入/输出端口41、42的光的光路即可。

另外，在此情况下，更优选x轴方向上的前级光学系统（中继光学系统16及变形光学系统17）及聚光透镜19的中心光轴彼此一致。另外，在此情况下，光输入/输出端口41的入射/出射光L11、L12的光轴与光输入/输出端口42的入射/出射光L21、L22的光轴相对于规定的轴线C彼此对称即可。此外，规定的轴线C是如下所述的轴线，即，在假设沿该规定的轴线C射出的光到达至相位调制元件的调制面的情况下，在包含规定的轴线C及x轴方向的面内（x－z平面内），该光的光轴与相位调制元件的调制面正交。

利用光偏转元件15C偏转后的波长成分L12、L22经由聚光透镜19、分光元件18、变形光学系统17以及中继光学系统16而到达至规定的输出端口41b、42b，并向波长选择开关1C的外部输出。

对通过具有以上结构的本实施方式的波长选择开关1C取得的效果进行说明。例如，在日本特开2011－248000号公报中记载的波长选择开关中，配置有与光输入/输出部的大于或等于两个组分别对应的透镜，利用该透镜，向入射/出射光的光轴对应于各组而赋予不同的角度。但是，在上述结构中，部件数量增多，另外，与上述透镜相应地，光路长度增加，成为妨碍波长选择开关的小型化的一个原因。

与此相对，在本实施方式的波长选择开关1C中，不利用上述透镜，而是在光输入/输出部40的第1光输入/输出端口41及第2光输入/输出端口42中，分别向入射/出射光的光轴赋予规定的角度。因此，根据本实施方式的波长选择开关1C，能够抑制部件数量，不会过度地增加光路长度，能够分离（或者耦合）更多的波长成分。

另外，如本实施方式所示，光输入/输出端口41、42也可以包含有光纤41c、42c和聚光元件41d、42d，该聚光元件41d、42d相对于光纤41c、42c一对一地设置，并与该光纤41c、42c的端面光耦合。在此情况下，通过将光纤41c、42c的光轴与聚光元件41d、42d的光轴彼此偏移，从而能够利用简单的结构容易地对光输入/输出端口41、42的入射/出射角θ₁、－θ₁进行设定。另外，通过上述方式，由于光输入/输出端口41、42能够确保充分的有效直径，因此，即使对于波长选择开关1C小型化的情况，也能够使入射/出射角θ₁、－θ₁的绝对值足够大。

另外，如本实施方式那样，端口阵列14C除了光输入/输出端口41、42以外，还可以具有调芯用端口43，该调芯用端口43在沿规定的轴线C的光轴上进行调芯用光L3的入射/出射。关于光输入/输出端口41、42，由于入射/出射光是倾斜的，因此难以用于调芯，但通过另外准备上述调芯用端口43，从而能够容易地进行调芯作业。

以上实施方式对本发明的一个方案所涉及的波长选择开关的一个实施方式进行了说明。因此，本发明的一个方案所涉及的波长选择开关并不限定于上述的波长选择开关1～1C。对于本发明的一个方案所涉及的波长选择开关，在不变更各技术方案的主旨的范围内，能够任意地变更上述波长选择开关1～1C。

例如，在上述实施方式中，对向波长选择开关1A中设置有偏振分集模块30的波长选择开关1B进行了说明。但是，也可以向波长选择开关1、1C中设置偏振分集模块30。

另外，在上述实施方式中，对向波长选择开关1中使用端口阵列14C及光偏转元件15C的波长选择开关1C进行了说明。但是，也可以向波长选择开关1A、1B中使用端口阵列14C及光偏转元件15C。

另外，在上述实施方式中，对将波长选择开关1～1B应用于从输入端口12输入波长复用光，并从输出端口13输出分光后的各波长成分的光的情况进行了说明，但波长选择开关1～1B也可以应用于从多个输入端口12输入各波长成分的光，并从输出端口13输出合波后的波长复用光的情况。

并且，在上述实施方式中，端口阵列14的各端口12、13包含光纤12a、13a和准直透镜12b、13b而构成，但端口阵列14的方式并不限定于此。

Claims (22)

1.一种波长选择开关，其具有：

端口阵列，其将输入信号光的输入端口及输出信号光的输出端口沿第1方向排列而构成；

分光元件，其将从所述输入端口输入的信号光在与所述第1方向不同的第2方向上进行分光；

聚光元件，其对通过所述分光元件分光后的信号光分别进行聚光；

光偏转元件，其使通过所述聚光元件聚光后的信号光分别朝向所述输出端口偏转；

第1光学系统，其在通过所述第1方向和信号光的光轴方向建立的第1面内，使入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置在所述光轴方向上与所述聚光元件的前侧焦点一致；以及

第2光学系统，其在通过所述第2方向和所述光轴方向建立的第2面内，使入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置在所述光轴方向上相对于所述前侧焦点偏移。

2.根据权利要求1所述的波长选择开关，其中，

所述第1光学系统包含：第1要素，其在所述第1及第2面内具有屈光力；以及第2要素，其至少在所述第1面内具有屈光力。

3.根据权利要求1或2所述的波长选择开关，其中，

所述第2光学系统在所述第2面内，使入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置在所述光轴方向上位于所述前侧焦点的前级。

4.根据权利要求3所述的波长选择开关，其中，

所述第2光学系统由第3要素构成，该第3要素仅在所述第1及第2面中的所述第1面内具有屈光力。

5.根据权利要求1或2所述的波长选择开关，其中，

所述第2光学系统在所述第2面内，使入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置在所述光轴方向上位于所述前侧焦点的后级。

6.根据权利要求5所述的波长选择开关，其中，

所述第2光学系统由至少一对棱镜构成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的波长选择开关，其中，

该波长选择开关具有第3光学系统，该第3光学系统在所述第2面内，将从入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置至所述聚光元件为止的距离扩大。

8.根据权利要求7所述的波长选择开关，其中，

所述第3光学系统由至少一对棱镜构成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的波长选择开关，其中，

在所述第2面内，在将从入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置至所述聚光元件为止的距离设为S_1y，将所述聚光元件的焦距设为f₄，将从所述聚光元件射出的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_2y时，通过下述算式（1）表示的第1值V₁，与在使所述第1值V₁进行了变化时所述光束尺寸D_2y变化的变化点相比较小

【公式1】

$V_1=\left|\frac{S_{1y}}{f_4}\right|\·\·\·\left(1\right).$

10.根据权利要求1至8中任一项所述的波长选择开关，其中，

在所述第2面内，在将从入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置至所述聚光元件为止的距离设为S_1y，将所述聚光元件的焦距设为f₄，将从所述聚光元件射出的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_2y时，通过下述算式（1）表示的第1值V₁，与在使所述第1值V₁进行了变化时所述光束尺寸D_2y变化的变化点相比较大

【公式2】

$V_1=\left|\frac{S_{1y}}{f_4}\right|\·\·\·\left(1\right).$

11.根据权利要求1至10中任一项所述的波长选择开关，其中，

该波长选择开关具有第4光学系统，该第4光学系统在所述第2面内，在将入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_1y，将信号光的波长设为λ时，将通过下述算式（2）表示的第2值Z_ry扩大

【公式3】

$Z_{\mathrm{ry}}=\frac{{{\mathrm{\πD}}_{1y}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right).$

12.根据权利要求11所述的波长选择开关，其中，

所述第4光学系统由至少一对棱镜构成。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的波长选择开关，其中，

在所述第2面内，在将入射至所述聚光元件的信号光的光束腰部位置处的光束尺寸设为D_1y，将信号光的波长设为λ，将所述聚光元件的焦距设为f₄时，使用第2值Z_ry而通过下述算式（3）表示的第3值V₃大于或等于4，该第2值Z_ry是通过下述算式（2）表示的

【公式4】

$Z_{\mathrm{ry}}=\frac{{{\mathrm{\πD}}_{1y}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

【公式5】

$V_3=\frac{Z_{\mathrm{ry}}}{f_4}\·\·\·\left(3\right).$

14.根据权利要求1至13中任一项所述的波长选择开关，其中，

所述光偏转元件配置在从所述聚光元件射出的信号光的在所述第2面内的光束腰部位置处。

15.根据权利要求14所述的波长选择开关，其中，

在将从所述聚光元件射出的信号光的在第2面内的光束腰部位置至所述聚光元件为止的距离设为S_2y，将从所述聚光元件射出的信号光的在所述第1面内的光束腰部位置处的信号光的光束尺寸设为D_2x，将所述聚光元件的焦距设为f₄，将信号光的波长设为λ时，满足下述算式（4）

【公式6】

$|S_{2y}-f_4|\≤\frac{{{\mathrm{\πD}}_{2x}}^2}{4\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(4\right).$

16.根据权利要求6、8、12中任一项所述的波长选择开关，其中，

从所述输入端口输入的信号光的向所述棱镜的入射角度为大于或等于70°。

17.根据权利要求6、8、12、16中任一项所述的波长选择开关，其中，

从所述输入端口输入的信号光的向所述棱镜的入射角度与布儒斯特角大致相等。

18.根据权利要求16或17所述的波长选择开关，其中，

所述棱镜的折射率为大于或等于1.5。

19.根据权利要求18所述的波长选择开关，其中，

所述棱镜的折射率为大于或等于3.0。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的波长选择开关，其中，

该波长选择开关具有偏振分集模块，该偏振分集模块配置在所述第1光学系统的前级。

21.根据权利要求20所述的波长选择开关，其中，

所述偏振分集模块包含：偏振分光器，其与偏振方向相对应地将信号光在所述第2方向上分离；偏振旋转元件，其使通过所述偏振分光器分离后的信号光中的一方的偏振方向与另一方的偏振方向一致；以及光路调整元件，其使通过所述偏振分光器分离后的信号光中的一方的光路长度与另一方的光路长度一致。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的波长选择开关，其中，

所述端口阵列、所述分光元件及所述光偏转元件配置在规定的轴线上，

所述端口阵列具有：

第1部分，其具有包含作为所述输入端口的第1输入端口和作为所述输出端口的第1输出端口在内的第1光输入/输出端口，该第1部分在相对于所述规定的轴线向所述第1方向倾斜的第1光轴上进行所述第1光输入/输出端口的入射/出射；以及

第2部分，其具有包含作为所述输入端口的第2输入端口和作为所述输出端口的第2输出端口在内的第2光输入/输出端口，该第2部分在相对于所述规定的轴线向所述第1方向倾斜的第2光轴上进行所述第2光输入/输出端口的入射/出射，

以所述规定的轴线为基准的所述第1光轴的倾斜角和所述第2光轴的倾斜角彼此不同，

所述分光元件相对于所述第1及第2输入/输出端口共通地设置，

所述光偏转元件具有：

第1光偏转部，其使经过所述分光元件后的来自所述第1输入端口的信号光朝向所述第1输出端口；以及

第2光偏转部，其使经过所述分光元件后的来自所述第2输入端口的信号光朝向所述第2输出端口。